第三章 乳化剂要点课件.ppt

1,第三章 食品乳化剂,泉州师范学院,2,第三章 乳化剂,熟悉食品乳化剂概念、作用原理及HLB值概念，掌握常见食品乳化剂的基本特性及应用，了解食品乳化剂的应用现状。,第一节 乳化剂的基本概念第二节 乳化剂的表面活性性质第三节 乳化剂与食品成分的作用及在食品中的作用第四节 乳化剂的现状与发展第五节 常用乳化剂第六节 乳化液的制备,3,第一节 乳化剂的基本概念,添加于食品后可显著降低油水两相界面张力，使互不相溶的油（疏水性物质）和水（亲水性物质）形成稳定乳浊液的食品添加剂。,4,美国FDA的定义,能使某乳浊体中的组成相，改变表面张力，使成为均匀分布成乳状液的物质。,内相,外相,（分散相）,（连续相）,5,各组分的物理性质,食品组织状态,食品的“形”和质构,食品加工工艺性能,改善,水,蛋白质,脂肪,糖类,乳化剂,水,蛋白质,脂肪,糖类,乳化剂,6,7,水,油,水,油,乳化剂,乳化液,一、乳化现象,8,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,300m2,100万倍,界面面积,二、乳化剂与乳浊液,9,乳化液的类型,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,10,乳化剂（表面活性剂）的作用,表面活性剂,在分散相表面形成保护膜,降低界面张力,形成双电层,11,三、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。,12,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。,乳化剂分子性能,13,乳化剂的亲水性,决定乳化剂的两亲特性因素,亲水基的种类,亲油基的种类,分子结构与相对分子量,脂肪基,带脂烃链的芳香基,芳香基,带弱亲水基的亲油基,14,分子结构,亲油基和亲水基与所亲合的基团结构越相似，则他们的亲合性越好。,亲水基位置在亲油基链一端的乳化剂比亲水基靠近亲油基链中间的乳化剂亲水性要好。,15,分子量,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,16,四、乳化剂的HLB值,乳化剂的亲水亲油平衡值（Hydrophilic Lipophilic Balance）,乳化特性,许多功效,亲水基,亲油基,亲水性,憎水性,相当的平衡,格尔芬（Griffin）,HLB值表示乳化剂的亲水性,17,HLB值计算,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,18,戴微斯法,HLB= 7+亲水基团值 亲油基团值,川上法,HLB=,7+11.7log,亲水基部分相对分子量,亲油基部分相对分子量,复合乳化剂,HLBAB=,HLBAmA+HLBBmB,mA + mB,19,(HLB)值测定,通过乳化标准油实验来测定,石蜡（HLB=0）,标准,十二烷基硫酸钠（HLB=40）,亲油性100%乳化剂,规定,其HLB为0,亲水性100%乳化剂,其HLB为20,20等分,HLB值越高表明乳化剂亲水性越强，反之亲油性越强。,油酸钾（HLB=20）,20,21,HLB值与乳化剂的使用,24,五、乳化剂与油脂的晶型,一种物质能以不同晶型存在的性质称为多晶型现象。在一定的压力和温度条件下，只有一种晶型，即具有低自由能的晶型是稳定的。在食品加工与贮藏过程中，可观察到从一种晶型（熔点低，不稳定）转变到另一种晶型（熔点高，稳定）的过程。,25,食品乳化剂的亲油部分通常为脂肪酸，所以食品工业用的乳化剂是油脂衍生物。在以甘油作为亲水基的乳化剂时，油脂亲缘关系也特别明显。油脂（甘油三脂肪酸脂）的多晶型性与其组成及预处理有关。,26,六、乳化剂的介晶性,中间相（介晶相）是物质显示出液体的一些性质和晶体的另一些性质的状态，一般称为介晶态。介晶性有热致变的和易溶的两种。物质有两个熔点的性质叫做热致变的介晶性。