民以食為天，生命的存在與延續(xù)離不開食物。隨著社會的發(fā)展，食品工業(yè)已成為現(xiàn)代工業(yè)中的重要組成部分。食品添加劑是“為改善食品品質(zhì)和色、香、味以及為防腐、保鮮和加工工藝的需要而加入食品中的化學(xué)合成或者天然物質(zhì)”。食品添加劑在食品工業(yè)中起到重要的作用，其功能可分為以下幾方面：1）改善或提高食品色、香、味及口感等指標(biāo)；2）保持和提高食品的營養(yǎng)價值；3）防止食品腐敗變質(zhì)和延長保質(zhì)期；4）增加食品的品種，提高食品的質(zhì)量和檔次；5）改進(jìn)食品加工條件；5）滿足不同人群的需要，調(diào)整營養(yǎng)結(jié)構(gòu)等。
     我國GB2760-2014批準(zhǔn)使用的食品添加劑達(dá)到2000余種，按照功能分成酸度調(diào)節(jié)劑、抗結(jié)劑、食品乳化劑等22類。乳化劑是食品添加劑中重要的一類，在食品加工中起到舉足輕重的作用，不僅能夠提高食品質(zhì)量，延長保質(zhì)期，還能起到改善食品的感官，使得食品便于保鮮加工。

1.食品中各種成分與乳化劑的作用

   食品乳化劑在食品中不僅起到表面活性劑的作用，還會和食品中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等組分發(fā)生獨特的相互作用。

1.1乳化劑與食品中糖類成分作用

      糖類（碳水化合物），包括單糖，雙糖，低聚糖，多糖等，普遍存在于各種食品中。糖類與乳化劑發(fā)生作用主要是通過疏水作用和氫鍵作用。其中，單糖和低聚糖水溶性好，無疏水層，因此不與乳化劑發(fā)生疏水作用。
     淀粉屬多糖類，在食品工業(yè)中占有極其重要的地位。乳化劑通過以下方式與直鏈淀粉發(fā)生作用：直鏈淀粉在水中會形成內(nèi)部有疏水作用的a-螺旋結(jié)構(gòu)，乳化劑分子中的疏水部分進(jìn)入螺旋內(nèi)，并通過疏水鍵與淀粉結(jié)合起來，形成復(fù)合物或絡(luò)合物。這種不溶性復(fù)合物不能再重新結(jié)晶而發(fā)生老化，從而保持食品的松軟組織結(jié)構(gòu)，達(dá)到延長貨架期的作用。

1.2乳化劑與食品中脂肪成分作用

     油脂在食品中也極為常見。在水存在的情況下，乳化劑會使油脂和水形成乳狀液。在無水條件下，由于油脂預(yù)處理關(guān)系，會形成多晶現(xiàn)象。不同晶型會影響食品的感官。因此，在食品加工中加入具有變晶性的乳化劑，能夠延緩晶型變化，有利于保持食品性能所需要的晶型。

1.3乳化劑與食品中蛋白質(zhì)成分作用

     蛋白質(zhì)是不同的氨基酸按照特定的連接方式組成的聚合物分子，是食品的重要成分。他的結(jié)構(gòu)特征能夠影響與乳化劑的相互作用和結(jié)合程度。固定在多肽鏈上的氨基酸側(cè)鏈通過疏水相互作用、氫鍵作用、靜電作用等形式，與乳化劑發(fā)生相互作用。具體的結(jié)合方式與氨基酸側(cè)鏈的極性，乳化劑種類以及電荷和體系的pH值等因素均有關(guān)。在有水存在時，氨基酸側(cè)鏈與乳化劑的疏水基團(tuán)產(chǎn)生疏水作用，乳化劑的疏水部分固定于蛋白質(zhì)上，親水部分結(jié)合在粒子表面，形成脂肪。極性側(cè)鏈不帶電荷的蛋白質(zhì)與乳化劑分子中親水部分以氫鍵形式發(fā)生作用，此時乳化劑的烴鏈結(jié)合在粒子表面。側(cè)鏈帶電荷的蛋白質(zhì)與帶相反電荷的乳化劑產(chǎn)生靜電相互作用。
     需要指出的是，食品中同時存在油脂，蛋白質(zhì)，碳水化合物及其他各種成分，各成分之間相互作用，相互影響。我們應(yīng)結(jié)合實際情況，找出起主要作用的乳化作用形式，并以此為依據(jù)，選出合適的乳化劑。

