食品添加剂乳化剂(简).ppt

酸度调节剂在食品中作用,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,酸度调节剂在食品中作用,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,引言食品的质地,食品，从物理化学的角度看，可大致划分为为液液体系、液固体系。同一体系的分散相的分离与否和粘稠度的高低，决定了口腔对食品流体的质感反应；果蔬汁的澄清与混浊、沉淀,所带来的视觉、质感印象的变化。一般而言，往往当这二类的物质体系中各相分离的时候，也是它们的质地是最糟糕的时刻。为了使多相食品体系之间的各组分充分、均匀的混合，在添加剂层面有如下对策：,是指消费者的感觉器官（包括视觉、口腔等），对食品的流变学和结构特征的综合评价。,解决液固相分离的问题,增稠剂,均属俗称的品质改良剂,稳定剂,解决液液相分离的问题,乳化剂,1,C7.,乳化剂,定义,是指能改善乳化体系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，也称为表面活性剂，,或说是使互不相溶的液质转为均匀分散相（乳浊液）的物质，添加少量即可显著降低油水两相界面张力，产生乳化效果的食品添加剂。,也可认为，乳化剂是把不溶解的溶质，转为可“溶解”的溶质的一类试剂。,功能分类代码，,10,；,CNS,：,10.001,033,第一节乳化剂及乳化剂的基本理论,第二节常用的乳化剂,2,第一节 乳化剂及乳化剂的基本理论,乳化剂的作用,乳化剂的分子结构特点、种类,HLB,值及乳化剂的使用,乳化剂在食品中的应用,3,4,一、乳化剂的作用,一般的含二种互不相溶的液态体系（如水、油共存体系），因表面张力的存在作用下，各相均以最小的表面积状态存在，并按比重确定其各自的分层位置。,如果，强行通过调整搅拌进行混合，是一个高耗能的过程，且形成的乳浊液极不稳定，寿命极短。,乳化剂，是既有亲水的基团，又有亲油基团的表面活性物质。它的亲水基团与水相结合；亲油基团与油结合，定向排列在液滴周围形成单分子膜。,客观上起到了如下作用：,使二相不直接接触，形成单分子膜；,降低表面张力，最大限度地扩大表面积；,双电层。,对添加了乳化剂的油、水体系进行搅拌，其中一相生成的无数个微球会因乳化剂膜的包围，而不能聚集，均匀地分散在另一相中。,5,乳化液的类型,按分散与否（及量比），互不相溶的液态成分有内、外相之分：被分散的，即“溶质”称为内相；另方，为分散介质或外相。内相是不连续的，外相是连续相：,多相体系,天然乳化液,人工乳化液,牛奶,内相（分散相）,外相（连续相）,乳化液,油包水（,W/O,）型,奶油,水包油（,O/W,）型,乳,多重型（,A/O/W,）型,冰淇淋,椰奶,6,分子量,、结构,分子量大的乳化分散能力比分子量小的好,直链结构的乳化剂,8,个碳原子,1014,个碳原子,7,界面张力,使物体保持最小表面积的趋势,10ml,油,分散,0.1m,小油滴,300m,2,100,万倍,界面面积,8,临界胶束浓度的概念,当乳化剂溶于水后，水的表面张力下降，不断地增大乳化剂的浓度，表面张力随乳化剂浓度增加而急剧下降之后，则大体保持不变。此时的乳化剂浓度称为,CMC,。,表面张力,乳化剂浓度,9,解释现象,极稀溶液,水的界面上还没有很多乳化剂，界面的状态基本没变，水的表面特性与纯水差不多。,10,乳化剂的浓度稍有上升，表面张力曲线急剧下降，此时加入的乳化剂会很快地聚集到界面，使界面状态大大改变，同时水中的乳化剂分子也集聚在一起，亲油基靠拢，开始形成小胶束。,10,临界胶束浓度,(CMC),乳化剂浓度升高到一定范围后，水的表面集聚了足量的乳化剂，形成了一个单分子覆盖膜。此时，水与空气间的界面被乳化剂最大限度地改变，完全不同于原来的情况，这时乳化剂的浓度称临界胶束浓度。,10,提高乳化剂浓度，乳化剂的分子就会在溶液内部进行集聚，构成亲油基向内、亲水基向外球状的胶束。