目錄定義
能使兩種或兩種以上互補(bǔ)相容或部分相容的液體形成穩(wěn)定的分散體系乳狀液的物質(zhì)。乳化劑的作用是降低連續(xù)相與分散相之間的界面張力,當(dāng)它分散在分散質(zhì)的表面時(shí),形成薄膜或雙電層,可使分散相帶有電荷,這樣就能阻止分散相的小液滴互相凝結(jié),使形成的乳濁液比較穩(wěn)定。乳化劑是乳液聚合中不可缺少的化學(xué)助劑。
乳化劑
種類 乳化劑都含有親水集團(tuán)和親油基團(tuán),按親水基團(tuán)的性質(zhì)可分為陰離子型。陽(yáng)離子型、非離子型、兩性乳化劑。 乳化劑在乳液聚合中雖然一般不參與化學(xué)反應(yīng),但是卻起著極其重要的作用,如降低表面張力、降低界面張力、乳化作用、分散作用、形成膠束的作用、增溶作用、發(fā)泡作用。 用兩種方法,一種是經(jīng)驗(yàn)法,即按乳化劑的結(jié)構(gòu)、組成及與被乳化物和乳液聚合反應(yīng)的相對(duì)關(guān)系進(jìn)行分析判定,另一種就是以親水親油平衡值(HLB) 來(lái)分析判定,常將兩種方法結(jié)合使用。
主要功能
食用乳化劑除具有乳化作用 外尚有以下功能:
1.與 淀粉 結(jié)合 防止老化,改善產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)。
2.與 蛋白質(zhì) 相互作用 增進(jìn)面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),強(qiáng)化面筋網(wǎng),增強(qiáng)韌性和抗力,使蛋白質(zhì)具有彈性,增加體積 。
3.防粘及防熔化 在糖的 晶體 外形成一層保護(hù)膜,防止空氣 及水分 侵入,提高制品的防潮性,防止制品變形,同時(shí)降低體系的粘度,防止糖果 熔化。
4.增加淀粉與蛋白質(zhì)的潤(rùn)滑作用,增加擠壓淀粉產(chǎn)品流動(dòng)性而方便操作。
5.促進(jìn)液體在液體中的分散,制備 W/O 乳化體系,改善產(chǎn)品穩(wěn)定性。
6.降低液體和固體 表面 張力,使液體迅速擴(kuò)散到全部表面,是有效的潤(rùn)滑劑。
7.改良脂肪晶體 脂肪晶體有多種晶形,其中以 β- 晶形較為常見(jiàn)與穩(wěn)定,由于晶體 粒子 大,熔點(diǎn)高,不適于焙烤 產(chǎn)品,容易產(chǎn)生“ 砂粒 ” 乳化劑可控制晶體性狀大小和生長(zhǎng)速度,穩(wěn)定 β- 晶形,使之轉(zhuǎn)變成為 β- 晶形,改善以固體脂肪為 基質(zhì) 的產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu),對(duì)裝飾用人造奶油 、冰淇淋、巧克力 等效果尤為顯著。
8.穩(wěn)定氣泡和充氣作用 內(nèi)含 飽和脂肪酸 的乳化劑,對(duì)水溶液中的泡沫 有穩(wěn)定作用,可做泡沫穩(wěn)定劑 ,使產(chǎn)品形成堅(jiān)固的氣溶膠體 ,從而提高產(chǎn)品的多孔性,改善品質(zhì)。
9.反乳化 - 消泡作用 在某些加工過(guò)程中需要破乳和消泡,而加入相反作用的乳化劑,以破壞乳液的平衡,含有 不飽和脂肪酸 的乳化劑,具有抑制泡沫的作用,可做消泡劑 用于乳制品加工。
10.抗腐敗保鮮作用 乳化劑可有一定的抑菌作用,常以 表面涂層 的方法用于水果保鮮。
乳化作用
起乳化作用的有乳化香料,賦予飲料以香氣和濁度 ,用高HLB 值的 聚甘油脂肪酸 酯及皂樹皂苷 ,可調(diào)制成乳化香料。添加乳化香料的飲料多屬酸性,而聚甘油脂肪酸酯和皂樹苷耐酸性優(yōu),因而十分合適。親水性好與耐酸性高的卵磷脂 也可使用。
酒精飲料 、咖啡飲料、人造煉乳 可使用甘油酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等低
HLB值的 親油性乳化劑 和其他親水性乳化劑配合,可提高飲料及煉乳的乳化穩(wěn)定性。
