食品乳化剂解析课件

1、第七章 食品乳化剂食品乳化剂的发展现状及趋势乳化剂及其在食品中的作用常用食品乳化剂 复合乳化稳定剂和凝固剂 在食品中的应用教学要求: 1.熟悉食品乳化剂的定义、分类及作用。2.了解食品乳化剂的作用机理及HLB值概念。3.掌握常见乳化剂的特性、应用范围和使用方法。第一节 食品乳化剂及其在食品中的应用一、乳化剂的概念 能使互不相溶的油和水形成稳定乳浊液的食品添加剂。（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。 ）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食品的

2、组分4二、食品乳化体系及其特点食品乳化体系互不相容的液相形成的两相体系称为乳状（浊）液热力学不稳定体系。乳化剂可以降低表面活化能，促使不稳定的两相体系形成比较稳定的乳化液。乳化剂（表面活性剂）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）型冰淇淋椰奶水油水油乳化剂乳化液一、乳化现象 界面张力使物体保持最小表面积的趋势10ml油分散0.1m小油滴300m2100万倍界面面积乳化剂与乳浊液乳浊液的性质外观：受连续相的颜色控制，常可获得透明的乳浊液

3、。分散性：可用分散性来判断乳浊液的类型，食品大多是O/W。黏性：常随外相的黏度、外相对内相的比率和分散液珠大小变化而变化，也取决于乳化剂的类型和浓度。颗粒大小：较小的颗粒均匀细腻，较大颗粒显得粗糙。一般在0.5-2.5m。微粒电荷：一般颗粒小的微粒电荷能提高乳浊液的稳定性，高黏度乳浊液的微粒电荷对稳定性的影响比流体乳浊液小。导电性：由外相决定， O/W导电性好于W/O。pH：非离子乳化产品适用的pH在3-10。稳定性：受微粒聚合度影响。防腐：一般需要加入防腐剂。 1、乳化剂的亲水亲油值 食品乳化剂是表面活性剂的一种。为了表示食品乳化剂的亲水性、亲油性的平衡，通常使用亲水亲油平衡值（HLB值）

4、乳化剂的亲水亲油值值及其选择 为了得到稳定的乳浊液，必须选择适当的食品乳化剂（适应的HLB值）。再者，同时使用两种以上HLB值不同的食品乳化剂也有效。两种以上食品乳化剂的混合物的HLB值，可大致以各种食品乳化剂的HLB值及组成按比例加减计算之。 从油的乳化实验来看，以20表示亲水性最大，1表示亲油性最大。这就是数值越小亲油性越强，数值越大亲水性越强。 2、HLB法选择食品乳化剂 在许多可供选择的食品乳化剂中，人们可以根据食品乳化剂的亲水、亲油平衡值（HLB）值，大致确定所需要的食品乳化剂。 亲水、亲油平衡值可表示如下： HLB值=乳化亲水性的百分比/5 当亲水性为0时，则HLB值为0；亲水性为

5、100%时，则HLB值为20。此即HLB值越大表示亲水作用越大，而HLB值越小，则亲油性越大。通常以油酸为1，油酸钾为20，HLB值的范围为0-20。 当两种或两种以上的食品乳化剂混合使用时，其HLB值与各自的HLB值有关，可按下式计算：HLB值= （A%HLBa)+(B%HLBb)+(C%HLBc)/100 例如，以83%的失水山梨醇酐三油酸酯（司盘85）和17%的聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯（吐温80）混合，它们两者各自的HLB值分别为1.8和14.9。则此混合物的HLB值为： HLB值=（831.8+1714.9）/100 据此，人们可以按所需HLB值的大小来选定不同乳化剂的混合比例。 食品