2.聚甘油脂肪酸酯的特殊功能

    聚甘油脂肪酸酯（聚甘油酯）是由脂肪酸和聚甘油反應(yīng)得到，原料源自天然可再生資源，可生物降解，由于其優(yōu)異的乳化、泡沫、結(jié)晶調(diào)節(jié)能作用，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域，在食品乳化劑中在占有重要地位。通過不同聚合度的聚甘油與不同的脂肪酸以不同的摩爾比進(jìn)行反應(yīng)可以構(gòu)筑結(jié)構(gòu)多樣、性質(zhì)各異的聚甘油酯產(chǎn)品，可滿足不同需求。
文獻(xiàn)中報道，二聚甘油脂肪酸酯在60℃時，8天后酸值沒有增大。90℃和120℃，酸值變化也很小。如其他脂肪酸酯一樣，聚甘油酯在酸性、堿性和分解酶作用下分解，分解成聚甘油和脂肪酸（鹽）。聚甘油酯的非催化水解與溫度和時間有關(guān)，水解很慢。聚甘油酯的水解敏感性是小的，可以在水體系中使用，也可以在較高溫度下使用。

2.1乳化作用

    HLB值≥7的聚甘油酯可用作O/W乳化劑，在中性條件下，乳化性能優(yōu)于單甘脂，丙二醇酯，與蔗糖酯相似；但是，在酸性條件下，尤其是pH 3.5-5時，乳化性和穩(wěn)定性優(yōu)于蔗糖酯。HLB值≤6的聚甘油酯可用作W/O乳化劑，較其他類型乳化劑，穩(wěn)定性、耐熱性更好。另外，大量研究證實聚甘油蓖麻醇酸酯是一種比較特殊的聚甘油酯，可應(yīng)用于W/O/W多重乳化體系中。

2.2充氣作用

     聚甘油酯沒有多晶型現(xiàn)象，而形成介晶相，具有其他乳化劑少有的優(yōu)良的起泡和穩(wěn)泡性能，單獨或與其他乳化劑，特別是a-晶型傾向的乳化劑復(fù)合使用，能夠在食品加工中產(chǎn)生獨特的氣泡結(jié)構(gòu)，起到充氣作用，在烘焙食品中極具應(yīng)用價值。

2.3結(jié)晶調(diào)節(jié)作用

     聚甘油酯具有促進(jìn)結(jié)晶形成和抑制結(jié)晶形成的雙重作用。親油性的聚甘油酯，尤其是長鏈飽和脂肪酸系列的聚甘油酯，能夠顯著抑制結(jié)晶，如十聚甘油十硬脂酸酯（十二個羥基有十個被酯化），具有抑制結(jié)晶形成效果。親水性的聚甘油酯具有促進(jìn)結(jié)晶的作用，如六聚甘油五硬脂酸酯（八個羥基有五個酯化），具有促進(jìn)結(jié)晶的效果?；谏鲜隼碚摚x擇不同的聚甘油酯能夠調(diào)節(jié)油脂結(jié)晶的速率，使得結(jié)晶細(xì)膩，不產(chǎn)生大塊結(jié)晶，從而提高外觀及油脂類產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.4黏度調(diào)節(jié)作用

    聚甘油蓖麻醇酸酯可以提高巧克力制作過程中各組分的分散性，進(jìn)而形成平滑的組織結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品加工過程中的黏度，其效果優(yōu)于磷脂。此外，在一些含蛋白質(zhì)O/W型乳液中，添加少量聚甘油酯能有效降低乳液的黏度。

2.5抑菌保鮮作用

     日本學(xué)者做了大量的研究，發(fā)現(xiàn)聚甘油酯對多種菌有抑制作用，且抗菌性能受不同聚合度以及脂肪酸殘基的不同而變化，如當(dāng)脂肪酸碳鏈為8-12時，聚甘油酯對枯草桿菌、霉菌具有較強(qiáng)的抗菌作用，如三聚甘油辛酸酯對枯草菌具有較強(qiáng)的殺菌效果。
另外，十聚甘油的硬脂酸酯和十聚甘油的棕櫚酸酯對嗜熱脂肪芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌、耐熱性芽孢桿菌具有抗菌作用。

2.6品質(zhì)改良作用

     淀粉類產(chǎn)品中，添加適量聚甘油酯，可以在面筋和淀粉之間形成光滑薄層，調(diào)整面團(tuán)結(jié)構(gòu)，防止老化，可改善面團(tuán)的氣孔率，獲得細(xì)密的氣孔和均勻的組織結(jié)構(gòu)。

