食品添加剂：乳化剂

熟悉食品乳化剂概念、作用原理及HLB值概念，掌握常见食品乳化剂的基本特性及应用，了解食品乳化剂的应用现状。乳化剂Emulsifieres食品添加剂一、乳化和乳化剂的基本理论 乳化现象 乳化液的类型 乳化剂的作用 HLB值 乳化剂分子结构特点与性能 HLB值与乳化剂的使用 食品乳化剂的概念1.1食品乳化剂概念添加于食品后可显著降低油水两相界面张力，使互不相溶的油（疏水性物质）和水（亲水性物质）形成稳定乳浊液的食品添加剂。美国FDA的定义能使某乳浊体中的组成相，改变表面张力，使成为均匀分布成乳状液的物质。内相外相（分散相）（连续相）各组分的物理性质食品组织状态食品的“形”和质构食品加工工艺性能改善水蛋白质脂肪糖类乳化剂水蛋白质脂肪糖类乳化剂水油水油乳化剂乳化液1.2乳化现象这些微小的油滴较连成一片的油相具有高得多的能量。这种能量（也称为表面能或表面张力）同表面平行，并阻碍油滴的分布。反抗表面张力必须要做功，所消耗的功W与表面积增ΔF和表面张力δ成比例，即W＝ΔF·δ。界面张力使物体保持最小表面积的趋势10ml油分散0.1μm小油滴300m2100万倍面积机械能制备乳状液一种乳状液对于机械的、热的和时间的影响都应有足够的稳定性。 内相分散的程度 界面膜的质量 外相的黏度 相体积比 两相的相对密度1.3乳化剂的作用表面活性剂 在分散相表面形成保护膜 降低界面张力 形成双电层1.4乳化剂分子结构特点乳化剂是一类具有亲水基团(极性的、疏油的)和疏水基团〔非极性的、亲油的)的表面活性剂，而且这两部分分别处于分子的两端，形成不对称的结构。在乳化液中，乳化剂分子为求自身的稳定状态，在油水两相的界面上，乳化剂分子亲油基伸入油相，亲水基伸入水相，这样，不但乳化剂自身处于稳定状态，而且在客观上又改变了油、水界面原来的特性，使其中一相能在另一相中均匀地分散，形成了稳定的乳化液。1.5乳化剂分子性能1.6乳化液的类型多相体系天然乳化液人工乳化液牛奶内相（分散相）外相（连续相）乳化液油包水（W/O）型奶油水包油（O/W）型乳多重型（A/O/W）型冰淇淋椰奶乳化剂的亲水性1.7决定乳化剂的两亲特性因素亲水基的种类亲油基的种类分子结构与相对分子量脂肪基带脂烃链的芳香基芳香基带弱亲水基的亲油基分子结构亲油基和亲水基与所亲合的基团结构越相似，则他们的亲合性越好。亲水基位置在亲油基链一端的乳化剂比亲水基靠近亲油基链中间的乳化剂亲水性要好。分子量分子量大的乳化分散能力比分子量小的好直链结构的乳化剂8个碳原子10~14个碳原子1.8HLB值乳化剂的亲水亲油平衡值（HydrophilicLipophilicBalance）乳化特性许多功效亲水基亲油基亲水性憎水性相当的平衡格尔芬（Griffin）HLB值表示乳化剂的亲水性HLB值计算差值式HLB=亲水基的亲水性—亲油基憎水性比值式HLB=亲水基的亲水性亲油基憎水性戴微斯法HLB=7+∑亲水基团值—∑亲油基团值川上法HLB=7+11.7log亲水基部分相对分子量亲油基部分相对分子量复合乳化剂HLBAB=HLBA×mA+HLBB×mBmA+mB(HLB)值测定通过乳化标准油实验来测定石蜡（HLB=0）标准十二烷基硫酸钠（HLB=40）亲油性100%乳化剂规定其HLB为0亲水性100%乳化剂其HLB为2020等分HLB值越高表明乳化剂亲水性越强，反之亲油性越强。油酸钾（HLB=20） HLB值 所占%比 在水中的性质 亲油基 亲水基 0 0 100 HLB1~4，不分散 2 10 90 4 20 80 HLB3~6，略有分散 6 30 70 HLB6~8，经剧烈搅打后呈乳浊状分散 8 40 60 10 50 50 HLB8~10，稳定的乳状分散 12 60 40 HLB10~13，趋向透明的分散 14 70 30 16 80 20 HLB13~20，呈溶解状透明胶体状液 18 90 10 20 100 0HLB值与乳化剂的使用 HLB值 适用性 作用 1.5~3 消泡性 消泡作用 3.5~6 水/油型乳化剂 乳化作用（W/O） 7~9 润滑剂 润湿作用 8~18 油/水型乳化剂 乳化作用（O/W） 13~15 洗涤剂（渗透剂） 去污作用 15~18 溶化剂 增溶作用1.9乳化剂的分类离子型乳化剂非离子型乳化剂阴离子型阳离子型两性乳化剂烷基羧酸盐磷酸盐卵磷脂甘油单油酸酯两性电解质类以内盐形式非离解型指带有一个或多个官能团，在水溶液中能能形成正电荷的表面活性剂。