,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，所以,CMC,是充分发挥乳化剂功效的一个重要的量的理论指标。,11,二、乳化剂分子结构特点、类,型,乳化剂溶于水时，能够解离成离子。,10-20,个碳原子，可能有苯环、酰胺、酯、氧原子，其它官能团或双键，作为疏水部分；,羧酸、硫酸、磺酸、磷酸基团及有机碱作为亲水部分，分为：,阴离子型：羧酸、硫酸、磺酸、磷酸基团,阳离子型：胺盐、季胺盐、其他含氮碱,亲水基（,hydrophilic group,）是溶于水或能被水湿润的基团，一般含有,OH,、,ONa,，,OSO,3,Na,、聚乙烯醇基、聚醇基、磷酸盐等；,亲油基（,Lipophilic group,）可与油脂互溶，一般含有长链烷基，,RCOO-,，,RCONH,，,RCO,，,R,Ar,（,R,为烷基，,Ar,为,C,6,H,4,）等。,离子型,非离子型,二性电解质,12,二、乳化剂分子结构特点、类,型,离子型,非离子型,二性电解质,在水中不电离，溶于水时，疏水基和亲水基在同一分子上，分别起到亲油和亲水的作用。,甘油脂肪酸酯、吐温、司盘,亲水基（,hydrophilic group,）是溶于水或能被水湿润的基团，一般含有,OH,、,ONa,，,OSO,3,Na,、聚乙烯醇基、聚醇基、磷酸盐等；,亲油基（,Lipophilic group,）可与油脂互溶，一般含有长链烷基，,RCOO-,，,RCONH,，,RCO,，,R,Ar,（,R,为烷基，,Ar,为,C,6,H,4,）等。,13,二、乳化剂分子结构特点、类,型,亲水基（,hydrophilic group,）是溶于水或能被水湿润的基团，一般含有,OH,、,ONa,，,OSO,3,Na,、聚乙烯醇基、聚醇基、磷酸盐等；,亲油基（,Lipophilic group,）可与油脂互溶，一般含有长链烷基，,RCOO-,，,RCONH,，,RCO,，,R,Ar,（,R,为烷基，,Ar,为,C,6,H,4,）等。,分子也是由亲水的极性部分和亲油的非极性部分组成。,亲水的极性部分既包含阴离子，也包含阳离子。,如：卵磷脂（,R1,，,R2,分别为,15,个碳烃链）,离子型,非离子型,二性电解质,14,三、,HLB,值及乳化剂的使用,亲水性强的乳化剂生成（,O/W,）型乳浊液，亲油性强的乳化剂则生成（,W/O,）型乳浊液。,通常使用亲水亲油平衡值（,Value of Hydrophilyty and Lipophilyty Balance,，简称,HLB,值）来表示乳化剂的亲水、亲油性的大小，即乳化剂乳化能力的大小，其计算基准为：,HLB,值的范围在,020,，,HLB,值越大表示亲水性越大，,HLB,值越小则表示亲油性越大。因此，由,HLB,值可以知道大致的使用范围，下表为不同的,HLB,值与适用性：,15,使用乳化剂的注意事项,不同,HLB,值乳化剂可制备不同类型的乳液，选择合适的乳化剂是取得最佳效果的基本保证。,由于复合乳化剂具有协同效应，通常多采用复配型乳化剂，但在选择乳化剂“对”时，要考虑,HLB,高值与低值相差不要大于,5,，否则得不到最佳稳定效果。,乳化剂加入食品体系之前，应在水或油中充分分散或溶解，制成浆状或乳状液。,对于混合型的乳化剂，其,HLB,值具有加和性。故两种或两种以上乳化剂混合使用时，该混合乳化剂的,HLB,值可按其组成的各个乳化剂的质量百分比求得：,HLBa,b=HLBaA%+HLBbB%,其中,HLBa,b,为乳化剂,a,、,b,混合后的,HLB,值，,HLBa,和,HLBb,分别为,a,和,b,两种乳化剂的,HLB,值，,A%,和,B%,分别为,a,和,b,在该混合乳化剂中的含量,%,（本式仅适用于非离子型乳化剂）。,乳状液的制备法,16,乳状液的制备方法,1,乳化剂溶于水中，在激烈搅拌下加入油，先生成,o/w,型乳液；若欲得,w/o,型乳液，则继续加油至发生相变。