第三章食品乳化剂课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,泉 州 师 范 学 院,*,第三章 食品乳化剂,第三章 食品乳化剂,1,第一节 食品乳化剂概述,一、定义,：,乳化剂：,能使,互不相溶,的两种液体中的一种,呈微滴状均匀分散,在另一种液体中的一类食品添加剂。,（,改善体系中各相间的表面张力形成均匀分散体的物质。）,乳化液,：两种或多种不相溶的液体中,其中一种以微粒形式分散到另一种液体中形成均匀分散体。,乳化剂大多为表面活性剂，其主要功能是起乳化作用。,食品乳化剂能稳定食品的物理状态，改进食品的组织结构，简化和控制食品的加工过程，改善风味、口感，提高食品质量，延长货架寿命。,泉 州 师 范 学 院,第一节 食品乳化剂概述一、定义：泉 州 师 范 学 院,2,二、食品乳化剂的分类,1、来源分：,天然食品乳化剂和人工食品乳化剂。,2、按其离子性：,离子型（阴、阳离子、两性）,非离子型（食品中较多）,3、,按亲水亲油性,：,水包油型(O/W)和油包水型（W/O）,分散相（或称内相、不连续相）：,乳状液中以液滴形式存在的那一相。,分散介质（或称外相、连续相）：,连成一片的一相。,泉 州 师 范 学 院,二、食品乳化剂的分类1、来源分：泉 州 师 范 学 院,3,三、乳化剂的作用机理,1、食品乳化液存在着巨大的面积，界面能形成极大的界面力，促使聚结的速度急剧加快，所以降低界面张力必然会降低聚结的推动力，因而增加体系的安定性，这就是食品乳化剂简单的热力学基础。,2、 除了降低界面张力，食品乳化剂的分子膜能将液珠包住，可以防止碰撞液滴的聚结。,四、乳化剂的主要作用,1、降低两相间的界面张力，使两相接触面积有可能大幅度增加，促进乳化液的微粒化。,2、利用离子性乳化剂在两界面上的配位，提高分散相液滴的电荷，加强其相互排斥，阻止液滴的合并。,3、在分散相的外围形成亲水型(O/W)或亲油型（W/O）,的吸附层，防止液滴的合并。,泉 州 师 范 学 院,三、乳化剂的作用机理1、食品乳化液存在着巨大的面积，界面能形,4,理论介绍,表面能或表面张力：,制备乳状液时使一种液体以微小的液滴状态分散在另一种液体,中，这时被分散的液体表面积明显扩大。这些微小的油液比连,成一片的油相有高得多的能量。,因此反抗表面张力必须要做功，所消耗的功 W与表面积增量,S和表面张力成比例，,W= S,降低表面张力，可以使机械功明显减小。反之，机械能或物理化学能也可以替代乳化剂所做的功。,与微乳状液相反，粗乳状液是热力学不稳定的体系。,泉 州 师 范 学 院,理论介绍表面能或表面张力：泉 州 师 范 学 院,5,沉淀、聚集和聚结作用对乳状液的稳定性不利。沉淀和聚集,作用是可逆过程而聚结作用是一种不可逆的过程，聚结过程,最终可导致乳状液破坏（破乳）。只利用机械能制备乳状液,时，得到的分散体系很不稳定。 当乳状液状态破坏时，分散,相粒子或质点很快聚结，最终导致两相再分离。,然而一种乳状液对于机械的、热的和时间的影响都应有足够,的稳定性，这与如下内部因素有关系。,内相分散的程度。,界面膜的质量。,外相的粘度。,相体积比。,两相的相对密度。,泉 州 师 范 学 院,沉淀、聚集和聚结作用对乳状液的稳定性不利。沉淀和聚集泉 州,6,为使乳状液较长时间地保持稳定，必须加入助剂，抑制两相,分离，使之形成热力学稳定的最终状态。,常用的稳定剂大多是亲水胶体。许多亲水胶体都具有与被乳化的粒子相互作用的能力。它们以络合的方式聚集加成到被保护的粒子上。亲水胶体可使被保护粒子的电荷或其溶剂化物膜增强或使两者同时增强。,相互作用强度取决于所用的亲水胶体和加工条件。,乳化剂，也叫表面活性剂主要有以下3个方面的作用，,按作用的主次排列如下：,泉 州 师 范 学 院,为使乳状液较长时间地保持稳定，必须加入助剂，抑制两相泉 州,7,在分散相表面形成保护膜,降低界面张力,形成双电层,乳化剂的最主要特性是使已形成的乳状液稳定，此过程比,初始的分散作用容易，而且有意义，因为此过程只要提供,一定程度的,机械搅拌,即可实现。,乳化剂的分子结构特点和组成：,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。,泉 州 师 范 学 院,在分散相表面形成保护膜泉 州 师 范 学 院,8,其中亲水基团一般是溶于水,或能被水湿润的基团，如羟,基；其亲油基团一般是与油,脂结构中烷烃相似的碳氢化,合物长键，故可与油脂互溶。,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，这样不但使乳化剂自身处,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。