乳化剂增稠剂膨松剂课件.ppt
2022/12/10,第二章 食品乳化剂、增稠剂、膨松剂,2022/12/10,基本要求了解乳化剂、增稠剂、膨松剂使用目的、意义及现状；掌握乳化剂、增稠剂、膨松剂的化学结构、特性、作用原理及使用方法。重点各类乳化剂、增稠剂和膨松剂性质及应用。,1.1 乳化现象在油水混合体系中加入少量乳化剂，再进行搅拌混合，则油可变成微小液粒分散于水中，混合液体系如奶一样呈乳状，称为乳化液。稳定性好的乳化液静置时很难分层，以上现象就叫乳化。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1.2 食品乳化剂的定义： 食品乳化剂是能使 的两种液体（如油和水）中的一种呈 分散在另一种液体中的一类添加剂。,1 乳化和乳化剂的基本理论,互不相容,微滴状,2022/12/10,食品乳化剂能稳定 ，改进 ，简化和控制 ，改善 ，提高 ，延长 。,食品的物理状态,食品的组织结构,食品的加工过程,风味、口感,食品质量,货架寿命,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1.3 食品乳化剂的分类,天然食品乳化剂,人工食品乳化剂,食品乳化剂,水包油型（O/W）,油包水型（W/O）,1 乳化和乳化剂的基本理论,图3-2,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1.4 乳化剂的作用机理界面张力可使物体保持最小表面积，在油相与水相中，各自尽量缩小其接触面积，只有当烧杯中的油水分层时，接触面积最小，物体的状态最稳定。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,乳化剂的主次作用：在分散相表面形成保护膜。降低表面张力。形成双电层。乳化剂分子一端伸入内相，另一端伸入外相，在内相表面形成包住内相液粒的界面膜，使其均匀地分散于外相之中。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1.5 乳化剂的主要作用降低两相间的界面张力，两相的接触面积增大，促进 。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 。在分散相的外围形成 ，防止液滴的合并。,乳化液的微粒化,液滴的合并,亲水型或亲油型的吸附层,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1.6 乳化剂分子的结构特点与性能乳化剂分子一部分与油脂中的烃类结构相近似，易溶于油，叫亲油基。另一部分是能被水湿润，易溶于水的基团，叫亲水基。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,影响因素：乳化剂的亲水性；亲水基的种类；亲油基的种类；分子结构与相对分子质量。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1.7 乳化剂的亲水亲油平衡值（HLB值）HLB(value of hydrophile lipophile balance)的定义表示乳化剂对油和水的相对亲和程度，一般120HLB值在35，能形成W/O，在818，能形成O/W，HLB为10则表示与油之间的过渡相。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,不同HLB值的乳化剂试验现象及功能：,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,HLB值的测定根据乳化液的分子结构，根据以下原理用公式计算烷烃无亲水性，HLB=0；亲水基最大，HLB=20。非离子型乳化剂的HLB介于020之间 HLB=20(1-S/A)，其中，S-乳化剂的皂化值，A-原料脂肪酸的酸性。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,例：山梨醇酐月桂酸酯皂化值为164 ，酸值为290，则： HLB=20(1-S/A) =20(1-164/290) =8.7HLB值等于乳化剂亲水基团相对分子质量百分数的1/5 例：某乳化剂的相对分子量的50%由亲水基团构成，则 HLB=50/5=10,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,复合乳化剂HLB值可用各组分乳化剂的HLB值按质量平均值算出例：Span60占45%，Tween60占55%，则复合乳化剂的HLB值为 HLB=4.70.45+14.90.55=10.3,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1.8 临界胶束浓度（CMC， Critical micelle concentration）临界胶束浓度是乳化剂形成胶束的最低浓度 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的增加而急剧下降之后，则大体保持不变。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,临界胶束浓度的意义：乳化剂的浓度在稍稍高于临界胶束浓度时，才能充分显示其作用。乳化剂的浓度低于CMC值，在分散相表面所形成的界面膜密度达不到所需的程度，效果往往不好。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,1.9 食品乳化剂必须具备的性质无毒、无味、无色；降低表面张力；吸附在界面上，形成稳定的膜；不易发生化学变化；亲水基和憎水基有适当的平衡，可安定乳化液。