乳化剂

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乳化剂是能使两种或两种以上互不相溶的组分的混合液体形成稳定的乳状液的一类化合物。其作用原理是在乳化过程中,分散相以微滴(微米级)的形式分散在连续相中,乳化剂降低了混合体系中各组分的界面张力,并在微滴表面形成较坚固的薄膜或由于乳化剂给出的电荷而在微滴表 面形成双电层,阻止微滴彼此聚集,而保持均匀的乳状液。从相的观点来说,乳状液仍是非均相体系。乳状液中的分散相可以是水相,也可以是油相,大多数为油相;连续相可以是油相,也可以是水相,大多数为水相。乳化剂是一种表面活性剂,分子中有亲水基和亲油基。为了表示乳化剂的亲水性或亲油性,通常采用“亲水亲油平衡值(HLB值)”,HLB值愈低,其亲油性愈强;反之,HLB值愈高,其亲水性愈强。各种乳化剂的HLB值不同,为了获得稳定的乳状液,必须选择合适的乳化剂。 [1] 
中文名
乳化剂
外文名
emulsifier
应用学科
化学
属    性
表面活性剂(SAA)
性    质
多功能、高纯度、低刺激、高效率
分    类
水包油O/W型和油包水W/O型
常见乳化剂
肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠等

乳化剂简介

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乳化剂是指能改善乳化体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,食品乳化剂是 GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》规定的22类食品添加剂之一。食品乳化剂的用量约占食品添加剂总量的 1/2,是食品工业中用量最多的添加剂,在食品生产和食品加工过程中占有重要地位,几乎所有食品的生产和加工均涉及乳化剂或乳化作用。食品乳化剂是一类多功能的高效食品添加剂,除了具有典型的表面活性之外,在食品中还具有消泡、增稠、稳定、润滑、保护等作用。 [2] 
根据HLB值,将乳化剂分为油包水型(W/O型,即亲油型)及水包油型(O/W 型,即亲水型)两大类。前者使水分散到油中,如单硬脂酸甘油酯;后者使油分散到水中,如蔗糖酯、大豆磷脂等。根据乳化剂亲水基的特性,可以分为 [1] 
(1) 阴离子型乳化剂。这类乳化剂在水中 电离生成带阴离子的亲水基团,如脂肪酸皂、烷基硫酸盐(十二烷基硫酸钠)、烷基苯磺酸盐(十二烷基苯磺酸钠)、磷酸盐等。阴离子乳化剂要 求在碱性或中性条件下使用,不能在酸性条件下使用。也可与其他阴离子乳化剂或非离子乳 化剂配合使用,但不得与阳离子乳化剂一起使用。 [1] 
(2) 阳离子型乳化剂。这类乳化剂在水中电离生成带阳离子亲水基团,如N-十二烷基二甲胺及其他胺衍生物、季铵盐等。阳离子乳化剂应在酸性条件下使用,不得与阴离子乳化剂一起使用。 [1] 
(3) 非离子型乳化剂。这种乳化剂在水中不电离。其亲水基是各种极性基,如聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物、多元醇脂肪酸酯、聚乙烯醇等。 [1] 
根据乳化剂的来源,可分为合成的与天然的。上述诸乳化剂均为合成的;天然乳化剂有卵磷脂、羊毛脂、阿拉伯胶等。乳化剂广泛用于食品、化妆品、洗涤剂、合成橡胶、合成树脂、农药、医药、制革、涂料、纺 织、印染、石油化工等方面。乳化剂除乳化作用外,还具有增溶、渗透、润湿、去垢等作用。 [1] 
乳化剂是食品加工中常用的食品添加剂之一。类似表面活性剂,借裹住分散相小滴防止其聚结,使之成为存在于另一不溶混或部分溶混液体中的稳定的胶态分散体。 [3] 

乳化剂乳化机理概述

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乳化剂乳化机理

乳化剂是促进乳液稳定不可缺少的组成部分,对乳状液的稳定性起重要作用。为了形成稳定的乳状液,使分散相分散成极小的液滴,乳化剂的使用和选择也很重要。乳化剂主要是通过降低界面自由能,形成牢固的乳化膜,以形成稳定的乳状液。降低界面自由能,液滴粒子形成球状,以保持最小表面积。两种不同的液体形成乳液的过程是两相液体之间形成大量新界面的过程。液滴越小,新增界面越大,液滴粒子表面的自由能就越大。乳化剂吸附于液滴表面,可有效降低表面张力或表面自由能。乳化剂吸附于液滴周围,在液滴周围定向排列成膜,从而降低油水界面张力,有效阻止液滴聚集。乳化剂在液滴表面排列越整齐,乳化膜越牢固,乳状液越稳定。 [4] 
乳化的目的是减少乳液制备消耗的能量。为了保持乳液的稳定性,所以乳化剂应具备较强的乳化能力,能形成牢固的乳化膜,以及具有安全、无局部刺激性、稳定性好且受外界因素较小的性质。 [4] 