6、乳化剂除有乳化作用外，随其HLB值的不同还有消泡、湿润、洗涤和增溶等作用。因食品成分复杂，不可能一切仅由HLB值判断，但是，如果了解HLB值，则可知其大致的使用范围。关于不同食品乳化剂的HLB值及其使用特性见下表。亲水、亲油平衡值及其适应性 亲水、亲油平衡值（HLB值）适应性1.53消泡剂3.56水/油型食品乳化剂79湿润型818油/水型食品乳化剂1315洗涤剂（渗透剂）1518增溶剂 另外，食品乳化剂也具有分散油脂、防止淀粉老化等作用，特别对面包和糕点淀粉的抗老化作用明显，其防止淀粉老化的机理如下： 加入食品乳化剂使油脂分散良好，淀粉粒子膨润延缓，并可与有水合作用的直链淀粉结合，妨碍了可溶性

7、淀粉的溶出，减少（或降低）了淀粉粒子之间的粘着。三、乳化剂的分类 食品生产中使用的食品乳化剂品种繁多，总数在65种以上，按其亲水亲油性可分为：亲水型（O/W型），亲油型（W/O型）和中间型；按其存在状态可分为：液体状、粘稠状和固体状；按其来源可分为：天然的和人工合成的； 按其在水中是否可解离成离子可分为：离子型和非离子型。离子型的食品乳化剂按其在水中电离形成离子所带的电性又可分为：阴离子型食品乳化剂、阳离子型食品乳化剂和两性离子型食品乳化剂。四、乳化剂在食品中的作用1、乳化作用2、起泡作用：由于泡沫的性质决定了产品的外观和味觉，恰当地选择乳化剂是极其重要的。3、悬浮作用：用于悬浮的乳化剂，对不

8、溶性颗粒也有润湿作用，这有助于确保产品的均匀性。4、破乳作用和消泡作用：111采用强的亲水性乳化剂可破坏乳浊液，控制破乳化作用，这有助于脂肪形成较好颗粒，形成最好的产品。5、络合作用：乳化剂可络合淀粉，促进结构形成均匀，改善性能。乳化剂在揉和好的生面筋结构中的作用是改善面筋体积和颗粒，增强面筋结构。6、结晶作用：在糖和脂肪体系中，控制结晶是乳化剂的又一种功能，含有乳化剂的体系形成的晶体更细小且数量多。7、润湿作用：乳化剂通常也具有润湿性，乳化剂的选择受润湿类型的控制。通常吐温80用量0.4 %就能产生较好的结果。8、润滑作用：甘油单酸酯都具有较好的润滑效果，在焦糖中占有0.5%1.0%的固体甘

9、油单酸酯和甘油二酸酯都减少对切刀、包装物和消费者牙齿的粘结力。乳化剂使用中注意事项 各种乳化剂HLB是选择乳化剂的仅具参考性的数据，只有结合实践经验，经过试验，选用适宜的乳化剂，才可达到提高乳化体系稳定性的预期效果。 理想的乳化剂，应该是水相、油相的亲和力都较强。故应用中多取HLB大和HLB小的两种乳化剂混用，常致相乘效果。 选水溶性乳化剂时，乳化剂亲油基与乳化体系中的有机溶液的结构越相似乳化效果越好。 使用中应与增稠剂和比重调节剂等配合使用，以提高乳化剂的稳定作用。乳化剂在食品中的应用 已经较成熟的使用了乳化剂的食品有巧克力、糖果、方便食品、饼干和糕点、面包等。 参p161第三节 常用食品乳

10、化剂一、常用离子型食品乳化剂（一）乙酰化单甘油酯 别名：乙酸化脂肪酸甘油酯类别：乙酰化甘油酯是甘油、脂肪酸和乙酸的酯化产物，呈双亲分子结构，属非离子型食品乳化剂。性状：白色至浅黄色的固体，有乙酸气，味温和。不溶于水，溶于乙醇、丙酮和其他有机溶剂，溶解度取决于酯化程度和熔化温度。安全性：符合我国食品添加剂使用标准（GB 2760）规定。 特性及应用：乙酰化单甘油酯是极性脂类化合物，属于油包水（W/O）型乳化剂，其特殊性能在于乙酰化单甘油酯分子中存在饱和的长链脂肪酸基团和短链乙酸基团，所以能形成硬塑性和富有机械弹性的膜。可作为 乳化剂、被膜剂、组织改良剂和润滑剂而被广泛应用于食品保鲜、糖厂煮糖防垢