在加热情况下，温度上升到下熔点时，物质熔化成一种混浊的液体，即形成液晶相；继而加热使温度上升到上熔点时，物质熔化成一种透明（各相同性）的液体。,27,物质在水溶液中于一定的浓度下，转变成液晶态的性质称为易溶的介晶性。处于易溶的中间（介晶）相时，各个聚集体还可看作为具有这种介晶性。聚集体这样排列，以至于各粒子之间的排斥作用最小。易溶的介晶性总是与膨胀，即与水的嵌入相关的。两亲性物质如乳化剂趋向于形成易溶的中间相。乳化剂的这种易溶的中间相与乳化剂的结构、乳化剂水的比例和温度有关系。,28,29,30,七、乳化剂胶束的形成,临界胶束浓度是乳化剂形成胶束的最低浓度，他是乳化剂的另一个重要指标。,正确使用乳化剂,了解乳化剂的基本性能,31,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,32,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。,解释现象,33,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。,34,临界胶束浓度,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。,35,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。,36,CMC是这个过程完成的标志,在临界胶束浓度时，界面状态再不改变，界面张力曲线基本上停止下降。,不互溶的两相之间的界面被乳化剂分子完全打通。,水溶液界面张力以及许多其他物理性质都与纯水有很大差异。,37,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。,测定CMC范围的作用,38,乳化剂溶液的一些物理性质，除了界面张力外，电阻率、渗透压、冰点、蒸汽压、粘度、增溶性、光学散射性及颜色变化等，在CMC时都有显著变化，通过测定发生这些显著变化时的突变点，就可以得知临界胶束浓度。,临界胶束浓度的测量,39,一、乳化剂在泡沫中的界面活性,有足够亲水性的乳化剂溶于水中，由于其分子在水表面上的吸附和定向排列，从而使表面张力降低。这种过程分3个阶段进行。,第二节 乳化剂的表面活性性质,40,二、乳化剂在乳状液中的界面活性,41,三、乳化剂在悬浮液中的界面活性,42,第三节 乳化剂与食品成分的作用及在食品中的作用,乳化剂与食品成分之间的作用,乳化剂在焙烤食品中的主要作用,乳化剂在肉制品加工中的应用,43,2.1 乳化剂与食品成分之间的作用,乳化剂与类脂化合物的作用,乳化剂与蛋白质的作用,乳化剂与碳水化合物的作用,44,一、碳水化合物与乳化剂的相互作用,疏水作用,氢键作用,单糖,双糖,低聚糖,多糖,糖苷,多糖,糖苷,45,直链淀粉在水中形成-螺旋结构，内部有疏水作用，乳化剂随其亲水基进入-螺旋结构内，并利用疏水键与之结合，形成复合物或络合物。这样可以避免直链淀粉链与链之间发生结晶作用。,乳化剂与直链淀粉作用,利用乳化剂与直链淀粉、蛋白质的相互作用和结合形成复合物来达到防老化、软化等。,46,二、蛋白质与乳化剂的相互作用,疏水结合,氢键结合,静电结合,与乳化剂发生作用是固定在多肽链上的氨基酸侧链，而非蛋白质肽链中的肽键。,结合程度与蛋白质结构特征、侧链的极性、乳化剂的种类以及是否带电荷和体系的pH值等有关。,47,乳化剂与蛋白质相互作用形成的化合物属于脂肪，在食品加工中特别是在焙烤食品中大量利用蛋白质与乳化剂的相互作用和结合来改善食品的加工性能，提高食品的品质。,效果,（饼干等食品含油多则柔软酥脆）,48,三、脂类化合物与乳化剂的相互作用,与乳化剂相互作用，形成稳定的乳化液。,有水时,无水时,阻碍或延缓晶型变化的作用，形成有利于食品感官性能和食用性能所需的晶型。