乳化剂乳化剂的表面作用及其稳定性

界面的形成以及稳定性的机理:1)在界面上乳化剂的密度最大,乳化剂分子在小液滴的外面形成保护膜,从几何空间结构观点来看这是合理的,从能量角度来说是符合能量最低原则的,因而形成的乳状液相对稳定;2)因为乳状液的形成使体系界面面积大大增加,也就是对体系要做功,从而增加了体系的界面能,就导致了体系不稳定。因此,减少其界面张力,使总的界面能下降,可以增加体系的稳定性;表面活性剂作为良好的乳化剂就是能够降低界面张力。根据的“相似相溶原理”可知,乳化剂中的亲油基、亲水基会插入同性质的一侧,使其自身处于水-油界面处。在乳化的过程中,乳化剂的量与乳化温度成反比。提高乳化温度时液体分子之间的距离增加,表面层分子所受液体内部的吸引力减少,因而表面张力降低;3)在体系中加入乳化剂后,在降低界面张力的同时,形成一层界面膜,界面膜对分散相液滴具有保护作用,使其在布朗运动中的相互碰撞的液滴不易聚结,而液滴的聚结(破坏稳定性)是以界面膜的破裂为前提,因此,界面膜的机械强度是决定乳状液稳定的主要因素之一。 [5] 
当乳化剂浓度较低时,界面上吸附的分子较少,界面膜的强度较差,形成的乳状液不稳定。乳化剂浓度增高至一定程度后,界面膜则由比较紧密排列的定向吸附的分子组成,这样形成的界面膜强度高,大大提高了乳状液的稳定性。 [5] 
降低体系得界面张力,是使乳状液体系稳定的必要条件:而形成较牢固的界面膜是乳状液稳定的充分条件。乳状液的形成是大自然自发运动的结果,它符合自发运动的基本规则即增熵和降能。 [5] 

乳化剂食品乳化剂的作用

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食品乳化剂是通过物理方法使两种或两种以上互不相溶的相(如:油和水)均匀地形成分散的活性物质。其在食品工业中占有相当重要的地位,能提高食品质量,防止食品变质,以延长食品储藏有效期,改善食品的口感与外观,刺激消费需求。其乳化特性取决于乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB 值),HLB 值越大,则其亲水性越强,反之,其亲油性越强。 [4] 
乳化剂分子内一般都含有亲水基和亲油基,决定了乳化剂的亲水性和亲油性。在油相与水相互不相溶的液体中,适量加入乳化剂,并经过一定的加工处理,可以使其形成均质的分散体系。 [4] 

乳化剂乳化作用

在体系中加入小分子乳化剂,能够降低体系的表面张力,从而降低其界面能,提高乳浊液的稳定性,如果汁、蛋白饮料等。此外,当表面活性剂吸附在乳滴界面时,可起到屏障的作用,能防止液滴之间相互聚集。当添加带电荷的离子型表面活性剂时,乳液液滴会因为同种电荷的作用而相互排斥,使乳化性提高。 [4] 

乳化剂助溶作用

当体系中小分子乳化剂的含量大于临界胶束浓度时,表面活性剂分子聚集,从而形成胶束,将溶剂体系划分为疏水区域和亲水区域。此时溶液的表面张力下降的最快,使溶解的物质逐渐吸附于胶束的亲水区,以达到助溶的目的。 [4] 

乳化剂抗老化作用

食品乳化剂在谷物食品中一般作为抗老化剂使用,其能与面包、馒头等食品中的直链淀粉发生反应,形成不溶性物质,从而降低淀粉的吸水溶胀能力,阻止淀粉重新结晶,以防老化,提高面包、馒头等面粉制品的软度。 [4] 

乳化剂发泡及消泡作用

含有饱和脂肪酸链的乳化剂可做发泡剂,通过在食品内部产生气泡,使外观具有蓬松感,可用于糕点、面包等。而含有不饱和脂肪酸链的乳化剂可做消泡剂,抑制或消除气泡,且不影响产品口感,广泛用于乳制品、饮料等方面。 [4] 