分散濕潤(rùn)作用
巧克力飲料中加乳化劑可提高分散性,可可飲料中加乳化劑也使分散性好,酸性飲料加乳化劑容易分散,粉末飲料中加乳化劑可提高其在水溶液中的潤(rùn)濕性、分散性。
起泡作用
一般在水中乳化劑的起泡力以脂肪酸碳數(shù)12 附近的最大,皂樹皂苷的起泡力也很強(qiáng)。歐美各國(guó)的起泡性飲料,都添加皂樹皂苷作 起泡劑 ,使具有存在大量微細(xì)空氣泡口感良好,產(chǎn)品質(zhì)量提高。
強(qiáng)力去污
強(qiáng)力去污乳化劑是一種由高濃縮表面活性劑合成的低泡沫油污乳化劑 ,與主洗粉配合使用可有效去除工裝、臺(tái)布、餐巾上的重油污垢,可防止毛巾、床單等織物的污垢再沉淀,提高所洗織物的洗滌質(zhì)量。
乳化劑一般是表面活性劑與礦物油 和油脂的混合物,但也可以溶于水。它可以通過(guò)把油和油脂分解成非常細(xì)小的顆粒而將其形成的污垢從面料驅(qū)逐下來(lái)。一旦乳化在水中,油和油脂即可通過(guò)稀釋作用被移除。
乳化劑有助于在洗滌過(guò)程中去除衣物上粘著的礦物質(zhì) 油或油脂。如果和適量的堿和洗滌劑混合則可以用來(lái)去除汽油。堿和喜油的表面活性劑相結(jié)合可以將油和油脂形成的小珠分解成非常細(xì)小的顆粒。之后,乳化劑就會(huì)將其包圍并在其表面形成— 層奶狀物質(zhì)。這樣在乳化和溶入水之后,油和油脂就會(huì)通過(guò)稀釋作用而被去除了。
主要特點(diǎn)
可以增強(qiáng)面筋和面團(tuán)的保氣
在烘焙制品中,乳化劑可與面筋蛋白相互作用,并強(qiáng)化面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得面團(tuán)保氣性得以改善,同時(shí)也可增加面團(tuán)對(duì)機(jī)械碰撞及發(fā)酵溫度變化的耐受性。
面粉 在成團(tuán)過(guò)程中,面筋形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),如果該結(jié)構(gòu)較為脆弱時(shí),則由酵母 產(chǎn)生的CO2 將會(huì)消失。而當(dāng)面團(tuán)中添加了乳化劑如 PANODAN 、 DATEM 、 SSL 、 ARTODAN 等時(shí),面筋結(jié)構(gòu)則得以加強(qiáng),從而將產(chǎn)生的 CO2 氣體 良好的保持。
可在面筋與淀粉之間形成一光滑薄摸層結(jié)構(gòu)
此結(jié)構(gòu)給予面筋一個(gè)良好的束縛,并使得面團(tuán)黏度 下降,從而增加面筋蛋白質(zhì)網(wǎng)的延展性,使產(chǎn)品更加柔軟而易于整形。在這一方面以硬酯硫乳酸鈉 (鈣)的效果最為理想 。
延長(zhǎng)烘焙產(chǎn)品的柔軟度及可口性
飽和蒸餾 的單甘油酸酯則使最具代表性的、有效的面團(tuán)軟化劑 。小麥面團(tuán)中淀粉老化 被認(rèn)為是面團(tuán)軟化的天敵。淀粉中的直鏈淀粉 溶水膨脹,烘焙冷卻后形成相對(duì)穩(wěn)定的凝膠狀態(tài)以形成面包 結(jié)構(gòu),而隨溫度的降低、時(shí)間延長(zhǎng)、直鏈淀粉會(huì)回凝成不溶狀態(tài),進(jìn)而變硬、變脆,從而使面包的柔軟度大大降低。而當(dāng)單甘油酸酯等乳化劑加入面團(tuán)中,經(jīng)過(guò)攪拌而被淀粉分子吸收,在面團(tuán)溫度達(dá)到約55℃ 時(shí),他會(huì)與直鏈淀粉作用形成螺旋狀復(fù)合體。這種反應(yīng)將會(huì)提高 淀粉粒 糊化溫度,減少了低溫時(shí)面心中糊化淀粉的總量,從而降低淀粉分子的結(jié)晶 程度,并從淀粉顆粒 內(nèi)部阻止支鏈淀粉 凝聚,防止淀粉的老化、回生。它還可以減少水分從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 中流失,延緩硬質(zhì)蛋白質(zhì)的形成。而以上這些都將會(huì)使面包組織柔軟并保持較長(zhǎng)時(shí)間。
