食品乳化剂

食品乳化剂及其应用
张浩
（09化学学号：09081053）
一、概述
食品乳化剂是指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[1]。

根据食品添加剂使用卫生标准GB2760 规定,食品添加剂分为21 大类，1460 种,加上1998 年全国食品添加剂标准化技术委员会审批通过的新品种11 种、香料3 种,共计1474 种[2]。

食品乳化剂是最重要的食品添加剂之一, 它不但具有典型的表面活性作用以维持食品稳定的乳化状态,还表现出许多特殊功能，在食品加工中可起到乳化、增溶、润湿、起泡等作用[3]。

二、基本理论简介
1.乳化剂的作用机理[4]
①降低表面张力，使两相自动收缩的趋势减小。

乳化剂分子是一种两亲分子，可优先吸附在两相界面上，与水相和油相同时发生作用，显著降低水相和油相的表面张力，两相自动收缩趋势减小。

②形成界面吸附膜，阻止液滴的聚结。

乳化剂分子优先吸附在两相界面上，在界面
上发生定向排列，形成一定的组织结构，即界面吸附膜，可以阻止液滴的聚结。

2.乳化剂的作用于过程
以空气和水的界面为例说明：
第一阶段：在界面上定向排列，界面张力迅速下降。

第二阶段：形成界面吸附膜，表面张力的下降达到最大值。

此时的乳化剂浓度是一个临界浓度，成为临界胶束浓度(CMC)。

第三阶段：多余的乳化剂进入液相主体，开始形成胶束（乳化剂分子中长链的亲油基可以通过分子间的吸引力互相缔结在一起，亲水基朝向水中，即形成胶束，在W/O体系中形成的胶束称为反向胶束）。

对于乳化作用，当乳化剂浓度等于CMC时，表面张力降低到最小值，乳化作用最大，一般选用的浓度都在CMC左右的一个范围内。

对于增溶作用，食品中的许多难溶于水的小分子物质如色素、调味剂、防腐剂等，能够增溶到乳化剂胶束内部或表面，选用的浓度要超过CMC。

三、乳化剂的作用及实际应用
1、乳化剂在食品中的作用
①乳化作用
食品工业应用最广是乳化作用。

食品中大多含有溶解性质不同的组分，乳化剂有助于它们均匀、稳定地分布，从而防止油水分离，防止糖和油脂的起霜，防止蛋白凝集或沉淀。

此外，乳化剂可以提高食品耐盐、耐酸、耐热、耐冷冻保藏的稳定性，乳化后营养成分更易为人体消化吸收[5]。

②降低黏度
乳化剂有降低黏度的作用，可作饼干、口香糖等的脱模剂，并使制品表面光滑。

在巧克力中，降低成本和黏度、提高物料的流散性；口香糖，并使产品不粘牙，具有增塑性和柔软性；在制糖工业中，乳化剂降低糖蜜黏度，可增加糖的回收率。

③与淀粉形成络合物，使产品得到较好的瓤结构，增大食品体积，防止老化和保鲜。

③与原料中的蛋白质和油脂络合，增强面团强度。

④发泡作用、破乳作用和消泡作用
泡沫是气体分散在液体里产生的，而乳化剂中饱和脂肪酸链能稳定液态泡沫，因此，可加入乳化剂起发泡作用。

蛋糕、冷冻甜食和食品上的饰品物是必要的。

而在许多食品加工过程中往往需要破乳、消泡作用，如冰淇淋生产中，就需要使脂肪质点有所团聚，以获得较好的“干燥的”产品。

而具有不饱和脂肪链的乳化剂能抑制泡沫，因此可在乳浊液中加入乳化剂达到破乳、消泡的作用。

⑤提高食品持水性，使产品更加柔软，并可使食品增重。

⑥用作油脂结晶调整剂，控制食品中油脂的结晶结构，改善食品口感质量。

⑦润滑作用：甘油单酸酯和甘油二酸酯都具有较好的润滑效果，对淀粉制品挤压时可获得优良的润滑性，能有效地用于食品加工过程。

在焦糖中加入0.5％-1.0％的该类型乳化剂，能减少对切刀、包装物和消费者牙齿的黏结力。

⑧增溶作用：HLB在15以上的乳化剂可作脂溶性色素、香料、强化剂的增溶剂。

⑨润湿作用
乳化剂也具有润湿性，奶粉、可可粉、麦乳精、速溶咖啡、粉末饮料冲剂和汤味料等食品中使用乳化剂，可提高其分散性、悬浮性和可溶性，有助于方便食品在冷水或热水中速溶和复水。

