食品添加剂乳化剂.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,食品添加剂乳化剂,优选食品添加剂乳化剂,引言：品质改良剂,-乳化剂、增稠剂、膨松剂、面粉处理剂被统称为“品质改良剂”。,-所谓“品质改良剂”是一类用于改善和稳定流体食品各组成的物理性质和组织结构的一类添加剂，其作用是赋予食品一定的形态和质构，满足食品加工工艺性能。,一、乳浊液、乳化剂的定义,1、乳浊液的定义及分类,定义,乳浊液(,emulsions),是指一种细小液滴(,0.01,10 m,),分散在与其互不相溶的液体中的分散体系，又叫乳状液。,In English,:An emulsion is a system consisting of at least one immiscible liquid intimately dispersed in another in the form of droplets,whose diameter,in general,ranges in 0.1-10m.,一、乳浊液、乳化剂的定义,-被分散的相叫间断相(分散相、内相)，外部的液体叫连续相(外相)。,-习惯上一相叫油相，一相叫水相。,-从广义来讲，许多食品本身是一种乳浊液，如豆奶、牛奶、人造奶油。食品中的乳浊液，水相往往包括水及极性大的亲水性物质，油相包括油脂及极性小的疏水性物质。,一、乳浊液、乳化剂的定义,分类,*按内相粒子大小和稳定性：分为细乳浊液,和,粗乳浊液。,-,细乳浊液,(microemulsions),:,内相粒子直径为0.01-0.1,m，稳定性高。,-,粗乳浊液,(macroemulsions),:内相粒子直径0.1,m，热力学上不稳定。,*按连续相是水还是油：分为水包油型乳浊液和油包水型乳浊液。,-水包油型（oil-in-water,O/W型）:水为连续相，油为分散相，水包围在油粒周围的乳浊液;,-油包水型（water-in-oil,W/O型）:油为连续相，水为分散相，油包围在水粒周围的乳浊液。,例子：,水包油型,内相30%牛奶、豆奶、冰淇淋、奶酪,内相3070%重奶油、香肠,内相77%蛋黄酱、色拉调味品,油包水型,奶油、人造奶油,一、乳浊液、乳化剂的定义,一、乳浊液、乳化剂的定义,稳定乳浊液的方法：,-降低两相界面张力：如添加乳化剂。,-使粒子表面带上相同电荷以产生斥力，如添加离子型乳化剂。,-添加大分子物质，提高乳浊液的粘度，如使用增稠剂。,一、乳浊液、乳化剂的定义,2、乳化剂的定义及作用原理,定义,能使互不相溶的油相(疏水性物质)与水相 (亲水性物质)形成稳定乳浊液的,一类具有亲水基,(hydrophilic groups),和亲油基(疏水基,hydrophobic groups,）,两种基团的物质,是一种表面活性剂。,In English,:,Substances which possess both hydrophilic and hydrophobic groups in their molecules and can cause the mixtures of two immiscible liquids to form stable emulsions.,一、乳浊液、乳化剂的定义,-亲水基：一般是溶于水或能被水浸润的基团，如-OH、-COOH等。,-亲油基：一般为与油脂中烷烃相似的碳氢化合物长链。,-这两种基团一般分布于乳化剂分子的两端，形成不对称结构。,一、乳浊液、乳化剂的定义,作用机理,-降低两相界面张力。,-在分散相表面形成保,护膜。