3.聚甘油脂肪酸酯在食品工業(yè)中的應(yīng)用

3.1在乳及乳制品中的應(yīng)用

3.1.1在奶油中的應(yīng)用

     人造奶油為W/O型乳狀液，主要用親油性乳化劑。聚甘油酯不僅能夠使得油脂和水分散的更加均勻，防止油水分離，調(diào)整人造奶油的組織結(jié)構(gòu)，改善產(chǎn)品性狀、口感和風(fēng)味，還能夠延長產(chǎn)品的保鮮期。有關(guān)研究表明，在人造奶油的生產(chǎn)中，添加量0.2%的聚甘油酯和添加量0.4%的單甘酯效果相當(dāng)，說明聚甘油酯的乳化性能更優(yōu)，同時它還能改善餐用奶油的涂抹性、流動性和可塑性。
     此外，在制造低熱量人造奶油、液體人造奶油，可塑性黃油過程中，聚甘油酯還可作為結(jié)晶抑制劑使用。
     起酥用人造奶油用于制造各種酥皮點心，主要具有可塑性，延伸性，能夠使酥皮高點具有片狀結(jié)構(gòu)和較大的體積?？刹捎萌缦氯榛瘎?%甘油單酸酯和聚甘油脂肪酸酯加0.8%大豆卵磷脂，或1%蒸餾甘油單酸酯加0.8%大豆卵磷脂。
     發(fā)泡稀奶油，俗稱摜奶油，屬于O/W型乳狀液，主要使用親水型乳化劑。單獨使用高HLB值的聚甘油酯或與大豆磷酯、單甘酯等復(fù)配，均可改善摜奶油的乳化穩(wěn)定性，起泡性和保型性。
     起酥油用在烘焙食品生產(chǎn)中，以改善通氣性，加強(qiáng)乳化，提高內(nèi)部質(zhì)量，增大比體積，延長貨架時間，一般選擇合適的聚甘油酯和單硬脂酸甘油酯，聚山梨醇酯復(fù)合使用。

3.1.2在冰激凌中的應(yīng)用

     冰激凌是一種泡沫體，空氣以微小氣泡的形式分布于凝凍的連續(xù)相，微小氣泡由一種膜保護(hù)，需要乳化劑參與穩(wěn)定。冰淇淋屬于O/W型乳狀液，主要使用親水型乳化劑。目前，在冰淇淋中使用的聚甘油酯大都是聚甘油硬脂酸酯系列，單獨使用或與山梨糖酐酯等配合使用，通過改進(jìn)脂肪在混合料中的分散性，促進(jìn)脂肪與蛋白質(zhì)的相互作用，控制凍結(jié)過程中脂肪的附聚與凝聚，促進(jìn)空氣均勻混合，可明顯改善產(chǎn)品的膨脹率，從而使產(chǎn)品有組織細(xì)膩滑爽、體積增大、質(zhì)地干燥疏松、保形性好和耐貯藏等優(yōu)點。
     研究表明，聚甘油酯在用量僅為單甘酯1/3時，即可達(dá)到相同乳化效果，而在減半的情況下，外觀、口感、膨脹率、耐熱性和保形性等都優(yōu)于單甘酯。司盤60與聚甘油酯合理復(fù)配，可將HLB值調(diào)整到8-10，可減少乳化劑用量20%-40%，提高分散性和乳化能力，改善其發(fā)泡性和穩(wěn)泡性能，改善冰激凌組織結(jié)構(gòu)，提高冰激凌的膨脹率和抗融性。
     專利US3800036中，報道了一種基本不含脂肪的冰激凌，如：三聚甘油單硬脂酸酯（Durkreme 310）8g與8g水混合過夜，然后加入184.9g脫脂乳，184.9g糖，瓜爾膠2.0g，鹿角菜膠0.5g，聚山梨醇酯（tween80）0.3g，然后加水到1000g。將該混合物在74℃下巴斯殺菌20s，加入1.9g色素和香料，然后混合物通入均質(zhì)機(jī)中，然后裝入到冰激凌冰柜中，得到基本不含脂肪的冰激凌。
      專利CN1867264將聚甘油酯（PGE55，Danisco）應(yīng)用于冰激凌中，配方舉例：蔗糖12，刺槐豆膠0.35，卡拉膠0.02，葡萄糖漿42DE 8，PGE55 1，葵花籽油7.5（其中油水比例約為65:35），調(diào)味劑0.1，著色劑0.05，去離子水70.98。步驟為：將干配料溶解到60-70℃水中，然后加入油體，來制備混合料。將混合料加熱到80℃，用均質(zhì)機(jī)使混合料混合均勻，然后在80℃進(jìn)行巴氏殺毒。然后將混合料放到冷藏室中，使其冷卻到4℃。通過攪拌機(jī)進(jìn)行充氣，不到3分鐘，就能達(dá)到100%的膨脹率，然后將混合料倒入磨具中，于-18℃下凍結(jié)。

