食品乳化剂的乳化原理与复配方法（焙烤食品与面点面食为何要用乳化剂）

食品乳化剂的乳化原理与复配方法（焙烤食品与面点面食为何要用乳化剂）乳比剂性质的差异，除与烃基的大小、形状有关外，还主要与亲水基的不同有关，亲水基团的变化比疏水基团要大得多，因而乳化剂的分类，一般也就以亲水基团的结构，即按离子的类型而划分。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。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：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

焙烤食品与面点面食为何要用乳化剂，乳化剂的特性与用途是什么？

文|杜德春

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。

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：

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。

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。

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。

乳比剂性质的差异，除与烃基的大小、形状有关外，还主要与亲水基的不同有关，亲水基团的变化比疏水基团要大得多，因而乳化剂的分类，一般也就以亲水基团的结构，即按离子的类型而划分。

离子型乳化剂: 当乳化剂溶于水时，凡是能离解成离子的，称为离子型乳化剂，如果乳化剂溶于水后离解成一个较小的阳离子和一个较大的包括烃基的阴离子基团，且起作用的是阴离子基团，称为阴离子型乳化剂，如果乳化剂溶于水后离解生成的是较小的阴离子和一个较大的阳离子基团，且发挥作用的是阳离子基团，这个乳化剂称为阳离子型乳化剂。两性乳化剂分子也是由亲油的非极性部分和亲水的极性部分构成，特殊的是亲水的极性部分既包含阴离子，也包含阳离子。

在离子型乳化剂工业中，阴离子型乳化剂是发展得最早，产量最大，品种最多，工业化最成功的一类。食品工业中常用的阴离子型乳化剂有烷基羧酸盐、磷酸盐等，常用的两性乳化剂有卵磷脂等。阳离子型乳化剂在食品工业中应用较少。

非离子型乳化剂:非离子型乳化剂在水中不电离，溶于水时，疏水基和亲水基在同一分子上'分别起到亲油和亲水的作用。正是因为非离子型乳化剂在水中不电离，也不形成离子这一特点'使得非离子型乳化剂在某些方面具有比离子型乳化剂更为优越的性能。

以上的分类，是按照乳化剂的结构特点进行的。实际生产中，也有根据乳化剂的亲水、亲油相对强弱进行分类，分(O/W)性乳化剂和亲油性乳化剂口一般地说，亲水性强的乳化剂形成的主要是水包油型(0，/w)乳浊液，亲油性强的乳化剂形成的主要是油包水型(w/o)乳浊液。但是应当指出用乳化剂配制乳浊液时，它不仅要受乳化剂本身的影响还要受体系中物质组成、pH值、温8度条件的影响。

乳化剂是能促使两种互不相溶的液体(如油和水)形成稳定的分散体系的物质，乳化剂是焙烤食品中常用的一类食品添加剂。

食品是含有水、蛋白质、脂肪、糖类等组分的多相体系，但其中许多成分是互不相溶的，如油和水就很难均匀地混合。

由于各组分混合不均匀，致使食品中出现油水分离、焙食品发硬等现象。

乳化剂正是能使食品中的多相体系各组分相互融合，形成稳定、均匀的态，改善内部结构，简化和控制加工过程，提高食品质量的一类食品添加剂。

在食品加工常使用它来达到乳化、分散、起酥、保水、稳定、保湿保鲜听、发泡或消泡等目的，乳化剂还有改进食品风味、延长货架期的作用。

所谓乳化就是把本来不相融合的两种物质，例如油和水变成类似牛乳样的均一混合状态的乳浊液。

添加少量的乳化剂，即可显著降低油、水两相界面张力，产生乳化效果。

乳化剂也称表面活性剂，其作用就是在分散相表面形成保护膜，降低表面张力，形成双电层。

乳化剂分子结构中一部分与油脂中的烃类结构相近似，易溶于油，叫亲油基;另一部分是被水湿润，易溶于水的基团，叫亲水基。

乳化剂在油、水两相的界面上，亲油基伸入油相，亲水基伸入水相，这样使其中一相能在另一相中均匀地分散，形成稳定的乳化体。

乳化剂分子亲水基的部分主要有甘油、蔗糖、山梨醇、丙烯甘油醇等，亲油基部分是脂肪酸。

乳化剂的乳化特性和许多功效通常是由其分子中亲水基的亲水性和亲油基的憎水性的相对强度所决定，良好的乳化剂在其亲水性和疏水性之间必须有相当的平衡。

亲水性强的乳化剂，能改善油在乳化体内的分散相，使水均匀地包围在油粒的周围，成为水包油型乳化体(油/水、O/W)，这类乳化剂称为水溶性乳化剂;

