大学课件 食品添加剂 乳化剂

1第十一章乳化剂•Emulsifiers•Emulsifyingagents内容*乳浊液和乳化剂的定义*乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB值)*乳化剂的种类和分类*乳化剂的作用**常用乳化剂的特性与应用（自学）**乳化剂的主要应用食品及应用实例**乳化剂使用注意事项1.1乳浊液(emulsions)的定义及分类1.1.1定义-是指一种细小液滴（0.01~10μm）分散在与其互不相溶的液体中的分散体系，又叫乳状液。被分散的相叫间断相(分散相、内相)，外部的液体叫连续相（外相）。习惯上一相叫油相，一相叫水相。-从广义来讲，许多食品本身是一种乳浊液，如豆奶、牛奶、人造奶油。食品中的乳浊液，水相往往包括水及极性大的亲水性物质，油相包括油脂及极性小的疏水性物质。一、乳浊液和乳化剂的定义1.1.2分类-水包油型（oil-in-water,O/W型）：水为连续相，油为分散相，水包围在油粒周围的乳浊液。*内相30%牛奶、豆奶、冰淇淋、奶酪*内相30~70%重奶油、香肠*内相77%蛋黄酱、色拉调味品-油包水型（water-in-oil,W/O型）：油为连续相，水为分散相，油包围在水粒周围的乳浊液。如奶油、人造奶油等。1.2乳化剂的定义及作用原理1.2.1定义-GB2760-2014：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。-能使互不相溶的油相与水相形成稳定乳浊液的一类具有亲水基和亲油基(疏水基）两种基团的物质。-InEnglish:Substanceswhichpossessbothhydrophilicandhydrophobicgroupsintheirmoleculesandcancausethemixturesoftwoimmiscibleliquidstoformstableemulsions.1.2.2作用机理-降低两相界面张力。-在分散相表面形成保护膜。-赋予粒子电荷,使其产生静电斥力。O/W型乳浊液W/O型乳浊液2二、乳化剂的亲水亲油平衡值(HydrophilicLipophilicBalance,HLB)2.1HLB值的定义：是指乳化剂分子的亲水基和亲油基两者亲和力平衡后所表现的综合效果。-乳化剂HLB范围一般为0-20；HLB越小,亲油性越大；HLB越大,亲水性越大。-HLB在3-6的乳化剂最适合W/O型乳浊液，而8-18的乳化剂最适合O/W型乳浊液。-各种乳化剂都有特定的HLB值，而蔗糖酯依其单酯、多酯比例不同有HLB3-16的不同产品。-非离子乳化剂的HLB值具有加和性：HLB=(mAHLBA+mBHLBB)/(mA+mB)mA,mB–A和B的质量;HLBA,HLBB–A和B的HLB值。例如：*单硬脂酰甘油酯3.8；吐温6014.9。*丙二醇单硬脂酸酯3.4；硬脂酰乳酸钠8.3。单酯/%二酯/%三酯/%四酯/%HLB712450156130611350361221146391329.54242142833491626不同酯化度蔗糖酯的HLB值2.2HLB值的意义-是反映乳化剂性质和用途的主要指标。HLB值适用性实例1/1.5-3消泡作用司盘65，2.13/3.5-6W/O型乳化剂单甘酯，3.87-9湿润剂司盘20，8.67/8-18O/W型乳化剂吐温20，16.713/15-18增溶剂吐温80，15乳化剂的HLB值与适用性-是选择乳化剂的重要参考依据油脂名称适用HLB值油脂名称适用HLB值可可脂6大豆油6玉米油8-10牛脂6棉籽油5-6猪油5棕榈油7-10氢化花生油6-7菜籽油9蓖麻油14食用油脂乳化时适用的HLB值三、乳化剂种类和分类3.1种类：我国允许使用的乳化剂有32种。（1）甘油酯类(glycerides)：9种-脂肪酸甘油酯：2种，单双甘油脂肪酸酯（油酸、硬脂酸等，如单硬脂酸甘油酯）、辛葵酸甘油酯。-有机酸脂肪酸甘油酯类：5种，柠檬酸脂肪酸甘油酯、乳酸脂肪酸甘油酯、双乙酰酒石酸单双甘油酯、乙酰化单双甘油脂肪酸酯、琥珀酸单甘油酯。