乳化剂

第八章乳化剂EmulsifiersEmulsifyingagents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**乳化剂的主要应用食品**乳化剂使用注意事项*乳化剂应用实例引言：品质改良剂-乳化剂、增稠剂、膨松剂、面粉处理剂被统称为“品质改良剂”。-所谓“品质改良剂”是一类用于改善和稳定流体食品各组成的物理性质和组织结构的一类添加剂，其作用是赋予食品一定的形态和质构，满足食品加工工艺性能。一、乳浊液、乳化剂的定义1、乳浊液的定义及分类定义乳浊液(emulsions)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。InEnglish:Anemulsionisasystemconsistingofatleastoneimmiscibleliquidintimatelydispersedinanotherintheformofdroplets,whosediameter,ingeneral,rangesin0.1-10μm.一、乳浊液、乳化剂的定义-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、乳化剂的定义分类*按内相粒子大小和稳定性：分为细乳浊液和粗乳浊液。-细乳浊液(microemulsions):内相粒子直径为0.01-0.1μm，稳定性高。-粗乳浊液(macroemulsions):内相粒子直径0.1μm，热力学上不稳定。*按连续相是水还是油：分为水包油型乳浊液和油包水型乳浊液。-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;-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。例子：水包油型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奶油、人造奶油一、乳浊液、乳化剂的定义一、乳浊液、乳化剂的定义稳定乳浊液的方法：-降低两相界面张力：如添加乳化剂。-使粒子表面带上相同电荷以产生斥力，如添加离子型乳化剂。-添加大分子物质，提高乳浊液的粘度，如使用增稠剂。一、乳浊液、乳化剂的定义2、乳化剂的定义及作用原理定义能使互不相溶的油相(疏水性物质)与水相(亲水性物质)形成稳定乳浊液的一类具有亲水基(hydrophilicgroups)和亲油基(疏水基,hydrophobicgroups）两种基团的物质,是一种表面活性剂。InEnglish:Substanceswhichpossessbothhydrophilicandhydrophobicgroupsintheirmoleculesandcancausethemixturesoftwoimmiscibleliquidstoformstableemulsions.一、乳浊液、乳化剂的定义-亲水基：一般是溶于水或能被水浸润的基团，如-OH、-COOH等。-亲油基：一般为与油脂中烷烃相似的碳氢化合物长链。-这两种基团一般分布于乳化剂分子的两端，形成不对称结构。一、乳浊液、乳化剂的定义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,使粒子产生静电斥力。O/W型乳浊液W/O型乳浊液二、乳化剂的亲水亲油平衡值1、定义亲水亲油平衡值（hydrophiliclipophilicbalance,简称HLB值）：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。差值式：HLB=亲水基的亲水性－亲油基的憎水性比值式：HLB=亲水基的亲水性÷亲油基的憎水性-乳化剂的HLB范围一般为0-20。-HLB越小,亲油性越大；HLB越大,亲水性越大;二、乳化剂的亲水亲油平衡值-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（连接）。(课本P190表8-1)-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。-非离子乳化剂的HLB值具有加和性：HLB=(mAHLBA+mBHLBB)/(mA+mB)式中：mA、mB–乳化剂A和B的质量；HLBA、HLBB–A和B的HLB值；二、乳化剂的亲水亲油平衡值例如：*单硬脂酰甘油酯（单甘酯）3.8。*丙二醇单硬脂酸酯3.4。*硬脂酰乳酸钠（SSL）8.3。*聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯(吐温60）14.9。*蔗糖酯依其单酯、多酯的比例不同而HLB有3-16不同的产品。二、乳化剂的亲水亲油平衡值不同酯化度蔗糖酯的HLB值单酯/%二酯/%三酯/%四酯/%HLB712450156130611350361221146391329.54242142833491626二、乳化剂的亲水亲油平衡值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3.5-6W/O型乳化剂单硬脂酸甘油酯，3.87-9湿润剂司盘20，8.68-18O/W型乳化剂吐温20，16.715-18溶化剂吐温80，15二、乳化剂的亲水亲油平衡值二、乳化剂的亲水亲油平衡值-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1.种类：我国允许使用的乳化剂约30种。(1)甘油酯类(glycerides)：9种-单硬脂酸甘油酯(单甘酯)-双乙酰酒石酸单(双)甘油酯-乙酰化单甘油脂肪酸酯-辛、葵酸甘油酯-松香甘油酯（酯胶)-氢化松香甘油酯-三聚甘油单硬脂酸酯-聚甘油单硬脂酸酯-聚甘油单油酸酯-脂肪酸甘油酯类-有机酸脂肪酸甘油酯类-松香甘油酯类-聚甘油脂肪酸酯类三、乳化剂种类和分类脂肪酸甘油酯结构RCOOH+甘油脂肪酸脂肪酸甘油酯CH2OOCRCHOHCH2OH三、乳化剂种类和分类CH2OH+RCOOHRCOOCH2RCOOCH2一酯二酯三酯(2)蔗糖酯(sucroseesters)：2种-蔗糖脂肪酸酯：由蔗糖和食用脂肪酸所形成的单酯、二酯和三酯的混合物，脂肪酸可为硬脂酸、棕榈酸和油酸等。