,-赋予粒子电荷,使粒,子产生静电斥力。,O/W型乳浊液,W/O型乳浊液,二、乳化剂的亲水亲油平衡值,1、定义,亲水亲油平衡值,（hydrophilic lipophilic balance,简称 HLB值）：,是,指乳化剂分子的亲水基和亲油基两者亲和力平衡后所表现的,综合效果。,差值式：HLB=亲水基的亲水性亲油基的憎水性,比值式：HLB=亲水基的亲水性亲油基的憎水性,-乳化剂的HLB范围一般为0-20。,-,HLB越小,亲油性越大；HLB越大,亲水性越大;,二、乳化剂的亲水亲油平衡值,-,各种乳化剂都有特定的HLB值，而蔗糖酯依其单酯、多酯比例不同有HLB3-16的不同产品 （,连接,）。,(课本P190表8-1),-HLB 在3-6的乳化剂最适合W/O型乳浊液，而8-18的乳化剂最适合O/W型乳浊液。,-非离子乳化剂的HLB值具有加和性：,HLB=(m,A,HLB,A,+m,B,HLB,B,)/(,m,A,+,m,B,),式中：,m,A,、,mB,乳化剂A和B的质量；,HLB,A,、HLB,B,A和B的HLB值；,二、乳化剂的亲水亲油平衡值,例如：,*单硬脂酰甘油酯（单甘酯）,3.8,。,*丙二醇单硬脂酸酯,3.4,。,*硬脂酰乳酸钠（SSL）,8.3,。,*聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯(吐温60）,14.9,。,*蔗糖酯依其单酯、多酯的比例不同而HLB有3-16不同的产品。,二、乳化剂的亲水亲油平衡值,不同酯化度蔗糖酯的HLB值,单酯/%,二酯/%,三酯/%,四酯/%,HLB,71,24,5,0,15,61,30,6,1,13,50,36,12,2,11,46,39,13,2,9.5,42,42,14,2,8,33,49,16,26,二、乳化剂的亲水亲油平衡值,2、HLB值的意义,-,是反映乳化剂性质和用途的主要指标。,HLB值,适用性,实例,3.5-6,W/O型乳化剂,单硬脂酸甘油酯，3.8,7-9,湿润剂,司盘20，8.6,8-18,O/W型乳化剂,吐温20，16.7,15-18,溶化剂,吐温80，15,二、乳化剂的亲水亲油平衡值,二、乳化剂的亲水亲油平衡值,-是选择乳化剂的重要参考依据,油脂名称,适用HLB值,油脂名称,适用HLB值,可可脂,6,大豆油,6,玉米油,8-10,牛脂,6,棉籽油,5-6,猪油,5,棕榈油,7-10,氢化花生油,6-7,菜籽油,9,蓖麻油,14,食用油脂乳化时适用的HLB值,三、乳化剂种类和分类,1.种类：,我国允许使用的乳化剂约30种。,(1)甘油酯类(glycerides)：9种,-单硬脂酸甘油酯(单甘酯),-双乙酰酒石酸单(双)甘油酯,-乙酰化单甘油脂肪酸酯,-辛、葵酸甘油酯,-松香甘油酯（酯胶),-氢化松香甘油酯,-三聚甘油单硬脂酸酯,-聚甘油单硬脂酸酯,-聚甘油单油酸酯,-脂肪酸甘油酯类,-有机酸脂肪酸甘油酯类,-松香甘油酯类,-聚甘油脂肪酸酯类,三、乳化剂种类和分类,脂肪酸甘油酯结构,RCOOH,+,甘油,脂肪酸,脂肪酸甘油酯,CH,2,OOCR,CHOH,CH,2,OH,三、乳化剂种类和分类,CH,2,OH,+,RCOOH,RCOOCH,2,RCOOCH,2一酯,二酯,三酯,(2)蔗糖酯(sucrose esters)：2种,-蔗糖脂肪酸酯：,由蔗糖和食用脂肪酸所形成的单酯、二酯和三酯的混合物，脂肪酸可为硬脂酸、棕榈酸和油酸等。,-乙酸异丁酸蔗糖酯：由乙酸、异丁酸与蔗糖反应而成。,三、乳化剂种类和分类,(3),山梨糖醇脂肪酸酯(sorbitol fatty acid esters):包括2类,*山梨醇酐脂肪酸酯类,(Span,司盘),：由山梨醇和脂肪酸进行酯化反应并脱水而成。