11、、复合调味料、油炸薯片或烘焙产品中，可提高产品的加工性能、阻止产品的水份损失，还可以防止产品变干、受潮和微生物污染。使用方法：将乙酰化单甘酯与配料中的油脂（植物油、棕榈油等）一起加热溶解，调入其它配料中即可。如配料中无油脂，可用少量油脂溶解后再调入配料中。 使用量：用于糖厂煮糖防垢：0.001%，复合调味料：2%，油炸薯片：0.2%，烘焙产品（饼干、面包等）：0.4%，鲜湿米粉（以干粉计）：0.030.06%。 乳酸脂肪酸甘油酯柠檬酸脂肪酸甘油酯琥珀酸脂肪酸甘油酯双乙酰酒石酸单（双）甘油酯硬脂酰乳酸酯硬脂酸钾二、常用非离子型食品乳化剂（一）单硬脂酸甘油酯英文名为 Glycerin Monost

12、earate），又称甘油单硬脂酸酯，简称单甘酯。 分子式：C12H42O47 分子量358.571、主要性状 甘油单硬脂酸酯（单甘酯）为微黄色蜡状固体物。凝固点不低于54。不溶于水，与热水强烈振荡混合时可分散在其中。溶于乙醇、油和烃类。HLB值为3.8。单甘酯具有良好的亲油性，为W/O型食品乳化剂，由于其本身的乳化性很强，也可作为O/W型食品乳化剂。2、使用标准及方法 GB2760规定，单硬脂酸甘油酯可在各类食品中按生产需要适量使用，在其他食品中的使用标准见下表：（见下页）（1）为了提高对面团的强化效果，制备了复配食品乳化剂。具体配比如下：甘油脂40份，琥珀酸甘油酯30份，丙二醇甘油酯30份，

13、硬脂酸钾18份，混合均匀。在面粉中加入1%-5%的该复配食品乳化剂。（2）在液状油脂中加入0.6%甘油酯。可作为糕点的起酥油。（3）在生产乳脂糖和奶糖时，为增强乳化效果可添加用量不超过0.5%甘油酯。在生产饴糖时使用甘油酯，可防止食用时粘牙，用量0.3-0.5%。（4）生产巧克力时，添加甘油酯既可以防止砂糖结晶，又可防止脂肪与水分离，而使巧克力具有较佳的细密度，一般用量0.2-1.0%。（5）冰淇淋中加入食品乳化剂效果与加CMC相同，可以防止结晶的生成和扩大，同时使油及水均匀混合，有助于增加空气量，一般用量为0.2-0.5%。 日本使用方法（1）糖果乳化起泡剂；甘油酯30份，蔗糖酯15份，失水

14、山梨醇脂肪酸酯15份，大豆磷脂25份相复配。（2）乳型饮料：甘油酯59份，蔗糖酯25份，失水山梨醇脂肪酸酯12份复配，可获得良好的色泽。（3）杂煮豆浆过程中，在80时加入豆浆量的0.1%甘油酯，可有效地分离豆渣，消除泡沫，防止溢出。FAO/WHO：（1）人造奶油：用量为0.30.5%。使用时先将油与水混合溶解，加热到40-60后，再加入甘油酯。（2）罐头，用量为0.8%。罐头加热时，油脂常会浮到表面，待到冷却时就结块，加入甘油酯可使脂肪均匀分散于汤液中。（二）蔗糖脂肪酸酯 又称脂肪酸蔗糖酯，简称蔗糖酯。 分子式C12H21O10CO2R（R为脂肪酸长链）1、主要性状 蔗糖脂肪酸酯由于酯化时所用