,1 乳化和乳化剂的基本理论,2022/12/10,2.1 乳化剂在食品制作中的应用人造奶油改善油水相溶，提高乳液的稳定性，用量0.1%0.5%。巧克力增加颗粒间的摩擦力和流动性，降低粘度，增进脂肪分散，防止起霜，提高热稳定性、光滑度。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2 乳化剂的应用与发展,冰淇淋配方：豆乳冰淇淋：豆乳62、海藻酸钠0.25、蔗糖15、明胶0.25、奶油16、单甘酯0.3、脱脂酸乳6、香精适量、加水至100。,2022/12/10,2 乳化剂的应用与发展,冰淇淋胡萝卜冰淇淋：鲜牛乳50、鲜鸡蛋5、蔗糖14、精制淀粉2.5、奶油4、复合乳化稳定剂1、香精适量、胡萝汁20加水至l00。 乳、米冰淇淋：酸乳20、米蛋白粉4、蔗糖15、海藻酸钠0.18、脱脂乳粉9、奶油4 甘酯0.12、硫酸镁0.08、CMC04香精适量、麦芽糊精2、加水至100。,2022/12/10,2 乳化剂的应用与发展,作用增强乳化，稳定泡沫，产生微小冰晶和发布均匀的微小气泡，提高比体积，改善热稳定性；赋予冰淇淋细腻、疏松的结构和好的干燥性； 冰淇淋从冷却器中出来后变硬，便 于包装。 用量0.20.5%。,2022/12/10,2 乳化剂的应用与发展,焙烤食品和淀粉制品乳化剂可以增强面筋和面团的保气性。乳化剂可在面筋与淀粉之间形成一光滑薄膜层结构。乳化剂可作为面团面心软化剂，抑制淀粉老化，延长烘焙产品的柔软度及可口性。乳化剂会带来关键的乳化作用。具有不可忽视的充气效果。,2022/12/10,糖果脂肪均匀分散，增加糖膏的流动性，易于切开和分离，增进产品质地，降低粘度，改善口感。口香糖提高基料混溶性、均匀性、改善可塑性、脆性、防止粘着，改进香料的乳化和分散，增进风味，油包水型效果更佳。用量为0.5%1%。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,植物蛋白饮料和香精稳定油脂不分层，稳定天然香料油的乳化，防止制品中香料的损失。其他在调味品中作为水不溶物的增溶与分散剂。方便食品中能提高速溶性，延长保存期等,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2.2 使用注意事项 选择合适HLB值的乳化剂。采用复配型乳化剂，乳化剂“对”的HLB高值与低值相差不要大于5 。加入前，应在水或油中充分分散或溶解，制成浆状或乳状液：乳化剂直接溶于水，激烈搅拌下，加入油。乳化剂溶于油相（加热），将水直接加入。上述混合物直接加入水中,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2.3 几种主要乳化剂2.3.1 单硬脂肪酸甘油酯（单甘酯）性状：微黄色蜡状固体，不溶于水，HLB值为23，亲油性W/O型乳化剂毒性：GRAS，ADI无需规定。制法：氢化棕榈油与甘油反应经分子蒸馏精制。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,应用制造人造奶油、冰淇淋及其他冷冻甜食等。冰淇淋中用量为0.20.5%，人造奶油、花生酱0.30.5%，炼乳、麦乳精、速溶全脂奶粉0.5%，含油脂、含蛋白饮料及肉制品中0.30.5%，面包0.10.3%，儿童饼干0.5%，巧克力0.20.5%等。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,大豆,2.3.2 大豆磷脂（羟化卵磷脂）性状半透明蜡状物质，稍臭，在空气中呈黄色，渐次变成不透明褐色。磷脂的混合物，包括磷脂酰胆碱（卵磷脂，PC）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂，PE），磷脂酰肌醇（PI）以及磷脂酰丝氨酸等。 毒性GRAS，ADI不能提出。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,制法油脂精炼得到毛磷脂，经水化分离，再经脱臭，脱色，得到丙酮不溶物65%的粗提物，粗大豆磷脂分离精制得到产品。用途乳化剂，脱膜剂，品质改良剂。用量一般为0.10.3；PC能稳定OW乳状液，而PE与PI稳定WO乳状液；可复合使用。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2.3.3 蔗糖脂肪酸酯（脂肪酸蔗糖酯）性状白色至黄色粉末或无色至微黄色的粘稠液体，HLB216.毒性LD50大鼠39g/kg，GRAS,ADI：暂定020mg/kg。制法蔗糖与食用脂肪酸形成的单酯、二酯、三酯，脂肪酸可以是硬脂酸、棕榈酸、油酸。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,用途：乳化剂、保鲜剂。使用方法： 蔗糖脂肪酸酯化程度影响其HLB值，根据需要选择相应的HLB值。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,不同酯化程度蔗糖酯的HLB值,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,蔗糖酯以少量水（或油、乙醚）混合，润湿，再加入所需量的水（或油、乙醚），适当加热，使其充分溶解与分散。蔗糖酯的应用范围广，可用于所有的含油脂食品：肉制品、鱼糜制品：可改善水分含量及制品的口感，用量0.3%1%(HLB116)。