,*聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯类,（Tween,吐温）,：由司盘在碱性条件下和环氧乙烷反应而成，亲水性比司盘大大提高。,三、乳化剂种类和分类,山梨醇酐脂肪酸酯结构式,+,RCOOH,O,R,1,O,OR,2,OR,3,聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯结构式,三、乳化剂种类和分类,山梨醇酐脂肪酸酯包括(5种)：,-Span 60-山梨醇酐单硬脂酸(18:0)酯；,-Span 65-山梨醇酐三硬脂酸酯；,-Span80-山梨醇酐单油酸(18:1,9C)酯；,-Span40-山梨醇酐单棕榈酸(16:0)酯；,-Span20-山梨醇酐单月桂酸(12:0)酯。,聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯包括(4种)：,-Tween 60-聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯；,-Tween20-聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯；,-Tween 40-聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯；,-Tween 80-聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯。,三、乳化剂种类和分类,(4),磷脂类(,phosphalipids,):1种,改性大豆磷酯,-大豆磷脂：各种磷脂的混合物，,磷脂酰胆碱(卵磷脂)19-21%,磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)8-10%,磷脂酰肌醇20-21%,其它磷脂5-11%,-改性大豆磷酯：,主要指羟基化卵磷脂，以,天然磷脂为原料,进行乙酰化和羟基化处理。,-天然磷脂有,异臭，不溶,于水，稳定,性差，故需,改性；,-改性磷脂水,分散性、溶,解性、乳化,性都得到改善,三、乳化剂种类和分类,三、乳化剂种类和分类,(5),丙二醇脂肪酸酯(propylene glycol fatty acid esters)：1种,-丙二醇脂肪酸酯:丙二醇单双酯的混合物，常用的如丙二醇单硬脂酸酯。,三、乳化剂种类和分类,(6)木糖醇酯(xylitol esters)：包括2种,-木糖醇酐单硬脂酸酯,-聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯,H,H-C-OH,H-C-OH,HO-C-H,H-C-OH,H-C-OH,H,木糖醇,木糖醇酐单硬脂酸酯,三、乳化剂种类和分类,(7),脂肪酸乳酸盐(lactylate fatty acid esters):2种,-硬脂酰乳酸钠(sodium stearoyl lactylate,SSL),-硬脂酰乳酸钙(calcium stearoyl lactylate,CSL）,O CH,3,O CH,3,O,C,17H,35,-C-O-CH-C-O-CH-C-O-Na,O CH,3,O CH,3,O,C,17,H,35,-C-O-CH-C-O-CH-C-O-Ca,2,SSL,CSL,三、乳化剂种类和分类,(8)其他类:4种,-,硬脂酸钾,-酪蛋白酸钠(酪朊酸钠),-聚甘油蓖麻醇酯(97增补),-辛烯基琥珀酸淀粉钠(97增补),2、,分类：四种方法,-按来源分,-按溶解性分,-按作用分,-,按在水中是否解离成离子分,三、乳化剂种类和分类,(1)按来源：分为天然乳化剂和合成乳化剂,*天然乳化剂：大豆磷脂；,*合成乳化剂：蔗糖酯、单甘酯等，占绝大多数；,(2)按溶解性：水溶性乳化剂和油溶性乳化剂,*水溶性乳化剂：高HLB值的蔗糖酯、吐温等,。