3.2在烘焙食品中的應(yīng)用

     烘焙食品，是指以谷物為主原料，采用烘烤工藝定型、熟制的一大類食品，主要包括面包、蛋糕、餅干、各種松餅、點心，餡餅等。
     在烘焙類食品制作過程中，使用聚甘油酯可以使配方中的油脂、水、糖在面團(tuán)中分散得更均勻，改善食品的品質(zhì)，顯著提高食品的感官指標(biāo)。在制作餅干過程中，添加少量的聚甘油酯，就可以使脂肪與物料完全乳化和分散，提高油酥效果及餅干的脆性和口感；Garti等研究發(fā)現(xiàn)，聚甘油脂肪酸酯可以增加面包的體積，而且添加聚甘油月桂酸酯，比聚甘油硬脂酸酯和聚甘油油酸酯更多地增加了面包的體積。Miyamoto等研究了6種不同碳鏈長度的十聚甘油單脂肪酸酯對面團(tuán)性質(zhì)和烘焙的影響。與脂肪酸單甘酯相比，添加十聚甘油單脂肪酸酯顯著提高了發(fā)酵面團(tuán)的氣體保持能力和面包的體積，但是這種效果隨著碳鏈長度增加而減弱。通過顯微鏡觀察發(fā)酵面團(tuán)發(fā)現(xiàn)，添加十聚甘油單脂肪酸酯后面筋基質(zhì)變厚，并且大部分淀粉顆粒被面筋基質(zhì)充分覆蓋。結(jié)果表明，十聚甘油單脂肪酸酯可作為生面團(tuán)調(diào)理劑，促進(jìn)面筋的形成，并且可作為柔軟劑防止面包變得緊實。
      另外，在烘焙食品工業(yè)中廣泛使用的商品“蛋糕油”，是蛋糕的理想起泡劑。為了銷售和貯存過程中保持乳化劑a-晶型結(jié)構(gòu)不變，以活性狀態(tài)存在。往蔗糖脂肪酸酯，聚甘油酯，單甘酯中加入丙二醇或山梨醇等以穩(wěn)定a-晶型狀態(tài)。為了使用更加便捷，粉末蛋糕油應(yīng)運而生。方萬新等以粳米淀粉為載體（占總量的70%），與自制的聚甘油脂肪酸酯1.6份、單甘脂0.8份、蔗糖酯0.4份、硬脂酰乳酸鈉0.55份、羧甲基纖維素鈉0.18份，經(jīng)過螺桿擠出機(jī)，得到粉末乳化劑。研究發(fā)現(xiàn)，該乳化劑和傳統(tǒng)方法制備的蛋糕油具有相同的效果，但使用更加方便。。

3.3在飲料中的應(yīng)用

       在中性飲料中，常見的單體乳化劑如單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、聚甘油酯等均能使用，但乳化效果存在明顯差異。在酸性體系中，聚甘油酯使用較多。
植物蛋白飲料，由于含有較高的蛋白質(zhì)及脂肪，穩(wěn)定性欠佳。隨著貯存期的延長，油脂和蛋白質(zhì)比較容易凝集成白色固體浮于表面，嚴(yán)重影響其外觀，以及產(chǎn)品的可接受性。研究發(fā)現(xiàn)，聚甘油酯具有降低蛋白質(zhì)平衡表面濃度的作用，適度的蛋白濃度能減少蛋白質(zhì)的聚集，達(dá)到改善產(chǎn)品穩(wěn)定性的目的。在諸多蛋白飲料配方的研究中，采用聚甘油酯與其他乳化劑復(fù)配，都能達(dá)到良好的乳化效果。另外，聚甘油酯應(yīng)用于酸性飲料中，在粉末沖調(diào)飲品中，可作為分散劑和潤濕劑，改進(jìn)奶粉、可可粉和速溶咖啡等粉狀食品的親水性和分散性，以防止結(jié)塊、結(jié)團(tuán)或者油脂滲出。
       由于聚甘油蓖麻醇酸酯（PGPR）長的親水性聚甘油鏈及其出色的水結(jié)合能力，使得PGPR是食品中最強(qiáng)大的油包水型乳化劑之一。文獻(xiàn)中報道，即使在很高的含水量（例如80％）配方中，也能形成非常穩(wěn)定的乳液。

