食品添加剂乳化剂孙为正

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1、食品添加剂,主讲：孙为正,食品乳化剂,引言食品的质地,食品，从物理化学的角度看，可大致划分为为液液体系、液固体系。同一体系的分散相的分离与否和粘稠度的高低，决定了口腔对食品流体的质感反应；果蔬汁的澄清与混浊、沉淀所带来的视觉印象的不同。一般而言，往往当这二类的物质体系中各相分离的时候，也是它们的质地是最糟糕的时刻。为了使多相食品体系之间的各组分充分、均匀的混合，在添加剂层面有如下对策：,是指消费者的感觉器官（包括视觉、口腔等），对食品的流变学和结构特征的综合评价。,解决液液相分离的问题,解决液固相分离的问题,乳化剂,增稠剂,食品乳化剂,定义 是指能改善乳化体系中各种构成相之间的表面张力，形成均

2、匀分散体或乳化体的物质，也称为表面活性剂， 或说是使互不相溶的液质转为均匀分散相（乳浊液）的物质，添加少量即可显著降低油水两相界面张力，产生乳化效果的食品添加剂。 功能分类代码，10；CNS：10.001033 第一节 乳化剂及乳化剂的基本理论 第二节 乳化剂的类型及常用的乳化剂,第一节 乳化剂及乳化剂的基本理论,乳化剂的作用 乳化剂的分子结构特点与性能 HLB值及乳化剂的使用 乳化剂在食品中的应用,一、乳化剂的作用,一般的含二种互不相溶的液态体系（如水、油共存体系），因表面张力的存在作用下，各相均以最小的表面积状态存在，并按比重确定其各自的分层位置。 如果，强行通过调整搅拌进行混合，是一个高

3、耗能的过程，且形成的乳浊液极不稳定，寿命极短。 乳化剂，是既有亲水的基团，又有亲油基团的表面活性物质。它的新水基团与水相结合；亲油基团与油结合，定向排列在液滴周围形成单分子膜。客观上起到了如下作用： 1使二相不直接接触； 2降低表面张力，最大限度地扩大表面积 3形成双电层。 对添加了乳化剂的油、水体系进行搅拌，其中一相生成的无数个微球会因乳化剂膜的包围，而不能聚集，均匀地分散在另一相中。 按分散与否，有内相和外相之称：被分散的，称为内相；另方，为分散介质或外相。内相是不连续的，外相是连续相： 油包水型乳浊液，W / O 水包油型乳浊液，O / W,二、乳化剂分子结构特点与性能,亲水基是溶于水或

4、能被水湿润的基团，一般含有OH、ONa，OSO3Na、聚乙烯醇基、聚醇基、磷酸盐等； 亲油基可与油脂互溶，一般含有长链烷基，RCOO，RCONH，RCO，RAr（R为烷基，Ar为C6H4）等。,三、HLB值及乳化剂的使用,亲水性强的乳化剂生成（O/W）型乳浊液，亲油性强的乳化剂则生成（W/O）型乳浊液。 通常使用亲水亲油平衡值（Value of Hydrophilyty and Lipophilyty Balance，简称HLB值）来表示乳化剂的亲水、亲油性的大小，即乳化剂乳化能力的大小，其计算基准为： HLB值的范围在020，HLB值越大表示亲水性越大，HLB值越小则表示亲油性越大。因此，由

5、HLB值可以知道大致的使用范围，下表为不同的HLB值与适用性：,使用乳化剂的注意事项,（1）不同HLB值乳化剂可制备不同类型的乳液，选择合适的乳化剂是取得最佳效果的基本保证。 （2）由于复合乳化剂具有协同效应，通常多采用复配型乳化剂，但在选择乳化剂“对”时，要考虑HLB高值与低值相差不要大于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。,乳状液的制备方法,1乳化剂溶于水中，在激烈搅拌下加入油，先生成o/w型乳液，若欲得w/o型乳液，则继续加油至发生相变。此法用于HLB值较大的乳化剂 2乳化剂溶于加热的油中，加入水，开始得到w/o型乳液

6、，再继续加水可得o/w型乳液。此法用于HLB值较小的乳化剂 3轮流加液法。每次取少量油和水，轮流加入乳化剂,四、乳化剂在食品中的应用,作为表面活性剂，能与脂类、蛋白质、碳水化合物等食品成分发生特殊的相互链接，具有乳化或破乳、润湿或反润湿、起泡或消泡、分散、增溶、润滑等一系列作用。因此，乳化剂在食品加工中可起到多种功效，几乎所有的食品加工中都可以使用乳化剂 焙烤制品、人造奶油、冷饮、乳制品及仿乳制品、肉制品、豆制品、糖果、饮料、罐头、料理等食品成品或辅助材料中，用以改善品质，保持风味，延长保鲜期和改善加工性能。 乳化剂的投放剂量，一般为5。 因上述原因，使得乳化剂成为需求与消耗量为最大的一类添加