-聚甘油脂肪酸酯类：1种，聚甘油脂肪酸酯。-松香甘油酯类：1种，氢化松香甘油酯。（2）蔗糖酯类(sucroseesters)：1种，蔗糖脂肪酸酯。（3）山梨糖醇脂肪酸酯(sorbitolfattyacidesters)：2类*山梨醇酐脂肪酸酯类(Span,司盘)：5种-Span20：山梨醇酐单月桂酸酯-Span40：山梨醇酐单棕榈酸酯-Span60：山梨醇酐单硬脂酸酯-Span65：山梨醇酐三硬脂酸酯-Span80：山梨醇酐单油酸酯*聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯类(Tween,吐温)：4种-Tween20：聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯；-Tween40：聚氧乙烯(20)山梨醇酐单棕榈酸酯；-Tween60：聚氧乙烯(20)山梨醇酐单硬脂酸酯；-Tween80：聚氧乙烯(20)山梨醇酐单油酸酯。3（4）丙二醇脂肪酸酯(propyleneglycolfattyacidesters)：1种，丙二醇脂肪酸酯，丙二醇单双酯的混合物，常用的如丙二醇单硬脂酸酯。（5）磷脂类(phosphalipids)：3种，改性大豆磷酯、酶解大豆磷脂、铵磷脂。（6）木糖醇酯(xylitolesters)：包括2种，木糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯。（7）脂肪酸乳酸盐(lactylatefattyacidesters):2种，硬脂酰乳酸钠(SSL)、硬脂酰乳酸钙(CSL)。（8）其他：5种，硬脂酸钙、硬脂酸钾、酪蛋白酸钠(酪朊酸钠)、聚甘油蓖麻醇酸酯、辛烯基琥珀酸淀粉钠。(1)按来源：天然乳化剂和合成乳化剂*天然乳化剂：少数，如酪蛋白酸钠、大豆磷脂；*合成乳化剂：绝大多数，如蔗糖酯、单甘酯等。3.2分类(2)按溶解性：水溶性乳化剂和油溶性乳化剂*水溶性乳化剂：亲水性强的乳化剂，HLB10的乳化剂具有亲水特征，如高HLB值的蔗糖酯、吐温、改性大豆磷脂等。*油溶性乳化剂：亲油性强的乳化剂，HLB10的乳化剂主要是亲油性的，如单甘酯、司盘、SSL、CSL等。HLB与水中溶解性的关系：HLB1~3,不分散；HLB3~6,略有分散；HLB6~8,经剧烈搅打后呈乳浊状分散，但不稳定；HLB8~10,稳定的乳浊状分散；HLB10~13,趋向透明的分散；HLB13~20，呈溶解状透明胶体溶液。(3)按作用：油包水型乳化剂和水包油型乳化剂*油包水型乳化剂：一般指亲油性强，HLB值在3~6之间的乳化剂，如单甘酯、司盘等。*水包油型乳化剂：一般指亲水性较强，HLB在8~18之间的乳化剂，如吐温、改性大豆磷脂等。OCH3-P-O-CH2-CH2-N-CH3O-CH3+甘油(4)按在水中是否解离成离子：离子和非离子型*非离子型：占绝大多数，如甘油酯，蔗糖酯，司盘，吐温，木糖醇酯，丙二醇酯等。*阴离子型乳化剂:硬脂酰乳酸钠(钙),硬脂酸钾(钙)等。*两性离子型乳化剂：大豆磷脂（卵磷脂）。主要乳化剂的HLB值、来源、溶解性名称来源离子型HLB溶解性油中水中大豆磷脂(卵磷脂)*天然两性3~4可溶可分散单硬脂酸甘油酯*（单甘酯）合成非3.8可溶不溶乙酰化单双甘油脂肪酸酯合成非2~3.5可溶不溶双乙酰酒石酸单(双)甘油酯合成阴8~10可溶可分散聚甘油单硬脂酸酯合成非11.3可溶可分散聚甘油单油酸酯合成非11.3可溶可分散辛葵酸甘油酯合成非12.5可溶可溶丙二醇脂肪酸酯合成非2~3可溶不溶硬脂酰乳酸钙*合成阴5.1可溶可分散硬脂酰乳酸钠*合成阴8.3可溶可分散硬脂酸钾合成阴16~18不溶可溶名称*来源离子型HLB溶解性油中水中司盘20*合成非8.6不溶可分散司盘40*合成非6.7可溶可分散司盘60*合成非4.7可溶可分散司盘65*合成非2.1可溶不溶司盘80*合成非4.3可溶可分散吐温20*合成非16.9不溶可溶吐温40*合成非15.6不溶可溶吐温60*合成非14.9不溶可溶吐温80*合成非15.4可溶可溶蔗糖脂肪酸酯*合成非3~16可分散可分散木糖醇酐单硬脂酸酯合成非可分散聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯合成非不溶可溶聚甘油蓖麻醇酸酯合成非可溶不溶氢化松香甘油酯合成非可溶不溶42.