乳化剂（简）

null引言──食品的质地引言──食品的质地食品，从物理化学的角度看，可大致划分为为液－液体系、液－固体系。同一体系的分散相的分离与否和粘稠度的高低，决定了口腔对食品流体的质感反应；果蔬汁的澄清与混浊、沉淀所带来的视觉印象的不同。一般而言，往往当这二类的物质体系中各相分离的时候，也是它们的质地是最糟糕的时刻。为了使多相食品体系之间的各组分充分、均匀的混合，在添加剂层面有如下对策：是指消费者的感觉器官（包括视觉、口腔等），对食品的流变学和结构特征的综合评价。解决液－液相分离的问题解决液－固相分离的问题乳化剂增稠剂C7. 乳化剂C7. 乳化剂［定义］ 是指能改善乳化体系中各种构成相之间的表面张力，形成均匀分散体或乳化体的物质，也称为表面活性剂， 或说是使互不相溶的液质转为均匀分散相（乳浊液）的物质，添加少量即可显著降低油水两相界面张力，产生乳化效果的食品添加剂。 功能分类代码，10；CNS：10.001～033 第一节　乳化剂及乳化剂的基本理论 第二节　乳化剂的类型及常用的乳化剂第一节 乳化剂及乳化剂的基本理论第一节 乳化剂及乳化剂的基本理论乳化剂的作用 乳化剂的分子结构特点与性能 HLB值及乳化剂的使用 乳化剂在食品中的应用 一、乳化剂的作用 一、乳化剂的作用一般的含二种互不相溶的液态体系（如水、油共存体系），因表面张力的存在作用下，各相均以最小的表面积状态存在，并按比重确定其各自的分层位置。 如果，强行通过调整搅拌进行混合，是一个高耗能的过程，且形成的乳浊液极不稳定，寿命极短。 乳化剂，是既有亲水的基团，又有亲油基团的表面活性物质。它的新水基团与水相结合；亲油基团与油结合，定向排列在液滴周围形成单分子膜。客观上起到了如下作用： 1．使二相不直接接触； 2．降低表面张力，最大限度地扩大表面积 3．形成双电层。 对添加了乳化剂的油、水体系进行搅拌，其中一相生成的无数个微球会因乳化剂膜的包围，而不能聚集，均匀地分散在另一相中。 按分散与否，有内相和外相之称：被分散的，称为内相；另方，为分散介质或外相。内相是不连续的，外相是连续相： ── 油包水型乳浊液，W / O ── 水包油型乳浊液，O / W二、乳化剂分子结构特点与性能 二、乳化剂分子结构特点与性能 亲水基是溶于水或能被水湿润的基团，一般含有－OH、－ONa，－OSO3Na、聚乙烯醇基、聚醇基、磷酸盐等； 亲油基可与油脂互溶，一般含有长链烷基，RCOO－，RCONH－，RCO－，R－Ar－（R为烷基，Ar为－C6H4－）等。 三、HLB值及乳化剂的使用 三、HLB值及乳化剂的使用亲水性强的乳化剂生成（O/W）型乳浊液，亲油性强的乳化剂则生成（W/O）型乳浊液。 通常使用亲水亲油平衡值（Value of Hydrophilyty and Lipophilyty Balance，简称HLB值）来表示乳化剂的亲水、亲油性的大小，即乳化剂乳化能力的大小，其计算基准为： HLB值的范围在0~20，HLB值越大表示亲水性越大，HLB值越小则表示亲油性越大。因此，由HLB值可以知道大致的使用范围，下表为不同的HLB值与适用性： ［使用乳化剂的注意事项］［使用乳化剂的注意事项］不同HLB值乳化剂可制备不同类型的乳液，选择合适的乳化剂是取得最佳效果的基本保证。 由于复合乳化剂具有协同效应，通常多采用复配型乳化剂，但在选择乳化剂“对”时，要考虑HLB高值与低值相差不要大于5，否则得不到最佳稳定效果。 乳化剂加入食品体系之前，应在水或油中充分分散或溶解，制成浆状或乳状液。