作用機(jī)理
所有乳化劑的分子中均含有親水基和親油基兩個(gè)功能基團(tuán),親水基能吸引水層,親油基能包圍油層。因此,在油水體系中加入乳化劑后,水和油就能相互混合,形成完全分散的乳濁液。不過(guò),乳化劑的親水性和親油性一般是不平衡的,它們適用的場(chǎng)合也有所差異,一般的,親水性強(qiáng)的乳化劑適用于O/W 型乳濁液,親油性強(qiáng)的乳化劑適用于 W/O 型乳濁液 [2] 。
乳化劑的作用
與淀粉結(jié)合防止老化,改善產(chǎn)品質(zhì)構(gòu);與蛋白質(zhì)相互作用增進(jìn)面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),強(qiáng)化面筋網(wǎng),增強(qiáng)韌性和抗力,使蛋白質(zhì)具有彈性,增加體積;對(duì)結(jié)晶物質(zhì)結(jié)構(gòu)的改善;穩(wěn)定氣泡和充氣作用;降低液體和固體表面張力,使液體迅速擴(kuò)散到全部表面,是有效的潤(rùn)滑劑;破乳消泡作用;提高乳濁液的穩(wěn)定性。乳化劑能穩(wěn)定食品的物理狀態(tài),改進(jìn)食品組織結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化和控制食品加工過(guò)程,改善風(fēng)味、口感,提高食品質(zhì)量,延長(zhǎng)貨架壽命,廣泛應(yīng)用于焙烤、冷飲、糖果等食品行業(yè)[2] 。
功能用途
會(huì)帶來(lái)關(guān)鍵的乳化作用
一個(gè)好的烘焙產(chǎn)品需要好的乳化反應(yīng) 。乳化劑的親水與親油基在面團(tuán)中分別作用,將面團(tuán)內(nèi)的水及油吸附,從而降低油水兩相的界面張力 ,并使面團(tuán)內(nèi)部原先互不相溶的多分散相系統(tǒng) 得以均質(zhì),形成的乳化體可以 是水包油(oil in water )及油包水( water in oil )兩種類型。前者水為 分散系 ,后者油為分散系。乳化劑的乳化能力與其親水基、親油基的多少有關(guān)。
一般可用“ 親水親油平衡值 ” (即 HLB )來(lái)表示其乳化能力的差別。若 HLB 愈大,則親水作用愈大,即可穩(wěn)定水包油型乳化體;反之, HLB 愈小,則親油作用愈大,即可穩(wěn)定油包水型乳化體。
具有不可忽視的充氣效果
在制作蛋糕 ,例如海綿蛋糕、 磅蛋糕、夾層蛋糕時(shí),拌打入空氣形成乳沫,乳化劑中飽和脂肪酸鏈可使面糊和氣室的分界區(qū)域形成光滑的薄膜狀結(jié)構(gòu)
,這將會(huì)穩(wěn)定氣室,同時(shí)增加氣室數(shù)量。添加乳化劑,可使面糊比重 下降、蛋糕體積增大,并獲得良好的品質(zhì)及外觀。
乳化劑對(duì)乳化瀝青性能的影響
a)起泡性:乳化 瀝青 在運(yùn)輸和施工過(guò)程中常常會(huì)有發(fā)泡現(xiàn)象,這與乳化劑的特性有直接關(guān)系。過(guò)多的泡沫影響乳化瀝青的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。除了采用機(jī)械方法如輸送乳化瀝青時(shí)從罐的下部引入,減少由于沖擊產(chǎn)生的泡沫。還可以采用化學(xué)方法,加入消泡劑,如HLB 在 1-4 范圍內(nèi)的表面活性劑 OP 等,或者加入酒精、異丙醇等。