,49,-晶型,次-晶型,-晶型,-初级晶型,熔点最高,能量最低,油脂口感粗糙,入口不滑,油脂结晶调整剂,乳化剂阻碍或延缓晶型变化,蔗糖脂肪酸酯；Span60；甘油单、双乳酸酯；聚甘油脂酸酯,50,四、乳化剂在食品工业中的作用,1、乳化作用2、起泡作用3、悬浮作用4、破乳作用和消泡作用5、络合作用6、结晶控制7、润滑作用,51,五、食品乳化剂在各类食品中的作用,增加食品组分间的亲和性，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。使蛋白质网络连接更加紧密，增强面团强度。与淀粉形成络合物，使产品得到较好的瓤结构，增大食品体积，防止淀粉老化。控制食品中油质的结晶状态，阻止结晶还原，改善食品口感。提高食品持水性，使食品更加柔软，增加保鲜性，延长货架期。,（一）焙烤类食品,52,乳化剂在面包类中的应用,促进面筋组织的形成,与面团中的脂类和各种蛋白质形成氢键或络合物，象一条条锁链一样大大强化了面团在和面及醒发时形成的网络结构。,体积增大,富有弹性,柔软不掉渣,口味得到改善,53,防止老化,面包的不新鲜往往是由于淀粉老化，面包失水引起的，乳化剂能与面团中直链淀粉络合，推迟了淀粉在面团存放时失水而重新结晶所致的发干、发硬，保持产品一定的湿度而使面包柔软保鲜，保持营养价值。,54,（二）肉制品,能使配料充分乳化，均匀混合，防止脂肪离析,提高制品的保水性，防止制品析水,避免冷却收缩和硬化，改善制品的组织状态，使产品更具弹性,提高产品的嫩度，改善制品的风味，提高产品质量,提高包装薄膜（肠衣）易剥性,55,（三）乳化剂在冰淇淋中的主要作用,真溶液,胶体,乳浊液,糖类及可溶性的盐,分子运动特性，产生较高的渗透压,蛋白质、胶体磷酸盐及稳定剂,乳化剂,具有布朗运动，产生较低的渗透压,粗分散体系,冰晶,气泡,以脂肪球或脂肪族状态存在,不会产生渗透压,脂肪,复杂体系,56,老化,在25条件下成熟424h,改善凝冻时物料的加工特性,不经老化的物料其形体松散，从凝冻机出来后显得稀湿，其充气性较差。,57,蛋白质和作为稳定剂的多糖类物质需要在较低的温度下一定的时间内进行充分分水化，使物料粘度增高。,在均质过程中，新脂肪球膜的形成在老化过程中持续进行，直到达到最低能量状态，可稳定冰淇淋乳浊液状态。,老化的作用,58,进入老化阶段，脂肪开始结晶，乳化剂便会促使蛋白质从水-脂肪界面上移去，这种乳蛋白的解吸附作用，部分是由于乳化剂降低了界面张力所致。此时乳化剂会迁移到脂肪粒子的表面，取代蛋白质在没有乳化剂时所处位置。,乳化剂在老化中的作用,59,在凝冻过程中，乳化剂不象蛋白质对脂肪球所起的保护作用，而是使处于细小而均匀的脂肪球中的液态脂肪破乳化析出，使乳化液失稳或破乳，在低温下，脂肪的附聚与凝聚。,脂肪的凝聚,老化,凝冻,60,游离脂肪附聚在搅打时形成气泡的周围，促进空气混入，以提高冰淇淋的起泡性和膨胀率。,脂肪的凝聚的作用,脂肪球凝聚形成的三维网络结构直接形成了冰淇淋的基本框架。乳化剂防止粗大冰晶的形成。赋予冰淇淋细腻、疏松和润滑的质构和好的干性度。,61,在凝冻过程中，第三相的空气进入配料，形成很大的气-液界面。这一界面膜是由液相中的物质构成，通过蛋白质获得一定的弹性，通过乳化剂获得一定的韧性，由凝聚的脂肪球组成的骨架被嵌入外相，赋于了气-液界面膜的稳定性。,冰淇淋的结构,62,乳化剂在冰淇淋中的使用情况,1990年以前,明胶,鸡蛋,蛋黄粉,海藻酸钠,黄蓍胶,上世纪90年代,复配乳化剂,乳化剂部分,单、双甘酯,吐温80,单甘酯和明胶作为乳化剂和稳定剂的混合剂，使冰淇淋配料具有优良的搅打性能。,大豆卵磷脂,63,脱脂乳、草莓、麦芽糊精、氢化淀粉水解物、稀奶油、聚葡萄糖、乳清蛋白浓缩物、水、变性淀粉、天然香料、微晶纤维素、CMC、单、双甘酯、啊斯巴甜、槐豆胶、卡拉胶、吐温80、活性酸奶培养物。,紫雪糕,布丁雪糕,64,（四）糖果类,使脂肪均匀分散，增加糖膏的流动性，易于切开和分离，提高生产效率，增进产品质地，降低粘度，改善口感。,65,（五）人造奶油及黄油,人造奶油是一种典型的油包水型乳化物，因而必须添加乳化剂。黄油中也普遍掺用乳化剂，能增加制品的可塑性、乳化稳定性，改善制品口感和风味。此类食品多用甘油单硬脂酸酯作为乳化剂。