阴离子乳化剂阳离子乳化剂指带有一个或多个官能团，在水溶液中能形成带负电荷的表面活性剂。亲水的极性部分既包含阴离子，也包含阳离子。两性乳化剂分子1.10临界胶束浓度CMC（CriticalMicelleConcentration）临界胶束浓度是乳化剂形成胶束的最低浓度，他是乳化剂的另一个重要指标。 正确使用乳化剂 了解乳化剂的基本性能临界胶束浓度的概念当乳化剂溶于水后，水的表面张力下降，不断地增大乳化剂的浓度，表面张力随乳化剂浓度增加而急剧下降之后，则大体保持不变。此时的乳化剂浓度称为CMC。表面张力乳化剂浓度极稀溶液水的界面上还没有很多乳化剂，界面的状态基本没变，水的表面特性与纯水差不多。解释现象乳化剂的浓度稍有上升，表面张力曲线急剧下降，此时加入的乳化剂会很快地聚集到界面，使界面状态大大改变，同时水中的乳化剂分子也集聚在一起，亲油基靠拢，开始形成小胶束。临界胶束浓度乳化剂浓度升高到一定范围后，水的表面集聚了足量的乳化剂，形成了一个单分子覆盖膜。此时，水与空气间的界面被乳化剂最大限度地改变，完全不同于原来的情况，这时乳化剂的浓度称临界胶束浓度。提高乳化剂浓度，乳化剂的分子就会在溶液内部进行集聚，构成亲油基向内、亲水基向外球状的胶束。CMC是这个过程完成的标志 在临界胶束浓度时，界面状态再不改变，界面张力曲线基本上停止下降。 不互溶的两相之间的界面被乳化剂分子完全打通。 水溶液界面张力以及许多其他物理性质都与纯水有很大差异。乳化剂的浓度在稍高于临界胶束浓度时，才能充分显示其作用，所以CMC是充分发挥乳化剂功效的一个重要的量的理论指标。测定CMC范围的作用乳化剂溶液的一些物理性质，除了界面张力外，电阻率、渗透压、冰点、蒸汽压、粘度、增溶性、光学散射性及颜色变化等，在CMC时都有显著变化，通过测定发生这些显著变化时的突变点，就可以得知临界胶束浓度。临界胶束浓度的测量思考题？？ 什么是食品乳化剂？乳化剂是怎样达到乳化效果的？ 什么是HLB值？计算HLB值的方法有哪些？研究HLB值有何意义？ 简述临界胶束浓度（CMC）的概念，CMC在乳化剂使用中的作用。二、乳化剂在食品中的作用机制 乳化剂与食品成分之间的作用 乳化剂在焙烤食品中的主要作用 乳化剂在肉制品加工中的应用2.1乳化剂与食品成分之间的作用 乳化剂与类脂化合物的作用 乳化剂与蛋白质的作用 乳化剂与碳水化合物的作用2.1.1乳化剂与类脂化合物的作用与乳化剂相互作用，形成稳定的乳化液。有水时无水时阻碍或延缓晶型变化的作用，形成有利于食品感官性能和食用性能所需的晶型。α-晶型次α-晶型β-晶型β-初级晶型熔点最高能量最低油脂口感粗糙入口不滑油脂结晶调整剂乳化剂阻碍或延缓晶型变化蔗糖脂肪酸酯；Span60；甘油单、双乳酸酯；聚甘油脂酸酯2.1.2乳化剂与蛋白质的作用疏水结合氢键结合静电结合与乳化剂发生作用是固定在多肽链上的氨基酸侧链，而非蛋白质肽链中的肽键。结合程度与蛋白质结构特征、侧链的极性、乳化剂的种类以及是否带电荷和体系的pH值等有关。乳化剂与蛋白质相互作用形成的化合物属于脂肪，在食品加工中特别是在焙烤食品中大量利用蛋白质与乳化剂的相互作用和结合来改善食品的加工性能，提高食品的品质。效果（饼干等食品含油多则柔软酥脆）2.1.3乳化剂与碳水化合物的作用疏水作用氢键作用单糖双糖低聚糖多糖糖苷多糖糖苷直链淀粉在水中形成α-螺旋结构，内部有疏水作用，乳化剂随其亲水基进入α-螺旋结构内，并利用疏水键与之结合，形成复合物或络合物。