如亲水性固体（蛋白质粉），加入水中迅速润湿，形成外湿内干，易结块，在其中添加一些极性低、亲脂性好的卵磷脂，可降低粉末的润湿速度，达到速溶。

又如疏水性悬浮固体（全脂奶粉），具有类似脂肪的表面，加入极性高，亲水性好的卵磷脂，可消除脂肪与水之间的相互排斥性，使产品迅速分散于液体中，达到速溶。

⑩抗菌、保鲜作用
2、乳化剂在食品中的应用举例
目前，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。

①巧克力和糖果
巧克力是可可粉和糖的分散体保持在可可脂中的产物。

乳化剂可以使可可脂与可可粉、糖均匀分散，防止巧克力起霜。

磷脂、山梨醇三硬脂酸酯常用。

可可脂的多晶现象，使不同晶型的含脂产品具有不同的感官特性，在巧克力等富含油脂的食品中添加乳化剂可以使脂类形成有利于食品感官性能和食用性能所需的晶型[6]。

奶糖生产中的熬煮阶段，会发生原料之间的分离；糯米糖等含淀粉量较大的糖类因淀粉失水而发硬老化等。

可使用单甘酯解决上述问题[5]。

②方便食品
在速溶原料、方便面、方便饭、方便菜之类食品中添加乳化剂能显著促进水的润湿和渗透，可使方便食品大大缩短冲泡时间，更好的分散于水中。

常用的乳化剂是单甘酯。

③饼干和糕点
添加乳化剂，表面张力的降低，可使空气更容易被搅入面团中，可使面团充气均匀，形成更多的、更细密的气孔，从而食品的组织结构质量提高。

在蛋糕制作中，蛋的用量决定蛋糕体积，而用蛋量大蛋糕有腥味、口感差，用小苏打来增加蛋糕体积会使维生素破坏。

使用乳化剂可避免上述现象的发生。

在奶油类糕点生产中，乳化剂可使糕点中的水分、奶油处于更稳定的均匀状态，缩短搅拌时间，改善产品质量。

奶油类糕点中一般加油量较大，添加乳化剂可以防止油脂从糕点中渗出，产生“反油”现象，使油脂在乳化状态下均匀分布于糕点中等。

④面包类
在面包中，乳化剂主要有两个作用：
作为面团调整剂，可提高面团的发酵、焙烤质量。

防止老化。

乳化剂与面团中的直链淀粉络合，络合后的淀粉不易互相缔结，从而可延缓淀粉的老化，可保持产品柔软可口性。

四．常用食品乳化剂简介
1. 蔗糖脂肪酸酯
蔗糖脂肪酸酯亦称蔗糖酯，简称SE，可细分为单脂肪酸酯、双脂肪酸酯和三脂肪酸酯。

蔗糖酯属于非离子型表面活性剂，由于分子中含有亲水性的蔗糖基团和亲油性的硬脂酸基团，因而是一种优良的食品乳化剂。

蔗糖酯系列产品具有广泛的HLB值（3～16），食品企业可以根据需要选择HLB值适当的蔗糖酯。

1）性质
蔗糖酯外观为白色至淡黄色粉末，在水中分散或溶解，溶于氯仿，易溶于热的乙醇等有机溶剂。

单酯可溶于热水，但二酯或三酯难溶于水。

单酯含量高，亲水性强；二酯和三酯含量越多，亲油性越强。

在弱酸或弱碱条件下稳定[7]。

在120℃以下稳定，145℃以上则分解；它在酸、碱和酶的作用下会发生分解。

蔗糖脂肪酸酯的水解敏感性与温度关，一般温度越高，水解越快。

2．山梨醇酐脂肪酸酯（失水山梨醇脂肪酸酯、司盘、斯盘）
是合成的一类非离子乳化剂，这一类乳化剂是由美国ICI公司首先开发的。

商品化的山梨醇酐脂肪酸酯有山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐三硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酸酯五种，通常也称为司盘20、司盘40、司盘60、司盘65、司盘80。