此,法用于,HLB,值较大的乳化剂,。,2,乳化剂溶于加热的油中，加入水，开始得到,w/o,型乳液，再继续加水可得,o/w,型乳液。此,法用于,HLB,值较小的乳化剂。,3,轮流加液法。每次取少量油和水，轮流加入乳化剂。工业上多用此法。,四、乳化剂应用,选择合适的乳化剂：确定乳化剂的,HLB,值、种类及配比、用量,调整：乳化剂比例、,PH,值、粘度,设备：混合搅拌机、胶体磨、均质机,制备技术：乳化剂在水中法、乳化剂在油中法、轮流加液法,17,四、乳化剂在食品中的应用,作为表面活性剂，能与脂类、蛋白质、碳水化合物等食品成分发生特殊的相互链接，具有乳化或破乳、润湿或反润湿、起泡或消泡、分散、增溶、润滑等一系列作用。,因此，乳化剂在食品加工中可起到多种功效，几乎所有的食品加工中都可以使用乳化剂 焙烤制品、人造奶油、冷饮、乳制品及仿乳制品、肉制品、豆制品、糖果、饮料、罐头、料理等食品成品或辅助材料中，用以改善品质，保持风味，延长保鲜期和改善加工性能。,乳化剂的投放剂量，一般为,5,。,因上述原因，使得乳化剂成为需求与消耗量为最大的一类添加剂 消耗量约占食品添加剂总量,1/2,（全球大约要耗,25,40,？万吨,/,年食品乳化剂，中国,2wt/y,），实际使用品种,80,多个。其中，需求量最大的是单甘油酯，约占总消费量的,2/3,。,焙烤、蒸煮类,18,1,面包、蛋糕类,防止小麦粉中直链淀粉的疏水作用，从而防止老化、回生；,降低面团粘度，便于操作；,促使面筋组织的形成；,提高发泡性，并使气孔分散、致密；,促使起酥油乳化、分散，从而改善组织和口感。,2,饼干类,提高面团亲水性，便于配料搅拌；,使起酥油乳化、分散，改善组织和口感；,提高发泡性，使气孔分散，致密。,3,面条类,减少成品水煮时淀粉的溶出，降低损失；,增强弹性、吸水性和耐断性；,提高面团的亲水性，降低面团粘度、便于操作。,19,4,鱼肉糜、香肠等,使所添加的油脂乳化、分散；,提高组织的均质性；,有利于表面被膜的形成，以提高商品性和保存性。,5,糖果类,使所添加的油脂乳化、分散，提高口感的细腻性；,使制品表面起霜，防止与包装纸的粘连；,防止砂糖（水相基）结晶。,6,.胶姆糖,提高胶基的亲水性，防止粘牙；,使各组分均质；,防止与包装纸的粘连。,20,7,.酱、果类,防止油、水析出,8,冷冻食品,改善疏水组分的析水现象，从而防止粗大冰结晶的形成（冰淇淋）。,9,豆腐,抑制发泡；,提高豆浆的亲水性，使与豆渣充分分离，并由于保水性的增强而使出浆率提高及固化成型后的保型能力。,乳化剂其他用途,如用于需要添加淀粉的肉制品中，使制品的保水性增强、弹性增加，并减少淀粉填充物的糊状感；用于面粉以增加面筋强度；,提高速溶食品如咖啡、奶粉等的速溶性等。,2.,乳化剂的类型,21,方便面,22,2.,常用的乳化剂,我国食品添加剂使用卫生标准（,GB2760-2007,）批准使用的品种有,33,种。,目前国内外使用量最大的有：甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、酪蛋白酸钠和磷脂等。特别是前两种，因其安全性高、效果好、价格较便宜而得到广泛的应用。,一、单硬脂酸甘油酯,（,Glycerol Monostearate,，,Monostearin,）,三聚甘油单硬脂酸酯（,Tripolyglyceryl monostearate,）,二、大豆磷脂,（,Soybean phospholipid,，,SBPL,）,三、蔗糖脂肪酸酯,（,Sucrose Esters of Fatty Acid,；,SE,）,四、山梨醇酐脂肪酸酯类,（,Sorbitan Fatty Acid Ester,）,23,一、单硬脂酸甘油酯,（,Glycerol Monostearate,，,Monostearin,）,（一）概述,单甘酯（,Monostearin,），是单脂肪酸甘油酯中最重要的一种，是我国批准使用的食品乳化剂中用量最大的乳化剂，占乳化剂总用量的近,70%,以上。