焙烤食品：可增加面团韧性，使气孔细密、均匀，质地柔软，防止老化，用量为面粉的0.20.5%。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,饼干、糕点：乳化稳定脂肪，防止析出，用量0.1%0.5%(HLB7)。巧克力：抑制结晶，防止起霜。用量0.2%1.0%(HLB值39)。泡泡糖：易于捏合，提高咀嚼感，改善风味和软度，添加量为胶基的0.1%0.2%(HLB值511)。冰淇淋：增加乳化及分散性，改进热稳定性、成形性和口感。1.0%10%。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,炼乳、惯奶油：稳定乳液，提高奶油膨胀力。用量为0.1%0.5%(HLB116)。人造奶油：改善奶油和水的相溶性，防溅。用量0.1%0.5%(HLB13)。乳化香精、固体香精：稳定乳化柠檬油、橘子油、葡萄油，防止香料损失。用量为0.05%0.2%(HLB716)。禽、蛋、水果、蔬菜：抗菌，保鲜，延长储存期。用量为0.3%2.5%(HLB516)。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2.3.4 山梨醇酐脂肪酸酯（司盘）类 性状Span，白色或黄色液体、粉末、颗粒，W/O型。毒理学LD50108mg/kg, GRAS,ADI:025mg/kg.制法山梨醇与脂肪酸在180280下加热数小时酯化，HLB值1.88.6.,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,疏水型 R= Cn + H2n+1,脂肪酸链长X=H或RY=H或RZ=H,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,用量可单独作W/O型，用量为11.5%；与吐温类配合使用，可得O/W或W/O型。具有充气和稳定油脂晶体作用。Span 60与Tween-80配合，用作增溶剂时，一般为110%；用作润湿剂时，用量为0.13%。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2.3.5 聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯（吐温）类性状Tween，性状因构成的脂肪酸种类而异。 HLB值11.016.9，O/W型乳化剂。制法山梨醇、山梨醇酐与脂肪酸部分酯化而成的混合物，并按每摩尔山梨醇与20mol氧化乙烷进行缩合反应。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,亲水型R= Cn + H2n+1,脂肪酸链长s=X+Y+Z+W,聚合度用量过大时口感发苦胶束形成力强,可用于制备乳化香精。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,品名 化学名称 外观 HLB值 n sTween20 聚氧乙烯山梨醇酐单月酸酯 浅褐色油状 16.7 11 20Tween40 聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯 浅褐色油状 15.6 15 20Tween60 聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯 浅褐色油状 14.6 17 20Tween65 聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯 浅褐色油状 10.5 17 20Tween80 聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯 浅褐色油状 15.0 17 20Tween81 聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯 浅褐色油状 10.0 17 5Tween85 聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯 浅褐色油状 11.0 17 20,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2.3.6 硬酯酰乳酸钙（十八烷基乳酸钙,CSL ）性状白色至带黄白色的粉末或薄皮状、块状固体，无臭，有焦糖样气味。难溶于冷水，稍溶于热水，易溶于热的油脂。毒性LD50 (rat)27g/kg, GRAS,ADI:020mg/kg.,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,制法乳酸加热浓缩至重合乳酸，加入硬脂酸和碳酸钙，一边通惰性气体加热至200进行酯化反应，将反应生成物制成钙盐。用途乳化剂、稳定剂、品质改良剂、主要用作面包、糕点的品质改良剂。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,机理作为面包改良剂，是因为CSL与面粉中的淀粉、脂质形成网络结构，强化了面筋的网络结构，形成多气泡骨架，使面包体积增大、膨松。还强化面包网络结构，增加面筋的稳定性和弹性。CSL与面团中的直链淀粉形成不溶水的络合物，阻止溶出直链淀粉，增加柔软性，延长货架寿命。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2.4 食品乳化剂的发展方向亲水性乳化剂的开发是一个必然的发展趋势。天然营养多功能性的食品乳化剂开发是一个发展的方向。