《食品添加剂应用技术》课件-项目8：食品乳化剂

食品添加剂资源库材料汇报食品添加剂应用技术食品与生物工程学院乳化剂的作用机制食品与生物工程学院乳化剂的作用机制乳化现象：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。乳化剂的作用机制

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。乳化剂的作用机制在乳化液中，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。

乳化剂的作用机制-OH（非离子型）-NH2（阳离子型）

-COOH（阴离子型）亲水基-R(脂肪链)-OR(酯)-X(卤素)亲油基乳化剂的作用机制乳化剂的作用机制：

在互不相容的水油两相中加入乳化剂后，其两亲基团能吸附于界面上，形成一层界面膜。

界面膜对分散相液滴具有保护作用，可以防止相互碰撞的液滴发生聚结，界面膜的机械强度是决定乳化液的稳定性的重要因素之一。1.形成界面乳化剂的作用机制乳化剂的作用机制：

当乳化剂浓度较低时，界面上吸附的分子少，不能紧密定向排列，界面膜的强度较差，因而乳化液不稳定；

当乳化剂浓度足够大时，界面上吸附的分子较多，这些分子能紧密定向排列，界面膜强度大大增加，提高了乳化液的稳定性。1.形成界面乳化剂的作用机制乳化剂的作用机制：

使物体保持最小表面积的趋势称为界面张力，界面张力也是影响乳化液稳定性的重要因素。

为增加乳化液的稳定性，需要降低界面张力，防止水油两相之间的排斥，提高两相的乳化作用。2.降低界面张力乳化剂的作用机制乳化剂的作用机制：

乳化剂要发挥作用，必须通过吸附、电离或摩擦等作用，使乳化液的液滴带有电荷。

带电荷的液滴相互靠近时，由于排斥力作用使得液滴分子难以聚结，提高了乳化液的稳定性。

乳化液的带点液滴在界面两侧形成双电层结构，双电层的排斥作用对稳定乳化液具有重要的意义。3.形成双电层食品添加剂资源库材料汇报食品添加剂应用技术乳化液和乳化剂乳化液和乳化剂油水乳化液和乳化剂乳化现象：将等量的水和油一起注入烧杯，静置一段时间后，在水油两相分界面处形成一层明显的接触摸，采用强烈搅拌等机械方法仍无法使之均匀，此时在上述体系中加入少量的乳化剂，再进行搅拌混合，那么油就可以以微小的液滴分散于水中，形成乳化液，这种现象成为乳化现象。

乳化液和乳化剂水油乳化剂乳化液乳化液和乳化剂乳化液一般不透明，呈乳白色。液滴直径大多在100纳米～10微米之间两种互不混溶的液相，一相以微粒状（液滴或液晶）分散在另一相中形成的两相体系称为乳浊液或乳化液。乳化液和乳化剂

若某相体积分数大于74%，它只能是乳状液的外相。乳状液以液滴形式存在的一相称为分散相（内相）Step01Step02另一相是连成一片的，被称为分散介质（外相）乳化液和乳化剂乳状液的分类：

乳状液中一相为水，用“W”表示。另一相为有机物，如苯、苯胺、煤油，皆称为“油”，用“O”表示。油作为不连续相分散在水中，称水包油型，用O/W表示；水作为不连续相分散在油中，称油包水型，用W/O表示。水包油，O/W，油分散在水中油包水，W/O，水分散在油中多重型，例，W/O/W乳状液乳化液和乳化剂乳状液的分类：乳化稳定性是指乳化液保持明显稳定状态并且不产生两相分层不稳定现象的特性。是一种多相分散体系，分散相与连续相之间有液－液界面，因而有界面自由能乳化液和乳化剂乳化时，液－液界面增加,体系的界面自由能增加。因此，乳化过程是热力学不自发过程（见热力学过程），需要外界对体系作功。02因此，乳状液是热力学不稳定体系。如果乳状液液滴的合并速度很慢，则可认为乳状液具有一定的相对稳定性。

01乳状液液滴在互相碰撞时合并,则是界面缩小，体系界面自由能下降过程,属于热力学自发过程。乳化液和乳化剂最常用的是表面活性剂乳化剂可以是表面活性剂、合成或天然的高分子物质或固体粉末制备乳状液除了要有两种不混溶的液体外，还必须加入第三种物质──乳化剂乳化液和乳化剂GB2760-2024《食品安全国家标准

食品添加剂使用标准》中规定：食品乳化剂是指能改善乳化体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。乳化剂属于表面活性剂，能使两种或两种以上不相混合的液体均匀分散。乳化液和乳化剂