,其分子式,C,21,H,42,O,47,，分子量为,358.57,CNS:10.006,（单、双、三，均用此代码）,（二）性状,微黄色的蜡状固体，凝固点不低于,56,，碘值约为,1.3701.844,，游离酸约占,1.83%2.26%,。不溶于冷水，可分散在热水中，溶于热乙醇、丙酮、油和烃类，具有良好的亲油性，,HLB,值为,3.8,，为油包水型乳化剂。,（三）毒性,ADI,：不作限制性规定,(FAO/WHO,1994),。,使用,24,（四）使用,作乳化剂；稳定剂；消泡剂；涂层剂。,用于巧克力、糖果制品、冰淇淋，可以防止砂糖结晶和油水分离，增加细腻感和光泽；,用于面包，可改良面包组织结构和保存性能，能增加其柔软性和体积。,特点：,单硬脂肪酸甘油酯具有良好的乳化、分散、起泡、消泡、抗淀粉老化及控制脂肪凝聚等作用。,其水解物可参与体内代谢，是世界各国公认的无毒食品添剂。,大豆磷脂,25,二、大豆磷脂,是大豆生产过程中产生的副产品，是卵磷脂、脑磷脂、肌醇磷脂和少量的磷脂酸、磷酸丝氨酸酯等的混合物。其通式如图,在甘油的1位为饱和脂肪酸，2位是不饱和脂肪酸。式中,B,为含氮碱残基。,经处理，能得到三种不同的商业大豆磷脂：,浓缩大豆磷脂,粉末磷脂,分级磷脂,26,（一）性状,大豆磷脂不溶于水，但其中的卵磷脂的亲水性较强，而肌醇磷,脂的亲油性较强；,溶于乙醚、石油醚等有机溶剂；,大豆磷脂的,HLB,值约为9，它不耐高温，在80开始变色，到120开始分解；,除作为乳化剂、润湿剂,乳化稳定剂等用于食品中,它还有重要的药疗价值。,（二）毒性及使用,作为大豆的天然成分，它是一种具有营养作用的甘油酯，其,ADI,值，不作特殊规定。即，根据需要决定应用范围和添加量。,变性大豆磷脂,27,28,变性大豆磷脂,CNS:10.019,位于表,A.3,由于,HLB,值的改善，使该产品在糖果、饼干、面包、糕点、威化饼等食品的加工中具有良好的乳化性，可充分地改善面团品质及制品的表面纹理，促进油脂乳化；对饼干加工而言，可增加饼干的酥脆性和体积，防止烧色，并降低饼干破碎率。使用范围：糖果、巧克力、饼干、面包、糕点、威化饼等。使用量：,0.2,0.5,（按面粉量计）,使用方法：,按比例混于原料液中（糖果），或加入和面水中搅拌均匀。,Modified Soybean phospholipid,三、蔗糖脂肪酸酯,29,三、蔗糖脂肪酸酯,（一）概述,CNS:10.001,简称,SE,、蔗糖酯。以蔗糖的,-OH,基为亲水基，脂肪酸的碳链部分为亲油基，常用硬脂酸、油酸、棕榈酸等高级脂肪酸（产品为粉末状），也用醋酸、异丁酸等低级脂肪酸（产品为粘稠树脂状）。,（三个伯羟基）,蔗糖分子中具有,8,个羟基，故,SE,可接,18,个脂肪酸，,SE,可按蔗糖羟基与成酯的脂肪酸数目不同分为单酯（,MSE,）、双酯、三酯及多酯。商品,SE,一般是单酯、双酯及多酯的混合物。结构式如图：,（二）毒性,ADI,：,016mg/g(FAO/WHO,1994),。,LD,50,：,30g/kg,（大鼠，经口）。,30,（三）性状,无色至微黄色稠厚凝胶、软质固体或白色至黄褐色粉末，视脂肪酸种类和酯化程度而异。,无臭或微臭（未反应的脂肪酸）。,微溶于水。单酯溶于温水，双酯难溶于水。溶于乙醇。,水溶液有粘性，并有湿润性。对油和水有良好的乳化作用。软化点,5070,。分解温度,233238,。有旋光性。,根据不同的脂肪酸所生成的酯，以及单酯、双酯、三酯的比例不同，蔗糖脂肪酸酯的,HLB,值可在极宽的范围内调节（,315,），远远超过其他种类乳化剂的调节范围。以上，使其既可成为,W/O,型，又可成为,O/W,型乳化剂，为当前世界上颇为引人注目的乳化剂。