掼打奶油乳化剂以及乳化原理

水和油本来是互不相溶的两相,然而通过乳化剂却可以将他们两相‘结合’起来。乳化剂是一类具有亲水剂和疏水剂的表面活性剂。他能够改善乳化体中各种构成相之间的表面张力,形成均匀分散体或乳化体的物质。它能稳定食品的物理状态,改进食品组织结构,简化和控制食品加工过程,改善风味、口感、提高食品质量等。乳化剂对整个乳状液起到**关重要的作用。那么乳化剂对乳状液的**大贡献的选择才是关键。衡量乳化性能**常用的指标是亲水、亲油平衡值(HLB值)。HLB值低,表示乳化剂的亲油性强,易形成油包水(W/O)型体系;HLB值高,则表示亲水性强,易形成水包油(O/W)型体系。HLB值有一定的加和性,利用这一特性,可制备出不同HLB值系列的乳状液。现使用的TW-60,TW-80,SP-60,SSL-P70等乳化剂通过人为特定用量配比混合后呈现出的一系列HLB值乳化的乳状液。因为乳状液在均质过程中,脂肪球破裂为小的脂肪球,脂肪球表面积增大6-10倍,原液中的乳化剂远不能满足脂肪界面膜的需要,这就需要加入较多的乳化剂与脂肪形成完整的界面膜,而原有膜物质酪蛋白会扩展到增大的脂肪乳浆界面处,由于乳化剂具有竞争性,在水包油体系中,乳化剂与水的相互作用主要取决于亲水基团,当乳化剂的亲水基团大,亲油基团小即HLB值高的乳化剂是水溶性的,所以在均质过程中HLB值高的乳化剂迅速扩展到脂肪乳聚浆界面处,迅速将剥离的脂肪球包围,形成完整的界面膜。高HLB值的乳化剂能迅速修补不完整的界面膜,降低脂肪球在运动过程中附聚作用。因此,HLB值高的乳化剂效果较好,而HLB值较低的乳化剂分子的亲水基团较小,与水的亲和力较弱,它们溶解时需要切断水分子间的氢键,所以在水包油体系中的溶解度较小,扩散到脂肪乳浆界面处较慢。在均质过程中,剥离的脂肪颗粒不能及时被乳化剂包围形成完整的界面膜,不完整的界面膜得不到及时修补。同时,脂肪球在不停地做布朗运动,脂肪球在缓慢地修补界面膜的过程中,由于酪蛋白含量少于覆盖在新形成的界面膜所需数量,从而造成一个酪蛋白胶体被同时吸附在两个脂肪球-水表面,造成脂肪附聚作用增加,也即HLB值较低的乳化剂对脂肪的乳化效果不好。乳状液均质后脂肪球越小,分布越均匀,吸光度越大。脂肪球越大,脂肪球发生附聚的越多,脂肪球分布越不均匀,吸光度越小。用分光光度计来测定乳状液均质前后的吸光度,利用数据可以更直观地从系列HLB值乳化的乳状液中挑选出**佳的混合乳化剂用量配比。
食品增稠剂对掼打奶油的影响
 
食品增稠剂通常指能溶解于水中,并在一定条件下充分水化形成黏稠、滑腻溶液的大分子物质,又称食品胶。如瓜耳豆胶,黄原胶,卡拉胶等食品胶对乳状液的稳定性都有贡献。它是在食品工业中有广泛用途的一类重要的食品添加剂,被用于充当胶凝剂,增稠剂,乳化剂,成膜剂,泡沫稳定剂,润滑剂等。增稠剂在食品中添加量通常为千分之几,但却能有效地改善食品的品质和性能。根据热力学可知,乳状液都是不稳定的。所以我们的搅打奶油乳状液出水的现象也是理所当然。在乳化剂充分乳化油相和水相的情况下,再添加增稠剂来达到乳化稳定和锁水的作用。增稠剂分子结构中含有许多亲水基团,如羟基、羧基、氨基和羧酸根等,能与水分子发生水化作用,其分子质点水化后以分子状态高度分散于水中,形成高黏度的单相均匀分散体系——大分子溶液。在增稠剂的作用下,乳状液中的脂肪球和水球他们的排列比较紧凑。这样一来那么他们这个体系的‘密度’也就比较大。从热力学分析这个体系的稳定性就比较好了。
 
乳状液的制备
 
乳状液有水包油(O/W)型的乳状液和油包水(W/O)型的乳状液之分。但是他们之间没有严格的界限,关键在于乳化剂的亲水亲油性。在工业上制造乳状液时,除了被乳化的物质外,还必须使用乳化辅助方法(物质方式和机械方式),以防止两相分层和延缓两相分层。实践证明,乳状液的稳定性、外观和稠度等很大程度取决于它的制备过程。乳状液的备过程通常要经过以下两个步骤:
(1) 相的准备
(2) 相的乳化
1.相的准备
    奶油乳状液的主要成分是水、油。任何一种乳状液中,虽然乳化剂和稳定剂的用量很少,然而它们对乳化的效果却起着决定性的作用。油和油溶性物质称为油相;水和水溶性物质称为水相。在油相中存在有低熔点的固态成分时,需要把油相混合物加热到超过低熔点固态成分的熔点约2-4℃。用更高的温度是不必要的,而且会浪费能源。油相中存在较高熔点的成分时,在加热前只需加入2-3倍的液相油与高熔点成分相互混合,这样可以使整个混合物热负荷减少,也能节约能源。但要注意,在这种情况时高熔点的成分于混合后不能由于温度降低而结晶出来。如果油相中高熔点成分较多时,就需要把全部混合物全部加热到超过高熔点成分熔点的5-10℃。
搅拌可以加速熔化物均匀和防止油相的局部过热。当油相中含有热不稳定的化合物时,需要在乳化前才能把这些热不稳定物加入到熔化物中。在特别情况下,也可以把这些热不稳定物在乳化后的冷搅拌过程中加入。从技术方面要求,适宜用装有恒温器和搅拌器既可加热又可冷却的罐或釜中进行油相准备。

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