,66,（六）方便食品,速溶饮料,方便汤,方便面,方便饭,方便菜,乳化剂,添加量,作用,提高此类商品的使用性能和延长贮藏期,甘油单脂肪酸酯,0.1%1.0%。,67,乳化剂,添加量,作用,甘油单硬脂酸酯,（七）乳制品,为鲜乳量的0.3%0.5%,形成乳脂肪球的外膜，具有抗氧化效果,促使乳饮料的成分在水中分散成均匀稳定状态。,延长乳制品的保存期,68,国外乳化剂发展概况,中国食品乳化剂概况,第四节 乳化剂的现状和发展,不足与展望,69,一、国外乳化剂发展概况,发展历史,在国外应用已有几十年,发展相当迅速,允许使用品种,世界各国,60多个,美国,58种,日本,20种,应用范围,焙烤,冷饮,糖果,70,二、中国食品乳化剂概况,起步晚,发展快,上世纪80年代后期,2002年,品种,11,28,产量,1390吨,4万吨/年,单甘酯,2万吨,蔗糖酯,3000吨,Span、Tween,1000吨,销售额,1亿元,4亿元左右,71,不足,规模小，分散、资金、技术、人才无法保证,单甘酯,世界,14万t,美国,10万t,2万t,西欧,5万t/ a,2万t/ a,日本,1.34万t/a,1.2万t/a,6000t/ a,国内,4000 t/a,2万t/ a,消耗量,高纯度,产量,少,72,国内主要生产甘油酯厂家,杭州油脂化工厂,3000t / a,生产能力,广州食品添加剂技术开发中心,3000t/ a,上海延安油脂化学厂,1 200t/ a,上海苏芝公司,2 000t/ a,浙江大学开发成功合成高纯单甘酯技术,73,由于蔗糖酯的优点及原料易得等原因，大家争先恐后上项目，在开发蔗糖酯产品时，造成生产点过于分散、设备落后、质量不高、成本居高不下，严重制约了蔗糖酯的推广应用和生产的发展。,蔗糖酯,日本,世界消费量,6000t/a,实际产量,3500t/a,一半出口,中国,研制时间,80年代,生产厂家,30多个,总生产能力,实际产量,3 000t / a,1万t/ a,74,斯盘Span,吐温Tween,国外,用于食品生产加工占其总用量30%,日本,消费量,1 000t/ a1 200t/ a,美国,1 500t/ a和3 600t/ a,国内,达到食品级要求的产品产量甚少,旅顺化工厂,1.2万t/ a,广西南宁综合木薯研究所,南京葡萄糖厂,温州清明化工厂,75,三、展望,加强乳化剂的分离、纯化、精制技术,进一步攻克溶剂萃取、结晶分离技术，使乳化剂产品中某些所需成分的含量明显提高，做到产品分门别类面向客户。,76,大力发展乳化剂的乳化剂复配技术,利用有限的乳化剂经过科学地复配，可以得到满足多方面需要的众多系列产品。,发达国家,中国,化工品数,化工商品数,120,15,77,大力开发“天然、营养、多功能”乳化剂，紧跟国际发展趋势，参与国际竞争。,国外天然乳化剂,酪蛋白,大豆磷脂,谷蛋白,丹麦丹尼斯克公司,日本理研公司,美国ADM公司,德国Lucas Meyer公司,78,提高检测手段和标准,三流企业卖苦力,二流企业卖产品,一流企业卖专利,超一流企业卖标准,掌握了先进的标准，就掌握了市场,参照国际标准,修订中国的国家标准,与国际标准接轨,79,第五节 常用乳化剂,一、脂肪酸甘油酯类二、蔗糖脂肪酸酯三、山梨醇酐脂肪酸酯四、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯五、硬脂酰乳酸盐六、丙二醇脂肪酸酯七、酪蛋白酸钠八、松香甘油酯类九、大豆磷脂及改性大豆磷脂,80,一、脂肪酸甘油酯类,甘油酯是由硬脂酸和过量的甘油在催化剂存在下加热酯化而得或甘油与食用油脂进行酯交换而得的。,单酯,双酯,三酯,是非均一结构的混合物,81,乳化能力,单酯,双酯,三酯,1%,油脂,具有乳化能力,采用分子蒸馏法提高单酯的含量,82,甘油酯亲脂母体,烃基,动植物油脂的脂肪酸,饱和脂肪酸,C12C20,不饱和脂肪酸,棕榈油,C140(0.55.9%）,C160(32-47%),C 180(28%),C181(3444%),C182(712%),83,单硬脂酸甘油酯,50%的硬脂酸,45%的棕榈酸,5%油酸,混合物,单酯含量也不会超过95%,单、双硬脂酸和棕榈酸混合甘油酯,用各种不同原料所生产的“单甘酯”产品，可以有不同的含酯量、碘值、熔点和外形，虽统称为“单甘酯”，但都有一定的适用对象。