乳化剂食品乳化剂的分类

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现在中国常用的食品乳化剂多达几十种,根据不同的目的,可选择不同的乳化剂。根据乳化剂中是否含有亲水基可将其分为离子型表面活性剂(阴离子表面活性有剂羧酸、硫酸酯等,阳离子表面活性剂有聚丙烯酰胺、脂肪胺盐等)和非离子型表面活性剂(吐温、司班等)。此外,还有例如氨基酸型的两性表面活性剂以及复合型表面活性剂等等。根据其来源又可以分为天然型表面活性剂(如卵磷脂、某些蛋白质等)以及合成型表面活性剂(如聚丙烯酰胺、聚甘油酯等)。根据乳化剂HLB值的大小可分为亲油型表面活性剂(HLB值小于10,如司班)和亲水型表面活性剂(HLB值大于10,如吐温)。乳化剂的性能各不相同,在当今食品加工业中,为了改善食品乳化剂的功能,常常也会将不同的乳化剂复配使用,常见的方法就是调节乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB),改变亲水亲油性,决定乳化剂的类型,使其具有更广的实用适应性。 [4] 
如司班20和吐温80的混合比不同,乳液的类型不同。司班20与吐温80的比例为1∶3时形成O/W型乳液,1∶6时形成W/O型乳液。 [4] 

乳化剂Span 80

失水山梨醇单油酸酯(Span 80)是2017年在食品加工中应用的较多的一种乳化剂,为低分子多元醇非离子型表面活性剂,属于亲油性乳化剂,被广泛应用于食品工业。一般来说,Span 80 是经过山梨醇失水后,与油酸发生酯化反应后所制得的,这种生产方式应用较广,且是一种比较成熟的生产方式。因为Span 80 具有较好的乳化、分散等特性,并且没有异味、易挥发、没有刺激性,在医药、食品、化妆品等加工行业中得到非常广泛的应用。 [4] 

乳化剂Tween 80

Tween 80是聚氧乙烯 20 山梨醇酐单油酸酯的简写。吐温 80属于亲水且亲油型非离子表面活性剂,作为食品、医药等工业中常用的添加剂,可溶于水、乙醇等溶液。可用作乳化剂、稳定剂、分散剂等,广泛应用于医药、食品、化妆品、纺织印染及石油等工业的生产与加工。 [4] 

乳化剂乳清蛋白

除去原料乳中等电点为4.6的酪蛋白,剩下的可溶性蛋白质统称为乳清蛋白,约占乳蛋白质的18% ~20%。乳清是干酪和干酪素生产过程中的副产品,经过特殊工艺浓缩后可以制作成其他产品。乳清浓缩蛋白(WPC)和乳清分离蛋白(WPI)是2017年比较常见的乳清蛋白乳化剂。 [4] 
近20年来,乳清蛋白的改性已成为国内外学者的研究热点,如高压均质处理能有效提高蛋白的乳化稳定性,使乳清蛋白分子部分展开,暴露疏水基团,使蛋白质分子之间相互作用,从而达到目的。但是在这些改性方法中,酶解法相对来说成本较高、化学法中的大部分方法需要添加化学试剂,使得改性乳清蛋白的发展受到了限制。且普通技术对乳清蛋白的改性效果并不显著。因此,深入开展乳清蛋白复合改性技术的研究,如微波、超声波等技术对乳清蛋白理化特性、功能特性的影响,是为了加大乳清蛋白在食品加工中的应用所做出的努力,为乳清蛋白的利用提供坚实的理论依据。 [4] 

乳化剂卵磷脂

卵磷脂是一种常用的带电的两性表面活性剂,食品产业中所用到的卵磷脂往往提取自大豆、蛋黄、牛奶、向日葵仁和油菜籽中。 [4] 
大豆卵磷脂一般应用于巧克力和冰淇淋中,在乳液中的应用较少。卵磷脂可与其他天然乳化剂(如蛋白质等)复配制备成混合乳化剂,以稳定乳状液。 [4] 
到2017年为止,与其他乳化剂合成混合乳化剂的使用研究比较多,单独使用卵磷脂作为乳化剂及其乳化性能研究较少。 [4] 

乳化剂单甘油脂肪酸甘油酯

单甘油脂肪酸酯属于脂肪酸甘油酯。是2017年在食品加工中使用最多的一种非离子型乳化剂。HLB 值约为 3.8,为亲油型乳化剂,具有乳化、起泡、抗淀粉老化等作用。单甘油酯发展迅速,除了价格低廉,使用、储藏方便也是一部分,作为食品乳化剂的主力军,主要应用于面包、冰淇淋、糕点以及豆腐制造中的消泡。 [4] 