7、剂 消耗量约占食品添加剂总量1 / 2（全球大约要耗25万吨 / 年食品乳化剂），实际使用品种80多个。其中，需求量最大的是单甘油酯，约占总消费量的2 / 3 。,在食品中的具体作用,1面包、蛋糕类 防止小麦粉中直链淀粉的疏水作用，从而防止老化、回生； 降低面团粘度，便于操作； 促使面筋组织的形成； 提高发泡性，并使气孔分散、致密； 促使起酥油乳化、分散，从而改善组织和口感。 2饼干类 提高面团亲水性，便于配料搅拌； 使起酥油乳化、分散，改善组织和口感； 提高发泡性，使气孔分散，致密。 3面条类 减少成品水煮时淀粉的溶出，降低损失； 增强弹性、吸水性和耐断性； 提高面团的亲水性，降低面团粘度、

8、便于操作。,4鱼肉糜、香肠等 使所添加的油脂乳化、分散； 提高组织的均质性； 有利于表面被膜的形成，以提高商品性和保存性。 5糖果类 使所添加的油脂乳化、分散，提高口感的细腻性； 使制品表面起霜，防止与包装纸的粘连； 防止砂糖（水相基）结晶。 6.胶姆糖 提高胶基的亲水性，防止粘牙； 使各组分均质； 防止与包装纸的粘连。,7.果酱、果冻类 防止析出 8冷冻食品 改善疏水组分的析水现象，从而防止粗大冰结晶的形成。 9豆腐 抑制发泡； 提高豆浆的亲水性，使与豆渣充分分离，并由于保水性的增强而提高出浆率； 提高固化成型后的保型能力。 乳化剂其他用途 如用于需要添加淀粉的肉制品中，使制品的保水性增强、

9、弹性增加，并减少淀粉填充物的糊状感；用于面粉以增加面筋强度； 提高速溶食品如咖啡、奶粉等的速溶性等。,2.乳化剂的类型及常用的乳化剂,我国食品添加剂使用卫生标准（GB2760- 2007）批准使用的品种有33种。 目前国内外使用量最大的有：甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、酪蛋白酸钠和磷脂等。特别是前两种，因其安全性高、效果好、价格较便宜而得到广泛的应用。 一、单硬脂酸甘油酯（Glycerol Monostearate，Monostearin） 二、大豆磷脂（Soybean phospholipid，SBPL ） 三、蔗糖脂肪酸酯（Sucrose Esters of

10、 Fatty Acid；SE） 四、山梨醇酐脂肪酸酯类（Sorbitan Fatty Acid Ester）,一、单硬脂酸甘油酯（Glycerol Monostearate，Monostearin）,（一）概述 单甘酯（Monostearin），是单脂肪酸甘油酯中最重要的一种，是我国批准使用的食品乳化剂中用量最大的乳化剂，占乳化剂总用量的近70%以上。 其分子式C21H42O47，分子量为358.57,CNS: 10.006（单、双、三，均用此代码）,（二）性状 微黄色的蜡状固体，凝固点不低于56，碘值约为.3701.844，游离酸约占1.83%2.26%。不溶于冷水，可分散在热水中，溶于热乙

11、醇、丙酮、油和烃类，具有良好的亲油性，HLB值为3.8，为油包水型乳化剂。 （三）毒性 ADI： 不作限制性规定(FAO/WHO, 1994)。,使用： 作乳化剂；稳定剂；消泡剂；涂层剂。 用于巧克力、糖果制品、冰淇淋，可以防止砂糖结晶和油水分离，增加细腻感和光泽； 用于面包，可改良面包组织结构和保存性能，能增加其柔软性和体积。 特点： 单硬脂肪酸甘油酯具有良好的乳化、分散、起泡、消泡、抗淀粉老化及控制脂肪凝聚等作用。 其水解物可参与体内代谢，是世界各国公认的无毒食品添加剂。,二、大豆磷脂,CNS: 10.010、10.017 是大豆生产过程中产生的副产品，是卵磷脂、脑磷脂、肌醇磷脂和少量的磷