,84,单甘酯的制备方法,甘油和脂肪酸直接酯化,85,甘油三酯(食用油脂)与甘油进行酯交换,86,甘油酯的成分,单酯含量为3560%,双酯含量为3550%,三酯含量为520%,游离的甘油和脂肪酸和脂肪酸碱盐各占110%,87,甘油酯的特性,应用范围广,HLB值小,亲油性,乳化剂中使用最普遍的一种，占乳化剂总产量的70%。,全球消耗量14万吨/年；中国为3500吨/年。,88,单甘酯的用途,与其他乳化剂配制成面包改良剂,改善面团结构,面包瓤松软,富有弹性,增大体积,制成的面包风味好,不易变硬成碎屑,与蔗糖酯、吐温类合用制成蛋糕速发油型复配乳化剂,通过“蛋白-单甘酯”复合体的形成，使蛋糕具有容积大、气泡微密均匀等作用。,89,在饼干中使油脂以细小的乳化状态分散,防止油脂渗出，提高脆性，改进结构。,易于脱模、模印清晰。,在面条中,促进方便面润湿和水的渗透作用,提高面条弹性，不易煮烂。,在冰淇淋中,使组织细腻爽滑,保持一定的干燥度和膨胀率,有较好的保形性和贮存期间的稳定性,90,保护活性干酵母细胞活力作用,在人造奶油、奶油、起酥油、花生酱等中,防止分层和油水析出,在豆奶、椰奶、杏仁露等蛋白饮料中,提高溶解度、分散性和稳定性。,在豆制品生产中,在糖果、巧克力中,防止油脂分离和防潮性,减少变形,防止粘牙,提高巧克力的脆性,消泡,91,单甘酯的衍生物,提高单甘酯的亲水性,控制脂肪结晶的晶型,提高乳化能力,单甘酯,一系列衍生物,甘油基上的残余羟基,低分子有机酸,酯化或酰化,有机酸单甘酯,92,乙酸脂肪酸甘油酯,一乙酸一脂肪酸甘油酯,二乙酸一脂肪酸甘油酯,一乙酸二脂肪酸甘油酯,聚甘油酯,二乙酰酒石酸甘油酯,乳酸甘油酯,柠檬酸甘油酯,13种衍生物,93,二、蔗糖脂肪酸酯,(蔗糖酯),由蔗糖(含有八个亲水的OH基，其中包括能优先参与反应的三个伯羟基)和脂肪酸(主要是硬脂酸、棕榈酸和油酸、月挂酸)酯化而成。,单酯,双酯,三酯,蔗糖酯的商品是由多种脂肪酸和不同酯化度(某一种为主)和不同位置异构体等组成的混合体。,94,1016,HLB,316,单酯,双酯,三酯,710,37,95,蔗糖酯生产方法,微生物合成法,化学合成法,酯交换法,丙二醇溶剂法,非丙二醇溶剂,非溶剂法,二甲基甲酰胺(DMF)溶剂法,96,蔗糖酯的物理化学性质及作用,性状,脂肪酸的种类和数量,饱和的多酯体为蜡状,饱和的单酯为浅色的粉状,不饱和的单酯或二酯一般为膏状,不饱和多酯为油状,溶解性,可以分散在水和甘油中,不溶于油脂,使油水的界面张力大大降低,97,在20以下时水解作用很小，随着温度的增高而显得明显。,乳化性,具有OW型的乳化性能,稳定性,耐热性较差,受热条件下酸值明显增加,蔗糖基团可发生焦糖化作用,呈色增深,酸、碱、酶都会导致蔗糖酯的水解,98,蔗糖酯的作用,具有良好的充气作用,能稳定其他乳化剂的-晶型,能与面粉中的蛋白质和淀粉发生相互作用，从而使酵母发酵类食品(如面包)的体积增大,可以提高淀粉的糊化温度和粘度,降低巧克力的流变性和粘度,防止乳蛋白的凝聚沉降,99,近年来发现蔗糖多酯进入人体后能以胶束的形式将血液中的胆固醇携出体外，可用以治疗高胆固醇血症。,功能活性,蔗糖多酯,蔗糖上八个羟基中的六个以上发生酯化(n6-8),蔗糖多酯具有普通油脂的口感和性状，但不会产生热量，因此是理想的代脂减肥剂。,100,三、山梨醇酐脂肪酸酯聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯,司盘(Span),山梨醇酐脂肪酸酯,吐温(Tween),聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯,CH2OH,OH,OH,OH,司盘在碱催化下与环氧乙烷进行加成而成。