乳化剂蔗糖脂肪酸酯

蔗糖脂肪酸酯是由亲水性蔗糖和亲油性脂肪酸组成。蔗糖酯一般无特殊气味,易溶于乙醇。由于其HLB 值为 7 ~ 15,可作为亲水、亲油乳化剂,其应用范围比较广,一般与其他亲油性乳化剂混用。在淀粉、冰淇淋、亲水性产品中发挥抗老化、乳化及起泡、乳化作用。我国对蔗糖酯的研究还不是很完善,2017年处于研究中的状态。 [4] 

乳化剂JECFA对食品乳化剂的安全性评价

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联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会( the Joint FAO/WHO Expert Commit-tee on Food Additives,JECFA) 是 1956 年建立的国际食品添加剂安全评价的权威机构,其制定的每日允许摄入量( ADI 值) 以及食品添加剂的相关产品规范在国际上均被广泛使用和参考。 [2] 
JECFA 由各国该领域的学术专家组成,根据“食品添加剂和污染物安全评估原则”,进行广泛深入的文献调研,对食品添加剂和污染物法典委员会( CCFAC) 提交的物质进行毒理学评价,并根据各种物质的毒理学资料制定出相应的ADI 值。对于没有规定具体ADI数值的情况,给出其他安全性评价意见。 [2] 
2017年,JECFA 评价的食品乳化剂及具有乳化功能的食品添加剂一共有114种,有INS号的104种。其中种类最多的是多元醇脂肪酸酯类(33种) ,包括丙二醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、糖酯、聚甘油脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯及聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯等。另外改性淀粉16种,磷酸盐、有机酸及其盐类31种,植物胶类12种,纤维素及其衍生物8种,其他如磷脂类、酪蛋白酸钠、皂树皮提取物等14种。 [2] 
114种食品乳化剂中,有45种JECFA给出了确定的ADI值、MTDI( 每日最大耐受摄入量) 值或PM-TI( 每周耐受摄入量) 值,这类物质可以在规定食品种类及用量范围内使用; 49种食品乳化剂没有规定ADI值(not limited或not specified) ,说明这类物质的毒性很小,以现有的化学、生化、毒理或其他方面的资料和总膳食摄入水平,不会对人体造成健康危害,因此用一个数值表示ADI不一定是必须的,符合这一标准的添加剂必须按照GMP原则使用;17种食品乳化剂由于毒理学资料不够完善,没有制定出ADI值( no ADI allocated) 及其他安全性评价意见; 另外还有3种食品乳化剂因为没有提供完善的毒理学资料,JECFA委员会撤回了之前暂定的ADI值或其他安全性评价意见,以及产品规范等。 [2] 
JECFA没有对GB 2760—2014 中允许使用的可溶性大豆多糖 ( CNS 20. 044 ) 、氢化松香甘油酯( CNS 10. 013) 、辛,癸酸甘油酯( CNS 10. 018) 、木糖醇酐单硬脂酸酯( CNS 10. 007) 、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯 ( CNS 10. 017) 、改性大豆磷脂 ( CNS10. 019) 、酶解大豆磷脂( CNS 10. 040) 等 7 种食品乳化剂品种进行安全性评价,而对其中的乳酸钙( CNS 01. 310) 、丙二醇( CNS 18. 004) D-甘露糖醇( CNS 19. 01) 、麦芽糖醇( CNS 19. 005) 、麦芽糖醇液( CNS 19. 022) 、山梨糖醇( CNS 19. 006) 、山梨糖醇液( CNS 19. 023) 和乳糖醇( CNS 19. 014) 等8个品种没有作为食品乳化剂功能分类。 [2] 

乳化剂对乳化剂的认识偏差

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我国乳化剂发展已经有30多年,但是还是存在许多问题,比如“什么是乳化剂?”这个最基本的问题许多人都没有搞清楚。2015年,世界顶级刊物《自然》发表的“膳食乳化剂影响小鼠肠道微生物群促进结肠炎和代谢综合征”的质疑乳化剂安全性的文章中,就把甲基(代)纤维素误认为食品乳化剂,这是不正确的,因此文章也是没有意义的。作为乳化剂,以下两点缺一不可:1)分子由亲水和疏水基团构成;2)作用于表面。 [5] 
从分子结构和作用对象认识,没有这2种特性的物质,即使可以制备乳化液,也不是乳化剂。该类物质有一定的乳化稳定性,例如羧甲基纤维素钠(简称CMC 或CMC-Na,为天然纤维的羟基被羧甲基醚化制成),它是天然高分子化合物,由多个2个葡萄糖分子组成的纤维二糖构成,具有食品增稠剂的分散作用,但是,羟甲基纤维素没有亲水和亲油疏水的基团,并不是一种两亲性物质,因此羟甲基纤维素不是乳化剂。作为乳化剂的研究对象而被《自然》发表的文章,犯了原则性的低级错误,所以“跨界”研究要有基本概念的把握,因此,不但这篇文章失去了意义,也显示出对乳化剂错误认识的普遍性,因此对乳化剂的“定义”的深刻理解是十分有必要的。 [5] 

