目錄定義
能使兩種或兩種以上互補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。乳化劑的作用是降低連續(xù)相與分散相之間的界面張力,當它分散在分散質的表面時,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,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助劑。
乳化劑
種類 乳化劑都含有親水集團和親油基團,按親水基團的性質可分為陰離子型。陽離子型、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反應,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,一種是經驗法,即按乳化劑的結構、組成及與被乳化物和乳液聚合反應的相對關系進行分析判定,另一種就是以親水親油平衡值(HLB) 來分析判定,常將兩種方法結合使用。
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 結合 防止老化,改善產品質構。
2.與 蛋白質 相互作用 增進面團的網絡結構,強化面筋網,增強韌性和抗力,使蛋白質具有彈性,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,同時降低體系的粘度,防止糖果 熔化。
4.增加淀粉與蛋白質的潤滑作用,增加擠壓淀粉產品流動性而方便操作。
5.促進液體在液體中的分散,制備 W/O 乳化體系,改善產品穩(wěn)定性。
6.降低液體和固體 表面 張力,使液體迅速擴散到全部表面,是有效的潤滑劑。
7.改良脂肪晶體 脂肪晶體有多種晶形,其中以 β- 晶形較為常見與穩(wěn)定,由于晶體 粒子 大,熔點高,不適于焙烤 產品,容易產生“ 砂粒 ” 乳化劑可控制晶體性狀大小和生長速度,穩(wěn)定 β- 晶形,使之轉變成為 β- 晶形,改善以固體脂肪為 基質 的產品組織結構,對裝飾用人造奶油 、冰淇淋、巧克力 等效果尤為顯著。
8.穩(wěn)定氣泡和充氣作用 內含 飽和脂肪酸 的乳化劑,對水溶液中的泡沫 有穩(wěn)定作用,可做泡沫穩(wěn)定劑 ,使產品形成堅固的氣溶膠體 ,從而提高產品的多孔性,改善品質。
9.反乳化 - 消泡作用 在某些加工過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。歐美各國的起泡性飲料,都添加皂樹皂苷作 起泡劑 ,使具有存在大量微細空氣泡口感良好,產品質量提高。
強力去污
強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。它可以通過把油和油脂分解成非常細小的顆粒而將其形成的污垢從面料驅逐下來。一旦乳化在水中,油和油脂即可通過稀釋作用被移除。
乳化劑有助于在洗滌過程中去除衣物上粘著的礦物質 油或油脂。如果和適量的堿和洗滌劑混合則可以用來去除汽油。堿和喜油的表面活性劑相結合可以將油和油脂形成的小珠分解成非常細小的顆粒。之后,乳化劑就會將其包圍并在其表面形成— 層奶狀物質。這樣在乳化和溶入水之后,油和油脂就會通過稀釋作用而被去除了。
主要特點
可以增強面筋和面團的保氣
在烘焙制品中,乳化劑可與面筋蛋白相互作用,并強化面筋網絡結構,使得面團保氣性得以改善,同時也可增加面團對機械碰撞及發(fā)酵溫度變化的耐受性。
面粉 在成團過程中,面筋形成網絡狀結構,如果該結構較為脆弱時,則由酵母 產生的CO2 將會消失。而當面團中添加了乳化劑如 PANODAN 、 DATEM 、 SSL 、 ARTODAN 等時,面筋結構則得以加強,從而將產生的 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構
此結構給予面筋一個良好的束縛,并使得面團黏度 下降,從而增加面筋蛋白質網的延展性,使產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 。
延長烘焙產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、有效的面團軟化劑 。小麥面團中淀粉老化 被認為是面團軟化的天敵。淀粉中的直鏈淀粉 溶水膨脹,烘焙冷卻后形成相對穩(wěn)定的凝膠狀態(tài)以形成面包 結構,而隨溫度的降低、時間延長、直鏈淀粉會回凝成不溶狀態(tài),進而變硬、變脆,從而使面包的柔軟度大大降低。而當單甘油酸酯等乳化劑加入面團中,經過攪拌而被淀粉分子吸收,在面團溫度達到約55℃ 時,他會與直鏈淀粉作用形成螺旋狀復合體。這種反應將會提高 淀粉粒 糊化溫度,減少了低溫時面心中糊化淀粉的總量,從而降低淀粉分子的結晶 程度,并從淀粉顆粒 內部阻止支鏈淀粉 凝聚,防止淀粉的老化、回生。它還可以減少水分從蛋白質結構 中流失,延緩硬質蛋白質的形成。而以上這些都將會使面包組織柔軟并保持較長時間。
作用機理
所有乳化劑的分子中均含有親水基和親油基兩個功能基團,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,乳化劑的親水性和親油性一般是不平衡的,它們適用的場合也有所差異,一般的,親水性強的乳化劑適用于O/W 型乳濁液,親油性強的乳化劑適用于 W/O 型乳濁液 [2] 。
乳化劑的作用
與淀粉結合防止老化,改善產品質構;與蛋白質相互作用增進面團的網絡結構,強化面筋網,增強韌性和抗力,使蛋白質具有彈性,增加體積;對結晶物質結構的改善;穩(wěn)定氣泡和充氣作用;降低液體和固體表面張力,使液體迅速擴散到全部表面,是有效的潤滑劑;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),改進食品組織結構,簡化和控制食品加工過程,改善風味、口感,提高食品質量,延長貨架壽命,廣泛應用于焙烤、冷飲、糖果等食品行業(yè)[2] 。
功能用途
會帶來關鍵的乳化作用