,*油溶性乳化剂：大豆磷脂、单甘酯、司盘等。,三、乳化剂种类和分类,(3)按作用：油包水型乳化剂和水包油型乳化剂,*油包水型乳化剂：单甘酯、司盘等。,*水包油型乳化剂：吐温、改性大豆磷脂等。,(4)按在水中是否解离成离子：,分为离子型乳化剂和非离子型乳化剂,*,阴离子型乳化剂：硬脂酰乳酸钠及硬脂酰乳酸钙,*,两性离子型乳化剂：,卵磷脂,(大豆磷脂),*非离子型：蔗糖酯、司盘、吐温等,占绝大多数；,三、乳化剂的种类和分类,主要乳化剂的HLB值、来源、溶解性,名称,来源,离子,型,HLB,溶解性,油中,水中,卵磷脂(大豆磷脂),天然,两性,34,可溶,可分散,羟化卵磷脂,合成,非,710,可溶,可分散,单硬脂酸甘油酯,合成,非,3.8,可溶,不溶,乙酰化单甘油脂肪酸酯,合成,非,23.5,可溶,不溶,双乙酰酒石酸单(双)甘油酯,合成,阴,810,可溶,可分散,三聚甘油单硬脂酸酯,合成,非,116,可溶,可分散,聚甘油单硬脂酸酯,合成,非,11.3,可溶,可分散,聚甘油单油酸酯,合成,非,11.3,可溶,可分散,聚甘油蓖麻油醇酯,合成,非,可溶,不溶,三、乳化剂的种类和分类,名称,来源,离子,型,HLB,溶解性,油中,水中,辛葵酸甘油酯,合成,非,12.5,可溶,可 溶,丙二醇脂肪酸酯,合成,非,23,可溶,不溶,硬脂酰乳酸钙,合成,阴,5.1,可溶,可分散,硬脂酰乳酸钠,合成,阴,8.3,可溶,可分散,硬脂酸钾,合成,阴,1618,不溶,可溶,司盘20,合成,非,8.6,不溶,可分散,司盘40,合成,非,6.7,可溶,可分散,司盘60,合成,非,4.7,可溶,可分散,司盘65,合成,非,2.1,可溶,不溶,司盘80,合成,非,4.3,可溶,可分散,安全性：GRAS，ADI暂定0-25mg/kg。,-作为降低胆固醇食品原料：SE可以作为降低胆固醇食品的组分，从而可以开发高血压患者和高胆固醇患者的营养保健食品。,-吐温20、40：月饼0.,-与淀粉形成络合物：蔗糖酯可以进入淀粉的螺旋体结构中，与淀粉形成络合物，使面制食品具有良好的组织结构，防止面粉中淀粉的败坏，还可以作为面团冷藏中的防冻剂。,-作为降低胆固醇食品原料：SE可以作为降低胆固醇食品的组分，从而可以开发高血压患者和高胆固醇患者的营养保健食品。,-乳化剂加入到含油脂和蛋白质饮料（花生奶、豆奶、可可粉、豆浆晶等）中可显著提高溶解性和稳定性，防止沉淀、分离。,2、乳化剂的定义及作用原理,糖果可使用的乳化剂,一、乳浊液、乳化剂的定义,亲水亲油平衡值（hydrophilic lipophilic balance,简称 HLB值）：是指乳化剂分子的亲水基和亲油基两者亲和力平衡后所表现的综合效果。,亲水基为山梨醇或山梨醇酐，亲油基为脂肪酸。,例如：在冰淇淋生产中，就需要破乳，即使脂肪球粒表面上的蛋白质被溶解，使油粒发生附聚，形成三维网络结构而保持气泡，并保持产品的“干燥感”。,五、常用乳化剂的特性与使用,一、乳浊液、乳化剂的定义,糖果可使用的乳化剂,*聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯类（Tween,吐温）：由司盘在碱性条件下和环氧乙烷反应而成，亲水性比司盘大大提高。