乳化剂我国允许使用的食品乳化剂

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我国对于食品乳化剂的研究和生产起步较晚,在品种和质量上与国外有较大的差距,1981年批准使用的食品乳化剂只有单甘酯和大豆磷脂2个品种,但是发展速度较快,到2002年允许使用的食品乳化剂为29 种。2017年,GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》允许使用的食品乳化剂及具有乳化功能的食品添加剂共49 种,其中丙二醇脂肪酸酯2种、甘油脂肪酸酯及其衍生物9种、聚甘油脂肪酸酯2种、多元醇脂肪酸酯及其衍生物12种、磷脂及其衍生物3种、有机酸盐( 乳酸盐、硬脂酸盐、硬脂酰乳酸盐) 6种、多元醇类8种及其他( 改性淀粉类、植物胶、可溶性大豆多糖、酪蛋白酸钠) 6种,另外还新增1种( 皂树皮提取物) 。49种食品乳化剂需在GB 2760—2014规定的食品分类及最大使用量范围内使用,其中可在各类食品中按生产需要适量使用的有12种,包括单,双甘油脂肪酸酯( CNS 10. 006) 、柠檬酸脂肪酸甘油酯( CNS 10. 032) 、乳酸脂肪酸甘油酯( CNS 10. 031) 、乙酰化单,双甘油脂肪酸酯 ( CNS 10. 027) 、磷脂( CNS 04. 010) 、改性大豆磷脂( CNS 10. 019) 、酶解大豆 磷脂 ( CNS 10. 040 ) 、羟丙基淀粉 ( CNS20. 014) 、辛烯基琥珀酸淀粉钠( CNS 10. 030) 、甘油( CNS 15. 014) 、酪蛋白酸钠( CNS 10. 002) 。其中,CNS指China Number System中国编码系统。另外,可在各类食品加工过程中使用,且残留量不需限定的有3种,即单,双甘油脂肪酸酯( CNS 10. 006) 、磷脂( CNS 04. 010) 和甘油( CNS 15. 014) 。GB 2760—2014新增了10种食品添加剂新品种,其中新增1种食品乳化剂:皂树皮提取物( quil-laia extract ) ,INS 999 ( INS 指 international numbersystem 国际编码系统) ,每日允许摄入量( acceptabledaily intake,ADI ) ( 每天每 kg体重允许摄入量,mg) :0 ~ 1 mg ( 以每kg松香皂苷计) 。GB 2760—2014规定可用于果蔬汁( 浆) 类饮料、蛋白饮料、碳酸饮料、特殊用途饮料及风味饮料等食品中,最大使用量为0.05g/kg。 [2] 