,101,司盘(Span)类乳化剂,制备时由于所用的脂肪酸不同，可制得一系列不同的脂肪酸酯，因而有不同的HLB值和不同性状。,102,SPAN化学性质,稳定性,受热后会产生焦糖化作用，使成品具有焦糖的苦味和微甜味，并使成品色泽增深。,其耐热性和水解性相对较为平稳,乳化性,山梨醇酐明显的亲水性，其酯对降低界面张力的能力比单甘酯强得多。,103,SPAN的作用,具有乳化、稳定、分散、帮助发泡及稳定油脂晶体结构等作用，常与其他乳化剂合用。,人造奶油,避免游离脂肪酸的析出，在无溶剂的情况下使水溶性物质在油脂中乳化。,蛋糕,使其中的水和奶油处于较稳定的均匀状态，并缩短搅拌时间，提高成品质量。,饮料,可用作维生素A、D的乳化分散剂,104,巧克力,控制起霜，并防止油脂的酸败。,胶姆糖,可降低半流体或固体与固体界面的表面张力。防止胶质老化，改善咬嚼感和防止砂糖析出。,固体饮料,可用作 可可粉、果汁粉的水分散剂。,105,吐温的物理化学性质,吐温20、40、60、65、80、85,吐温比 司盘有更软的稠度和更低的熔点,三硬脂酸酯的吐温65，在常温下也是膏状体，其余均为粘稠油状液体。,一般为浅米色至淡黄色,特有油脂气味和带有苦昧的油脂滋味,具有良好的热稳定性和在水中的被水解稳定性,106,乳化性,聚氧乙烯基团的亲水性更高，吐温的HLB值远大于司盘，呈亲水性的O/W型乳化性,吐温的界面活性作用不受pH值的影响,在食品中有良好的充气和搅拌起泡作用,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,对一定的油脂晶体结晶有很好的稳定作用,107,吐温的用途,吐温可作为乳化剂、稳定剂和分散剂等而用于面包、蛋糕、冰淇淋、起酥油等。,中国规定(1996)吐温20、40、60和80可分别用于冷饮、饮料、月饼、面包，乳化香精等中。,108,五、硬脂酰乳酸盐,由硬脂酸与乳酸在碱存在时反应制得。称为硬脂酰 乳酸钠或钙，以SSL或CSL表示。白色粉末，钙盐溶于热油脂中而钠盐溶于水，钙盐不吸潮而钠盐吸湿性强；CSL的HLB值为5.1，而SSL的HLB值为21，分别是WO型和OW型的乳化剂，它们常作为面类食品的品质改良剂，一般为了克服钙盐的难溶性问题将钙盐与钠盐等量混合后效果不错。 CSL或SSL在面团中可使面筋性质发生改善，可大大提高面筋的弹性和稳定性，可增加面团的耐揉搓性 并减少糊化，非常适用于面包加工，可使面包体积增大，柔软并不易老化；用于面条中可增加面条的弹性，经得起长时间的水煮。,109,六、丙二醇脂肪酸酯,（丙二醇酯）,单脂肪酸酯,双脂肪酸酯,分离蒸馏品,丙二醇,亲水母体,特点,乳化能力比同样的单甘酯差,热稳定,不易水解,少了一个亲水的羟基,110,丙二醇酯的制备,工业生产方法,丙二醇,脂肪酸,碳酸钾,生石炭,对甲苯酰（约0.1%）,120-180,6-10h,反应产物,除去催化剂,脱色,分子蒸馏,丙二醇酯,111,丙二醇酯物理化学性质,脂肪酸饱和度,粘滞液态,蜡状固体,白色,黄褐色,外观,溶解性,气味,有淡香气和油脂味,不溶于水和甘油,溶于乙醇、乙酸乙酯和热的油脂,112,在酥旦面包、干酪面包和蛋糕及奶油等食品中具有广阔的市场。,乳化性,属W/O型乳化剂,对油水系界面张力的减小能力不大,很少单独使用而往往与其他乳化剂混合使用,特性,具有非常优秀的充气能力,形成的泡沫轻而稳定,应用,113,单脂肪酸丙二醇酯 60%单脂肪酸甘油酯 24%乳酸甘油酯 15%,由于单丙酯的亲油性强，在大豆油等油脂中加入810%单丙酯，可制备贮存稳定的含乳化剂起酥油，以用于蛋糕等中。在奶油中加入912%的单丙酯与少量单甘酯，可作为起泡性奶油乳化剂。,粉状的蛋糕乳化剂,114,七、酪蛋白酸钠,在食品工业中具有保湿.保鲜.保香,改良品质等作用.酪朊酸钠被联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)食品添加剂委员会确定为无限量使用的食品添加剂,故广泛用于肉制品.烘焙食品.饮料.医药,烟草,化妆品.