第三章食品乳化剂

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络合作用 乳化剂可 络合淀粉 面包 蛋卷
调理生面团,促进结构 形成均匀,改善性能。
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结晶控制
巧克力 花生奶油 糖果涂层
乳化剂捕捉游离的花生油而阻止分离 提高结晶速度、促进细小晶体形成 润滑作用 在焦糖中加入固体甘油单酸酯 和甘油二酸酯能减少对切刀、包装 物和消费者牙齿的黏结力。
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三、乳化剂的作用机理
1、食品乳化液存在着巨大的面积,界面能形成极大的界面力, 促使聚结的速度急剧加快,所以降低界面张力必然会降低聚 结的推动力,因而增加体系的安定性,这就是食品乳化剂简 单的热力学基础。 2、 除了降低界面张力,食品乳化剂的分子膜能将液珠包住, 可以防止碰撞液滴的聚结。
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这两类基团能分别吸附在油和水两相互相排斥的相面 上,形成薄分子层,降低两相的界面张力。亦即油分子与乳 化剂的亲油部分为一方,水分子与乳化剂的亲水部分为另一 方,这种两方的相互作用,使界面张力发生变化。 一般乳化剂的加入量愈多,界面张力的降低也愈大。 乳化剂的加入使原来互不相溶的物质得以均匀混合,形成均 质状态的分散体系,改变了原来的物理状态,进而改善食品 的内部结构,提高质量。乳化剂分子结构的两亲性特点使 乳化剂具有了使油、水两相产生水乳交融效果的特殊功能。
3.5-6
7-9 13-15 16-18 20
略分散
强搅拌混浊 分散近透明 完全透明 完全水溶
持水乳化
互溶、润湿 溶脂、清洗 低脂助溶 乳化力差
单甘酯
斯盘系 蔗糖酯 吐温系 低级醇 油酸钾(离子型)
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二、HLB值的测定
1、根据乳化液的分子结构 烷烃无亲水性,HLB=0,亲水性最大,HLB =20 非离子型乳化剂的HLB 介于0—20之间 HLB=20(1-S/A) S—乳化剂的皂化值; A—原料脂肪酸的酸值。 2、HLB值等于乳化剂亲水基团相对分子质量百分数的1/5 3、复合乳化剂HLB值可用各组分乳化剂的HLB值按质量平均 值计算。
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第二节 乳化剂的亲水、亲油平衡值(HLB值)
一、HLB的定义
表示乳化剂对于油和水的相对亲和程度,在食品工业中HLB 一般取1—20。“1”表示亲油性最大,“20”表示亲水性 最大,“10”表示水与油之间的过渡相。
不同HLB值的乳化剂试验现象及功能:
HLB值 1 1.5-3 试验现象 不溶于水 不分散 主要作用 无乳化能力 用于消泡 试剂 有机溶剂 硅油类 特征物质 C17H33COOH油酸
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HLB值计算(多种) 差值式 HLB= 亲水基的亲水性—亲油基憎水性 比值式 HLB=
亲水基的亲水性
亲油基憎水性
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戴微斯法 HLB= 7+∑亲水基团值 — ∑亲油基团值 川上法 亲水基部分相对分子量 7+11.7log 亲油基部分相对分子量 复合乳化剂 HLBAB= HLBA×mA+HLBB×mB mA + mB
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5、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯(吐温)类



性状因构成的脂肪酸种类而异 HLB在11.0—16.9范围内,亲水性好,乳化能力强 有20、40、60、80、65、85等一系列产品 呈亲水性的O/W型乳化剂 对难溶于水的亲油性物质(如精油)有良好的助溶作用,故 可用以配制乳化香精。 毒理学: ADI:0-25mg/kg 安全性高 Tween 20 、 40 毒性较强,较少用作食品添加剂
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①在分散相表面形成保护膜 ②降低界面张力 ③形成双电层 乳化剂的最主要特性是使已形成的乳状液稳定,此过程比 初始的分散作用容易,而且有意义,因为此过程只要提供 一定程度的机械搅拌即可实现。 乳化剂的分子结构特点和组成: 乳化剂是一类具有亲水基团(极性的、疏油的)和疏水基 团(非极性的、亲油的)的表面活性剂,而且这两部分分 别处于分子的两端,形成不对称的结构。
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6、硬脂酰乳酸钙