乳化剂国内食品乳化剂的研究进展

我国允许使用的食品乳化剂主要分为四大类,分别是多元醇脂肪酸酯类、磷脂及其衍生物、盐类和其他种类,其中品种和消费量最多的是多元醇脂肪酸酯类。2017年,食品工业需求量较大的品种,如单脂肪酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯系列产品( 司盘和吐温) 、丙二醇脂肪酸酯等均属于多元醇脂肪酸酯类。天然食品乳化剂磷脂从结构上来说也属于甘油脂肪酸酯的衍生物。 [2] 
多元醇脂肪酸酯主要是通过脂肪酸及脂肪酸酯与多元醇( 如丙二醇、甘油、山梨醇、蔗糖等) 进行酯化或酯交换反应制备,该方法的最大问题在于反应的选择性较差,产物通常为脂肪酸单酯、双酯甚至多酯的混合物,想要获得纯度较高的单酯难度较大,通常需要复杂的分离提纯过程。比如,2017年工业上生产单脂肪酸甘油酯主要采用甘油解法,即在高温(220~260℃) 及碱催化剂存在条件下,由甘油与动植物油脂进行甘油解反应制得。该方法反应温度高、能耗大且副反应多,所得产物为单脂肪酸甘油酯、双甘油酯和三甘油酯的混合物,单酯的含量一般为 50%左右。如果要得到高纯度的单脂肪酸甘油酯,需要采用分子蒸馏进行分离纯化,得到纯度较高的分子蒸馏单甘酯。对于有8个游离羟基的蔗糖,反应更为复杂,理论上可以与多个脂肪酸发生反应生成从单酯到八酯的酯化产物,一般多为单酯、双酯和三酯的混合物。因此,该类食品乳化剂的制备研究关键在于提高反应的选择性。近年来,酶作为一种高效、专一性强的生物催化剂,采用酶催化法合成多元醇脂肪酸酯类食品乳化剂,具有反应条件温和、反应选择性高、安全无毒等优点,因此获得了科学家们的广泛关注。 [2] 
多元醇脂肪酸酯类乳化剂具有优良的乳化性能,在食品行业中应用广泛,部分品种还兼具其他功能。中长碳链脂肪酸单甘油酯还兼具良好的抑菌、抗病毒等特性,在食品中也有其独特的用途,具有广阔的应用前景。月桂酸单甘油酯对芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、单核增生李斯特菌、幽门螺杆菌、空肠弯曲杆菌等细菌的生长繁殖有极强的抑制作用,同时可抑制肠毒素、毒性休克综合征毒素-1、链球菌致热外毒素和炭疽毒素等的合成并减少上皮细胞促炎性因子的分泌。蔗糖酯对蜡样芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母和镰刀菌等具有较广泛的抑制作用,对革兰氏阳性芽孢杆菌的抑制作用尤为显著,是一种兼具防腐和乳化作用的多功能食品添加剂。磷脂类乳化剂还具有抗氧化、调节血脂、降低血清胆固醇、提高大脑记忆力、增强机体免疫力等功能。 [2] 
食品乳化剂在食品工业中应用非常广泛。在面包、蛋糕类食品中作为品质改良剂,防止面粉中直链淀粉产生疏水作用,从而防止面团老化、回生;促使面筋组织的形成,增强韧性; 提高发泡性,并使气孔分散、致密;促进起酥油乳化、分散,改善组织和口感。在人造奶油中可使水分散到油中,制成稳定、均匀的乳液,从而改善人造奶油的组织结构。在鱼肉糜、香肠等食品中使添加的油脂乳化、分散,提高组织的均质性,并有利于该类食品表面被膜的形成,提高商品性和储存性。在糖果类食品中使所添加的油脂乳化、分散,提高口感的细腻性,同时使制品表面起霜,防止与包装纸的粘连,并防止砂糖结晶。在饮料中可起到增香、助溶、乳化分散、抗氧化等作用。在冰淇淋、巧克力等食品中可以控制脂肪晶体的大小和生长速度,改善产品组织结构等等。近年来,对于食品乳化剂的应用研究多集中在微乳液、纳米乳液、微胶囊化技术等方面。如将食用油、植物精油、鱼油等水溶性差、易发生氧化变质的动植物油脂在食品乳化剂存在条件下制备成微乳液,改善水溶性、提高其在外界环境中的稳定性,从而扩大其应用范围。与常规乳液相比,纳米乳液具有高稳定性、高表面活性、高光学透明度等物理化学性质,对亲脂性功能组分具有高生物利用度,受到科学家们的青睐。另外,微胶囊化技术可最大限度保持油脂原有的色香味,是防止其氧化及营养成分破坏的有效方法。 [2] 

乳化剂乳化剂的使用问题

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食品乳化剂是一种常用的一种食品添加剂,《中国人民共和国食品安全法》将食品添加剂定义为“为改善食品品质和色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质”。食品添加剂的使用需满足三个最基本的条件:一是确有必要,不需要加就不加,能少加就少加;二是安全可靠,使用的食品添加剂要经过毒理学实验,说明对人体无害的添加剂含量阈值;三是得到政府许可,我国《食品添加剂使用标准( GB2760-2011)》对允许使用的食品添加剂的范围、品种、和用量都有明确的规定,其中就包括对乳化剂的详细规定。食品添加剂和配料以“不歌颂”为行业文化,而社会往往有“捏软柿子”的心态,在事先计划出“成功”之后误入歧途,然而媒体报道也是注重吸引人们关注而不事实报道,针对此种情况,有必要再普及有关知识。 [5] 

乳化剂违法使用非法添加物、超范围和超量使用

添加剂不等于食品添加剂,食品添加剂只是添加剂的一种。一些不法商人使用化工原料或药物当做食品乳化剂来使用;蛋白精、三聚氰胺以及硫氰酸钠在乳及乳制品中的非法添加。众所周知的 “三聚氰胺事件”中,三聚氰胺并不是食品乳化剂,而是水泥添加剂、塑料添加剂和涂料添加剂,此外还有革皮水解物和 β- 内酰胺酶(金玉兰酶制剂)在乳制品中的非法添加。在面包、蛋糕、蜂蜜麻花、蛋黄派等许多食品中的乳化剂超量使用现象也是屡见不鲜。 [5] 

