大学课件 食品添加剂 乳化剂

1 第十一章 乳化剂 Emulsifiers Emulsifying agents 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 10 m） 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 3070% 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。 -In English: Substances which possess both hydrophilic and hydrophobic groups in their molecules and can cause the mixtures of two immiscible liquids to form stable emulsions. 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 (Hydrophilic Lipophilic Balance , HLB) 2.1 HLB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 60 14.9 。 * 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 /% HLB 71 24 5 0 15 61 30 6 1 13 50 36 12 2 11 46 39 13 2 9.5 42 42 14 2 8 33 49 16 2 6 不同酯化度蔗糖酯的 HLB值 2. 2 HLB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， 2.1 3/3.5-6 W/O型乳化剂 单甘酯， 3.8 7-9 湿润剂 司盘 20， 8.6 7/8-18 O/W型乳化剂 吐温 20， 16.7 13/15-18 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 (sucrose esters)： 1种， 蔗糖脂肪酸酯。 （ 3） 山梨糖醇脂肪酸酯 (sorbitol fatty acid esters)： 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 - Span 60：山梨醇酐单硬脂酸酯 - Span 65：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； -Tween 40：聚氧乙烯 (20)山梨醇酐单棕榈酸酯； -Tween 60：聚氧乙烯 (20)山梨醇酐单硬脂酸酯； -Tween 80：聚氧乙烯 (20)山梨醇酐单油酸酯。 3 （ 4） 丙二醇脂肪酸酯 ( propylene glycol fatty acid esters)： 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 (xylitol esters)：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 (lactylate fatty acid esters):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， HLB10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， HLB 7，面包和糕 点用 HLB11), 0.1-0.5 %； 单甘酯， 0.2-1%；吐温 60， 5%；司盘 60， 0.35-0.5%等。 2、面条类 -作用 ：减少成品水煮时淀粉的溶出 ,降低损失 ; 增强弹 性、耐折断性和吸水性 ; 降低面团粘性 , 便于操作。 -常用乳化剂 ：单甘酯， SSL和 CSL等。 3、巧克力和糖果类（含油脂高） -作用 ： 乳化作用 ， 使所加油脂乳化、分散；对 巧克力 提高表面光泽性，提高耐热和保型能力，防止起霜， 改善口融性；降低粘度，防止粘牙；对 胶姆糖 提高亲 水性，防止粘牙；对 糯米糖 可防止淀粉老化。 糖 乳化剂 糖 乳化剂 夹心糖 卵磷脂 单甘酯 糯米糖 饴糖 单甘酯 奶糖 太妃糖 单甘酯 司盘 60 口香糖 泡泡糖 蔗糖 (HLB 5 - 1 1) 司盘 60 、 吐温 60 巧克力 蔗糖酯 （ HL B3 - 9 ） 吐温 60 ：司盘 60 复 合乳化剂（ 60 ： 40 ） 表 8.糖果常用乳化剂 8 4、冰淇淋 -作用 ： 破乳作用 ，使脂肪游离并附聚在搅打时形成的 气泡周围，促进空气混入，提高冰淇淋的 起泡性和膨 胀率， 提高产品 保型性、抗融性 ；防止和 控制粗大冰 晶 形成，赋予冰淇淋 细腻 、 疏松 和 润滑的质构 和 良好 的干燥度 。 -常用乳化剂 ：单甘酯 0.3-0.5%，吐温，司盘等。 5、人造奶油 - 作用 ： 乳化作用 ，使 水分和油脂乳化、分散， 防止 析水、析油，提高抗溅性；可以 调整油脂结晶 作用， 形成所需要的晶型。 - 常用乳化剂 ：卵磷脂 (0.150.5%)、甘油单双脂肪酸 酯（如甘油单硬脂酸酯， 0.20.4%)、聚甘油脂肪酸 酯、司盘等。 6、 麦乳精、乳酪、速溶奶粉等 乳制品 * 作用 ：可提高 速溶性 和 分散性 ；防止制品沉淀、结块 结粒；防止油脂渗出。 * 常用乳化剂 ：卵磷脂 ,单甘酯 ,蔗糖酯 (HLB1315)等。 7、饮料和方便食品上的应用 -在含 油脂 和 蛋白质 饮料 (如花生奶、豆奶等 )中添加乳化 剂，可显著提高溶解性和稳定性， 防止沉淀、分离 。 -在速溶饮料、方便汤、方便面、方便饭、方便菜等方 便食品中添加乳化剂可显著地促进水的 润湿和渗透 ，可 使方便食品 大大缩短冲泡时间 ，更好地 分散于水 中。 -常用乳化剂 ：单甘酯等。 8、香肠等肉制品 -作用： 使配料充分乳化、混合均匀，防止脂肪离析； 提高制品的保水性，防止制品析水，使制品更具弹性 和嫩度；提高包装薄膜（肠衣）的易剥性。 -常用乳化剂： 酪蛋白酸钠、卵磷脂、蔗糖酯等。 9、其它食品 -豆腐 ： 抑制发泡；提高豆浆的亲水性，使与豆渣充 分分离，提高得率；提高保水性、弹性和保型性。单 甘酯， 0.1%。 -果酱、果冻 ：防止水分析出。 -冷冻食品 ：改善疏水组分的析水现象，从而防止粗 大冰晶的形成。 应用实例 例 1 所用稳 定剂： 花生奶的问题 含脂肪丰富，易出现油水分离、蛋白质沉淀等问题 9 例 2： 讨论： -SSL与蛋白质的作用 -SSL与淀粉的作用 七、乳化剂使用注意事项 1、各种乳化剂的 HLB值是选择乳化剂的极具参考性 的数据，结合实践经验选用。 2、理想的乳化剂应是水相、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、但两 者的 HLB之差不能超过 5, 否则得不到最佳稳定效果。 3、乳化剂加入食品体系之前，应在水或油中充分分 散或溶解，制成浆状或乳状液再加入到食品中。 4、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。 本章复习题 1、乳浊液的分类 2、乳化剂的定义和种类。 重点掌握常用乳化剂：单硬脂酸甘油酯（单甘酯）、 蔗糖脂肪酸酯（蔗糖酯）、司盘类、吐温类、改性大 豆磷脂、硬脂酰乳酸钠、硬脂酰乳酸钙 3、乳化剂的分类 (掌握上述常用乳化剂各属哪一类 )。 4、 HLB值的定义和意义。 （数值、大小与亲水性关系、在什么范围适合作 O/W 或 W/O型乳化剂） 5、乳化剂的作用及其主要应用食品。