乳化剂概述

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《焙烤工业实用手册》第164页（3278字）

(一)乳化剂的特性

乳化剂是能促使两种互不相溶的液体(如油和水)形成稳定的分散体系的物质，乳化剂是焙烤食品中常用的一类食品添加剂。

食品是含有水、蛋白质、脂肪、糖类等组分的多相体系，但其中许多成分是互不相溶的，如油和水就很难均匀地混合。由于各组分混合不均匀，致使食品中出现油水分离、焙烤食品发硬等现象。乳化剂正是能使食品中的多相体系各组分相互融合，形成稳定、均匀的形态，改善内部结构，简化和控制加工过程，提高食品质量的一类食品添加剂。在食品加工中常使用它来达到乳化、分散、起酥、稳定、发泡或消泡等目的，乳化剂还有改进食品风味、延长货架期的作用。

所谓乳化就是把本来不相融合的两种物质，例如油和水变成类似牛乳样的均一混合状态的乳浊液。添加少量的乳化剂，即可显着降低油、水两相界面张力，产生乳化效果。乳化剂也称表面活性剂，其作用就是在分散相表面形成保护膜，降低表面张力，形成双电层。乳化剂分子结构中一部分与油脂中的烃类结构相近似，易溶于油，叫亲油基；另一部分是被水湿润，易溶于水的基团，叫亲水基。乳化剂在油、水两相的界面上，亲油基伸入油相，亲水基伸入水相，这样使其中一相能在另一相中均匀地分散，形成稳定的乳化体。乳化剂分子亲水基的部分主要有甘油、蔗糖、山梨醇、丙烯甘油醇等，亲油基部分是脂肪酸。

乳化剂的乳化特性和许多功效通常是由其分子中亲水基的亲水性和亲油基的憎水性的相对强度所决定，良好的乳化剂在其亲水性和疏水性之间必须有相当的平衡。亲水性强的乳化剂，能改善油在乳化体内的分散相，使水均匀地包围在油粒的周围，成为水包油型乳化体(油／水、O／W)，这类乳化剂称为水溶性乳化剂；反之，能使水均匀分散在油里，形成油包水(水／油、W／O)型乳化体的乳化剂，为油溶性乳化剂。

两类乳化剂的特性以亲水亲油平衡值(Hydrophilyty and lipophilyty balance，简称HLB)表示。该值规定100%亲油性乳化剂HLB值为0，而100%亲水性乳化剂HLB值为20，将0～20划分20等分，以表示其亲水、亲油性的强弱。也就是说亲油、亲水两基团等量时的HLB值为10。

HLB值不同，乳化剂的作用亦不同。一般HLB值在1．5～3的乳化剂具有消泡作用，油溶性乳化剂HLB值在3．5～6，水溶性乳化剂HLB值在8～18；HLB值在7～9的乳化剂具有湿润作用，HLB值在13～15有清洗作用，而HLB值在15～18有助溶作用。

各种乳化剂都有特定的HLB值，但蔗糖脂肪酸酯由于为单酯，双酯和三酯的混合物，其三者的比例不同，故有HLB为3～15的8个品种。

在食品工业中选择乳化剂的第一个指标就是HLB值，但乳化剂的临界胶束浓度(CMC值)也是其另一重要指标。CMC值实际上是一个浓度范围，它表示乳化剂形成胶束的最低浓度。乳化剂的浓度在稍高于临界胶束浓度时，才能充分显示其作用，在使用时，如果乳化剂的浓度低于CMC值，那么在分散相表面所形成的界面膜密度达不到所需程度，效果往往不好。

(二)乳化剂的作用

乳化剂作为一种高效的食品添加剂被广泛地应用，其主要作用如下：

(1)由于乳化剂本身的两亲特性，能增加食品组分间的亲和力，降低界面张力，提高食品质量，改善食品原料的加工工艺性能。

(2)与淀粉形成配合物，使产品得到较好的瓤结构，增大食品体积，防止老化及保鲜。

(3)用做油脂结晶调整剂，控制食品中油脂的结晶结构，改善食品口感质量。

(4)与原料中的蛋白质及油脂配合，增强面团强度。

(5)充气，稳定和改善气泡组织结构，提高食品内部结构质量，使食品更快释放出香味。

(6)提高食品的持水性，使产品更加柔软，可使食品增重。

(7)代替昂贵的配料，降低成本。

(8)乳化后的营养成分更容易被人体吸收，某些乳化剂有杀菌防腐效果。

我国允许直接用于焙烤食品的乳化剂种类较多，目前用量较大的有单酸甘油酯、蔗糖酯、山梨糖醇酯、丙二醇脂肪酸酯等。在食品工业中乳化剂的机能和用途主要如表1－3－1所示。

表1－3－1 食品乳化剂的机能和用途

(三)乳化剂使用注意事项

(1)各种乳化剂的HLB值是选择乳化剂的极具参考性的数据，结合实践经验，应选用乳化体所需pH略高的品种，可达到提高乳化体稳定性的预期效果。

(2)理想的乳化剂，应该是水相、油相的亲和力均较强。故应用中多取HLB值大的和HLB值小的两种乳化剂混用，常致相乘效果。一般乳化剂品种的HLB值相差在5以内。

(3)选择水溶性乳化剂时，乳化剂亲油基与乳化体中的有机溶质的结构越相似，则乳化效果越好，且用量少。

(4)使用中应与增稠剂和相对密度调节剂等配合使用，以提高乳化剂的稳定作用。

(四)乳化液制备技术

在焙烤食品工业中，许多商品乳化剂都可以直接使用，但有时也需要将乳化剂制备成乳化液。乳化液的制备是根据不同的乳化对象来选择适当的乳化剂品种和适当的条件，是经验性很强的工作。应首先确定乳化剂的HLB值，选定复合(或单一)乳化剂的品种、用量和配比，再根据试验对乳化液的配比、pH、黏稠度等进行调整。

乳化液的制备技术，按乳化剂的加入方式，主要分为三类：

1．乳化剂在油中法

先将溶解有乳化剂的油类加热，然后在搅拌条件下加入温水，开始为W／O型乳液，再继续加水可得O／W型的。此法用于HLB值较小的乳化剂。

2．乳化剂在水中法

先将乳化剂溶于水，在搅拌中将油加入，此法先产生O／W型乳液，再继续加油则发生相转变为W／O型。此法用于HLB值较大的乳化剂。

3．轮流加液法

每次只取少量油或水，轮流加入乳化剂。此法对于制备商品乳化液，如蛋黄酱或其他含油的乳液尤其适宜。

在实际工作中，究竟采用什么加入方式，要根据乳化剂的亲油、亲水特性选择，而且往往要进行必要的组合变化。

制备乳液除使用专用的乳化机外，还可以使用混合搅拌机、胶体磨和均质机。