乳化剂食品乳化剂的管理力度

2017年,我国食品原料生产的相当一部分是由采用小农经济模式的农民完成的,这种分散式生产不利于食品乳化剂(添加剂)的控制和管理,食品原料的采收和利用过程大大影响到了食品安全问题。在原料加工方面,多数工作人员没有经过专业培训,甚至有些不法商贩为了减少储藏和运输中的损失,非法添加工业原料,弃食品安全大计于不顾。个别食品生产经营企业法律意识淡薄、道德诚信缺失,在利益的驱动下非法添加食品乳化剂(添加剂)。另一方面,我国现有食品行业整体素质仍处于较低水平,很多食品生产经营企业缺乏责任感,规章制度流于形式,不具备生产合格产品的必要条件,也是导致食品乳化剂(添加剂)非法使用重要原因。 [5] 

乳化剂媒体不实报道和信息的不透明

2017年,完善、公开、透明的食品安全信息系统在我国还没有建立。因此媒体已成为我国食品安全问题重要的揭露者和监督者以及普通民众了解信息的重要渠道。然而个别不良媒体为了追求关注度和轰动效应,进行虚假报道,对食品添加剂的安全问题进行夸大报道或者张冠李戴,比如苏丹红、塑化剂也都不是食品添加剂,将添加非食用物质而引起的食品安全事件归结为滥用食品添加剂是不科学的。不良媒体把食品企业推入困境的同时,也导致了公众严重的心理恐慌和对食品添加剂安全的信任危机。这些居心叵测的不良媒体为了一己私利,将整个食品行业都“妖魔化”,严重阻碍了我国食品工业的健康发展。 [5] 

乳化剂乳化剂在食品中的应用

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乳化剂植物性人造稀奶油

稀奶油一般指天然动物稀奶油,但如今植物性稀奶油也被广泛应用于食品加工。植物稀奶油以植物油脂为主要原料,再加上其他配料制作而成,乳化剂可以乳化植物油脂,使之形成稳定的结构。一般会使用饱和度较高的氢化植物油,如椰子、棕榈油、棕榈仁油、玉米胚芽油及葵花籽油等,将油脂精炼后进行氧化,得到植物氢化油。氢化植物油在常温下呈固态,口感佳且可塑性好,有着与乳脂相似的质构特性。植物性人造稀奶油是一种多用途的产品,广泛应用于蛋糕的装饰、面包的夹心、慕斯蛋糕和烘焙产品的制作。 [4] 

乳化剂糖果、巧克力

一些常见糖果,如奶油糖、太妃糖以及巧克力中都含有大量油脂,在加工过程中添加乳化剂(如分子蒸馏单甘酯),可以将糖果中的油脂乳化,使油脂与其他物质形成乳化体系,防止糖果油脂分离,稳定糖果的外形,抑制巧克力中的油脂结晶,改善巧克力及糖果的口感。 [4] 

乳化剂冰淇淋

乳化剂可以使冰淇淋中的油脂分子大小一致且均匀分布,有效防止冰淇淋中由于冰晶的形成,而影响产品的细腻口感,提高乳状液的稳定性。某些乳化剂(如乳清蛋白、甘油单酸酯)还可取代传统冰淇淋中的部分脂肪,且不会明显改变冰淇淋产品特有的口感,以降低冰淇淋的热量,促进低脂冰淇淋的发展。 [4] 

乳化剂饮料

一些饮料(如豆奶、花生牛奶、可可乳等)中也含有大量油脂,乳化剂(如乳清蛋白、分子蒸馏单甘酯、酪酸钠等)能使饮料中的油脂乳化,形成稳定的乳化体系,避免饮料分层,保证饮料良好的感官性状以及口感。饮料中所使用的乳化剂应具备以下基本条件:安全、耐酸、水解性好、耐乙醇以及 HLB 值高。 [4] 

乳化剂肉制品中

在许多肉制品中,食品乳化剂的应用也非常普遍,常见的乳化机有大豆蛋白、血清蛋白等。主要作用为使肉制品原料中的油脂类物质乳化分散,抑制原料水分的析出以及原料的收缩和变硬,具有乳化保水的效果。以改善肉制品的色、香、味及形,使肉制品性状更加稳定,口感更佳,并推动肉制品的高速发展。 [4] 