这样可以避免直链淀粉链与链之间发生结晶作用。乳化剂与直链淀粉作用利用乳化剂与直链淀粉、蛋白质的相互作用和结合形成复合物来达到防老化、软化等。2.2乳化剂在焙烤食品中的主要作用 增加食品组分间的亲和性，降低界面张力，提高食品质量，改善食品原料的加工工艺性能。 使蛋白质网络连接更加紧密，增强面团强度。 与淀粉形成络合物，使产品得到较好的瓤结构，增大食品体积，防止淀粉老化。 控制食品中油质的结晶状态，阻止结晶还原，改善食品口感。 提高食品持水性，使食品更加柔软，增加保鲜性，延长货架期。乳化剂在面包类中的应用促进面筋组织的形成与面团中的脂类和各种蛋白质形成氢键或络合物，象一条条锁链一样大大强化了面团在和面及醒发时形成的网络结构。体积增大富有弹性柔软不掉渣口味得到改善防止老化面包的不新鲜往往是由于淀粉老化，面包失水引起的，乳化剂能与面团中直链淀粉络合，推迟了淀粉在面团存放时失水而重新结晶所致的发干、发硬，保持产品一定的湿度而使面包柔软保鲜，保持营养价值。2.3乳化剂在肉制品加工中的应用 能使配料充分乳化，均匀混合，防止脂肪离析 提高制品的保水性，防止制品析水 避免冷却收缩和硬化，改善制品的组织状态，使产品更具弹性 提高产品的嫩度，改善制品的风味，提高产品质量 提高包装薄膜（肠衣）易剥性三、国内外乳化剂重点品种生产与作用 甘油酯及其衍生物 丙二醇脂肪酸酯 蔗糖脂肪酸酯 山梨醇酐脂肪酸酯 磷脂3.1.1甘油酯及其衍生物甘油酯是由硬脂酸和过量的甘油在催化剂存在下加热酯化而得或甘油与食用油脂进行酯交换而得的。单酯双酯三酯是非均一结构的混合物乳化能力单酯双酯三酯1%油脂具有乳化能力采用分子蒸馏法提高单酯的含量甘油酯亲脂母体烃基动植物油脂的脂肪酸饱和脂肪酸C12~C20不饱和脂肪酸棕榈油C14∶0(0.5~5.9%）C16∶0(32-47%)C18∶0(2~8%)C18∶1(34~44%)C18∶2(7~12%)单硬脂酸甘油酯50%的硬脂酸45%的棕榈酸5%油酸混合物单酯含量也不会超过95%单、双硬脂酸和棕榈酸混合甘油酯用各种不同原料所生产的“单甘酯”产品，可以有不同的含酯量、碘值、熔点和外形，虽统称为“单甘酯”，但都有一定的适用对象。单甘酯的制备方法甘油和脂肪酸直接酯化甘油三酯(食用油脂)与甘油进行酯交换甘油酯的成分 单酯含量为35~60% 双酯含量为35~50% 三酯含量为5~20% 游离的甘油和脂肪酸和脂肪酸碱盐各占1~10%甘油酯的特性 应用范围广 HLB值小 亲油性乳化剂中使用最普遍的一种，占乳化剂总产量的70%。全球消耗量14万吨/年；中国为3500吨/年。单甘酯的用途 与其他乳化剂配制成面包改良剂改善面团结构面包瓤松软富有弹性增大体积制成的面包风味好不易变硬成碎屑 与蔗糖酯、吐温类合用制成蛋糕速发油型复配乳化剂通过“蛋白-单甘酯”复合体的形成，使蛋糕具有容积大、气泡微密均匀等作用。 在饼干中使油脂以细小的乳化状态分散防止油脂渗出，提高脆性，改进结构。易于脱模、模印清晰。 在面条中促进方便面润湿和水的渗透作用提高面条弹性，不易煮烂。 在冰淇淋中使组织细腻爽滑保持一定的干燥度和膨胀率有较好的保形性和贮存期间的稳定性保护活性干酵母细胞活力作用 在人造奶油、奶油、起酥油、花生酱等中防止分层和油水析出 在豆奶、椰奶、杏仁露等蛋白饮料中提高溶解度、分散性和稳定性。 在豆制品生产中 在糖果、巧克力中防止油脂分离和防潮性减少变形防止粘牙提高巧克力的脆性消泡单甘酯的衍生物 提高单甘酯的亲水性 控制脂肪结晶的晶型 提高乳化能力单甘酯一系列衍生物甘油基上的残余羟基低分子有机酸酯化或酰化有机酸单甘酯乙酸脂肪酸甘油酯一乙酸一脂肪酸甘油酯二乙酸一脂肪酸甘油酯一乙酸二脂肪酸甘油酯聚甘油酯二乙酰酒石酸甘油酯乳酸甘油酯柠檬酸甘油酯13种衍生物3.1.2丙二醇脂肪酸酯（丙二醇酯） 单脂肪酸酯 双脂肪酸酯 分离蒸馏品丙二醇亲水母体特点 乳化能力比同样的单甘酯差 热稳定 不易水解少了一个亲水的羟基丙二醇酯的制备工业生产方法丙二醇脂肪酸碳酸钾生石炭对甲苯酰（约0.1%）120-180℃6-10h反应产物除去催化剂脱色分子蒸馏丙二醇酯丙二醇酯物理化学性质脂肪酸饱和度粘滞液态蜡状固体白色黄褐色外观溶解性气味有淡香气和油脂味不溶于水和甘油溶于乙醇、乙酸乙酯和热的油脂在酥旦面包、干酪面包和蛋糕及奶油等食品中具有广阔的市场。