,可以调整油脂结晶作用，防止析油分层现象发生。,一、乳浊液、乳化剂的定义,一、乳浊液、乳化剂的定义,五、常用乳化剂的特性与使用,三、乳化剂的种类和分类,名称,来源,离子,型,HLB,溶解性,油中,水中,吐温20,合成,非,16.9,不溶,可溶,吐温40,合成,非,15.6,不溶,可溶,吐温60,合成,非,14.9,不溶,可溶,吐温80,合成,非,15.4,可溶,可溶,蔗糖脂肪酸酯,合成,非,316,可分散,可分散,乙酸异丁酸蔗糖酯,合成,非,可溶,不溶,聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯,合成,非,不溶,可溶,松香甘油酯（酯胶）,合成,非,可溶,不溶,氢化松香甘油酯,合成,非,可溶,不溶,木糖醇酐单硬脂酸酯,合成,非,可分散,四、乳化剂的作用,1.乳化作用：防止食品油水分离。,-在含脂饮料中（如蛋白饮料）使原不能相溶的油相和水相成为均匀的悬浮乳浊体。,-防止糖和油脂起霜：如巧克力。,-稳定冰淇淋、奶油、蛋黄酱的组织和结构。,四、乳化剂的应用,2.对淀粉食品有很好的调理作用,-,防止淀粉老化：,可与直链淀粉结合成稳定的络合物，使直链淀粉难以结晶析出。以高纯度的单甘酯效果最明显。,-强化面团的网络结构：能与面粉中的脂类和蛋白质形成氢键或偶联络合物。以SSL、CSL效果最好。,-因此乳化剂是,面包、糕点、饼干、面条等淀粉食品的品质改良剂。,四、乳化剂的应用,3.调节食品的粘度:乳化剂有降低粘度的作用，便于生产操作。可用于口香糖、巧克力、饼干的生产。,4.起泡和稳定气泡作用：,-起泡作用：如当单甘酯与蔗糖酯、吐温合用时,可用作糕点的起泡剂，通过“蛋白-单甘酯”复合体的形成，使蛋糕具有容积大、气泡致密均匀等作用。国内已大量用于“蛋糕速发油型复配乳化剂”。,四、乳化剂的应用,-稳定气泡作用：含饱和脂肪酸的乳化剂对泡沫有稳定作用，可作打擦发泡剂，用于冰淇淋等食品的生产。,5.润湿和分散作用：奶粉、可可粉、速溶咖啡、麦乳精、粉末饮料冲剂等食品中利用此作用可提高冷水和热水中的溶解性。,四、乳化剂的应用,6.对油脂结晶的控制作用,-乳化剂可与脂类物质相互作用，作油脂结晶调节剂，控制食品中油脂的结晶结构，以改善食品口感质量。,例如：,-在糖果、巧克力制品中，可通过乳化剂以控制固体脂肪结晶的形成、晶型和析出，防止糖果返砂，巧克力起霜；,-防止冰淇淋中粗大结晶的形成。,四、乳化剂的应用,7.破乳-消泡作用,-不同乳化剂具有不同的乳化、破乳能力，而有时适当的破乳作用是必须的。,例如：在冰淇淋生产中，就需要破乳，即使脂肪球粒表面上的蛋白质被溶解，使油粒发生附聚，形成三维网络结构而保持气泡，并保持产品的“干燥感”。,-含有不饱和脂肪酸的乳化剂具有较好的抑制泡沫的作用，可做消泡剂用于乳品、蛋品加工。,四、乳化剂的应用,8.增溶作用：,HLB值大于15的乳化剂可作脂溶性色素、香料、强化剂的增溶剂。,9.润滑作用：,饱和的单、双甘油酯对淀粉制品挤压时可获得优良的润滑作用。,例如：在乳脂糖中加入0.5-1%的单、双甘油酯可降低切块、拉条、包装、咀嚼时的强度和阻力。,10.悬浮作用,：利用此作用，乳化剂可用于悬浮体系食品，如巧克力饮料。常和增稠剂合用。,四、乳化剂的应用,11.防粘作用,乳化剂可在糖的晶体外形成一层保护膜，起防潮作用。,12.抗菌、保鲜作用,-蔗糖酯具有一定的抗菌性，可用作蛋品、水果、蔬菜等保鲜涂膜剂的乳化剂，提高其抗菌性能。,-卵磷酯有抗氧化作用。,五、常用乳化剂的特性与使用,亲水基为蔗糖基，亲油基为脂肪酸基。