反之，能使水均匀分散在油里，形成油包水(水/油、W/O)型乳化体的乳化剂，为油溶性乳化剂。

两类乳化剂的特性以亲水亲油平衡值(简称HLB)表示。该值规定100%亲油性乳化剂 HLB值为0，而100%亲水性乳化剂 HLB值为20，将0~20 划分20等分，以表示其亲水、亲油性的强弱。

也就是说亲油、亲水两基团等量时的 HLB 值为10。

HLB值不同，乳化剂的作用亦不同。一般HLB值在1.5~3的乳化剂具有消泡作用油溶性乳化剂HLB值在3.5~6，水溶性乳化剂HLB值在8~18;HLB值在7~9的乳化剂具有湿润作用，HLB值在13~15 有清洗作用，而HLB值在15~18 有助溶作用。

各种乳化剂都有特定的HLB值，但蔗糖脂肪酸酯由于为单酯，双酯和三酯的混合物，其三者的比例不同，故有HLB为3-15的8个品种。

在食品工业中选择乳化剂的第一个指标就是HLB值，但乳化剂的临界胶束浓度(CMC值)也是其另一重要指标。

CMC值实际上是一个浓度范围，它表示乳化剂形成胶束的最低浓度。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，在使用时，如果乳化剂的浓度低于CMC值，那么在分散相表面所形成的界面膜密度达不到所需程度，效果往往不好。

乳化剂在食品中的作用

乳化剂作为一种高效的食品添加剂被广泛地应用，其主要作用如下:

(1)由于乳化剂本身的两亲特性，能增加食品组分间的亲和力，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。

(2)与淀粉形成配合物，使产品得到较好的瓤结构，增大食品体积，防止老化及保鲜。

(3)用做油脂结晶调整剂，控制食品中油脂的结晶结构，改善食品口感质量。

(4)与原料中的蛋白质及油脂配合，增强面团强度。

(5)充气，稳定和改善气泡组织结构，提高食品内部结构质量，使食品更快释放出香味。

(6)提高食品的持水性，使产品更加柔软，可使食品增重。

(7)代替昂贵的配料，降低成本。

(8)乳化后的营养成分更容易被人体吸收，某些乳化剂有杀菌防腐效果。

⑨与蛋白质形成问鼎的组织结构，保湿保鲜蛋白质中的水分逃逸。

⑩与支链淀粉、脂肪油脂、蛋白质以及水系等营养物质；形成有序列的链条键结构，逆转发酵面团产品的老化速度，或扭转各种米面食品面团的淀粉老化速度。

我国允许直接用于焙烤食品的乳化剂种类较多，目前用量较大的有单酸甘油酯、蔗糖酯、山梨糖醇酯、丙二醇脂肪酸酯等。

乳化剂在食品中使用注意事项

(1)各种乳化剂的HLB值是选择乳化剂的极具参考性的数据，结合实践经验，应选用乳化体所需pH略高的品种，可达到提高乳化体稳定性的预期效果。

(2)理想的乳化剂，应该是水相、油相的亲和力均较强。故应用中多取 HLB 值大的和 HLB值小的两种乳化剂混用，常致相乘效果。

一般乳化剂品种的HLB值相差在5以内。

(3)选择水溶性乳化剂时，乳化剂亲油基与乳化体中的有机溶质的结构越相似，则乳化效果越好，且用量少。

(4)用中应与增剂和相对密度调节剂等配合使用，以提高乳化剂的稳定作用。

乳化液制备技术

在焙烤食品工业中，许多商品乳化剂都可以直接使用，但有时也需要将乳化剂制备成液。乳化液的制备是根据不同的乳化对象来选择适当的乳化剂品种和适当的条件，是经性很强的工作。

应首先确定乳化剂的 HLB 值，选定复合(或单一)乳化剂的品种、用量和配比，再根据试验对乳化液的配比、pH、黏稠度等进行调整。

乳化液的制备技术，按乳化剂的加人方式，

主要分为三类:

1.乳化剂在油中法

先将游销有部公部的油类加热，然后在搅拌条件下加人温水，开始为W/O型乳液，再

Dual-Mati 业注用于HLB值较小的乳化剂。

2.乳化剂在水中法

先将乳化剂溶于水，在搅拌中将油加入，此法先产生O/W型乳液，再继续加油则发生相转变为W/O型。此法用于HLB值较大的乳化剂。

3.轮流加液法

每次只取少量油或水，轮流加入乳化剂。此法对于制备商品乳化液，如蛋黄酱或其他含油的乳液尤其适宜。

在实际工作中，究竟采用什么加入方式，要根据乳化剂的亲油、亲水特性选择，而且往往要进行必要的组合变化。

制备乳液除使用专用的乳化机外，还可以使用混合搅拌机、胶体磨和均质机。

乳化剂在焙烤食品中的应用

糕点类

乳化剂用于蛋糕制作时的作用如下:

(1) 缩短加工时间，使蛋糕膨发得更大，组织结构得到改良。

(2)在机械化操作时，改善原料在加工中对机械的适应性。

(3)促使起酥油乳化、分散，防止油脂从糕点中渗出，产生“反油”现象，提高持水性和防止老化。

制作蛋糕时所添加的改良剂要求HLB在28-4.0。在这个范围内可任选一种，也可以选几种配合使用，经过试验选出最合适的配方。但是，蛋糕制作时直接向面粉中加入乳化齐的情况不多，一般作为起泡剂、乳化油、液体起酥油的成分使用。

面包类

乳化剂是面包制作中必不可少的添加剂，其使用量相当大，可作为面团改良剂或抗老化剂(软化剂)来使用。乳化剂在制作面包时的作用主要有:

(1) 改良面团的物理性质，如克服面团发黏的缺点，增强其延伸性等。

(2)提高机械耐性。

(3)有利于烘焙成柔软而体积大的面包，使面包组织细腻，触感、口感得到改善。(4)防止产品老化，保持新鲜。

乳化剂能改良面团的加工特性，是因为它能与面团中的脂类、蛋白质形成氢键或配合物，大大强化面团在和面及饧发时形成的网络结构，改进面团的加工性，提高面团的持气性，在发酵过程中能存留更多的二氧化碳气体，又不会撑破气孔，特别是饧发后，加乳化剂的面坯比不加的体积要大。

乳化剂可使各组分在加工中混合得更均匀、稳定，并使食品具有细密均匀的组织结构，如面包中的气泡小而密集。乳化剂可提高面团的润滑性，在制作过程中不粘辊筒等机械设备，减少面团在切割、搓圆、整形过程的机械损伤，使产品外观光滑丰满。

另外，当原料及其他辅料有一定变动时，不至于对成品的质量有大的影响，使工艺的应变性增强。

乳化剂防止面包老化，是在发酵、调粉过程中单甘油酯与面团中的直链淀粉结合成复合体，使得烘焙中淀粉膨润溶胀时从淀粉中溶出的直链淀粉减少，也就是使这些直链淀粉在糊化时对淀粉间的粘合力降低，所以得到柔软的面包。

另外由于直链淀粉形成复合体后，抑制了直链淀粉的再结晶，即阻止糊化(a化)的淀粉分子又自动排列成序，形成致密、高度晶体化的不溶解性的淀粉分子微束。

单甘酯不仅将淀粉表面溶出的直链淀粉变成不易再结晶的糊化淀粉，保护在淀粉粒外，而且还能渗透到淀粉的内部与支链淀粉结合，在面包放置期间，防止这两种糊化淀粉的再结晶。同时乳化剂还有能减少与淀粉结合的水分蒸发的作用。

使面包较长时间地保持柔软的性质。

面包中使用的乳化剂主要品种是单硬脂酸甘油酯，一般使用量占面粉的0.1%~0.6%。使用时可先将乳化剂与水、油、香料等制成乳液再与面粉混合。

饼干桃酥酥点类

饼干中添加乳化剂可起到以下作用:

①使酥油乳化、分散，改善组织和口感。

②提高面团亲水性，便于配料搅拌。

③提高发泡性，使气体分散、致密。

方便食品与速冻米面类

在速溶原料、方便面、方便米饭、速冻米面类食品、方便菜等食品中，乳化剂可提高它们的使用性能和延长贮藏期，添加乳化剂能显著地促进水的润湿和渗透，可使方便食品大大缩短冲泡时间，更好地分散于水中。

乳化剂在面条类食品中可减少成品水煮时淀粉的溶出，减少损失;增强弹性、吸水性和

降低面团黏度，便于操作。

面点米食类：

①保湿保鲜

②增加吸水率

③抗淀粉老化

④增强面团的物理属性：弹性、韧性、可塑性、延伸性等。

杜德春：

焙烤食品工艺技术首席工程师博士。