乳化性 属W/O型乳化剂 对油／水系界面张力的减小能力不大 很少单独使用而往往与其他乳化剂混合使用特性具有非常优秀的充气能力形成的泡沫轻而稳定应用单脂肪酸丙二醇酯60%单脂肪酸甘油酯24%乳酸甘油酯15%由于单丙酯的亲油性强，在大豆油等油脂中加入8~10%单丙酯，可制备贮存稳定的含乳化剂起酥油，以用于蛋糕等中。在奶油中加入9~12%的单丙酯与少量单甘酯，可作为起泡性奶油乳化剂。粉状的蛋糕乳化剂3.1.3蔗糖脂肪酸酯(蔗糖酯)由蔗糖(含有八个亲水的——OH基，其中包括能优先参与反应的三个伯羟基)和脂肪酸(主要是硬脂酸、棕榈酸和油酸、月挂酸)酯化而成。单酯双酯三酯蔗糖酯的商品是由多种脂肪酸和不同酯化度(某一种为主)和不同位置异构体等组成的混合体。10~16HLB3~16单酯双酯三酯7~103~7蔗糖酯生产方法微生物合成法化学合成法酯交换法丙二醇溶剂法非丙二醇溶剂非溶剂法二甲基甲酰胺(DMF)溶剂法蔗糖酯的物理化学性质及作用性状脂肪酸的种类和数量 饱和的多酯体为蜡状 饱和的单酯为浅色的粉状 不饱和的单酯或二酯一般为膏状 不饱和多酯为油状溶解性 可以分散在水和甘油中 不溶于油脂 使油／水的界面张力大大降低在20℃以下时水解作用很小，随着温度的增高而显得明显。乳化性具有O／W型的乳化性能稳定性耐热性较差受热条件下酸值明显增加蔗糖基团可发生焦糖化作用呈色增深酸、碱、酶都会导致蔗糖酯的水解 性质品名 状态 软化温度/℃ 酯分布/% HLB值 单酯 双酯和三酯 S-170 粉状 — 1 99 1 S-370 粉状 62~65 20 80 3 S-770 粉状 58~62 40 60 7 S-970 粉状 54~58 50 50 9 S-1670 粉状 — 75 25 16 P-1570 粉状 46~52 70 30 15 L-595 颗粒状 — 30 70 5 O-1570 液体 — 70 30 15蔗糖酯的作用 具有良好的充气作用 能稳定其他乳化剂的α-晶型 能与面粉中的蛋白质和淀粉发生相互作用，从而使酵母发酵类食品(如面包)的体积增大 可以提高淀粉的糊化温度和粘度 降低巧克力的流变性和粘度 防止乳蛋白的凝聚沉降蔗糖酯用途面包、烧饼、冷冻面团蛋糕冰淇淋乳化香精、固体香料水果、鸡蛋的涂膜保鲜糖果0.1~1%（HLB值11~16）0.1~0.5%（HLB值5~16）1~3%（HLB值7~16）0.05~0.2%（HLB值7~16）0.3~2.5%（HLB值5~16）0.1~0.5%（HLB值1~9）近年来发现蔗糖多酯进入人体后能以胶束的形式将血液中的胆固醇携出体外，可用以治疗高胆固醇血症。功能活性蔗糖多酯蔗糖上八个羟基中的六个以上发生酯化(n＝6-8)蔗糖多酯具有普通油脂的口感和性状，但不会产生热量，因此是理想的代脂减肥剂。3.1.4山梨醇酐脂肪酸酯聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯司盘(Span)山梨醇酐脂肪酸酯吐温(Tween)聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯CH2OHOHOHOH司盘在碱催化下与环氧乙烷进行加成而成。司盘(Span)类乳化剂制备时由于所用的脂肪酸不同，可制得一系列不同的脂肪酸酯，因而有不同的HLB值和不同性状。 