日用化工等行业.,115,八、松香甘油酯类,松香甘油醇类作为乳化剂，可用以生产饮料用的乳化香精，但更多的是用作胶姆糖的咀嚼料。用氢化松香甘油酯制成的胶姆糖，长期存放（两年内）口感不变，并仍能保持柔软细腻，而由松香甘油酯制成的胶姆糖，3-4个月后即变硬，且口感发苦。因此，本品可用作乳化剂、稳定剂和胶姆糖基础剂。,116,大豆磷脂生产方法,粗磷脂亦称卵磷脂、浓缩磷脂、毛磷脂或液态天然磷脂,含大豆油3335%。,由大豆榨油生产中的副产品,大豆毛油,2.3%水,搅拌,加热,6080,水合,磷脂,胶状的磷脂浆沉淀,离心,水合磷脂,油,60以下,真空干燥,粗磷脂,水,117,大豆磷脂主要组成如下(%)：,含有较多的维生素E(约0.13%)；生物素、叶酸、维生素B1、B2、泛酸、吡哆醇和尼克酸等。,118,九、大豆磷脂及改性大豆磷脂,磷脂中最常见的为磷脂酰胆碱和磷脂酰胆胺，当磷脂与肌醇结合时，形成磷脂酰肌醇。,一般磷脂的结构可以看作三甘油脂的一个脂肪酸被磷酸所取代生成磷酸脂，然后在为其它基团所脂化。,磷酸,119,120,121,磷脂存在于动植物体的重要组织中,脑神经,皮肤,植物种子,花粉,橡胶乳液,在自然界中的存在方式,122,油料种子胶体相内的磷脂大都与蛋白质、糖类、脂肪酸、甾醇、生育酚、生物素等物质相结合，构成复杂的复合体。,在自然界中的存在方式,植物油料中的磷脂主要存在于种子里，且大部分都含在油料的胶体相中，油相中含量很少。,123,几种油料种子中磷脂的含量,124,粗磷脂的物理特性及市场前景,我国市场上的卵磷脂产品80%以上为浓缩磷脂，以低廉的价格出口到美、欧、日等国。,在国际市场上，经加工处理的高附加值的卵磷脂产品一直处于稳步增长的势头。,我国每年要高价从国外进口500吨以上的高纯度卵磷脂以满足这些行业的需求。,乳化性不好,浓缩磷脂,异味大,应用受到很大限制,125,无油磷脂(粉状磷脂),粗磷脂用热丙酮处理后，可得无油磷脂,油脂含量,3335%,2%,总磷脂量,56%,86%,总糖酯,6%,11%,总中性脂类,38.540%,2.5%,呈浅棕色粉末或蜡状颗粒，有良好的流动性，可分散于水中，溶于脂肪酸。适于作油包水型的亲油性乳化剂。,处理前,处理后,126,无油磷脂中磷脂组成（丙酮不溶物）（%）,127,羟基化卵磷脂,在乳酸或乙酸存在下，用过氧化氢或过氧化苯甲酰处理天然磷脂。,易于水合、分散成乳状液,HLB值由3-4增至10-12,有较强的亲水性，适用于水包油型(OW)型乳化剂,仅需少量羟基化卵磷脂即可大大降低其界面张力,128,其他改性卵磷脂,在磷脂酶的作用下，可使磷脂转化成水解磷脂，或酶解磷脂，从而提高其亲水能力、耐酸、耐盐等能力。,与二氧化硫反应，可获得抗酸性的无色磷脂，对盐类有抗沉淀作用。,129,在粗磷脂中也可加入司盘、吐温等乳化剂，配成许多不同用途的复配型混合磷脂。,加入氯化钙、脂肪酸及植物油等稀释剂，可制成液化磷脂。,加入一定量成比例的乙醇和水，可获得水溶性磷脂。,130,卵磷脂主要作用和用途,人造奶油中,乳化防溅剂,巧克力和焦糖中,控制结晶,降低粘度,速溶食品中,润湿和乳化剂,焙烤制品,乳化、湿润和脱模剂,冰淇淋、婴儿奶粉、代乳品、蛋制品、糖果等中,乳化、湿润、防溅、脱模,131,第六节 乳化液的制备,乳化液的后处理,乳化剂的选择,乳化液的制备方法,132,一、乳化剂的选择,确定,配比,调整,选择适当的乳化剂品种,保证乳化液类型的要求,调整完善,133,（一）确定,确定乳化剂的HLB值,根据HLB值确定乳化剂“对”,确定最佳的单一乳化剂,确定最佳乳化剂的用量,134,确定乳化剂的HLB值,用标准乳化剂Span系列和Tween系列配成不同HLB值的复合乳化剂系列。,按乳化剂：油：水=5：47.5：47.5的质量比混合，搅拌乳化。,静止24h 或经快速离心后，由观察乳化液的分散情况来决定哪一个乳化效果好。,乳化油所需HLB值,135,根据HLB值确定乳化剂“对”,HLB值小,HLB值大,Span,Tween,复合,已知HLB值,根据所需乳化液的类型，找出HLB值高低配合其中最佳效果的一对。