食品添加劑第8章乳化劑

食品乳化劑食品乳化劑概念添加于食品后可顯著降低油水兩相界面張力，使互不相溶的油（疏水性物質(zhì)）和水（親水性物質(zhì)）形成穩(wěn)定乳濁液的食品添加劑。

又稱為表面活性劑。改善水蛋白質(zhì)脂肪糖類乳化劑水蛋白質(zhì)脂肪糖類乳化劑乳化現(xiàn)象水油水油乳化劑乳化液界面張力使物體保持最小表面積的趨勢10ml油分散0.1um小油滴300m2100萬倍面積乳化劑的作用表面活性劑在分散相表面形成保護(hù)膜降低界面張力乳化劑分子結(jié)構(gòu)特點乳化劑是一類具有親水基團(tuán)(極性的、疏油的)和疏水基團(tuán)〔非極性的、親油的)的表面活性劑，而且這兩部分分別處于分子的兩端，形成不對稱的結(jié)構(gòu)。乳化劑分子結(jié)構(gòu)的兩親性特點，使乳化劑具有了油、水兩相產(chǎn)生水乳交融效果的特殊功能。在乳化液中，乳化劑分子為求自身的穩(wěn)定狀態(tài)，在油水兩相的界面上，乳化劑分子親油基伸入油相，親水基伸入水相，這樣，不但乳化劑自身處于穩(wěn)定狀態(tài)，而且在客觀上又改變了油、水界面原來的特性，使其中一相能在另一相中均勻地分散，形成了穩(wěn)定的乳化液。乳化劑分子性能乳化液的類型多相體系天然乳化液人工乳化液牛奶椰奶①按其來源可以分為天然乳化劑和合成乳化劑；乳化劑分類②按溶解性可分為水溶性和油溶性；③按其作用可分為水包型(O／W)和油包型(W／O)。油包水（W/O）型奶油水包油（O/W）型乳多重型（W/O/W）型冰淇淋離子型乳化劑非離子型乳化劑陰離子型陽離子型兩性乳化劑烷基羧酸鹽磷酸鹽卵磷脂甘油單油酸酯④按其是否離解可分為離子型和非離子型；分類離子型乳化劑若離解成一個較小的陽離子和一個較大的陰離子且起作用的是陰離子基團(tuán)叫陰離子型乳化劑；反之是陽離子型乳化劑。親油基和親水基與所親和的物料結(jié)構(gòu)越相似，它們的親和性越好非離子型乳化劑溶于水后，不能離解成離子。乳化劑的親水性決定乳化劑兩親特性的因素親水基的種類親油基的種類分子結(jié)構(gòu)與相對分子量（HLB值）分子結(jié)構(gòu)親油基和親水基與所親合的基團(tuán)結(jié)構(gòu)越相似，則他們的親合性越好。親水基位置在親油基鏈一端的乳化劑比親水基靠近親油基鏈中間的乳化劑親水性要好。分子量分子量大的乳化分散能力比分子量小的好HLB值乳化劑的親水親油平衡值（HydrophilicLipophilicBalance）親水基親油基親水性憎水性相當(dāng)?shù)钠胶釮LB值表示乳化劑的親水性為了表示乳化劑分子的親水、親油性質(zhì)，通常用親水親油平衡值(HBL)來反映一個乳化劑的性質(zhì)及用途，HLB值越大，則表示其親水性越強，如HLB越小則表示其親油性越強。一般以石蠟等化合物為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：石蠟HLB＝0，油酸HLB＝1，油酸鉀HLB＝20，十二烷基磺酸鈉＝40；其它的表面活性劑的HLB值可以通過乳化實驗，對比其乳化效果以后確定，非離子型表面活劑一般HLB在l～20之間。一般的表面活性劑的HLB值與其水溶性及主要用途所示。用途1.5~3消泡作用3.5~6乳化作用7~9濕潤作用8~18乳化作用13~15清洗作用（洗滌劑）15~18增溶作用（增溶劑）水溶性1~3水中不溶解3~6水中稍分散8~9水中乳化分散10~13半透明—透明分散13以上水中溶解并透明(HLB)值測定通過乳化標(biāo)準(zhǔn)油實驗來測定石蠟（HLB=0）標(biāo)準(zhǔn)十二烷基硫酸鈉（HLB=40）親油性為100%乳化劑規(guī)定其HLB為0親水性為100%乳化劑其HLB為2020等分HLB值越高表明乳化劑親水性越強，反之親油性越強。