对淀粉食品有很好的调理作用-防止淀粉老化：可与直链淀粉结合成稳定的络合物，使其难以结晶析出。-强化面团的网络结构：乳化剂的亲油亲水基团，可以与蛋白质的特定结构部位发生相互作用，可强化面筋网络结构。-因此乳化剂是面包、糕点、饼干、面条等淀粉食品的品质改良剂。四、乳化剂的作用1.乳化作用，防止食品油水分离：如在巧克力中，防止糖和油脂起霜；在含脂饮料(如蛋白饮料)、冰淇淋、奶油、蛋黄酱等食品中稳定其组织和结构。乳化剂与直链淀粉形成复合物能力大豆磷脂16聚甘油酯34SSL72CSL65蔗糖单硬脂酸酯26部分乳化剂与直链淀粉的相互作用程度乳化剂与蛋白质相互作用强度90%单硬脂酸甘油酯15乙酸单甘油酯20双乙酰酒石酸单甘油酯*100SSL95CSL95蔗糖单硬脂酸酯25部分乳化剂与蛋白质的相互作用程度(*以其作用为100)3.起泡和稳定气泡作用：-乳化剂是表面活性剂，能在气液界面定向吸附，可以大大降低气液界面的表面张力，使气泡容易形成；同时由于乳化剂在气液界面的定向吸附，使形成的气泡稳定；-例如:当单甘酯与蔗糖酯、吐温合用时，常用作糕点的起泡剂。4.润湿和分散作用：奶粉、可可粉、速溶咖啡、麦乳精、粉末饮料冲剂等食品中利用此作用可提高冷水和热水中的溶解性。5.调节食品的粘度：乳化剂有降低粘度作用，便于生产操作。可用于口香糖、巧克力、饼干的生产。例如：聚甘油脂肪酸酯具有显著的降粘作用，在巧克力生产中常作降粘剂。6.对结晶的控制作用（油脂、糖）-乳化剂可与脂类物质相互作用，作油脂结晶调节剂，控制食品中油脂的结晶结构，以改善食品口感质量；乳化剂也可实现糖体系结晶控制。-常用的油脂晶型调节剂的乳化剂：蔗糖脂肪酸酯、司盘60、司盘65、乳酸单双甘油酯、乙酸单双甘油酯及某些聚甘油脂肪酸酯等。例如：在糖果、巧克力制品中，可通过乳化剂以控制固体脂肪结晶的形成、晶型和析出，控制蔗糖的结晶，防止糖果返砂，巧克力起霜；防止人造奶油、冰淇淋中粗大结晶的形成。7.破乳-消泡作用-破乳作用：不同乳化剂具有不同的乳化、破乳能力，而有时适当的破乳作用是必须的。例如：在冰淇淋生产中，就需要破乳，即使脂肪球粒表面上的蛋白质被溶解，使油粒发生附聚，形成三维网络结构，而使气泡保持稳定，形成保形型和保藏稳定性、口融性良好的组织。-消泡作用：乳化剂中HLB值较小者在气液界面会优先吸附，但其吸附层不稳定，缺乏弹性，造成气泡破裂，起到消泡作用。利用乳化剂的消泡作用，乳化剂可做消泡剂用于乳品、蛋品等加工。9.润滑作用：某些乳化剂如饱和的单双甘油酯具有较好的润滑效果，有利于食品加工。例如：-在乳脂糖中加入0.5-1%的单双甘油酯可降低切块、拉条、包装、咀嚼时的强度和阻力；-大豆磷脂可作面包、蛋糕和糖果等食品的脱模剂。8.增溶作用：HLB值大于15的乳化剂可作脂溶性色素、香料、强化剂的增溶剂。510.悬浮作用：利用此作用，乳化剂可用于悬浮体系食品，如巧克力饮料，常和增稠剂合用。11、抗菌、保鲜作用*蔗糖酯具有一定抗菌性，可作蛋品、水果、蔬菜等保鲜涂膜剂的乳化剂，提高其抗菌性能。例如：SM保鲜剂：是蔗糖酯、甘油酯作乳化剂，以淀粉加防腐剂为主要原料配置的乳状液，果蔬浸渍后在表面形成薄膜，起到良好防腐保鲜的效果。*磷脂有抗氧化作用。*有些乳化剂如蔗糖酯、司盘可定向吸附于果蔬表面，形成一层连续的保护膜，控制果蔬的呼吸，达到保鲜目的，是良好的涂膜保鲜剂。乳化剂的作用1、乳化作用，防止食品油水分离2、防止淀粉老化，强化面团的网络结构3、起泡和稳定气泡作用4、润湿和分散作用5、调节食品的粘度6、对结晶的控制作用（油脂、糖）7、破乳-消泡作用8、增溶作用9、润滑作用10、悬浮作用11、抗菌、保鲜作用五、常用乳化剂的特性与使用（自学）5.1蔗糖脂肪酸酯(Sucrosefattyacidesters,蔗糖酯,SE)CH2OH+RCOOHRCOOCH2RCOOCH2一酯二酯三酯来源：由蔗糖和食用脂肪