一個好的烘焙產品需要好的乳化反應 。乳化劑的親水與親油基在面團中分別作用,將面團內的水及油吸附,從而降低油水兩相的界面張力 ,并使面團內部原先互不相溶的多分散相系統(tǒng) 得以均質,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。
一般可用“ 親水親油平衡值 ” (即 HLB )來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,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構
,這將會穩(wěn)定氣室,同時增加氣室數(shù)量。添加乳化劑,可使面糊比重 下降、蛋糕體積增大,并獲得良好的品質及外觀。
乳化劑對乳化瀝青性能的影響
a)起泡性:乳化 瀝青 在運輸和施工過程中常常會有發(fā)泡現(xiàn)象,這與乳化劑的特性有直接關系。過多的泡沫影響乳化瀝青的儲存和運輸。除了采用機械方法如輸送乳化瀝青時從罐的下部引入,減少由于沖擊產生的泡沫。還可以采用化學方法,加入消泡劑,如HLB 在 1-4 范圍內的表面活性劑 OP 等,或者加入酒精、異丙醇等。
b)乳化劑對蒸發(fā)殘留物的影響:乳化瀝青只是使用過程中的暫存形式,最終表現(xiàn)的能仍是瀝青性能,殘留的乳化劑會對瀝青性能產生影響。這與乳化劑的種類、加量、質量優(yōu)劣有關系,在實際應用中要考慮。 c ) 儲存穩(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的分為快裂、中裂、慢裂三種。它們的穩(wěn)定性逐次增強。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,進而乳液的質量和穩(wěn)定性提高。但是,當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量和穩(wěn)定性,又不造成經濟上的浪費。 [3]
相關類別
乳化劑根據其結構和性質都不相同,乳化劑可分為陰離子型、陽離子型和非離子型;根據其來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、促進充氣、提高發(fā)泡性,使焙烤食品的結構細密;增大體積,使產品膨松柔軟;保持濕度,防止老化,便于加工,延長貨架壽命。
在糕點 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
增強乳化、縮短攪拌時間 。有利于充氣和穩(wěn)定泡沫,使制品產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,從而得到質地干燥、疏松、保形性好,表面光滑的冰淇淋產品。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 間的摩擦力和流動性,降低粘度,增進脂肪分散,防止起霜。提高熱穩(wěn)定性,提高產品表面光滑度。
糖果
使脂肪均勻分散,增加糖膏的流動性,易于切開和分離,提高生產效率,增進產品質地,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、防止生產時的粘著,從而提高生產效率,改香料 的乳化和分散,增進風味,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,從而改變原有的物理 狀態(tài)。由于食品加工 技術的提升,使得乳化劑在食品加工過程中扮演著相當重要的角色,受到烘焙業(yè)者廣泛重視,并在烘焙產品中廣為利用,進而改變產品的內部結構,提高了產品品質。
日化應用
乳化劑在日用化工的護理產品里最常見的就是卸妝油的生產,卸妝油是油,里面添加了乳化劑,你把卸妝油涂到臉上,進行按摩,卸妝油把你臉上的油性彩妝以及污垢溶解后,再加水仔細按摩,就變成了乳白色,沖掉。沖洗后沒有油膩感的,就說明乳化得很好,沖洗后仍然雙手滿臉油膩膩粘乎乎,就是乳化得比較差,當然,寒冷的溫度下會影響這個過程,所以,在冬季大家最好用溫水來清洗。
除了卸妝油用到了乳化劑,化妝品中還有很多乳狀液產品,你平時使用的面霜、乳液、卸妝乳、基本潔面大多數(shù)皆為乳狀液,這些產品為了要實現(xiàn)包裝盒上標識的至少三年的保質期,都需要使用乳化劑來提高穩(wěn)定性。
主要產品
烘焙產品乳化穩(wěn)定性、包氣性、起泡性、黏度、分散性及分散相的轉換,經過攪拌、松弛、烘烤過程后形成的面團結構都與乳化劑的選擇有關??梢娺x擇最具效力的乳化劑,對烘焙產品的品質至關重要。烘焙業(yè)經常使用的單、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 等都是非常經濟而又能發(fā)揮重要作用的乳化劑。在選擇乳化劑時應考慮產品所適應的HLB 值。不同 HLB 值的乳化劑具有加和性,當二種或二種以上的乳化劑適當配合時,可使得原 HLB 值范圍擴大,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 等則經常應用于面包面團中。
乳化劑的需求在世界市場上有逐步上升之趨勢,美國 一年乳化劑的消耗可達五百萬美金。而乳化劑最大的市場即面包工業(yè),其中近50% 為單甘油脂。大豆磷脂每年的世界產量業(yè)在不斷上升,在西點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部結構,而且使烘焙品質更趨穩(wěn)定。相信隨著烘焙業(yè)的不斷推動前進,乳化劑的研發(fā)和應用范圍必將開創(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,HLB 值寬廣,既可成為 W/O 型,又可成為 O/W 型乳化劑,為當前世界上頗為引人注目的乳化劑。
大豆磷脂是天然產物,它不僅具有極強的乳化作用,且兼有一定的營養(yǎng)價值和醫(yī)藥功能,是值得重視和發(fā)展的乳化劑,但在磷脂的提純、以及化學改性方面尚需加強研究。我國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