以冰淇淋为例，它是一个复杂的O/W型乳化体系，分散相为脂肪球（通常来自奶油），连续相为水、糖、蛋白质等。适当的乳化剂可以促进脂肪均匀分散、防止冰晶过大、改善口感细腻度、延长保质期。没有良好的乳化技术，我们熟悉的丝滑冰淇淋口感将无法实现。乳化剂吸附于液滴周围，在液滴周围定向排列成膜，从而降低油水界面张力，有效阻止液滴聚集。乳化液和乳化剂

乳化剂吸附于液滴表面，可有效降低表面张力或表面自由能。乳化剂吸附于液滴周围，在液滴周围定向排列成膜，从而降低油水界面张力，有效阻止液滴聚集。乳化剂在液滴表面排列越整齐，乳化膜越牢固，乳状液越稳定。食品添加剂资源库材料汇报食品添加剂应用技术常用的食品乳化剂常用的食品乳化剂乳化剂的分类天然乳化剂、合成乳化剂按照来源可分为01离子型乳化剂、非离子型乳化剂按照亲水基团在水中是否离解呈电荷可分为02亲水型乳化剂、亲油型乳化剂、中间型乳化剂按照HLB值、亲水亲油性可分为03常用的食品乳化剂乳化剂的分类

食品乳化剂正向系列化、多功能、高效率、便于使用等方面发展，特别是致力于复配型和专用型乳化剂的研究和使用。常用的食品乳化剂脂肪酸甘油酯：脂肪酸甘油酯主要包括单、双甘油酯肪酸酯，效果好的是单脂肪酸甘油酯（双酯的乳化能力仅为单酯的1%），是目前产量最大的乳化剂。常用的食品乳化剂单甘油脂肪酸酯：简称单甘脂，分子式C21H42O47，相对分子质量358.57，微黄色蜡状固体，溶于热乙醇、油等。单甘酯分子中有两个亲水性的羟基（OH）和一个亲油性的烃基（R）。从而使得它具有优良的乳化性能。它属于非离子型表面活性剂。HLB值在3～5之间，具有消泡性、亲油性，是W/O型乳化剂。因其本身乳化性很强，也可作为O/W型乳化剂。常用的食品乳化剂蔗糖脂肪酸酯：蔗糖脂肪酸酯亦成为脂肪蔗糖酯，简称蔗糖酯（SE）。为蔗糖与正羧酸反应生成的一大类有机化合物的总称。与蔗糖成酯的脂肪酸一般有硬脂酸、软脂酸、棕榈酸、月桂酸等。一般蔗糖酯只在三个伯羟基上酯化，当羟基酯化超过6个，称为蔗糖多酯。但用作食品乳化剂的商品蔗糖酯常为一、二、三酯的混合物。常用的食品乳化剂蔗糖脂肪酸酯：白色至黄色的粉末，或无色至微黄色的粘稠液体或软固体，无臭或稍有特殊的气味。蔗糖酯在120℃以下稳定，加热至145℃以上则分解。单酯易溶于温水，双酯以上难溶于水。溶于乙醇，在油脂中仅能溶解1%以下。蔗糖酯耐热性较差，受热可发生焦糖化作用，使色泽加深。此外，酸、碱、酶可导致蔗糖酯水解。常用的食品乳化剂蔗糖脂肪酸酯：01蔗糖酯有良好的表面活性，能降低界面张力。水溶液有黏性，对油和水起乳化作用。02商品蔗糖酯单酯含量越多，HLB值越高，亲水性越强（单酯HLB为10~16，双酯为7~10）；03二酯和三酯含量越多，亲油性越强。常用的食品乳化剂蔗糖脂肪酸酯：根据蔗糖羟基的酯化数，可获得由亲油性到亲水性不同HLB值（1～16）的蔗糖脂肪酸酯系列产品。具有表面活性，能降低表面张力，有良好的乳化、分散增溶、润滑、渗透、起泡、黏度调节、防止老化、抗菌等性能。常用的食品乳化剂改性大豆磷脂别名羟化卵磷脂，主要成分有磷酸胆碱、磷酸胆胺、磷脂酸和磷酸肌醇。大豆磷脂是从原料丰富的大豆中提取的产物，由于天然磷脂分子中含有较多的不饱和双键，在空气中易氧化，影响了大豆磷脂的使用效果。为克服天然磷脂的缺点，对其进行改性获得改性大豆磷脂。常用的食品乳化剂改性大豆磷脂改性大豆磷脂是以天然磷脂为原料，经过氧化氢、过氧化苯酰、乳酸和氢氧化钠或是过氧化氢、乙酸和氢氧化钠羟基化后，再经物化处理、丙酮脱脂得到粉粒状无油无载体的改性大豆磷脂。常用的食品乳化剂改性大豆磷脂浅黄色至黄色粉末或颗粒状，有特殊的“漂白”味，部分溶于水，但在水中很容易形成乳浊液，比一般的磷脂更容易分散和水合。极易吸潮，易溶于动植物油，部分溶于乙醇。具有较好的亲水性和水包油乳化功能，其乳化性能可以改良油脂的形状、增大面团体积及其均一性、增强溶质的溶解性及分散性。性状常用的食品乳化剂山梨醇酐脂肪酸酯又名失水山梨醇脂肪酸酯，商品名为司盘。是由山梨醇及其单酐和二酐、脂肪酸反应生成，根据被酯化在亲水组分上的使用脂肪酸的种类和数量不同，又被分为不同类别的产品。常用的食品乳化剂山梨醇酐脂肪酸酯白色或微黄色蜡状物、片状体、粉末状（≥100目）。溶于热的乙醇、乙醚、甲醇及四氯化碳，微溶于乙醚、石油醚、能分散于热水中，是w/o型乳化剂，具有很强的乳化、分散、润滑作用。但风味较差，所以一般常与其他乳化剂复配使用。常用的食品乳化剂聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯酯简称山梨酸酯，商品名为吐温。是山梨醇或相应的山梨醇单酯、双酯与环氧乙烷合成物。由于吐温为山梨醇与不同高级脂肪酸所形成的酯，故同样有多种产品类型，常见的有吐温20、吐温40、吐温60、吐温80等。常用的食品乳化剂聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯酯其形状为浅黄色至橙黄色油状液体，有轻微的特殊臭味，味微苦。易溶于水，形成无臭几乎无色的溶液。溶于乙醇、非挥发油，不溶于矿物油。01为亲水性乳化剂，能使乳状液形成O/W型的体系，通常与司盘型乳化剂复配使用。02食品添加剂资源库材料汇报食品添加剂应用技术乳化剂的HLB值及其用途的关系食品与生物工程学院乳化剂的HLB值及其用途的关系乳化剂的HLB值