HLB值計算（多種）差值式HLB=親水基的親水性—親油基憎水性比值式HLB=親水基的親水性親油基憎水性戴微斯法HLB=7+∑親水基團(tuán)值—∑親油基團(tuán)值川上法HLB=7+11.7log親水基部分相對分子量親油基部分相對分子量

當(dāng)兩種或兩種以上的非離子型表面活性劑混合使用時，其HLB值具有加和性：

HLB值=(Wtl％×HLBl)+(Wt2％×HLB2)+……

故此在實際生產(chǎn)過程時可以用兩種不同HLB的非離子型表面活性劑來調(diào)制出不同HLB值的乳化劑來滿足具體的需要。HLBAB=HLBA×mA+HLBB×mBmA+mB復(fù)合乳化劑甘油單油酸酯3.4甘油單硬脂酸酯3.8甘油單月桂酸酯5.2二乙?；视蛦斡仓狨?.8二乙酰化酒石酸單甘油酯8.0聚氧化乙烯（20）甘油單硬脂酸酯13.1山梨醇酐單油酸酯4.3山梨醇酐單硬脂酸酯4.7山梨醇酐單月桂酸酯8.9山梨醇酐三油酸酯1.8山梨醇酐三硬脂酸酯2.1聚氧化乙烯（20）山梨醇酐三硬脂酸酯10.5聚氧化乙烯（20）山梨醇酐三硬脂酸酯11.0聚氧化乙烯（4）山梨醇酐單月桂酸酯13.3聚氧化乙烯（20）山梨醇酐單硬脂酸酯14.9聚氧化乙烯（20）山梨醇酐單油酸酯15.0聚氧化乙烯（20）山梨醇酐單月桂酸酯16.3蔗糖二硬脂酸酯30蔗糖單月桂酸酯15.0乙二醇單硬脂酸酯3.6聚氧化乙烯（20）乙二醇單硬脂酸酯16.0硬脂酰乳酸鈣5.1硬脂酰乳酸鈉8.3大豆磷脂8.0HLB值與乳化劑的使用HLB值適用性作用1.5~3消泡性消泡作用3.5~6水/油型乳化劑乳化作用（W/O）7~9潤滑劑潤濕作用8~18油/水型乳化劑乳化作用（O/W）13~15洗滌劑（滲透劑）去污作用15~18溶化劑增溶作用乳化劑在食品中的作用

乳化劑可使食品組分混合均勻、產(chǎn)品的流變性改善，同時還可以對食品的外觀、風(fēng)味、適口性和保存性有一定的作用：乳化作用

這是最主要的作用，由于食品中通常含有不同性質(zhì)的成分，乳化劑有利于它們的分散，可防止油水分離，防止糖、油脂起霜，防止蛋白質(zhì)凝集和沉淀，提高食品的耐鹽性、耐酸及耐熱能力，并且乳化后的成分更易為人體吸收利用。乳化劑在食品中的作用起泡作用蛋糕冷飲甜食糖果懸浮作用泡沫是氣體分散在液體里產(chǎn)生的懸浮液是不溶性物質(zhì)分散到液體介質(zhì)中形成的穩(wěn)定分散液乳化劑，對不溶性顆粒也有潤濕作用，這有助于確保產(chǎn)品的均勻性巧克力飲料潤濕作用破乳作用和消泡作用采用相反類型乳化劑或投入超出所需要的乳化劑起破乳化作用冰淇淋控制破乳化作用，這有助于使脂肪形成較好顆粒，形成最好的產(chǎn)品。絡(luò)合作用乳化劑可絡(luò)合淀粉面包蛋卷調(diào)理生面團(tuán)，促進(jìn)結(jié)構(gòu)形成均勻，改善性能。結(jié)晶控制巧克力花生奶油糖果涂層乳化劑捕捉游離的花生油而阻止分離提高結(jié)晶速度、促進(jìn)細(xì)小晶體形成潤滑作用在焦糖中加入固體甘油單酸酯和甘油二酸酯能減少對切刀、包裝物和消費者牙齒的黏結(jié)力。主要品種有：單甘油酯、山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、大豆卵磷酯、丙二醇酯等。常用乳化劑應(yīng)用范圍：面包、糕點、糖果、飲料等食品中