名称 HLB值 性状 山梨醇酐单月桂酸酯（司盘20） 8.6 淡褐色油状 山梨醇酐单软脂酸酯（司盘40） 6.7 淡褐色蜡状 山梨醇酐单硬脂酸酯（司盘60） 4.7 淡黄色蜡状 山梨醇酐三硬脂酸酯（司盘65） 2.1 淡黄色蜡状 山梨醇酐单油酸酯（司盘80） 4.3 黄褐色油状 山梨醇酐三油酸酯（司盘85） 1.8 淡黄色蜡状SPAN化学性质稳定性 受热后会产生焦糖化作用，使成品具有焦糖的苦味和微甜味，并使成品色泽增深。 其耐热性和水解性相对较为平稳乳化性山梨醇酐明显的亲水性，其酯对降低界面张力的能力比单甘酯强得多。SPAN的作用具有乳化、稳定、分散、帮助发泡及稳定油脂晶体结构等作用，常与其他乳化剂合用。人造奶油避免游离脂肪酸的析出，在无溶剂的情况下使水溶性物质在油脂中乳化。蛋糕使其中的水和奶油处于较稳定的均匀状态，并缩短搅拌时间，提高成品质量。饮料可用作维生素A、D的乳化分散剂巧克力控制起霜，并防止油脂的酸败。胶姆糖可降低半流体或固体与固体界面的表面张力。防止胶质老化，改善咬嚼感和防止砂糖析出。固体饮料可用作可可粉、果汁粉的水分散剂。吐温的物理化学性质吐温20、40、60、65、80、85 吐温比司盘有更软的稠度和更低的熔点三硬脂酸酯的吐温65，在常温下也是膏状体，其余均为粘稠油状液体。 一般为浅米色至淡黄色 特有油脂气味和带有苦昧的油脂滋味 具有良好的热稳定性和在水中的被水解稳定性乳化性 聚氧乙烯基团的亲水性更高，吐温的HLB值远大于司盘，呈亲水性的O/W型乳化性 吐温的界面活性作用不受pH值的影响 在食品中有良好的充气和搅拌起泡作用 对难溶于水的亲油性物质(如精油)有良好的助溶作用，故可用以配制乳化香精 对一定的油脂晶体结晶有很好的稳定作用吐温的用途 吐温可作为乳化剂、稳定剂和分散剂等而用于面包、蛋糕、冰淇淋、起酥油等。 中国规定(1996)吐温20、40、60和80可分别用于冷饮、饮料、月饼、面包，乳化香精等中。3.1.5卵磷脂天然存在的磷脂混合物的商品名或俗名卵磷脂是在所有的生物有机体中都能找到的天然两性表面活性剂。Uauguelin1812年人脑Gobley1850年蛋黄1925年大豆磷脂(Lecithin)磷脂的类型鞘磷脂(神经磷脂)磷酸甘油脂神经酰胺与磷酸直接连接，然后再与胆碱或胆胺连接而成的脂。由甘油脂与磷酸反应而成的脂。由于磷酸的酸性很强，可与其他强碱物质脂化成为很多类型的酯。鞘磷脂(神经磷脂)神经酰胺由神经氨基醇与脂肪酸缩合而来动物组织植物组织神经氨基醇胆碱脂肪酸磷酸甘油脂磷脂中最常见的为磷脂酰胆碱和磷脂酰胆胺，当磷脂与肌醇结合时，形成磷脂酰肌醇。一般磷脂的结构可以看作三甘油脂的一个脂肪酸被磷酸所取代生成磷酸脂，然后在为其它基团所脂化。磷酸磷脂存在于动植物体的重要组织中脑神经皮肤植物种子花粉橡胶乳液在自然界中的存在方式 油料种子胶体相内的磷脂大都与蛋白质、糖类、脂肪酸、甾醇、生育酚、生物素等物质相结合，构成复杂的复合体。在自然界中的存在方式 植物油料中的磷脂主要存在于种子里，且大部分都含在油料的胶体相中，油相中含量很少。几种油料种子中磷脂的含量大豆磷脂生产方法粗磷脂亦称卵磷脂、浓缩磷脂、毛磷脂或液态天然磷脂,含大豆油33~35%。由大豆榨油生产中的副产品大豆毛油2.3%水搅拌加热60~80℃水合磷脂胶状的磷脂浆沉淀离心水合磷脂油60℃以下真空干燥粗磷脂水大豆磷脂主要组成如下(%)：含有较多的维生素E(约0.13%)；生物素、叶酸、维生素B1、B2、泛酸、吡哆醇和尼克酸等。 磷脂酰胆碱（PC） 19~21 磷脂酰乙醇胺（PE） 8~20 磷脂酰肌醇（PI） 20~21 其他磷脂 5~11 大豆油（甘油三酯） 33~35 甾醇及维生素 2~5 游离糖类 5 水分 1粗磷脂的物理特性及市场前景 我国市场上的卵磷脂产品80%以上为浓缩磷脂，以低廉的价格出口到美、欧、日等国。 在国际市场上，经加工处理的高附加值的卵磷脂产品一直处于稳步增长的势头。 