食品乳化剂的性质及应用

一、乳化剂的简介:
1. 乳化剂是一种双亲分子,是有一个亲油端及一个亲水端在体系中,分散相称为不连续相,在食品中,亲油基常是食品级油或脂的长链脂肪酸,亲水基可以是非离子型,如甘油,亲水基可以是阴离子型(带负电如乳酸盐),亲水基可以是两性(如卵磷脂),亲水基可以是阳离子型,具有毒性,一般不用。
2.乳化液:
常有O/W与W/O型分散液,总的说来,连续相是乳化剂的溶解度较大的一相。
3、HLB
亲水性与亲油性平衡值,理论上,HLB=(亲水性分子量/总分子量)×20=a/b×20
由此可见,HLB在0~20
较小值代表乳化剂在油相中更易溶解,较大值则相反,常见乳化剂的HLB值:
硬脂酰乳酸钠 SSL     21.0 失水山梨醇单硬脂酸酯 5.9
聚氧烯失水山梨酸单油酸酯   15.4( 吐温80) 琥珀酰单甘酯 5.3
聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯14.4(吐温60) 单硬脂酸甘油酯GMS 3.7
单硬脂酸蔗糖酯SSE       12.0 单硬脂酸丙二醇酯PGME 1.8
聚氧乙烯失山梨醇三硬脂酸酯10.5(吐温65) 二硬脂酸蔗糖酯 8.9
二乙酰酒石酸单甘油酯DATEM     9.2 单硬脂酸三甘油酯 7.2   
两种乳化剂混合物的HLB=A×HLBa+B×HLBb
其中A、B表示质量百分数。
经研究:
HLB在3~6范围内有利于形成W/O型乳化液
HLB在11~15范围内,有利于形成O/W型乳化液
HLB在6~11范围内,无良好乳化性,只有湿润性能
O/W型乳化液在HLB=12**稳定,
W/O型乳化液在HLB=3.5**稳定。
二、乳化剂的作用:
1、乳化剂**重要的作用是使互不相溶的水、油两相得以乳化形成均匀、稳定的乳状液,保持油和水的两相稳定。
2、与淀粉作用:
淀粉在水中形成@螺旋结构,内部有疏水作用,乳化剂疏水基进入淀粉@螺旋结构,通过疏水键与之结合,形成复合物或络合物,降低淀粉分子的结晶程度,乳化剂进入淀粉颗粒内部会阻止支链淀粉的结晶程度,防止淀粉老化,使面包、糕点等淀粉类制品柔软,具有保鲜作用。
3、与蛋白络合,改善食品结构及流变特性增强面团强度。蛋白质因氨基酸极性不同具有亲水和疏水性,在面筋中,极性脂类分子以疏水键与麦谷蛋白结合,以氢键与麦胶蛋白结合,使面筋蛋白分子变大,乳化剂与蛋白络合,使产品保持柔软性,提高面团持气性,增大产品体积。这一类乳化剂比如双乙酰洒石酸甘油酯和硬脂酸酰酸盐。
4、与脂类化合物的作用:
在无水脂类中,油脂呈现多晶现象,在食品加工中加入适宜的乳化剂,可延缓和阻止晶型的变化.例如蔗糖酯、乳酸单双甘酯、SPAN-60、聚甘油酯。
5、其它作用:乳化剂食品被吸附在气—液界面,降低界面张力,增加气体和液接触的面积,有利于发泡和泡沫稳定。另外,食品乳化剂还有杀菌、促进营养吸收的作用。
三、乳化剂的种类:
中文名称 英文名称 结构式或由来 HLB 特点 用途
硬脂酸单甘酯 GMS 在甘油的α位上与硬脂酸酸反应 3.7 亲油非常好 W/O型
不饱和脂肪酸单甘酯   在甘油的α位上与不饱和脂酸酸反应   塑性好,溶解性好 W/O型
琥珀酰单甘酯 SMG 单甘酯的3位上的羟基与琥珀酸酯化反应 5.3 面团增强剂  
乳酰单甘酯 LGM 单甘酯的3位上的羟基与乳酸酯化反应   α乳化剂  
乙酰单甘酯 AMG 单甘酯的3位上的羟基与乙酸酯化反应   α乳化剂  
二乙酰酒石酸单甘酯 DATEM 单甘酯的3位上的羟基与酒石酸酯化反应,其中酒石酸上的两个羟基与乙酸反应. 9.2 面团增强剂  
聚氧乙烯单甘酯 EMG 单甘酯的3位上的羟基与聚氧乙烯酯化反应      
丙二醇单甘酯 PGME 单甘酯的3位上的羟基被氢取代 1.8   W/O型
蔗糖酯 SE 蔗糖有八个羟基,它们都可以发生酯化作用,当一个到三个脂肪酸发生酯化时,有乳化作用,这些脂肪酸有硬脂酸,棕榈酸,油酸,芥酸或其混合酸. 1~16 HLB范围广,有亲水性的也有亲油性的. W/O型或O/W型
聚甘油酯   甘油在碱性催化剂作用下,在1位上发生聚合,通常有3、6、8、10聚,再与脂肪酸发生酯化反应
 
3.6~14.5
HLB取决于聚甘油链的长度和酯化程度,
HLB范围广,有亲水性的也有亲油性的。还可以用于糖霜,有充气作用。 W/O型或O/W型
 
失水山梨醇酯类
Span系列 山梨醇失水环化形成山梨醇五元环,剩下的1 位羟基被酸酯化.当脂肪酸为月桂酸时,叫Span20,棕榈酸Span40,硬脂酸Span60,油酸Span80,三硬脂酸Span65,三油酸Span85 span20   8.6
span40   6.7
span60   4.7
span80   4.3
span65   2.1
span85   1.8
   
聚氧乙烯失水山梨醇酯 Tween系列 山梨醇五元环中的2位羟基与聚氧乙烯脱水, 剩下的羟基被酸酯化,相应对应以上. Tween80 14.9 Tween60 15        
Tween40 15.6       
Tween20 16.7          
亲水性好,增强面团的稳定性 O/W型
硬脂酰乳酸钠 SSL 乳酸分子中同时有羟基和羧基,会发生自身酯化反应,形成聚乳酸,其中羟基与酸酯化生成SSL 21,亲水性**强 亲水性**强 O/W型
十二烷基硫酸钠   硫酸加氢氧化钠和月桂酸发生酯化反应   亲水性强,有充气作用。 O/W型
卵磷脂   甘二酯经磷酸酯化形成磷脂酰基团,这个基团再与乙醇胺(PE)或胆碱(PC)或肌醇(PI)反应得到。 7~9
PC高HLB
PE中HLB
PI低HLB
中间的HLB可以作为湿润剂 W/O型或O/W型
改性卵磷脂   在卵磷脂中,甘二酯上的不饱和脂肪酸在双键部位发生羟基化,因此亲水性加强,同时也可以通过乙醇来处理来分离。   改性的卵磷脂的亲水性或亲油都加强了  
四、乳化剂的复配:

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