［乳状液的制备方法］［乳状液的制备方法］1．乳化剂溶于水中，在激烈搅拌下加入油，先生成o/w型乳液，若欲得w/o型乳液，则继续加油至发生相变。此法用于HLB值较大的乳化剂 2．乳化剂溶于加热的油中，加入水，开始得到w/o型乳液，再继续加水可得o/w型乳液。此法用于HLB值较小的乳化剂 3．轮流加液法。每次取少量油和水，轮流加入乳化剂四、乳化剂在食品中的应用四、乳化剂在食品中的应用作为表面活性剂，能与脂类、蛋白质、碳水化合物等食品成分发生特殊的相互链接，具有乳化或破乳、润湿或反润湿、起泡或消泡、分散、增溶、润滑等一系列作用。因此，乳化剂在食品加工中可起到多种功效，几乎所有的食品加工中都可以使用乳化剂 ── 焙烤制品、人造奶油、冷饮、乳制品及仿乳制品、肉制品、豆制品、糖果、饮料、罐头、料理等食品成品或辅助材料中，用以改善品质，保持风味，延长保鲜期和改善加工性能。 乳化剂的投放剂量，一般为5‰。 因上述原因，使得乳化剂成为需求与消耗量为最大的一类添加剂 ── 消耗量约占食品添加剂总量1 / 2（全球大约要耗25万吨 / 年食品乳化剂），实际使用品种80多个。其中，需求量最大的是单甘油酯，约占总消费量的2 / 3 。1 ．面包、蛋糕类1 ．面包、蛋糕类防止小麦粉中直链淀粉的疏水作用，从而防止老化、回生； 降低面团粘度，便于操作； 促使面筋组织的形成； 提高发泡性，并使气孔分散、致密； 促使起酥油乳化、分散，从而改善组织和口感。 2．饼干类 提高面团亲水性，便于配料搅拌； 使起酥油乳化、分散，改善组织和口感； 提高发泡性，使气孔分散，致密。 3．面条类 减少成品水煮时淀粉的溶出，降低损失； 增强弹性、吸水性和耐断性； 提高面团的亲水性，降低面团粘度、便于操作。4．鱼肉糜、香肠等4．鱼肉糜、香肠等使所添加的油脂乳化、分散； 提高组织的均质性； 有利于表面被膜的形成，以提高商品性和保存性。 5．糖果类 使所添加的油脂乳化、分散，提高口感的细腻性； 使制品表面起霜，防止与包装纸的粘连； 防止砂糖（水相基）结晶。 6.胶姆糖 提高胶基的亲水性，防止粘牙； 使各组分均质； 防止与包装纸的粘连。7.果酱、果冻类7.果酱、果冻类防止析出 8．冷冻食品 改善疏水组分的析水现象，从而防止粗大冰结晶的形成。 9．豆腐 抑制发泡； 提高豆浆的亲水性，使与豆渣充分分离，并由于保水性的增强而使出浆率提高； 提高固化成型后的保型能力。 ［乳化剂其他用途 ］ 如用于需要添加淀粉的肉制品中，使制品的保水性增强、弹性增加，并减少淀粉填充物的糊状感；用于面粉以增加面筋强度； 提高速溶食品如咖啡、奶粉等的速溶性等。§2.乳化剂的类型及常用的乳化剂§2.乳化剂的类型及常用的乳化剂我国食品添加剂使用卫生标准（GB2760- 2007）批准使用的品种有33种。 目前国内外使用量最大的有：甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、酪蛋白酸钠和磷脂等。特别是前两种，因其安全性高、效果好、价格较便宜而得到广泛的应用。 一、单硬脂酸甘油酯（Glycerol Monostearate，Monostearin） 二、大豆磷脂（Soybean phospholipid，SBPL ） 三、蔗糖脂肪酸酯（Sucrose Esters of Fatty Acid；SE） 四、山梨醇酐脂肪酸酯类（Sorbitan Fatty Acid Ester） 一、单硬脂酸甘油酯（Glycerol Monostearate，Monostearin）一、单硬脂酸甘油酯（Glycerol Monostearate，Monostearin）（一）概述 单甘酯（Monostearin），是单脂肪酸甘油酯中最重要的一种，是我国批准使用的食品乳化剂中用量最大的乳化剂，占乳化剂总用量的近70%以上。 