b)乳化劑對(duì)蒸發(fā)殘留物的影響:乳化瀝青只是使用過(guò)程中的暫存形式,最終表現(xiàn)的能仍是瀝青性能,殘留的乳化劑會(huì)對(duì)瀝青性能產(chǎn)生影響。這與乳化劑的種類、加量、質(zhì)量?jī)?yōu)劣有關(guān)系,在實(shí)際應(yīng)用中要考慮。 c ) 儲(chǔ)存穩(wěn)定性:乳化劑的種類、乳化劑的濃度以及影響乳化劑乳化作用的各種因素都會(huì)影響乳化瀝青的穩(wěn)定性。乳化劑本身就有快裂、中裂、慢裂三種類型。制備的乳化瀝青也相應(yīng)的分為快裂、中裂、慢裂三種。它們的穩(wěn)定性逐次增強(qiáng)。用相同的乳化劑制備乳化瀝青,由于所用乳化劑用量的不同,在一定程度上也影響乳化瀝青的穩(wěn)定性。隨著乳化劑用量的增加,瀝青微粒變小,沉降速度減慢,瀝青微粒間的電位值增加,乳液的粘度升高,貯存的沉降值降低,進(jìn)而乳液的質(zhì)量和穩(wěn)定性提高。但是,當(dāng)乳化劑增加到一定量后,其穩(wěn)定性不再發(fā)生明顯的變化。因而,正確選擇乳化劑適宜的用量范圍,既保證了乳化液的質(zhì)量和穩(wěn)定性,又不造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。 [3]
相關(guān)類別
乳化劑根據(jù)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都不相同,乳化劑可分為陰離子型、陽(yáng)離子型和非離子型;根據(jù)其來(lái)源可分為天然乳化劑和合成乳化劑;按照作用類型可以分為表面活性劑、黏度增強(qiáng)劑和固體吸附劑;按其親油親水性可分為親油型和親水型[1]
食品
焙烤及淀粉制品
增加面筋網(wǎng)、促進(jìn)充氣、提高發(fā)泡性,使焙烤食品的結(jié)構(gòu)細(xì)密;增大體積,使產(chǎn)品膨松柔軟;保持濕度,防止老化,便于加工,延長(zhǎng)貨架壽命。
在糕點(diǎn) 中使脂肪均勻分散,防止油脂 滲出,改善口感,提高脆性 ,并能減少蛋的用量(用量一般為0.3%~1% )
冰淇淋
增強(qiáng)乳化、縮短攪拌時(shí)間 。有利于充氣和穩(wěn)定泡沫,使制品產(chǎn)生微小冰晶和分布均勻的微小氣泡,提高比體積,改善熱穩(wěn)定性,從而得到質(zhì)地干燥、疏松、保形性好,表面光滑的冰淇淋產(chǎn)品。用量為0.2%~0.5% 。
人造奶油
改善油水相容,將水分充分乳化分散,提高乳液的穩(wěn)定性,用量為0.1%~0.5% 。
巧克力
增加巧克力顆粒 間的摩擦力和流動(dòng)性,降低粘度,增進(jìn)脂肪分散,防止起霜。提高熱穩(wěn)定性,提高產(chǎn)品表面光滑度。
糖果
使脂肪均勻分散,增加糖膏的流動(dòng)性,易于切開和分離,提高生產(chǎn)效率,增進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)地,降低粘度,改善口感。
口香糖
提高基料混溶性、均勻性、改善可塑性、脆性、防止生產(chǎn)時(shí)的粘著,從而提高生產(chǎn)效率,改香料 的乳化和分散,增進(jìn)風(fēng)味,一般油包水型乳化劑效果更佳。用量為0.5%~1% 。
植物蛋白飲料
穩(wěn)定油脂不分層,制備穩(wěn)定的乳液。
食品中常用的乳化劑
(1 )脂肪酸甘油單酯及其衍生物,如:甘油單硬脂酸酯、一硬脂酸一縮二甘油酯等。
(2 )蔗糖脂肪酸酯。
(3 )山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物,如:失水山梨醇單油酸酯(司盤 80 )、聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯(吐溫 60 )等。
(4 )磷脂,如:改性大豆磷脂 [1] 。
乳化香精
穩(wěn)定天然香料油的乳化,防止制品中香料的損失。
烘焙產(chǎn)品
乳化劑是一種具有親水基 和親油基的表面活性劑。它能使互不相溶的兩相(如油與水)相互混溶,并形成均勻分散體或乳化體,從而改變?cè)械?a >物理狀態(tài)。由于食品加工 技術(shù)的提升,使得乳化劑在食品加工過(guò)程中扮演著相當(dāng)重要的角色,受到烘焙業(yè)者廣泛重視,并在烘焙產(chǎn)品中廣為利用,進(jìn)而改變產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高了產(chǎn)品品質(zhì)。