乳化剂的乳化能力与其亲水、亲油能力有关，即由分子中亲水基的亲水性和亲油基的疏水性的相对强度所决定，良好的乳化剂在亲水基和亲油基之间有相当的平衡。乳化剂的亲水亲油平衡值（HLB）是指乳化剂分子中亲油和亲水的这两类相反基团的大小和力量平衡，也称水油度

乳化剂的HLB值及其用途的关系乳化剂的HLB值

HLB值越大代表亲水性越强，HLB值越小代表亲油性越强一般而言HLB值在0~40之间，绝大部分食品乳化剂属于非离子型，HLB值为0~20，离子型乳化剂的HLB值在0~40。亲水亲油转折点HLB为10。HLB＜10时，乳化剂表现为亲油性；HLB≥10时，乳化剂表现为亲水性乳化剂的HLB值及其用途的关系HLB=亲水基的亲水性—亲油基疏水性HLB=亲水基的亲水性亲油基疏水性差值式：比值式：乳化剂的HLB值及其用途的关系乳化剂的作用

乳化剂能将互不相溶的油水两相物质均匀、稳定地分散在一个体系中乳化作用乳化剂可以吸附在气-液界面上，降低界面张力，增加气体和液体的接触面积，由于发泡和泡沫的稳定。起泡作用乳化剂用于悬浮液中，对不溶性颗粒有润湿作用，有助于确保产品的均匀性，通常与稳定剂或增稠剂共用。悬浮作用乳化剂的HLB值及其用途的关系乳化剂的作用

在食品需要破乳化作用过程中，加入相反类型的乳化剂或添加超出需求量的乳化剂可以抑制泡沫的大量产生。破乳和消泡作用乳化剂有助方便食品在冷水或热水中速溶和复水，能够提供食品的分散性、悬浮性和可溶性。润湿和润滑作用乳化剂能定向吸附于晶体表面，改变晶体表面张力，促进细小晶体的生成。结晶控制作用多数乳化剂含有长脂肪酸链，可与淀粉形成络合物，防止淀粉的凝沉老化，降低淀粉食品复水时的粘性。络合作用乳化剂的HLB值及其用途的关系HLB值与其用途的关系

HLB值是影响乳化剂应用特性的因素之一。不同的乳化剂具有不同的HLB值。在食品加工中，应根据被乳化液体需要的HLB值来选择具有相同或相近HLB值的乳化剂。乳化剂的HLB值及其用途的关系HLB值与其用途的关系

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