3.4在巧克力和糖果中的應(yīng)用

      在巧克力及巧克力制品生產(chǎn)過程中，添加少量的PGPR，不僅能降低體系黏度，減少可可脂的用量從而降低成本，還可以使結(jié)晶細(xì)致均一，改善食品的光澤度、硬脆性和光澤保持性。某些情況下，PGPR還可以延緩巧克力晶型衍變和阻抑油脂遷移，抑制巧克力起霜。例如，在含油脂為45%的牛奶巧克力中，添加0.3%的PGPR，黏度降低43%，效果幾乎為大豆磷脂的兩倍。據(jù)研究，在可可脂中加入1%聚甘油酯（Aromatics UK Ltd）還可起到防止巧克力起霜的作用。
      油脂含量較高的糖果，如奶糖、奶油糖、高級夾心糖等產(chǎn)品必須使用乳化劑。乳化劑主要作用是使得組成糖果的糖類、油脂、水等混合均勻乳化，形成高度穩(wěn)定的均一乳化液，防止各種物料在貯存過程中發(fā)生分離或析出。在生產(chǎn)奶糖和含脂量較高的硬糖的過程中，添加少量的聚甘油酯可以有效抑制糖體環(huán)境水分的吸收，從而提高糖制品耐潮性及防止制品粘附和變形；聚甘油酯還可用作口香糖軟化劑，改善其混煉性能，降低混煉溫度，縮短混煉時間，使糖內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻、質(zhì)地細(xì)膩，提高口感風(fēng)味。
     在制糖工序中，糖汁內(nèi)的表面活性物質(zhì)易與氣體混合產(chǎn)生大量的氣泡，阻礙了生產(chǎn)的作業(yè)效率和效果。聚甘油酯在制糖工藝過程中可降低物料黏度并有效抑制泡沫，已被衛(wèi)生部批準(zhǔn)作為食品用加工助劑用于制糖工藝。研究表明，特定的聚甘油酯即使添加在高溫的蒸發(fā)工段（可達(dá)130℃）中，也依然可以發(fā)揮良好的消泡（抑泡）功能，如甜菜糖生產(chǎn)中使可縮短煮糖時間17.2%，甘蔗糖生產(chǎn)中使用可縮短煮糖時間21.9%。

3.5在油脂結(jié)晶控制方面的應(yīng)用

     油脂普遍存在同質(zhì)多晶現(xiàn)象，不同的同質(zhì)多晶體具有不同的性質(zhì)，合適的同質(zhì)多晶體對于油脂加工來說非常重要。
      聚甘油脂肪酸酯結(jié)構(gòu)豐富，不同的聚甘油脂肪酸酯對于油脂結(jié)晶調(diào)節(jié)作用不盡相同。日本研究學(xué)家發(fā)現(xiàn)，十聚甘油十山崳酸酯(HLB值為2.3)和十聚甘油七山崳酸酯(HLB值為4.3)對棕櫚油結(jié)晶的影響，結(jié)果表明添加1%的聚甘油山崳酸酯的棕櫚油晶體較小，而晶體數(shù)量大于沒有添加聚甘油脂肪酸酯的棕櫚油晶體的數(shù)量，表明聚甘油山崳酸酯可以促進(jìn)棕櫚油晶核的形成，但是抑制晶體的生長。另外的研究發(fā)現(xiàn)，聚甘油混合脂肪酸酯(PGEmix-8，HLB值為1.6)對棕櫚油的結(jié)晶有顯著的影響，而且效果隨著聚甘油脂肪酸酯的添加量變化而變化。當(dāng)PGEmix-8 添加量為0.1%-0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，對于棕櫚油晶核的形成沒有顯著的影響，但是對晶體的生長速率有明顯的抑制作用。當(dāng)PGEmix-8 添加量為 0.7%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時，對棕櫚油晶核的形成具有明顯的促進(jìn)效果。日本學(xué)者在這方面的研究比較多。

3.6其他應(yīng)用

     聚甘油酯具有一定的抗菌性，可抑制多種微生物（如革蘭氏陽性菌、枯草芽孢桿菌等）的生長。在低溫下制造魚肉與畜肉的加工食品時，聚甘油酯可提高其糖性，使口感細(xì)膩；在午餐肉罐頭中使用可使切面光滑，富有彈性；親水性的聚甘油酯可提高鹵水豆腐的凝固質(zhì)量。在酸性水果果凍類產(chǎn)品中，可以防止產(chǎn)品水離析現(xiàn)象的發(fā)生；也可用在調(diào)味料、著色料方面等。
     聚甘油酯還可做為食品的著色助劑，如可把水溶性色素將油進(jìn)行熱穩(wěn)定著色或?qū)⑷玖献優(yōu)橛H油性。
     此外，聚甘油酯還可作為水果、蔬菜的被膜劑，起到保鮮的效果。