乳化剂发酵食品

面包、糕点的制作一般都需要发酵且食品的储藏期不长。乳化剂可以作用于面团本身,抑制淀粉的老化,以起到保鲜作用。乳化剂还可以提高糊化温度、提高最大黏度、降低最小黏度。利用乳化剂的起泡性,维持面包及糕点膨胀的外观,作用于面团,以提高发酵能力,改善食品口感。 [4] 

乳化剂材料合成行业的应用

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乳化剂在材料合成行业的应用主要是利用它进行乳液聚合合成涂料、粘合剂等产品。寻找性能稳定、价格低廉的高效乳液聚合剂是该行业乳化剂的研究发展方向。例如在粘合剂的合成中,聚丙烯酸酯粘合剂的广泛应用就是由于丙烯酸酯类乳液粘合剂的聚合必须在低分子量表面活性剂的条件下使聚合物分散在水中,从而造成了一部分游离乳化剂残留在聚合物中,降低了乳液粘合剂在基材表面的附着力。为了解决此问题并有效防止成膜后乳化剂的迁移,能够提高涂膜的耐水性和附着力的可聚合乳化剂得到了进一步研究。此外,在材料合成中,环保型反应性乳化剂作为传统乳化剂的替代品得到进一步应用,例如乳化剂SR-10不仅乳化能力强、环保性能优良、符合各种物性要求并具有较低的起泡性等优点。 [6] 

乳化剂养殖行业的应用

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乳化剂在养殖行业主要用于养殖饲料的改性。在畜禽水产养殖中,为了加快动物的生长速度、提高动物的生产性能、降低料肉比,在饲料中普遍使用乳化油脂。这样一来,消化高比例的油脂所需要的胆汁酸盐量超过了畜禽体内的分泌量,造成饲料不消化及脂肪在肝脏的积累。为此,选择适合的饲料乳化剂成为乳化剂在养殖行业应用中的关键。2017年,在畜禽水产养殖中使用较多的是离子型的胆汁酸盐类和卵磷脂类乳化剂,这类乳化剂主要功能是保肝利胆、调节肉质,但其乳化效果并不理想。而非离子型饲料乳化剂能取得更高的乳化性,如单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯等。同时,能够加速油脂裂解的脂肪酸酶作为添加剂加入到饲料乳化剂中的应用也逐渐增多。 [6] 

乳化剂日化行业的应用

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在日化行业中乳化剂被广泛应用在洗护产品及化妆品中。使用到的乳化剂包括天然表面活性剂和人工合成表面活性剂两种。前者来自动植物体,为较复杂的高分子有机物,通常具有较高的黏度,易于乳化稳定且无刺激、无毒副作用,如卵脂酸、胆甾醇、羊毛脂、茶皂素等。后者通常为固体颗粒乳化剂,在分散相液滴表面形成一层薄膜阻止液滴之间的聚集而制得稳定的油/水分散相,主要用作无化学乳化剂的抗过敏配方及防晒产品配方化妆品的添加剂。 [6] 
由于固体颗粒具有超细的粒径( 小于 200nm) ,因此具有很好的皮肤耐受性,相对于传统的表面活性剂而言刺激性大大降低。此外,由于固体颗粒乳化体系的稳定性不受油脂性质的影响,护肤产品可以更宽范围地选择油脂以制备出性能更佳、更稳定的产品。 [6] 

乳化剂其他行业的应用

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在军事工业中乳化剂常被添加到炸药中制作乳化炸弹。通常由不溶于水的碳氢燃料作为连续相,以过饱和硝酸铵盐水溶液作为分散相,通过乳化剂的乳化作用,硝酸铵盐水溶液以极小的液滴分散在碳氢燃料中形成一种油包水特殊乳胶体系。由于乳化炸药是热力学高度不稳定体系和不可逆体系,乳化剂的作用在于大幅度降低油水界面张力,在界面形成界面膜使内相的硝酸铵液滴难以聚结,从而提高乳化炸药的稳定性。 [6] 
在矿石浮选中乳化剂用于煤泥、金属矿、非金属矿的浮选中对浮选剂进行改进。由于在浮选过程中,浮选剂的乳化分散程度对其使用效率及浮选效果有着重要的影响,因此乳化剂的加入有助于提高浮选机的捕集性能,大大降低浮选剂的消耗量。 [6] 
将乳化剂添加到水、甲醇和柴油的混合体系中制得的微乳化柴油和普通柴油相比,具有更好的燃烧性能、更低的能耗、更少的污染。将具有一定乳化能力的生物柴油添加到石化柴油中不仅可以促进可再生能源行业的发展、降低排放、提高燃油的环保性能,还有利于燃油的乳化,提高燃烧率,降低能耗。 [6] 
参考资料