别名:十八烷基乳酸钙 白色至带黄色的粉末或薄片状、快状体,无臭,有焦糖样气 味。 难溶于水,稍溶于热水,易溶于热的油脂。 毒理学: LD50:大鼠27g/kg , GRAS ADI:0~20mg/kg 主要用作面包、糕点的品质改良剂
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HLB=
三、乳化剂在食品制作中的应用
1、人造奶油 2、巧克力 3、冰淇淋 4 焙烤食品和淀粉制品 5、糖果 6、植物蛋白饮料 7、乳化香精
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乳化剂在食品加工中的作用 ⑴分散体系- 不析出油脂和水珠使体系均匀、消除液面脂圈 ⑵发泡和充气-饱和脂肪酸亲水性的乳化剂形成气溶胶,稳定 气泡。 ⑶破乳和消泡-疏水型乳化剂可降低液面表面张力 ⑷抑制结晶 -乳化剂影响结晶形成过程,使晶粒细小,避免返 砂现象 ⑸抗淀粉老化-与淀粉缔合,抑制糊化淀粉集聚和返生现象,延 长食品存放期 ⑹提高韧性与强度- 连接蛋白质中亲水基及亲油基,增加网络 或空间结构,使面筋的抗拉力增强 ⑺抗菌保鲜- 亲水基朝里,疏水基朝外形成保护膜,在果蔬 表面形成一层连续保护膜抑制呼吸与微生物渗透
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2、大豆磷脂及改性大豆磷脂
1)、大豆磷脂 大豆油加工中的副产品。通常是卵磷脂、脑磷脂和肌醇磷脂 的混合物。浅黄色透明或不透明的粘稠物质,稍有特异臭, 不溶于水,在空气或光照下迅速变褐。除具有乳化等功能外, 还具有重要的生理功能和独特的营养保健功能。 ①缓解动脉硬化症:改善动脉血管壁的组成,维持胆固醇酯酶的 活性,预防心肌梗塞及胆血管阻塞。 ②改善体内脂肪代谢:防止血液凝固,降低血压及胆固醇含量。 ③促进体内脂肪及脂溶性Vit的吸收。 ④调节神经功能一增强记忆力:防止肌肉及神经功能异常等 老年性疾病。 大豆的天然成分,安全性高。 ADI:无需规定。
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二、食品乳化剂的分类
1、来源分: 天然食品乳化剂和人工食品乳化剂。 2、按其离子性: 离子型(阴、阳离子、两性) 非离子型(食品中较多) 3、按亲水亲油性: 水包油型(O/W)和油包水型(W/O) 分散相(或称内相、不连续相): 乳状液中以液滴形式存在的那一相。 分散介质(或称外相、连续相): 连成一片的一相。
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蔗糖脂肪酸酯是一种性能优良高效而安全的乳化剂,全世界 每年用作食品添加剂的大约两千吨左右,蔗糖酯广泛应用在 饮料(如豆奶、椰奶、花生奶、杏仁奶等)、冷饮、八宝粥、 面包、糖果糕点、方便面等。例如它可给予冰淇淋良好的组 织与质地,使冰晶细小,口感细腻、提高膨胀率、增加抗溶 性,在温度剧变情况下,能确保冰淇淋长时间保持细腻、润 滑的结构。 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,延长贮藏期。
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其中亲水基团一般是溶于水 或能被水湿润的基团,如羟 基;其亲油基团一般是与油 脂结构中烷烃相似的碳氢化 合物长键,故可与油脂互溶。 在乳化液中乳化剂分子为求 自身的稳定状态,在油水两 相的界面上乳化剂分子亲油 基伸入油相,亲水基伸入水相,这样不但使乳化剂自身处 于稳定状态,而且在客观上又改变了油、水界面原来的特 性,使其中一相能在另一相中均匀地分散,形成了稳定的 乳化液。
第三章 食品乳化剂
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第一节 食品乳化剂概述
一、定义:
乳化剂:能使互不相溶的两种液体中的一种呈微滴状均匀分散 在另一种液体中的一类食品添加剂。 (改善体系中各相间的表面张力形成均匀分散体的物质。) 乳化液:两种或多种不相溶的液体中,其中一种以微粒形式分 散到另一种液体中形成均匀分散体。 乳化剂大多为表面活性剂,其主要功能是起乳化作用。 食品乳化剂能稳定食品的物理状态,改进食品的组织结构, 简化和控制食品的加工过程,改善风味、口感,提高食品质 量,延长货架寿命。
表面能或表面张力: 制备乳状液时使一种液体以微小的液滴状态分散在另一种液体 中,这时被分散的液体表面积明显扩大。这些微小的油液比连 成一片的油相有高得多的能量。 因此反抗表面张力必须要做功,所消耗的功 W与表面积增量 ΔS和表面张力δ成比例, W= ΔS·δ 降低表面张力,可以使机械功明显减小。反之,机械能或物理 化学能也可以替代乳化剂所做的功。 与微乳状液相反,粗乳状液是热力学不稳定的体系。