我国每年要高价从国外进口500吨以上的高纯度卵磷脂以满足这些行业的需求。乳化性不好浓缩磷脂异味大应用受到很大限制无油磷脂(粉状磷脂)粗磷脂用热丙酮处理后，可得无油磷脂油脂含量33~35%2%总磷脂量56%86%总糖酯6%11%总中性脂类38.5~40%2.5%呈浅棕色粉末或蜡状颗粒，有良好的流动性，可分散于水中，溶于脂肪酸。适于作油包水型的亲油性乳化剂。处理前处理后无油磷脂中磷脂组成（丙酮不溶物）（%） 磷脂酰胆碱（PC） 38.2 磷脂酰乙醇胺（PE） 17.3 磷脂酰肌醇（PI） 17.6 磷脂酸 8.4 N-酰基磷酸酰乙醇胺 2.0 溶血磷脂酰胆碱 1.5 磷脂酰甘油 1.2 磷脂酰丝氨酸 0.5 溶血磷脂酰乙醇胺 0.4 未知物 12.8羟基化卵磷脂在乳酸或乙酸存在下，用过氧化氢或过氧化苯甲酰处理天然磷脂。易于水合、分散成乳状液HLB值由3-4增至10-12有较强的亲水性，适用于水包油型(O／W)型乳化剂仅需少量羟基化卵磷脂即可大大降低其界面张力其他改性卵磷脂 在磷脂酶的作用下，可使磷脂转化成水解磷脂，或酶解磷脂，从而提高其亲水能力、耐酸、耐盐等能力。 与二氧化硫反应，可获得抗酸性的无色磷脂，对盐类有抗沉淀作用。 在粗磷脂中也可加入司盘、吐温等乳化剂，配成许多不同用途的复配型混合磷脂。 加入氯化钙、脂肪酸及植物油等稀释剂，可制成液化磷脂。 加入一定量成比例的乙醇和水，可获得水溶性磷脂。卵磷脂主要作用和用途人造奶油中乳化防溅剂巧克力和焦糖中控制结晶降低粘度速溶食品中润湿和乳化剂焙烤制品乳化、湿润和脱模剂冰淇淋、婴儿奶粉、代乳品、蛋制品、糖果等中乳化、湿润、防溅、脱模 国外乳化剂发展概况 中国食品乳化剂概况四、乳化剂的现状和发展 不足与展望4.1国外乳化剂发展概况发展历史在国外应用已有几十年发展相当迅速允许使用品种世界各国60多个美国58种日本20种应用范围焙烤冷饮糖果中国食品乳化剂概况起步晚发展快上世纪80年代后期2002年品种1128产量1390吨4万吨/年单甘酯2万吨蔗糖酯3000吨Span、Tween1000吨销售额1亿元4亿元左右不足规模小，分散、资金、技术、人才无法保证单甘酯世界14万t美国10万t2万t西欧5万t/a2万t/a日本1.34万t/a1.2万t/a6000t/a国内4000t/a2万t/a消耗量高纯度产量少国内主要生产甘油酯厂家杭州油脂化工厂3000t/a生产能力广州食品添加剂技术开发中心3000t/a上海延安油脂化学厂1200t/a上海苏芝公司2000t/a浙江大学开发成功合成高纯单甘酯技术由于蔗糖酯的优点及原料易得等原因，大家争先恐后上项目，在开发蔗糖酯产品时，造成生产点过于分散、设备落后、质量不高、成本居高不下，严重制约了蔗糖酯的推广应用和生产的发展。蔗糖酯日本世界消费量6000t/a实际产量3500t/a一半出口中国研制时间80年代生产厂家30多个总生产能力实际产量3000t/a1万t/a斯盘Span吐温Tween国外用于食品生产加工占其总用量30%日本消费量1000t/a~1200t/a美国1500t/a和3600t/a国内达到食品级要求的产品产量甚少旅顺化工厂1.2万t/a广西南宁综合木薯研究所南京葡萄糖厂温州清明化工厂展望 加强乳化剂的分离、纯化、精制技术进一步攻克溶剂萃取、结晶分离技术，使乳化剂产品中某些所需成分的含量明显提高，做到产品分门别类面向客户。大力发展乳化剂的乳化剂复配技术利用有限的乳化剂经过科学地复配，可以得到满足多方面需要的众多系列产品。发达国家中国化工品数∶化工商品数1∶201∶5大力开发“天然、营养、多功能”乳化剂，紧跟国际发展趋势，参与国际竞争。