15、的脂肪酸的种类和酯化度的不同，它可为白色至微黄色粉末，蜡状或块状物，也有的呈无色至浅黄色的稠状液体或凝胶。无臭或有微臭。蔗糖酯因由蔗糖与脂肪酸酯化反应制得，分为单酯、双酯和三酯，即1分子蔗糖分别与1、2、3个脂肪酸分子所构成，成品为混合物。蔗糖酯一般无明显熔点，在120以下稳定，加热到45以上则分解。2、乳化性能 单酯易溶于温水，双酯难溶于水，溶于乙醇， HLB在315。单酯含量越多，HLB值越高，HLB值低的可用作W/O型食品乳化剂，HLB值高的用作O/W型食品乳化剂。单酯的HLB值在10-16之间，双酯的在7-10之间，三酯的在3-7之间。 市售的蔗糖酯商品均为单酯、双酯和三酯的混合物，如

16、在食品中常用的蔗糖硬脂肪酸酯，即为三种酯的混合物，其单酯含量越高，亲水性越强。下表中列出几种蔗糖酯的单酯含量与HLB值的关系。蔗糖脂肪酸酯中单酯含量与HLB值的关系商品名称化学名称单酯含量（%）双酯、三酯含量（%）HLBS-1570蔗糖硬脂酸酯703015S-1170同上554511S-970同上50509S-770同上40607S-370同上20803P-1570蔗糖软脂酸酯703015O-1570蔗糖油酸酯703015 注：商品名称中后两位数为结合的脂肪酸含量百分数前一或两位数表示该产品的HLB值。从表中可以看出蔗糖酯的HLB值的范围很大，既可以用于油脂和含油脂丰富的食品，也可以用于非油脂

17、和油脂含量少的食品，具有乳化、分散、湿润、发泡等一系列优异性能。 蔗糖酯对淀粉有特殊作用，如可使淀粉的特殊碘反应消失，明显提高淀粉的糊化温度，并有显著的反老化作用。! 3、使用标准及方法 GB2760规定，蔗糖酯使用标准如下：（1）面包、蛋糕防老化：使用HLB11的蔗糖酯，用量为0.2-0.5%。（2）用于人造奶油、起酥油，冰淇淋的乳化稳定性；使用低HLB值的蔗糖酯。人造奶油，油脂量的2%-5%；冰淇淋0.1%-0.3%；起酥油，油脂量的0.008%1.7-2%。（3）饼干的提高起酥性、保水性及防老化性能；使用HLB值为7的蔗糖酯，用量为0.1%-0.5%。（4）防止胶姆糖坚硬性及改善保香性；

18、使HLB值为5-9的蔗糖酯，用量为0.5%-3%。（5）用于速溶食品，固体饮料，速溶可可、奶粉等的助溶，减少沉淀等作用；使用HLB值为15的蔗糖酯，用量为0.5%-2%。用于麦乳精可保持制品疏松，防止板结成块，使用量为0.5%。（6）用于口香糖、奶糖可降低、防止油析出，防止粘牙齿，使用HLB值为2-4的蔗糖酯，用量1%-3%。（7）用于提高面条、通心粉的粘度、张拉力和得率，减少面汤的混浊度（可与磷酸盐合用）；使用HLB值为11-15的蔗糖酯，用量为0.2-1.0%。（8）在芝麻酱中加7.5%的蔗糖酯（HLB3-5）和1.5%的甘油酯，可使芝麻酱稳定性显著增高，而不分层。（9）果蔬的涂膜保鲜；S

19、M保鲜剂是以蔗糖酯、甘油酯为食品乳化剂，以淀粉加防腐剂为主要原料配制成乳状液。果蔬用这种涂膜保鲜剂浸渍后，表面形成一层半透明薄膜，而起到良好的防腐保鲜作用。如苹果涂膜保鲜剂：4%聚乙烯醇,0.5%蔗糖酯，1.5%甘油酯复配而成。（三）大豆磷脂 又称卵磷脂、磷脂。其主要成分有磷酸胆碱，磷酸胆胺，磷脂酸和磷酸肌醇。1、主要性质 大豆磷脂中约含有24%的磷酸胆碱，25 %的磷酸胆胺33%磷酸肌醇。其液体精制品为浅黄色至褐色透明或半透明的粘稠状物质，无臭或微带坚果类特异气味。不溶于水，但易形成水合物而成胶体乳状液。精制固体大豆磷脂为黄色至棕褐色果粒状物或粉末状物，无臭。新鲜制品为白色，在空气中迅速转变