开发使用方便、多用途、多功能的乳化剂。,2 乳化剂的应用与发展,2022/12/10,2 乳化剂的应用与发展,（1）以蔗糖酯和大豆磷脂为基础材料的复配产品。（2）以单甘脂和蔗糖酯为主的复配乳化剂。（3）以Span、Tween和单甘脂为基础材料的复配制品。（4）由各种乳化剂和增稠剂、品质改良剂等食品添加剂复配成专用乳化剂。,2022/12/10,3 增稠剂的基本理论,3.1 增稠剂的定义和性质3.1.1 增稠剂的定义能溶解于水中，并在一定条件下充分水化形成粘稠溶液或胶冻的大分子物质，又称食品胶或糊料。,2022/12/10,3.1.2 增稠剂的性质浓度与粘度：较低浓度时，随浓度增加，溶液的粘度增加，高难度时，呈现假塑性。图7-1,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,3.1.2 增稠剂的性质切变力与粘度：粘度随搅拌、泵压等加工、传输手段而变化。协同效应：增效：混合溶液经过一定时间，体系粘度大于各组成分粘度之和，或形成更高强度的凝胶。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,3 增稠剂的基本理论,卡拉胶,海藻酸钠,黄蓍胶,黄原胶,槐豆胶,阿拉伯胶,增效,减效,叠加减效效应：80%的黄蓍胶和20%的阿拉伯胶的混合。,2022/12/10,凝胶：琼脂作栗羊羹的胶凝剂，而用海藻酸盐作果冻的原料。劣质果冻,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,触变：增稠剂凝胶的松弛三维网络结构使其易发生触变现象。有利于食用涂抹酱。有机溶剂的增效效应：添加增稠剂的有机溶剂体系的粘度高于体系中任何一组分的粘度，增塑剂。甘油是CMC薄膜的增塑剂。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,3.2 增稠剂的分类和作用3.2.1 增稠剂的分类根据组成，分为多肽和多糖，除明胶、酪蛋白酸钠为以氨基酸为结构单元所组成的多肽类蛋白质外，其他大多是天然多糖及其衍生物。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,根据来源，分为天然和合成，天然的增稠剂可分为动物性胶、植物性胶、微生物胶及酶处理生成胶。动物性胶：明胶、酪蛋白酸钠、甲壳质、壳聚糖植物性胶：种子类胶、树脂类胶、植物提取胶、海藻类胶种子类胶：瓜尔豆胶、刺槐豆胶、罗望子胶、亚麻子胶等等。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,树脂类胶：阿拉伯胶、桃胶、印度树胶植物提取胶：果胶、魔芋胶、阿拉伯半乳聚糖、芦荟提取物等海藻类胶：琼脂、卡拉胶、海藻胶、红藻胶微生物性胶：黄原胶、结冷胶、菌核胶等其他增稠剂：羧甲基纤维素钠、海藻酸丙二醇酯、变性淀粉、酶处理瓜尔豆胶。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,3.2.2 增稠剂在食品加工中的作用增稠剂赋予食品所要求的流变特性，改变食品的质构和外观，将液体、浆状食品形成特定型态，并使其稳定、均匀，提高食品质量，以使食品具有粘滑适口的感觉。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,冰淇淋和冰点心：增稠剂防止结成过大的冰晶，不会感到组织粗糙有渣。果酱、颗粒状食品、各种罐头、软饮料及人造奶油：使制品具有令人满意的稠度。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,方便食品、焙烤食品：改善面团品质，保持产品风味，延长产品货架期，有膨松作用。 糖果、巧克力：凝胶作用，防霜作用。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,增稠、分散、稳定作用粘度大，体系中的分散相不易聚集和凝聚，稳定分散体系。增稠剂具有表面活性，吸附于分散相的表面，具有一定的亲水性而易于在水体系中分散。可以提高泡沫量稳定泡沫。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,胶凝作用明胶、琼脂在温热条件下为粘稠液体，温度降低时，体系形成没有流动性的半固体，即凝胶；海藻酸钠在高价离子时形成凝胶。凝聚澄清作用吸附于多个分散介质体上使其凝聚而达到净化的目的。在果汁中加入少量明胶，可以澄清果汁。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,保水作用亲水性高分子，较强的吸水性，保持水分。控制结晶赋予食品较高的粘度，使体系不易结晶。成膜、保鲜作用在食品表面形成一层保护性薄膜，保护食品不受氧气、微生物的作用，增稠剂与食品表面活性剂并用，用于水果、蔬菜的保鲜。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,保健、低热食品的生成：增稠剂是大分子，用增稠剂代替部分糖浆、蛋白质溶液等原料，很容易降低热量。 遮掩作用：增稠剂对一些不良的气味有遮掩作用。,3 增稠剂的基本理论,2022/12/10,4 几种主要的增稠剂,4.1 黄原胶特点,2022/12/10,海藻酸钠：人造仿型食品：海藻蜇皮、海藻蜇丝、人造葡萄、人造樱桃的主要原料。冷食品：冰淇淋、大雪糕的稳定剂，爽口凉粉、果冻的主要原料。糕点食品：点心稳定成型剂和面包上光剂；是果酱、辣酱、果子冻、番茄酱的良好增稠剂。饮料：啤酒稳定剂和酒的澄清剂。冷藏保鲜：阻止细菌侵入，延长贮藏时间。,3 增稠剂的基本理论,