,性质,-通常由单酯和多酯混合物组成。蔗糖上8个-OH，可接1-8个脂肪酸,CH,2,OH,RCOOCH,2,（,一）蔗糖脂肪酸酯(Sucrose fatty acid esters,简称蔗糖酯，SE）,CH2OH,五、常用乳化剂的特性与使用,-,HLB,单酯,为10-16，可溶于热水；二酯为7-10，三酯为3-7，均难溶于水。,-酸碱稳定性：蔗糖酯在弱酸弱碱下稳定；在强酸强碱下易发生水解。,-对油和水有良好的乳化作用：其分子结构中含有强亲水性的蔗糖基团和亲油性的脂肪酸基团，所以它具有很强的表面活性。,-商品蔗糖酯有3-16的系列产品。,五、常用乳化剂的特性与使用,安全性：GRAS,ADI暂定0-20 mg/kg。,应用：,-具有乳化、分散、稳定、消泡、抗淀粉老化、调节粘度、抑制结晶、保鲜等作用。,-在食品中主要有以下6方面的应用,五、常用乳化剂的特性与使用,-乳化作用：蔗糖酯属非离子型乳化剂，它的HLB值在1-16范围内。当制备O/W乳浊液食品时，通常需用HLB高的SE。当需要制备W/O乳浊液食品时，通常用HLB低的SE。,五、常用乳化剂的特性与使用,-分散作用：蔗糖酯的表面活性较强可以吸附在分散相固体小粒子上，使分散相固体微粒均匀分散不易沉淀，可应用于固体饮料和液体饮料或易有糖结晶生长的食品。,-改善食品的加工性能：食品中加入蔗糖酯，加工方便，不粘模具，产品外观光亮完整。,五、常用乳化剂的特性与使用,-与淀粉形成络合物：蔗糖酯可以进入淀粉的螺旋体结构中，与淀粉形成络合物，使面制食品具有良好的组织结构，防止面粉中淀粉的败坏，还可以作为面团冷藏中的防冻剂。SE也可以控制面制食品中的水份含量，增强食品的抗老化，使面制食品长期保持新鲜口味。,五、常用乳化剂的特性与使用,-抗氧防霉作用：在饮料中加入SE作乳化剂或稳定剂，在夏季高温，温度11，饼干用HLB 7），,0.10.5%；,单甘酯，,0.2-1%；吐温60，5%；司盘60，0.35-0.5%。,六、乳化剂的主要应用食品,2、面条类,-作用：减少成品水煮时淀粉的溶出，降低损失；增强弹性、吸水性和耐折断性；降低面团粘性，便于操作。,-可使用的乳化剂：单甘酯，硬脂酰乳酸钠(SSL)。,六、乳化剂的主要应用食品,3、糖果类（含油脂高）,-作用：,使所加油脂乳化、分散；防止起霜；防止砂糖结晶；对胶姆糖提高亲水性，防止粘牙；对巧克力提高表面光泽性、降粘度，提高耐热和保型能力；对糯米糖可防止淀粉老化。,-可使用的乳化剂,六、乳化剂的主要应用食品,糖果可使用的乳化剂,六、乳化剂的主要应用食品,4、冰淇淋,-作用：可改进脂肪分散性，使脂肪粒子微细均匀；促进脂肪和蛋白质的互相作用；防止和控制粗大冰晶形成，使组织细腻幼滑；提高产品保型性和储存性；改善口融性。,-可使用的乳化剂：单甘酯0.3-0.5%，吐温，司盘。,六、乳化剂的主要应用食品,5、人造奶油、乳制品等油脂类食品,*应用于人造奶油、黄油、起酥油、花生酱、椰子酱、蛋黄酱、蚝油等含油食,品。,使,水分乳化、分散，防止水滴形成和分离；,可以调整油脂结晶作用，防止析油分层现象发生。,六、乳化剂的主要应用食品,*应用于麦乳精、乳酪、速溶奶粉等乳制品，可提高速溶性，防止制品沉淀、结块结粒；同时也可以应用于粉未油脂制品，如咖啡伴侣。,-可使用的乳化剂：,蔗糖酯(HLB1-3)，0.1-0.5%；单甘酯。,六、乳化剂的主要应用食品,6、饮料和速溶食品上的应用,-,乳化剂加入到含油脂和蛋白质饮料（花生奶、豆奶、可可粉、豆浆晶等）中可显著提高溶解性和稳定性，防止沉淀、分离。,-可用乳化剂,：单甘酯、蔗糖酯。,