食品添加剂第8章乳化剂

食品乳化剂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。

又称为表面活性剂。改善水蛋白质脂肪糖类乳化剂水蛋白质脂肪糖类乳化剂乳化现象水油水油乳化剂乳化液界面张力使物体保持最小表面积的趋势10ml油分散0.1um小油滴300m2100万倍面积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。乳化剂分子结构的两亲性特点，使乳化剂具有了油、水两相产生水乳交融效果的特殊功能。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。乳化剂分子性能乳化液的类型多相体系天然乳化液人工乳化液牛奶椰奶①按其来源可以分为天然乳化剂和合成乳化剂；乳化剂分类②按溶解性可分为水溶性和油溶性；③按其作用可分为水包型(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④按其是否离解可分为离子型和非离子型；分类离子型乳化剂若离解成一个较小的阳离子和一个较大的阴离子且起作用的是阴离子基团叫阴离子型乳化剂；反之是阳离子型乳化剂。亲油基和亲水基与所亲和的物料结构越相似，它们的亲和性越好非离子型乳化剂溶于水后，不能离解成离子。乳化剂的亲水性决定乳化剂两亲特性的因素亲水基的种类亲油基的种类分子结构与相对分子量（HLB值）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HLB值乳化剂的亲水亲油平衡值（HydrophilicLipophilicBalance）亲水基亲油基亲水性憎水性相当的平衡HLB值表示乳化剂的亲水性为了表示乳化剂分子的亲水、亲油性质，通常用亲水亲油平衡值(HBL)来反映一个乳化剂的性质及用途，HLB值越大，则表示其亲水性越强，如HLB越小则表示其亲油性越强。一般以石蜡等化合物为标准物质：石蜡HLB＝0，油酸HLB＝1，油酸钾HLB＝20，十二烷基磺酸钠＝40；其它的表面活性剂的HLB值可以通过乳化实验，对比其乳化效果以后确定，非离子型表面活剂一般HLB在l～20之间。一般的表面活性剂的HLB值与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湿润作用8~18乳化作用13~15清洗作用（洗涤剂）15~18增溶作用（增溶剂）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）亲油性为100%乳化剂规定其HLB为0亲水性为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。

HLB值计算（多种）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

当两种或两种以上的非离子型表面活性剂混合使用时，其HLB值具有加和性：

HLB值=(Wtl％×HLBl)+(Wt2％×HLB2)+……

故此在实际生产过程时可以用两种不同HLB的非离子型表面活性剂来调制出不同HLB值的乳化剂来满足具体的需要。HLBAB=HLBA×mA+HLBB×mBmA+mB复合乳化剂甘油单油酸酯3.4甘油单硬脂酸酯3.8甘油单月桂酸酯5.2二乙酰化甘油单硬脂酸酯3.8二乙酰化酒石酸单甘油酯8.0聚氧化乙烯（20）甘油单硬脂酸酯13.1山梨醇酐单油酸酯4.3山梨醇酐单硬脂酸酯4.7山梨醇酐单月桂酸酯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）山梨醇酐单月桂酸酯13.3聚氧化乙烯（20）山梨醇酐单硬脂酸酯14.9聚氧化乙烯（20）山梨醇酐单油酸酯15.0聚氧化乙烯（20）山梨醇酐单月桂酸酯16.3蔗糖二硬脂酸酯30蔗糖单月桂酸酯15.0乙二醇单硬脂酸酯3.6聚氧化乙烯（20）乙二醇单硬脂酸酯16.0硬脂酰乳酸钙5.1硬脂酰乳酸钠8.3大豆磷脂8.0HLB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溶化剂增溶作用乳化剂在食品中的作用