1）性质
由白色至黄褐色的粘稠液体或蜡状固体，有轻微的焦糖甜味和油脂味。

司盘具有良好的耐热性和抗水解稳定性，适于在含水体系和经较长时间高温处理的食品中使用。

其乳化力强于单甘酯，一般与其他乳化剂合用。

2）用途：
司盘在食品工业中的应用十分广泛，在烘焙食品中可以作为乳化剂、稳定剂和浑浊剂、消泡剂等而用于面包、蛋糕、巧克力和起酥油等。

乳化能力优于其他乳化剂，但有特殊气味，风味差，一般不单独使用。

3.聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯（聚山梨醇酸酯；吐温）
是合成的一类非离子乳化剂，这一类乳化剂是由美国ICI公司首先开发的。

1）性状
在常温下呈浅米色至浅黄色膏体状或粘稠油状液体。

吐温具有良好的热稳定性。

吐温具有很高的亲水性能和HLB值（11～16.7），属于O/W型乳化剂。

其表面活性作用不受环境PH值影响，在很低的使用浓度下
（0.05％），可以大幅降低大豆油/水体系的界面张力。

吐温自身是水溶性的，同时对难溶于水的亲油性物质有良好的助溶作用，可以用于配制乳化香精。

在食品中也有良好的充气和搅拌起泡作用。

对一定的油脂晶体有很好的稳定作用。

4．硬脂酰乳酸钠（SSL）
1）性质
白色至浅黄色粉末或蜡状固体，有轻微焦糖甜味和油脂气味，略有苦味。

不溶于水，但可分散于热水中，溶于乙醇和热的丙二醇、大豆油、猪油。

耐热稳定性较差，在酸、碱和脂肪分解酶的作用下，易发生水解。

属于O/W型乳化剂，HLB值
18~21。

5．甘油酯及其衍生物
五、食品乳化剂安全性及评价
近年来，频发的食品安全问题令人们“谈食品添加剂而色变”，如此问题，归根到底除了奸商利欲熏心，同时也是人们对食品添加剂认识不够。

当然，食品乳化剂作为食品添加剂最重要的成员之一，其安全性同时受到关注。

2007年，联合国粮食及农业组织/世界卫生组织食品添加剂和污染物联合专家委员会(简称JECFA)公布的具有乳化功能的食品添加剂有69种, 其中有26种脂肪酸酯, 17种淀粉衍生物, 13种盐类, 13种酸、胶质及其他化合物[7]。

1.脂肪酸酯类
此类食品乳化剂有脂肪酸甘油酯10种，这类食品添加剂主要是作为乳化剂使用, 每日允许摄入量（AD I）大部分未指定;失水山梨醇脂肪酸酯13种,这类乳化剂除有乳化功能外,还可作为稳定剂、分散剂;其他脂肪酸酯3种,都是作为乳化剂使用
2.改性淀粉类
这类食品乳化剂有17种,主要功能是用做增稠剂、稳定剂、结合剂、乳化剂。

此类物质的毒性很小,不会对人体造成健康危害,没有确定的AD I值
3.盐类
这类食品乳化剂包括9 种有机盐和4 种磷酸盐，其功能主要是用做乳化剂、螯合剂、稳定剂、增稠剂,大部分乳化剂的AD I值比较大。

参考文献：
[1].郝丽平.食品添加剂.2版.北京：中国农业大学出出版社，2009.8：（172-192）
[2] 刘莲芳. 中国食品添加剂的新品种、新进展[ J] . 食品工业科技, 1999,⑶.
[3]马文宏等.我国食品乳化剂的发展现状.甘肃农业，2011（06）
[4]荆忠胜.表面活性剂概论.北京：中国轻工业出版社，1999
[5]刘程，周汝忠.食品添加剂实用大全.北京:中国轻工业出版社，2000
[6]周家华等.食品添加剂。

北京：化学化工出版社，2001.1（277-305）
[7]李宏梁.食品添加剂安全与应用.北京:化学化工出版社，2011.2（188-192）
[8]张亮，徐宝财.食品乳化剂的安全性及JECFA的评价结果.精细及化学专用品，2007.7。