,泉 州 师 范 学 院,其中亲水基团一般是溶于水泉 州 师 范 学 院,9,这两类基团能分别吸附在油和水两相互相排斥的相面上，形成薄分子层，降低两相的界面张力。亦即油分子与乳化剂的亲油部分为一方，水分子与乳化剂的亲水部分为另一,方，这种两方的相互作用，使界面张力发生变化。,一般乳化剂的加入量愈多，界面张力的降低也愈大。乳化剂的加入使原来互不相溶的物质得以均匀混合，形成均质状态的分散体系，改变了原来的物理状态，进而改善食品,的内部结构，提高质量。乳化剂分子结构的两亲性特点使,乳化剂具有了使油、水两相产生水乳交融效果的特殊功能。,泉 州 师 范 学 院,这两类基团能分别吸附在油和水两相互相,10,稳定的乳剂,分散相,乳化剂,分散介质,放置,搅拌,降低油、水两相表面张力和表面自由能,制备乳剂时不必消耗更大的能量,乳剂保持一定的分散状态和稳定性。,泉 州 师 范 学 院,稳定的乳剂分散相乳化剂分散介质放置搅拌降低油、水两相表面张力,11,五、食品乳化剂必须具备的性质,1、无毒、无味、无色。,2、可以显著降低表面张力。,3、可以很快吸附在界面上，形成稳定的膜。,4、不易发生化学变化。,5、亲水基和疏水基之间有适当的平衡，可稳定所需要的乳,化液。可产生很大的电动势，在低浓度时可有效地发挥作用。,泉 州 师 范 学 院,五、食品乳化剂必须具备的性质1、无毒、无味、无色。泉 州 师,12,第二节,乳化剂的亲水、亲油平衡值(HLB值),一、HLB的定义,表示乳化剂对于油和水的相对亲和程度，在食品工业中HLB 一般取120。“1”表示亲油性最大，“20”表示亲水性最大，“10”表示水与油之间的过渡相。,不同HLB值的乳化剂试验现象及功能：,HLB值,试验现象,主要作用,试剂,特征物质,1,不溶于水,无乳化能力,有机溶剂,C,17,H,33,COOH油酸,1.5-3,不分散,用于消泡,硅油类,3.5-6,略分散,持水乳化,单甘酯,7-9,强搅拌混浊,互溶、润湿,斯盘系,13-15,分散近透明,溶脂、清洗,蔗糖酯,16-18,完全透明,低脂助溶,吐温系,20,完全水溶,乳化力差,低级醇,油酸钾(离子型),泉 州 师 范 学 院,第二节 乳化剂的亲水、亲油平衡值(HLB值)一、HLB的定义,13,二、HLB值的测定,1、根据乳化液的分子结构,烷烃无亲水性，HLB=0，亲水性最大，HLB =20,非离子型乳化剂的HLB 介于020之间,HLB=20（1-S/A）,S乳化剂的皂化值；,A原料脂肪酸的酸值。,2、HLB值等于乳化剂亲水基团相对分子质量百分数的1/5,3、复合乳化剂HLB值可用各组分乳化剂的HLB值按质量平均值计算。,泉 州 师 范 学 院,二、HLB值的测定1、根据乳化液的分子结构泉 州 师 范 学,14,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,泉 州 师 范 学 院,HLB值计算（多种）差值式HLB= 亲水基的亲水性亲油基憎,15,戴微斯法,HLB= 7+亲水基团值 亲油基团值,川上法,HLB=,7+11.,7,log,亲水基部分相对分子量,亲油基部分相对分子量,复合乳化剂,HLB,AB,=,HLB,A,m,A,+HLB,B,m,B,m,A,+ m,B,泉 州 师 范 学 院,戴微斯法HLB= 7+亲水基团值 亲油基团值川上法H,16,三、,乳化剂在食品制作中的应用,1、人造奶油,2、巧克力,3、冰淇淋,4 焙烤食品和淀粉制品,5、糖果,6、植物蛋白饮料,7、乳化香精,泉 州 师 范 学 院,三、乳化剂在食品制作中的应用1、人造奶油泉 州 师 范 学,17,乳化剂在食品加工中的作用,分散体系- 不析出油脂和水珠使体系均匀、消除液面脂圈,发泡和充气-饱和脂肪酸亲水性的乳化剂形成气溶胶，稳定 气泡。,破乳和消泡-疏水型乳化剂可降低液面表面张力,抑制结晶 -乳化剂影响结晶形成过程，使晶粒细小，避免返 砂现象,抗淀粉老化-与淀粉缔合,抑制糊化淀粉集聚和返生现象，延长食品存放期,提高韧性与强度- 连接蛋白质中亲水基及亲油基,增加网络或空间结构,使面筋的抗拉力增强,抗菌保鲜-,亲水基朝里，疏水基朝外形成保护膜，在果蔬,表面形成一层连续保护膜抑制呼吸与微生物渗透,泉 州 师 范 学 院,乳化剂在食品加工中的作用 泉 州 师 范 学 院,18,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,泉 州 师 范 学 院,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,19,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。,泉 州 师 范 学 院,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,20,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。