-乙酸异丁酸蔗糖酯：由乙酸、异丁酸与蔗糖反应而成。三、乳化剂种类和分类(3)山梨糖醇脂肪酸酯(sorbitolfattyacidesters):包括2类*山梨醇酐脂肪酸酯类(Span,司盘)：由山梨醇和脂肪酸进行酯化反应并脱水而成。*聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯类（Tween,吐温）：由司盘在碱性条件下和环氧乙烷反应而成，亲水性比司盘大大提高。三、乳化剂种类和分类山梨醇酐脂肪酸酯结构式+RCOOHOR1OOR2OR3聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯结构式三、乳化剂种类和分类◆山梨醇酐脂肪酸酯包括(5种)：-Span60-山梨醇酐单硬脂酸(18:0)酯；-Span65-山梨醇酐三硬脂酸酯；-Span80-山梨醇酐单油酸(18:1,9C)酯；-Span40-山梨醇酐单棕榈酸(16:0)酯；-Span20-山梨醇酐单月桂酸(12:0)酯。◆聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯包括(4种)：-Tween60-聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯；-Tween20-聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯；-Tween40-聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯；-Tween80-聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯。三、乳化剂种类和分类(4)磷脂类(phosphalipids):1种,改性大豆磷酯-大豆磷脂：各种磷脂的混合物，磷脂酰胆碱(卵磷脂)19-21%磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)8-10%磷脂酰肌醇20-21%其它磷脂5-11%-改性大豆磷酯：主要指羟基化卵磷脂，以天然磷脂为原料,进行乙酰化和羟基化处理。-天然磷脂有异臭，不溶于水，稳定性差，故需改性；-改性磷脂水分散性、溶解性、乳化性都得到改善三、乳化剂种类和分类三、乳化剂种类和分类(5)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。三、乳化剂种类和分类(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HH-C-OHH-C-OHHO-C-HH-C-OHH-C-OHH木糖醇木糖醇酐单硬脂酸酯三、乳化剂种类和分类(7)脂肪酸乳酸盐(lactylatefattyacidesters):2种-硬脂酰乳酸钠(sodiumstearoyllactylate,SSL)-硬脂酰乳酸钙(calciumstearoyllactylate,CSL）OCH3OCH3OC17H35-C-O-CH-C-O-CH-C-O-NaOCH3OCH3OC17H35-C-O-CH-C-O-CH-C-O-Ca2SSLCSL三、乳化剂种类和分类(8)其他类:4种-硬脂酸钾-酪蛋白酸钠(酪朊酸钠)-聚甘油蓖麻醇酯(97增补)-辛烯基琥珀酸淀粉钠(97增补)2、分类：四种方法-按来源分-按溶解性分-按作用分-按在水中是否解离成离子分三、乳化剂种类和分类(1)按来源：分为天然乳化剂和合成乳化剂*天然乳化剂：大豆磷脂；*合成乳化剂：蔗糖酯、单甘酯等，占绝大多数；(2)按溶解性：水溶性乳化剂和油溶性乳化剂*水溶性乳化剂：高HLB值的蔗糖酯、吐温等。*油溶性乳化剂：大豆磷脂、单甘酯、司盘等。三、乳化剂种类和分类(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：单甘酯、司盘等。*水包油型乳化剂：吐温、改性大豆磷脂等。(4)按在水中是否解离成离子：分为离子型乳化剂和非离子型乳化剂*阴离子型乳化剂：硬脂酰乳酸钠及硬脂酰乳酸钙*两性离子型乳化剂：卵磷脂(大豆磷脂)*非离子型：蔗糖酯、司盘、吐温等,占绝大多数；三、乳化剂的种类和分类主要乳化剂的HLB值、来源、溶解性名称来源离子型HLB溶解性油中水中卵磷脂(大豆磷脂)天然两性3~4可溶可分散羟化卵磷脂合成非7~10可溶可分散单硬脂酸甘油酯合成非3.8可溶不溶乙酰化单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可溶可分散三聚甘油单硬脂酸酯合成非1~16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可溶可分散聚甘油蓖麻油醇酯合成非可溶不溶三、乳化剂的种类和分类名称来源离子型HLB溶解性油中水中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可溶可分散三、乳化剂的种类和分类名称来源离子型HLB溶解性油中水中吐温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可分散可分散乙酸异丁酸蔗糖酯合成非可溶不溶聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯合成非不溶可溶松香甘油酯（酯胶）合成非可溶不溶氢化松香甘油酯合成非可溶不溶木糖醇酐单硬脂酸酯合成非可分散四、乳化剂的作用1.乳化作用：防止食品油水分离。-在含脂饮料中（如蛋白饮料）使原不能相溶的油相和水相成为均匀的悬浮乳浊体。-防止糖和油脂起霜：如巧克力。-稳定冰淇淋、奶油、蛋黄酱的组织和结构。四、乳化剂的应用2.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，使直链淀粉难以结晶析出。以高纯度的单甘酯效果最明显。-强化面团的网络结构：能与面粉中的脂类和蛋白质形成氢键或偶联络合物。以SSL、CSL效果最好。-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、乳化剂的应用3