12、脂酸、磷酸丝氨酸酯等的混合物。其通式如图,在甘油的1位为饱和脂肪酸，2位是不饱和脂肪酸。式中B为含氮碱残基。 经处理，能得到三种不同的商业大豆磷脂： 浓缩大豆磷脂 粉末磷脂 分级磷脂,（一）性状,大豆磷脂不溶于水，但其中的卵磷脂的亲水性较强，而肌醇磷肌的亲油性较强。 溶于乙醚、石油醚等有机溶剂； 大豆磷脂的HLB值约为9，它不耐高温，在80开始变色，到120开始分解； 它不仅可以作为乳化剂、润湿剂, 乳化稳定剂等用于食品中, 它还有重要的药疗价值。 （二）毒性及使用 是大豆的天然成分，也是一种具有营养作用的甘油酯，其ADI值，不作特殊规定。即，根据需要决定应用范围和添加量,改性大豆磷脂,CNS

13、: 10.017 由于HLB值的改善，使该产品在糖果、饼干、面包、糕点、威化饼等食品的加工中具有良好的乳化性，可充分地可善面团品质，及制品的表面纹理，改进油脂乳化。对饼干加工而言，可增加饼干的酥脆性体积，防止烧色，并降低饼干破碎率。 使用范围：糖果、巧克力、饼干、面包、糕点、威化饼等。 使用量：0.2-0.5（1000kg面粉添加2-5kg)。 使用方法：按比例混于原料液中（糖果），或加入和面水中搅拌均匀。,三、蔗糖脂肪酸酯,（一）概述 CNS: 10.001 简称SE、蔗糖酯。以蔗糖的OH基为亲水基，脂肪酸的碳链部分为亲油基，常用硬脂酸、油酸、棕榈酸等高级脂肪酸（产品为粉末状），也用醋酸、异

14、丁酸等低级脂肪酸（产品为粘稠树脂状）。 蔗糖分子中具有8个羟基，故可以接SE可接18个脂肪酸，SE可按蔗糖羟基与成酯的脂肪酸数目不同分为单酯（MSE）、双酯、三酯及多酯。商品SE一般是单酯、双酯及多酯的混合物。结构式如图：,（二）毒性 ADI ：016mg/g (FAO/WHO, 1994)。 LD50 ：30g/kg（大鼠，经口）。,（三）性状,无色至微黄色稠厚凝胶、软质固体或白色至黄褐色粉末，视脂肪酸种类和酯化程度而异。 无臭或微臭（未反应的脂肪酸）。 微溶于水。溶于乙醇。 单酯溶于温水，双酯难溶于水。 能减小表面张力。 水溶液有粘性，并有湿润性。对油和水有良好的乳化作用。软化点5070。

15、分解温度233238。有旋光性。 根据不同的脂肪酸所生成的酯，以及单酯、双酯、三酯的比例不同，蔗糖脂肪酸酯的HLB值可在极宽的范围内调节（315），远远超过其他种类乳化剂的调节范围。蔗糖脂肪酸酯中单酯的含量与HLB值的关系见表,蔗糖脂肪酸酯中单酯的含量与HLB值的关系,注：商品名称中后两位数为单酯含量的百分数，前一或二位数为该品的HLB值。单酯含量越多，则HLB值越高。 蔗糖脂肪酸酯对淀粉有特殊作用，如可使淀粉的特殊碘反应消失；使淀粉的糊化温度明显上升，有显著的防老化作用。,（四）用途,乳化剂、水果保鲜剂、湿润剂、品质改进剂。 1用于肉制品、鱼糜制品，使用HLB值116的制品，可改善水分含量及

16、制品的口感，用量0.3%1.0%。 2用于面包、蛋糕等焙烤食品，使用HLB值11以上的制品，用量为面粉的0.2%0.5%，可增加面团的柔韧性，增大制品体积，使气孔细密、均匀，质地柔软，防止老化。 3用于巧克力可抑制结晶、降低粘度，使用HLB值39的制品，用量为0.2%1.0%。 4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，延长储存期，使用HLB值516的制品，用量为0.3%2.5%。 5此外，还可用于豆奶、冷冻食品、沙司、饮料、米饭、面条、方便面、饺子、酱油、果酱等。,限量：,GB2760-2011 用于乳化天然色素，最大使用量为10.0g/kg。 使用注意事项： 使用时，先将蔗糖脂肪酸酯以少量水（或油、乙醚等）混合、湿润，再加入所需的水（油、乙醚等），并适当加热，使蔗糖酯充分溶解与分散。,四、山梨醇酐脂肪酸酯类,（一）概述 这是一类由山梨醇与脂肪酸反应生成的乳化效率很高的表面活性