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为使乳状液较长时间地保持稳定,必须加入助剂,抑制两相 分离,使之形成热力学稳定的最终状态。 常用的稳定剂大多是亲水胶体。许多亲水胶体都具有与被乳 化的粒子相互作用的能力。它们以络合的方式聚集加成到被 保护的粒子上。亲水胶体可使被保护粒子的电荷或其溶剂化 物膜增强或使两者同时增强。 相互作用强度取决于所用的亲水胶体和加工条件。 乳化剂,也叫表面活性剂主要有以下3个方面的作用, 按作用的主次排列如下:
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乳化剂在食品中的作用
起泡作用
悬浮作用
泡沫是气体分散 在液体里产生的 润湿作用
冷饮甜食 蛋糕 糖果
悬浮液是不溶性 物质分散到液体 介质中形成的稳 定分散液
乳化剂,对不 溶性颗粒也有 润湿作用,这 有助于确保产 品的均匀性
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巧克力 饮料
破乳作用和消泡作用
冰淇淋
采用相反类型乳化剂或投入超出 所需要的乳化剂起破乳化作用 控制破乳化作用,这有助于使脂肪 形成较好颗粒,形成最好的产品。
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2)、改性大豆磷脂 我国列入标准的为改性大豆磷脂 别名:羟化卵磷脂 以天然大豆磷脂为原料,经过羟基化改性后制成的 水分散性、溶解性及乳化性均有所提高(HLB值由3—4 增加到10—12)。因而乳化效果更好,用量更少。 我国起步晚,产量低,品种少。
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3、蔗糖脂肪酸脂
又名脂肪酸蔗糖脂、蔗糖脂 多为单酯、双酯和三酯的混合物,单酯的HLB值为10—16, 双酯为7—10,三酯3—7,由于酯化度不同,可以获得从亲油 性强到亲水性强的不同系列产品。 白色至黄色粉末,或无色至微黄色的粘稠液体;无臭、易溶于 乙醇;具有良好的乳化、分散、增溶、抗菌等性能;酸、碱、 酶能导致蔗糖酯水解。 毒理学: LD50:大鼠口服:39g/kg GRAS ADI:0~20mg/kg
四、乳化剂的主要作用
1、降低两相间的界面张力,使两相接触面积有可能大幅度增 加,促进乳化液的微粒化。 2、利用离子性乳化剂在两界面上的配位,提高分散相液滴的 电荷,加强其相互排斥,阻止液滴的合并。 3、在分散相的外围形成亲水型(O/W)或亲油型(W/O) 的吸附层,防止液滴的合并。
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理论介绍
四、几种主要乳化剂介绍
1、单硬脂酸甘油脂
简称:单甘酯;微黄色腊状薄片或珠状固体,不溶于水,与热 水经强烈振荡可分散于水中, HLB:3.8,水/油型乳化剂。 具优良的乳化性和表面活性,是食品和精细化工行业广泛使 用的乳化剂和表面活性剂。约占乳化剂总量的1/2—1/3。 毒理学: GRAS ADI;无需规定 可在各类食品中按生产需要适量使用
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沉淀、聚集和聚结作用对乳状液的稳定性不利。沉淀和聚集 作用是可逆过程而聚结作用是一种不可逆的过程,聚结过程 最终可导致乳状液破坏(破乳)。只利用机械能制备乳状液 时,得到的分散体系很不稳定。 当乳状液状态破坏时,分散 相粒子或质点很快聚结,最终导致两相再分离。 然而一种乳状液对于机械的、热的和时间的影响都应有足够 的稳定性,这与如下内部因素有关系。 ①内相分散的程度。 ②界面膜的质量。 ③外相的粘度。 ④相体积比。 ⑤两相的相对密度。
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乳化剂
放置
搅拌
分散相 分散介质
稳定的乳剂
降低油、水两相表面张力和表面自由能 制备乳剂时不必消耗更大的能量
乳剂保持一定的分 散状态和稳定性。
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五、食品乳化剂必须具备的性质
1、无毒、无味、无色。 2、可以显著降低表面张力。 3、可以很快吸附在界面上,形成稳定的膜。 4、不易发生化学变化。 5、亲水基和疏水基之间有适当的平衡,可稳定所需要的乳 化液。可产生很大的电动势,在低浓度时可有效地发挥作 用。
源自文库
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4、山梨醇酐脂肪酸酯(司盘)类




由于所用的脂肪酸不同。可得到一系列不同的脂肪酸酯产品, 其HLB值和性状也不同。 Span20、40、60、80等[单月桂酸酯(20),单棕榈酸酯(40), 单硬脂酸酯(60 ),单油酸酯(80)] 黄至黄褐色油状液体或蜡状固体,有特异臭, HLB值4.3—8.6,可形成W/O型乳浊液。 毒理学: LD50;大鼠>l08mg/kg ADI 0-25mg/kg 可用于冰淇淋、面包、巧克力等产品
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