日化應(yīng)用
乳化劑在日用化工的護(hù)理產(chǎn)品里最常見(jiàn)的就是卸妝油的生產(chǎn),卸妝油是油,里面添加了乳化劑,你把卸妝油涂到臉上,進(jìn)行按摩,卸妝油把你臉上的油性彩妝以及污垢溶解后,再加水仔細(xì)按摩,就變成了乳白色,沖掉。沖洗后沒(méi)有油膩感的,就說(shuō)明乳化得很好,沖洗后仍然雙手滿臉油膩膩粘乎乎,就是乳化得比較差,當(dāng)然,寒冷的溫度下會(huì)影響這個(gè)過(guò)程,所以,在冬季大家最好用溫水來(lái)清洗。
除了卸妝油用到了乳化劑,化妝品中還有很多乳狀液產(chǎn)品,你平時(shí)使用的面霜、乳液、卸妝乳、基本潔面大多數(shù)皆為乳狀液,這些產(chǎn)品為了要實(shí)現(xiàn)包裝盒上標(biāo)識(shí)的至少三年的保質(zhì)期,都需要使用乳化劑來(lái)提高穩(wěn)定性。
主要產(chǎn)品
烘焙產(chǎn)品乳化穩(wěn)定性、包氣性、起泡性、黏度、分散性及分散相的轉(zhuǎn)換,經(jīng)過(guò)攪拌、松弛、烘烤過(guò)程后形成的面團(tuán)結(jié)構(gòu)都與乳化劑的選擇有關(guān)??梢?jiàn)選擇最具效力的乳化劑,對(duì)烘焙產(chǎn)品的品質(zhì)至關(guān)重要。烘焙業(yè)經(jīng)常使用的單、雙甘油脂、硬酯酸鈉、DATEM 、去水山梨醇脂肪酸酯( Sorbitan esters of ftty acids )、磷脂、乳清及 大豆蛋白 等都是非常經(jīng)濟(jì)而又能發(fā)揮重要作用的乳化劑。在選擇乳化劑時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品所適應(yīng)的HLB 值。不同 HLB 值的乳化劑具有加和性,當(dāng)二種或二種以上的乳化劑適當(dāng)配合時(shí),可使得原 HLB 值范圍擴(kuò)大,增加該乳化劑的適用范圍。所以混合乳化劑的乳化效果最好,如 “ 單、雙硬酯酸和棕櫚酸甘油脂 ” 等乳化劑。蛋糕 配方 則經(jīng)常使用高HLB 的乳化劑如 蔗糖酯 等,而磷脂、單、雙甘油酸酯、SSL 和 DATEM 等則經(jīng)常應(yīng)用于面包面團(tuán)中。
乳化劑的需求在世界市場(chǎng)上有逐步上升之趨勢(shì),美國(guó) 一年乳化劑的消耗可達(dá)五百萬(wàn)美金。而乳化劑最大的市場(chǎng)即面包工業(yè),其中近50% 為單甘油脂。大豆磷脂每年的世界產(chǎn)量業(yè)在不斷上升,在西點(diǎn)及休閑食品中具有驚人的潛力。
適量添加乳化劑,不僅改善了烘焙查您的內(nèi)部結(jié)構(gòu),而且使烘焙品質(zhì)更趨穩(wěn)定。相信隨著烘焙業(yè)的不斷推動(dòng)前進(jìn),乳化劑的研發(fā)和應(yīng)用范圍必將開創(chuàng)出更加廣闊的天地。
食品乳化劑
食品乳化劑 需求量最大的為脂肪酸單甘油脂,其次是蔗糖酯、山梨糖醇 脂、大豆磷脂 、月桂酸單甘油酯 、丙二醇脂肪酸酯 等。
蔗糖酯由于酯化度 可調(diào),HLB 值寬廣,既可成為 W/O 型,又可成為 O/W 型乳化劑,為當(dāng)前世界上頗為引人注目的乳化劑。
大豆磷脂是天然產(chǎn)物,它不僅具有極強(qiáng)的乳化作用,且兼有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)藥功能,是值得重視和發(fā)展的乳化劑,但在磷脂的提純、以及化學(xué)改性方面尚需加強(qiáng)研究。我國(guó)所用即為改性大豆磷脂 。
山梨醇酯類開發(fā)較早,用于食品工業(yè)歷年耗量約占食品乳化劑總量的10% 。
月桂酸單甘油酯(GML) 天然存在于母乳中,在嬰兒自身的免疫系統(tǒng)發(fā)育完全之前, GML&l