20、为黄色或棕褐色，吸湿性强。 大豆磷脂为两性离子表面活性剂。在热水中或pH值在8以上时易起乳化作用。若添加乙醇或乙二醇，则与大豆磷脂形成加成物，乳化性能提高。酸或盐可破坏乳化而析出沉淀。大豆磷脂不耐高温，80开始变棕黄,120开始分解。2、使用标准及方法 GB2760规定，磷脂可在各类食品中按生产需要适量使用。部分产品的具体使用情况如下：（1）降低巧克力的浆稠度；在巧克力中加（2）防止饼干粘辊：在面粉中加1-2%大豆磷脂可使脂肪均匀混合，不粘辊，并改善饼干质量。 日本规定：人造奶油、起酥油，0.1-0.5%。巧克力0.2-0.5%，乳脂糖，0.2%，面包、饼干、蛋糕，0.2-0.5%。面条0.3

21、-0.5%。冰淇淋0.5%。 FAO/WHO：人造奶油，肉汤类按生产需要添加，干酪0.5%，速溶奶粉、婴儿食品0.5%，巧克力0.5-1%。可可粉、可可糖、可可油饼1%。营养乳化饮料0.1-1%。（四） 其它食品乳化剂1.山梨醇酐脂肪酸酯 山梨醇酐脂肪酸酯的商品名为司盘。司盘制备时由于所用的脂肪酸不同，可制得不同的脂肪酸酯。 名 称山梨醇酐单月桂酸酯司盘20山梨醇酐单棕榈酸酯司盘40山梨醇酐单硬脂酸酯司盘60山梨醇酐三硬脂酸酯司盘65山梨醇酐单油酸酯司盘801、特性 常见的司盘品种由20到80不等，其性状为淡黄色黄褐色的油状或蜡状，有特异的臭气。其HLB值从1.8到8.6（HLB值越大，亲水性

22、越大；反之则小），可溶于水或油，适于制成油/水型和水/油型两种乳浊液。本品安全性高，ADI 0-25mg/kg 2、使用标准 GB2760规定，司盘的使用标准如下： 2.聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯 聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯商品名为吐温（Tween），是由司盘（Span）在碱性催化剂存在下和环氧乙烷（氧化乙烯）加成、精制而成。由于其脂肪酸种类的不同，而有一系列产品。FAO/WHO食品添加剂法规委员会许可使用的为聚氧乙烯（20）山梨醇酐脂肪酸酯。其ADI为0-25mg/kg。1、特性 聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯特性比较名 称HLB值聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸值酯（吐温20）16.7聚氧乙烯山梨醇酐单软脂

23、酸酯（吐温40）15.6聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯（吐温60）15聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯（吐温80）14.9上述品种，由吐温80到吐温20，其HLB值越来越大，是因为加入的聚乙烯增多之故。聚乙烯增多，食品乳化剂的毒性则随之增大。故吐温20和吐温40很少作为食品添加剂使用。2、使用标准GB2760规定，吐温使用标准如下：国外广泛使用吐温60作为糕点食品乳化剂，用量为0.45%，用于面包、糖果及可可制品涂层时，一般用量约0.5%，巧克力乳化用量约0.05%。吐温80在糖果、糕点中应用较少，主要用于乳制品等。发展趋势加强乳化剂的分离、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

24、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。第三节 食品乳化剂研究现状及发展趋势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12015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Lucas Meyer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第四节 复合乳化剂和凝固剂在食品中的应用

25、基本概念应用举例在冰激凌中的应用用于冰激凌加工的技术要求第五节 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 一、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（一）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HL

26、B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 （

27、二）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/W（三）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。目的二、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24。（一）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510。边加热边搅拌。 加入23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