,乳化剂对中的乳化剂品种的HLB值不能相差太大，一般在5以内。,136,确定最佳的单一乳化剂,乳化剂“对”,HLB-a,HLB-b,具有此HLB值的各种乳化剂的乳化能力是不一样的,要根据实际需要选出效果最佳的,137,亲油基和被乳化物结构相近的乳化剂，乳化效果好。,乳化剂在被乳化物中易于溶解，乳化效果好。,若乳化剂使内相液粒带有同种电荷，互相排斥，乳化效果好。,筛选的理论依据,使用方便，来源广泛，成本低廉。,138,在实际应用中油、水会有不同的比例，乳化剂的用量也会有多有少，所以要根据实验确定出乳化剂的用量。,确定最佳乳化剂的用量,139,（二）配比,不同HLB值的乳化剂能产生不同类型的乳化液，所以在使用复合乳化剂时，要使各组分的配比保证乳化液类型的要求。,调整乳化剂的配比，使大体符合最佳HLB值，以避开相转变点。,W/O,O/W,140,（三）调整,是乳化剂试配工作中最后进行的完善工作,调整乳化剂的比例，使用量适合全液相。,根据食品原料的实际情况，在乳化液中加入香料、色素和防腐剂，并根据产品的要求在指定的水硬度范围内进行。,3.2调整pH值,3.3调黏度,如乳化液黏度高了，提高乳化剂的HLB值可以降低其黏度，反之亦然。,目的,141,二、乳化液的制备方法,油相的准备,水相的准备,间歇式乳化法,连续式乳化法,乳化液的后处理,乳化液的稳定,相的准备,相的乳化,142,油相的准备,油相中存在有低熔点固态成分时,需要把油相混合物加热到超过低熔点固态成分熔点的24。,（一）相的准备,143,油相中高熔点成分较多时,需要把全部混合物加热到超过高熔点成分熔点的510。边加热边搅拌。,加入23倍的液相油与高熔点成分混合，然后加热熔化，待熔化后，再将余下的液相油或低熔点固态成分相互混合。,油相中存在有较高熔点成分时,144,水相的准备,组成较多，既包括水和水溶性物质和能被水润湿的物质（白蛋白质、稳定剂、糊精、糖、盐类、水溶性的色素），还包括亲水性乳化剂和全部的混合乳化剂。,通常将全部水相的各种组分和水在搅拌下加热，并使水相温度与油相温度一致。,乳化液中水相的特点,方法,145,（二）相的乳化,间歇式乳化法,连续式乳化法,相的乳化,乳化液的后处理,146,乳化剂在油中法,乳化剂在水中法,先将溶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型的乳化液，再继续加水可得O/W型的。,将乳化剂先溶于水，在搅拌中将油加入，此发先O/W型乳化液，若欲得W/O型乳化液则继续加入油至相转变。,轮流加液法,按每次只取少量油或水，轮流加入。这种交替加入法特别适用于制造油含量高O/W型乳化液。,间歇式乳化法,147,加热的油相,水相,连续,乳化设备,混合喷嘴,高剪切均质泵,离心式高剪切均质泵,螺杆式高剪切均质泵,连续式乳化法,148,乳化液的后处理,高压均质,高压均质可以使分散相粒子变得非常小，使乳化液均匀、细腻。,经过上述乳化设备乳化后的乳化液，其粒径的大小以及粒子分布对于一些要求比较高的乳化液是不够的，还必须对乳化液进行高压均质。,149,均质后脂肪球直径,均质后脂肪球直径变小，其表面积增加，同时也增加脂肪球表面的蛋白质及乳化剂的吸附量，使脂肪密度增大，上浮能力变小，即球径越小，乳化液越稳定。,有足够的蛋白质和乳化剂,150,没有足够的蛋白质和乳化剂去“修补”增加的表面积，在不利条件下，均质不但不会使脂肪球更微细化，乳化液更稳定，反而会导致已经微细化分布的油脂粒子聚集成堆，造成乳化液失稳。,没有足够的蛋白质和乳化剂,151,（三）乳化液的稳定,加入适量的增稠剂,增加乳化液的黏度，使乳化液更加稳定。,加入适量的防腐剂或进行杀菌,使乳化液能在贮藏期间保持稳定,进行喷雾干燥,使制得的粉状产品用水复原时仍可恢复原来的稳定的乳化液体系,152,迅速冷却,乳化液若以液态形式贮藏，均质后应及时迅速地冷却到20以下立即罐装。有些产品甚至在冷却过程中同时进行很强的机械加工，使乳化液进一步乳化分散，达到预期的乳化均质目的。,