脂肪酸甘油酯是一類使用量最大的乳化劑，甘油和脂肪酸反應(yīng)，可以生成單、雙和三酯。單脂肪酸甘油酯，簡稱單酯，廣泛用于起酥油、糕點、面包、糖果、冰淇淋中起乳化、起泡、防結(jié)晶、抗老化作用。單硬脂酸甘油酯（clycerinmonostearate）

性質(zhì)微黃色蠟狀固體水/油型，HLB值=3.8

使用范圍乳脂糖、巧克力防砂糖結(jié)晶、脂肪與水分離使細(xì)密度更佳。冰淇淋油水均勻混合防結(jié)冰增加空氣量0.2~0.5人造奶油水分散均勻

蔗糖脂肪酸酯是一種性能優(yōu)良高效而安全的乳化劑，全世界每年用作食品添加劑的大約兩千噸左右，蔗糖酯廣泛應(yīng)用在飲料（如豆奶、椰奶、花生奶、杏仁奶等）、冷飲、八寶粥、面包、糖果糕點、方便面等。例如它可給予冰淇淋良好的組織與質(zhì)地，使冰晶細(xì)小，口感細(xì)膩、提高膨脹率、增加抗溶性，在溫度劇變情況下，能確保冰淇淋長時間保持細(xì)膩、潤滑的結(jié)構(gòu)。蔗糖脂肪酸酯是以蔗糖部分為親水基，長碳鏈脂肪酸部分為親油基。在體內(nèi)它可被消化成蔗糖和脂肪酸而被吸收。它是一種安全、無毒、無刺激，且易被生物降解的表面活性劑，因此在食品中的使用沒有限制。其結(jié)構(gòu)式如下：（R1、R2、R3為脂肪酰基或H）

蔗糖脂肪酸酯(sucrosefattyacidester)

性質(zhì)1分子蔗糖分別與1、2、3個脂肪酸分子酯化反應(yīng)所得,單酯親水性強;二三酯親油性強,可獲得親油到親水的系列產(chǎn)品.白色~淺灰色粉末,無臭.使用范圍用于肉制品、香腸、乳化香精、冰淇淋、糖果、巧克力、面包國外用于冰淇淋、果汁、糕點司盤（span）（山梨醇酐脂肪酸酯）

性質(zhì)所用脂肪酸不同可得一系列不同脂肪酸酯、淡黃色~黃褐色油狀或蠟狀、有特異臭氣，HLB=1.8~8.6司盤規(guī)格越大親油性越強

使用范圍適于制成油/水和水/油兩種乳濁液司盤40可用于椰子汁6.0g/kg司盤65軟飲料混濁劑0.05g/kg吐溫Tween（聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯）

性質(zhì)司盤在堿性催化劑下和還氧乙烷加成精制而成，從吐溫80~20HLB值增大、即加入聚乙烯增多、從而毒性增大，吐溫20和40很少用做食品添加劑。使用范圍吐溫60作糕點乳化劑吐溫80主要用于乳制品

三、乳化劑的選擇

制備一個乳濁液1.首先條件就是要選擇一個適宜的乳化劑，其中HLB值是一個十分重要的選擇參考數(shù)，制備O／W型時乳濁液的乳化劑HLB＝8～18，而制備W／O型時HLB應(yīng)在3～8之間，可以略高一些；若所需HLB值未知時可以通過實驗來確定；2.其次由于乳化劑是連接油相和水相的，所以它若對水相、油相均有強的親和力則是十分理想的，但一種乳化劑很難達(dá)到這種效果，若是兩種乳化劑(一個HLB值大，另外一個HLB值小)的混合使用則可得到較滿意的結(jié)果，其乳化效果有相乘的作用，效果優(yōu)于單一乳化劑，另外在O／W型乳濁液中乳化劑的親油部分如果和油相的結(jié)構(gòu)越相似越好，這樣乳化劑和油的親和力大，分散效果好；3.最后由于乳化劑必須在