,泉 州 师 范 学 院,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,21,四、几种主要乳化剂介绍,1、单硬脂酸甘油脂,简称：单甘酯；微黄色腊状薄片或珠状固体，不溶于水，与热水经强烈振荡可分散于水中， HLB：3.8，水油型乳化剂。,具优良的乳化性和表面活性，是食品和精细化工行业广泛使用的乳化剂和表面活性剂。约占乳化剂总量的1/21/3。,毒理学：,GRAS ADI；无需规定,可在各类食品中按生产需要适量使用,泉 州 师 范 学 院,四、几种主要乳化剂介绍1、单硬脂酸甘油脂泉 州 师 范 学,22,2、大豆磷脂及改性大豆磷脂,1）、大豆磷脂,大豆油加工中的副产品。通常是卵磷脂、脑磷脂和肌醇磷脂的混合物。浅黄色透明或不透明的粘稠物质，稍有特异臭，不溶于水，在空气或光照下迅速变褐。除具有乳化等功能外，还具有重要的生理功能和独特的营养保健功能。,缓解动脉硬化症:改善动脉血管壁的组成，维持胆固醇酯酶的活性，预防心肌梗塞及胆血管阻塞。,改善体内脂肪代谢:防止血液凝固，降低血压及胆固醇含量。,促进体内脂肪及脂溶性Vit的吸收。,调节神经功能一增强记忆力：防止肌肉及神经功能异常等,老年性疾病。,大豆的天然成分，安全性高。 ADI：无需规定。,泉 州 师 范 学 院,2、大豆磷脂及改性大豆磷脂1）、大豆磷脂泉 州 师 范 学,23,2）、改性大豆磷脂,我国列入标准的为改性大豆磷脂,别名：羟化卵磷脂,以天然大豆磷脂为原料，经过羟基化改性后制成的,水分散性、溶解性及乳化性均有所提高(HLB值由34,增加到1012)。因而乳化效果更好，用量更少。,我国起步晚，产量低，品种少。,泉 州 师 范 学 院,2）、改性大豆磷脂泉 州 师 范 学 院,24,3、,蔗糖脂肪酸脂,又名脂肪酸蔗糖脂、蔗糖脂,多为单酯、双酯和三酯的混合物，单酯的HLB值为1016，,双酯为710，三酯37，由于酯化度不同，可以获得从亲油,性强到亲水性强的不同系列产品。,白色至黄色粉末，或无色至微黄色的粘稠液体；无臭、易溶于,乙醇；具有良好的乳化、分散、增溶、抗菌等性能；酸、碱、,酶能导致蔗糖酯水解。,毒理学：,LD,50,：大鼠口服：39gkg GRAS ADI：020mgkg,泉 州 师 范 学 院,3、蔗糖脂肪酸脂又名脂肪酸蔗糖脂、蔗糖脂泉 州 师 范 学,25,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。,用于禽蛋、水果、蔬菜的涂膜保鲜，具有抗菌作用，保持,果蔬新鲜，延长贮藏期。,泉 州 师 范 学 院,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,26,4、,山梨醇酐脂肪酸酯(司盘)类,由于所用的脂肪酸不同。可得到一系列不同的脂肪酸酯产品，其HLB值和性状也不同。,Span20、40、60、80等单月桂酸酯(20)，单棕榈酸酯(40)，单硬脂酸酯(60 )，单油酸酯(80),黄至黄褐色油状液体或蜡状固体，有特异臭，,HLB值4.38.6，可形成WO型乳浊液。,毒理学：,LD,50,；大鼠l08mgkg ADI 0-25mgkg,可用于冰淇淋、面包、巧克力等产品,泉 州 师 范 学 院,4、山梨醇酐脂肪酸酯(司盘)类由于所用的脂肪酸不同。可得到一,27,5、,聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯(吐温)类,性状因构成的脂肪酸种类而异,HLB在11.016.9范围内，亲水性好，乳化能力强,有20、40、60、80、65、85等一系列产品,呈亲水性的OW型乳化剂,对难溶于水的亲油性物质(如精油)有良好的助溶作用，故,可用以配制乳化香精。,毒理学：,ADI：0-25mgkg 安全性高,Tween 20 、 40 毒性较强，较少用作食品添加剂,泉 州 师 范 学 院,5、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯(吐温)类性状因构成的脂肪酸种类,28,6、硬脂酰乳酸钙,别名：十八烷基乳酸钙,白色至带黄色的粉末或薄片状、快状体，无臭，有焦糖样气味。,难溶于水，稍溶于热水，易溶于热的油脂。,毒理学：,LD,50,：大鼠27gkg ， GRAS ADI：020mgkg,主要用作面包、糕点的品质改良剂,泉 州 师 范 学 院,6、硬脂酰乳酸钙别名：十八烷基乳酸钙泉 州 师 范 学 院,29,作业：,1、论述乳化剂的作用机理,2,、乳化剂突出的化学性质是什么？,泉 州 师 范 学 院,作业：泉 州 师 范 学 院,30,第三章食品乳化剂课件,31,