其分子式C21H42O47，分子量为358.57CNS: 10.006（单、双、三，均用此代码）（二）性状 微黄色的蜡状固体，凝固点不低于56℃，碘值约为.370~1.844，游离酸约占1.83%~2.26%。不溶于冷水，可分散在热水中，溶于热乙醇、丙酮、油和烃类，具有良好的亲油性，HLB值为3.8，为油包水型乳化剂。 （三）毒性 ADI： 不作限制性规定(FAO/WHO, 1994)。（四）使用（四）使用作乳化剂；稳定剂；消泡剂；涂层剂。 用于巧克力、糖果制品、冰淇淋，可以防止砂糖结晶和油水分离，增加细腻感和光泽； 用于面包，可改良面包组织结构和保存性能，能增加其柔软性和体积。 特点： 单硬脂肪酸甘油酯具有良好的乳化、分散、起泡、消泡、抗淀粉老化及控制脂肪凝聚等作用。 其水解物可参与体内代谢，是世界各国公认的无毒食品添加剂。 二、大豆磷脂二、大豆磷脂CNS: 10.010、10.017 是大豆生产过程中产生的副产品，是卵磷脂、脑磷脂、肌醇磷脂和少量的磷脂酸、磷酸丝氨酸酯等的混合物。其通式如图在甘油的1位为饱和脂肪酸，2位是不饱和脂肪酸。式中B为含氮碱残基。 经处理，能得到三种不同的商业大豆磷脂： ①浓缩大豆磷脂 ②粉末磷脂 ③分级磷脂（一）性状（一）性状大豆磷脂不溶于水，但其中的卵磷脂的亲水性较强，而肌醇磷肌的亲油性较强。 溶于乙醚、石油醚等有机溶剂； 大豆磷脂的HLB值约为9，它不耐高温，在80℃开始变色，到120℃开始分解； 它不仅可以作为乳化剂、润湿剂, 乳化稳定剂等用于食品中, 它还有重要的药疗价值。 （二）毒性及使用 是大豆的天然成分，也是一种具有营养作用的甘油酯，其ADI值，不作特殊规定。即，根据需要决定应用范围和添加量［变性大豆磷脂］［变性大豆磷脂］CNS: 10.017 由于HLB值的改善，使该产品在糖果、饼干、面包、糕点、威化饼等食品的加工中具有良好的乳化性，可充分地可善面团品质，及制品的表面纹理，改进油脂乳化。对饼干加工而言，可增加饼干的酥脆性体积，防止烧色，并降低饼干破碎率。 使用范围：糖果、巧克力、饼干、面包、糕点、威化饼等。 使用量：0.2-0.5％（1000kg面粉添加2-5kg)。 使用方法：按比例混于原料液中（糖果），或加入和面水中搅拌均匀。 三、蔗糖脂肪酸酯三、蔗糖脂肪酸酯（一）概述 　CNS: 10.001 简称SE、蔗糖酯。以蔗糖的—OH基为亲水基，脂肪酸的碳链部分为亲油基，常用硬脂酸、油酸、棕榈酸等高级脂肪酸（产品为粉末状），也用醋酸、异丁酸等低级脂肪酸（产品为粘稠树脂状）。 蔗糖分子中具有8个羟基，故可以接SE可接1~8个脂肪酸，SE可按蔗糖羟基与成酯的脂肪酸数目不同分为单酯（MSE）、双酯、三酯及多酯。商品SE一般是单酯、双酯及多酯的混合物。结构式如图：（二）毒性 ADI ：0~16mg/g (FAO/WHO, 1994)。 LD50 ：30g/kg（大鼠，经口）。（三）性状（三）性状无色至微黄色稠厚凝胶、软质固体或白色至黄褐色粉末，视脂肪酸种类和酯化程度而异。 无臭或微臭（未反应的脂肪酸）。 微溶于水。溶于乙醇。 单酯溶于温水，双酯难溶于水。 能减小表面张力。 水溶液有粘性，并有湿润性。对油和水有良好的乳化作用。软化点50~70℃。