乳化剂可使食品组分混合均匀、产品的流变性改善，同时还可以对食品的外观、风味、适口性和保存性有一定的作用：乳化作用

这是最主要的作用，由于食品中通常含有不同性质的成分，乳化剂有利于它们的分散，可防止油水分离，防止糖、油脂起霜，防止蛋白质凝集和沉淀，提高食品的耐盐性、耐酸及耐热能力，并且乳化后的成分更易为人体吸收利用。乳化剂在食品中的作用起泡作用蛋糕冷饮甜食糖果悬浮作用泡沫是气体分散在液体里产生的悬浮液是不溶性物质分散到液体介质中形成的稳定分散液乳化剂，对不溶性颗粒也有润湿作用，这有助于确保产品的均匀性巧克力饮料润湿作用破乳作用和消泡作用采用相反类型乳化剂或投入超出所需要的乳化剂起破乳化作用冰淇淋控制破乳化作用，这有助于使脂肪形成较好颗粒，形成最好的产品。络合作用乳化剂可络合淀粉面包蛋卷调理生面团，促进结构形成均匀，改善性能。结晶控制巧克力花生奶油糖果涂层乳化剂捕捉游离的花生油而阻止分离提高结晶速度、促进细小晶体形成润滑作用在焦糖中加入固体甘油单酸酯和甘油二酸酯能减少对切刀、包装物和消费者牙齿的黏结力。主要品种有：单甘油酯、山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、大豆卵磷酯、丙二醇酯等。常用乳化剂应用范围：面包、糕点、糖果、饮料等食品中

脂肪酸甘油酯是一类使用量最大的乳化剂，甘油和脂肪酸反应，可以生成单、双和三酯。单脂肪酸甘油酯，简称单酯，广泛用于起酥油、糕点、面包、糖果、冰淇淋中起乳化、起泡、防结晶、抗老化作用。单硬脂酸甘油酯（clycerinmonostearate）

性质微黄色蜡状固体水/油型，HLB值=3.8

使用范围乳脂糖、巧克力防砂糖结晶、脂肪与水分离使细密度更佳。冰淇淋油水均匀混合防结冰增加空气量0.2~0.5人造奶油水分散均匀

蔗糖脂肪酸酯是一种性能优良高效而安全的乳化剂，全世界每年用作食品添加剂的大约两千吨左右，蔗糖酯广泛应用在饮料（如豆奶、椰奶、花生奶、杏仁奶等）、冷饮、八宝粥、面包、糖果糕点、方便面等。例如它可给予冰淇淋良好的组织与质地，使冰晶细小，口感细腻、提高膨胀率、增加抗溶性，在温度剧变情况下，能确保冰淇淋长时间保持细腻、润滑的结构。蔗糖脂肪酸酯是以蔗糖部分为亲水基，长碳链脂肪酸部分为亲油基。在体内它可被消化成蔗糖和脂肪酸而被吸收。它是一种安全、无毒、无刺激，且易被生物降解的表面活性剂，因此在食品中的使用没有限制。其结构式如下：（R1、R2、R3为脂肪酰基或H）

蔗糖脂肪酸酯(sucrosefattyacidester)

性质1分子蔗糖分别与1、2、3个脂肪酸分子酯化反应所得,单酯亲水性强;二三酯亲油性强,可获得亲油到亲水的系列产品.白色~浅灰色粉末,无臭.使用范围用于肉制品、香肠、乳化香精、冰淇淋、糖果、巧克力、面包国外用于冰淇淋、果汁、糕点司盘（span）（山梨醇酐脂肪酸酯）

性质所用脂肪酸不同可得一系列不同脂肪酸酯、淡黄色~黄褐色油状或蜡状、有特异臭气，HLB=1.8~8.6司盘规格越大亲油性越强

使用范围适于制成油/水和水/油两种乳浊液司盘40可用于椰子汁6.0g/kg司盘65软饮料混浊剂0.05g/kg吐温Tween（聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯）

性质司盘在碱性催化剂下和还氧乙烷加成精制而成，从吐温80~20HLB值增大、即加入聚乙烯增多、从而毒性增大，吐温20和40很少用做食品添加剂。使用范围吐温60作糕点乳化剂吐温80主要用于乳制品

三、乳化剂的选择

制备一个乳浊液1.首先条件就是要选择一个适宜的乳化剂，其中HLB值是一个十分重要的选择参考数，制备O／W型时乳浊液的乳化剂HLB＝8～18，而制备W／O型时HLB应在3～8之间，可以略高一些；若所需HLB值未知时可以通过实验来确定；2.其次由于乳化剂是连接油相和水相的，所以它若对水相、油相均有强的亲和力则是十分理想的，但一种乳化剂很难达到这种效果，若是两种乳化剂(一个HLB值大，另外一个HLB值小)的混合使用则可得到较满意的结果，其乳化效果有相乘的作用，效果优于单一乳化剂，另外在O／W型乳浊液中乳化剂的亲油部分如果和油相的结构越相似越好，这样乳化剂和油的亲和力大，分散效果好；3.最后由于乳化剂必须在