,商品蔗糖脂肪酸酯是混合型的,SE,，单酯的含量（相对比例）与,HLB,值的关系见表,Next Page,31,复配型蔗糖脂肪酸酯中单酯的含量（）与,HLB,值的关系,商品名称,化学名称,单酯,双、三酯,HLB,值,S-1570,S-1170,S-970,S-770,S-370,P-1570,O-1570,（油状）,L-595,（颗粒状）,蔗糖硬脂酸酯,蔗糖硬脂酸酯,蔗糖硬脂酸酯,蔗糖硬脂酸酯,蔗糖硬脂酸酯,蔗糖软脂酸酯,蔗糖油酸酯,蔗糖桂酸酯,70,55,50,40,20,70,70,30,30,45,50,60,80,30,30,70,15,11,9,7,3,15,15,3,字母，为脂肪酸。,S,：硬脂酸；,P,：软脂酸；,O,：油酸；,L,：月桂酸,前一或二位数为该品的,HLB,值。单酯含量越多，则,HLB,值越高。,蔗糖脂肪酸酯对淀粉有特殊作用，如：可使淀粉的特殊碘反应消失；使淀粉的糊化温度明显上升，有显著的防老化作用。,（四）用途,32,（四）用途,乳化剂、水果保鲜剂、湿润剂、品质改进剂：,用于肉制品、鱼糜制品，使用,HLB,值,1,16,的制品，可改善水分含量及制品的口感，用量,0.3,1.0%,。,用于面包、蛋糕等焙烤食品，使用,HLB,值,11,以上的制品，用量为面粉的,0.2,0.5%,，可增加面团的柔韧性，增大制品体积，使气孔细密、均匀，质地柔软，防止老化。,用于巧克力可抑制结晶、降低粘度，使用,HLB,值,3,9,的制品，用量为,0.2%,1.0%,。,用于禽、蛋、水果、蔬菜的,涂膜保鲜,，具有抗菌作用，保持果蔬新鲜，延长储存期，使用,HLB,值,5,16,的制品，用量为,0.3,2.5%,。,此外，还可用于豆奶、冷冻食品、沙司、饮料、米饭、面条、方便面、饺子、酱油、果酱等。,限量,33,34,限量：,GB2760-2007,用于乳化天然色素，最大使用量为,10.0g/kg,。,使用注意事项：,使用时，先将蔗糖脂肪酸酯以少量水（或油、乙醚等）混合、湿润，再加入所需的水（油、乙醚等），并适当加热，使蔗糖酯充分溶解与分散。,四、吐温司盘,35,四、山梨醇酐脂肪酸酯类,（一）概述,这是一类由山梨醇与脂肪酸反应生成的乳化效率很高的表面活性剂。商品名称分为两大类,（见上、下结构通式）,：,Span,型,（司盘系列）,山梨醇酐脂肪酸酯,Tween,型,（吐温 系列）,聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯,使用量较大的主要是山梨醇酐单硬脂酸酯（,Span-60,），广泛用于冰淇淋、面包、糕点、糖果中，起乳化、分散、稳定作用。,性状,36,37,（二）性状,1,山梨醇酐脂肪酸酯（,Span,）,不同脂肪酸与山梨糖醇形成山梨醇酐脂肪酸酯（,Span,）。它的,HLB,值的范围为,1.88.6,，可用作,W/O,型乳化剂、消泡剂和润湿剂。,我国,GB2760,批准使用于食品工业中的,Span,型山梨醇酐脂肪酸酯有五种，性能见,表,。,山梨醇酐单月桂酸酯,山梨醇酐单棕榈酸酯,山梨醇酐单硬脂酸酯,山梨醇酐三硬脂酸酯,山梨醇酐单油酸酯,2.,吐温,38,2,吐温,Tween,Tween,的学名为聚氧乙烯（,20,）山梨醇酐脂肪酸酯，简称聚山梨醇酐脂肪酸酯。（,Tween20,40,60,65,80,）,HLB,11-16.7,我国,GB2760,批准使用的,Tween,型乳化剂有四种。,（四）毒性,1,山梨醇酐脂肪酸酯,（,Span,）,LD,50,：大鼠口服,10g/kg,。,ADI,：,025mg/kg(FAO/WHO,1994),。,2,聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯,LD,50,：,10g/kg,（大鼠，经口）。,ADI,：,025mg/kg(FAO/WHO,1994),。,END,作业,39,40,思考题,1,何为,HLB,值？它在乳化剂的应用过程中起什么作用？,2,乳化剂促进乳浊液生成的原理。,3,乳化剂的应用范围,4,乳化剂的类型。,41,