国外天然乳化剂酪蛋白大豆磷脂谷蛋白丹麦丹尼斯克公司日本理研公司美国ADM公司德国LucasMeyer公司提高检测手段和标准 三流企业卖苦力 二流企业卖产品 一流企业卖专利 超一流企业卖标准掌握了先进的标准，就掌握了市场参照国际标准修订中国的国家标准与国际标准接轨5乳化液的制备 乳化液的后处理 乳化剂的选择 乳化液的制备方法5.1乳化剂的选择确定配比调整选择适当的乳化剂品种保证乳化液类型的要求调整完善5.1.1确定确定乳化剂的HLB值根据HLB值确定乳化剂“对”确定最佳的单一乳化剂确定最佳乳化剂的用量确定乳化剂的HLB值用标准乳化剂Span系列和Tween系列配成不同HLB值的复合乳化剂系列。按乳化剂：油：水=5：47.5：47.5的质量比混合，搅拌乳化。静止24h或经快速离心后，由观察乳化液的分散情况来决定哪一个乳化效果好。乳化油所需HLB值根据HLB值确定乳化剂“对”HLB值小HLB值大SpanTween复合已知HLB值 根据所需乳化液的类型，找出HLB值高低配合其中最佳效果的一对。 乳化剂对中的乳化剂品种的不能相差太大，一般在5以内。确定最佳的单一乳化剂乳化剂“对”HLB-aHLB-b具有此HLB值的各种乳化剂的乳化能力是不一样的要根据实际需要选出效果最佳的 亲油基和被乳化物结构相近的乳化剂，乳化效果好。 乳化剂在被乳化物中易于溶解，乳化效果好。 若乳化剂使内相液粒带有同种电荷，互相排斥，乳化效果好。筛选的理论依据 使用方便，来源广泛，成本低廉。在实际应用中油、水会有不同的比例，乳化剂的用量也会有多有少，所以要根据实验确定出乳化剂的用量。确定最佳乳化剂的用量5.1.2配比不同HLB值的乳化剂能产生不同类型的乳化液，所以在使用复合乳化剂时，要使各组分的配比保证乳化液类型的要求。调整乳化剂的配比，使大体符合最佳HLB值，以避开相转变点。W/OO/W5.1.3调整是乳化剂试配工作中最后进行的完善工作 调整乳化剂的比例，使用量适合全液相。根据食品原料的实际情况，在乳化液中加入香料、色素和防腐剂，并根据产品的要求在指定的水硬度范围内进行。 3.2调整pH值 3.3调黏度如乳化液黏度高了，提高乳化剂的HLB值可以降低其黏度，反之亦然。目的5.2乳化液的制备方法油相的准备水相的准备间歇式乳化法连续式乳化法乳化液的后处理乳化液的稳定相的准备相的乳化油相的准备油相中存在有低熔点固态成分时需要把油相混合物加热到超过低熔点固态成分熔点的2~4℃。5.2.1相的准备油相中高熔点成分较多时需要把全部混合物加热到超过高熔点成分熔点的5~10℃。边加热边搅拌。加入2~3倍的液相油与高熔点成分混合，然后加热熔化，待熔化后，再将余下的液相油或低熔点固态成分相互混合。油相中存在有较高熔点成分时水相的准备组成较多，既包括水和水溶性物质和能被水润湿的物质（白蛋白质、稳定剂、糊精、糖、盐类、水溶性的色素），还包括亲水性乳化剂和全部的混合乳化剂。通常将全部水相的各种组分和水在搅拌下加热，并使水相温度与油相温度一致。乳化液中水相的特点方法5.2.2相的乳化间歇式乳化法连续式乳化法相的乳化乳化液的后处理乳化剂在油中法乳化剂在水中法先将溶有乳化剂的油类加热，然后在搅拌条件下加入温水，开始为W/O型的乳化液，再继续加水可得O/W型的。将乳化剂先溶于水，在搅拌中将油加入，此发先O/W型乳化液，若欲得W/O型乳化液则继续加入油至相转变。轮流加液法按每次只取少量油或水，轮流加入。这种交替加入法特别适用于制造油含量高O/W型乳化液。间歇式乳化法加热的油相水相连续乳化设备混合喷嘴高剪切均质泵离心式高剪切均质泵螺杆式高剪切均质泵连续式乳化法乳化液的后处理高压均质高压均质可以使分散相粒子变得非常小，使乳化液均匀、细腻。经过上述乳化设备乳化后的乳化液，其粒径的大小以及粒子分布对于一些要求比较高的乳化液是不够的，还必须对乳化液进行高压均质。均质后脂肪球直径均质后脂肪球直径变小，其表面积增加，同时也增加脂肪球表面的蛋白质及乳化剂的吸附量，使脂肪密度增大，上浮能力变小，即球径越小，乳化液越稳定。 有足够的蛋白质和乳化剂没有足够的蛋白质和乳化剂去“修补”增加的表面积，在不利条件下，均质不但不会使脂肪球更微细化，乳化液更稳定，反而会导致已经微细化分布的油脂粒子聚集成堆，造成乳化液失稳。 