分解温度233~238℃。有旋光性。 根据不同的脂肪酸所生成的酯，以及单酯、双酯、三酯的比例不同，蔗糖脂肪酸酯的HLB值可在极宽的范围内调节（3~15），远远超过其他种类乳化剂的调节范围。蔗糖脂肪酸酯中单酯的含量与HLB值的关系见表Next Page蔗糖脂肪酸酯中单酯的含量与HLB值的关系蔗糖脂肪酸酯中单酯的含量与HLB值的关系注：商品名称中后两位数为单酯含量的百分数，前一或二位数为该品的HLB值。单酯含量越多，则HLB值越高。 蔗糖脂肪酸酯对淀粉有特殊作用，如可使淀粉的特殊碘反应消失；使淀粉的糊化温度明显上升，有显著的防老化作用。（四）用途（四）用途（四）用途乳化剂、水果保鲜剂、湿润剂、品质改进剂。 1．用于肉制品、鱼糜制品，使用HLB值1~16的制品，可改善水分含量及制品的口感，用量0.3%~1.0%。 2．用于面包、蛋糕等焙烤食品，使用HLB值11以上的制品，用量为面粉的0.2%~0.5%，可增加面团的柔韧性，增大制品体积，使气孔细密、均匀，质地柔软，防止老化。 3．用于巧克力可抑制结晶、降低粘度，使用HLB值3~9的制品，用量为0.2%~1.0%。 4．用于禽、蛋、水果、蔬菜的涂膜保鲜，具有抗菌作用，保持果蔬新鲜，延长储存期，使用HLB值5~16的制品，用量为0.3%~2.5%。 5．此外，还可用于豆奶、冷冻食品、沙司、饮料、米饭、面条、方便面、饺子、酱油、果酱等。限　量限量：限量：GB2760-2007 用于乳化天然色素，最大使用量为10.0g/kg。 使用注意事项： 使用时，先将蔗糖脂肪酸酯以少量水（或油、乙醚等）混合、湿润，再加入所需的水（油、乙醚等），并适当加热，使蔗糖酯充分溶解与分散。 四、吐温司盘四、山梨醇酐脂肪酸酯类四、山梨醇酐脂肪酸酯类（一）概述 这是一类由山梨醇与脂肪酸反应生成的乳化效率很高的表面活性剂。商品名称分为两大类： Span型（司盘）── 山梨醇酐脂肪酸酯 Tween型（吐温 ）── 聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯 使用量较大的主要是山梨醇酐单硬脂酸酯（Span-60），广泛用于冰淇淋、面包、糕点、糖果中，起乳化、分散、稳定作用。性　状（二）性状（二）性状1．山梨醇酐脂肪酸酯（Span） 不同脂肪酸与山梨糖醇形成山梨醇酐脂肪酸酯（Span）。它的HLB值的范围为1.8~8.6，可用作W/O型乳化剂、消泡剂和润湿剂。 我国GB2760批准使用于食品工业中的Span型山梨醇酐脂肪酸酯有五种，性能见表。 ①山梨醇酐单月桂酸酯 ②山梨醇酐单棕榈酸酯 ③山梨醇酐单硬脂酸酯 ④山梨醇酐三硬脂酸酯 ⑤山梨醇酐单油酸酯2.吐温2．吐温　Tween2．吐温　Tween Tween的学名为聚氧乙烯（20）山梨醇酐脂肪酸酯，简称聚山梨醇酐脂肪酸酯。 我国GB2760批准使用的Tween型乳化剂有四种。 （四）毒性 1．山梨醇酐脂肪酸酯（Span） LD50 ： 大鼠口服10g/kg。 ADI ： 0~25mg/kg (FAO/WHO, 1994)。 2．聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯 LD50 ： ＞10g/kg（大鼠，经口）。 ADI ： 0~25mg/kg (FAO/WHO, 1994)。END作业思考题思考题1．何为HLB值？它在乳化剂的应用过程中起什么作用？ 2．乳化剂促进乳浊液生成的原理。 3．乳化剂的应用范围 4．乳化剂的类型。