没有足够的蛋白质和乳化剂5.2.3乳化液的稳定加入适量的增稠剂增加乳化液的黏度，使乳化液更加稳定。加入适量的防腐剂或进行杀菌使乳化液能在贮藏期间保持稳定进行喷雾干燥使制得的粉状产品用水复原时仍可恢复原来的稳定的乳化液体系迅速冷却乳化液若以液态形式贮藏，均质后应及时迅速地冷却到20℃以下立即罐装。有些产品甚至在冷却过程中同时进行很强的机械加工，使乳化液进一步乳化分散，达到预期的乳化均质目的。六乳化剂在食品加工中的作用6.1食品泡沫非常复杂的胶体体系冰淇淋部分冻结的泡沫，其中空气占40~50%的体积。 由分散并成群的脂肪球（大多数是固体）所构成的乳化液 由分散的冰晶构成的悬浮液 多糖凝胶 糖和蛋白质的浓溶液及空气泡乳化剂在现代冰淇淋中的作用真溶液胶体乳浊液糖类及可溶性的盐分子运动特性，产生较高的渗透压蛋白质、胶体磷酸盐及稳定剂乳化剂具有布朗运动，产生较低的渗透压粗分散体系冰晶气泡以脂肪球或脂肪族状态存在不会产生渗透压脂肪复杂体系老化在2~5℃条件下成熟4~24h改善凝冻时物料的加工特性不经老化的物料其形体松散，从凝冻机出来后显得稀湿，其充气性较差。蛋白质、作为稳定剂的多糖类物质需要在较低的温度下一定的时间内进行充分分水化，使物料粘度增高。在均质过程中，新脂肪球膜的形成在老化过程中持续进行，直到达到最低能量状态，可稳定冰淇淋乳浊液状态。老化的作用进入老化阶段，脂肪开始结晶，乳化剂便会促使蛋白质从水-脂肪界面上移去，这种乳蛋白的解吸附作用，部分是由于乳化剂降低了界面张力所致。此时乳化剂会迁移到脂肪粒子的表面，取代蛋白质在没有乳化剂时所处位置。乳化剂在老化中的作用在凝冻过程中，乳化剂不象蛋白质对脂肪球所起的保护作用，而是使处于细小而均匀的脂肪球中的液态脂肪破乳化析出，使乳化液失稳或破乳，在低温下，脂肪的附聚与凝聚。脂肪的凝聚老化凝冻游离脂肪附聚在搅打时形成气泡的周围，促进空气混入，以提高冰淇淋的起泡性和膨胀率。脂肪的凝聚的作用脂肪球凝聚形成的三维网络结构直接形成了冰淇淋的基本框架。乳化剂防止粗大冰晶的形成。赋予冰淇淋细腻、疏松和润滑的质构和好多干性度。在凝冻过程中，第三相的空气进入配料，形成很大的气-液界面。这一界面膜是由液相中的物质构成，通过蛋白质获得一定的弹性，通过乳化剂获得一定的韧性，由凝聚的脂肪球组成的骨架被嵌入外相，赋于了气-液界面膜的稳定性。冰淇淋的结构乳化剂在冰淇淋中的使用情况1990年以前明胶鸡蛋蛋黄粉海藻酸钠黄蓍胶上世纪90年代复配乳化剂乳化剂部分单、双甘酯吐温80单甘酯和明胶作为乳化剂和稳定剂的混合剂，使冰淇淋配料具有优良的搅打性能。大豆卵磷脂脱脂乳、草莓、麦芽糊精、氢化淀粉水解物、稀奶油、聚葡萄糖、乳清蛋白浓缩物、水、变性淀粉、天然香料、微晶纤维素、CMC、单、双甘酯、啊斯巴甜、槐豆胶、卡拉胶、吐温80、活性酸奶培养物。紫雪糕布丁雪糕食品乳化剂的作用面包类甘油单硬脂酸酯添加量面粉重量的0.1~0.5%乳化剂作用面包体积大，气泡小分布均匀，质地柔软、细腻、颜色白，口感好。馒头包子大饼面条类乳化剂甘油单硬脂酸酯添加量面粉重量的0.1~0.5%作用可增加面团弹性，提高吸水性，降低粘性，熟煮不易糊烂。豆腐得率可提高9%~13%，且豆腐质地细腻，不易破碎，口味更佳。豆腐类乳化剂添加量作用甘油单硬脂酸酯在豆浆煮至80℃时，添加浆重的0.1%,搅拌后，再加凝聚剂。添加量作用饼干类乳化剂甘油单硬脂酸酯蔗糖脂肪酸酯面粉重量的0.6%左右使油质以乳化状态均匀分散在饼干之中，防止油脂从饼干中渗出，提高其脆性、保水性、和防止淀粉老化等性能。方便食品速溶饮料方便汤方便面方便饭方便菜乳化剂添加量作用提高此类商品的使用性能和延长贮藏期甘油单脂肪酸酯0.1%~1.0%。乳化剂添加量作用甘油单硬脂酸酯乳制品为鲜乳量的0.3%~0.5%形成乳脂肪球的外膜，具有抗氧化效果促使乳饮料的成分在水中分散成均匀稳定状态。延长乳制品的保存期