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乳化剂的性质及在食品中的作用

一、乳化剂是改善乳化体中各种换成相之间的表面张力，形成均匀分散提高乳化体的物质食品加工时，才被称乳化剂，是食品的表面活性剂。

二、乳化剂的分类
1,天然2,人工合成；分水包油型（o/w型，水为连续相）和油包水型（w/o型，水为连续相）有亲水基和亲油基.
三、乳化剂作用的基本原理

1、乳化剂与淀粉的作用

葡萄糖是人从自然界获得的主要能量来源，食品中主要存在形态为食用淀粉。乳化剂与直链淀粉结合，防止形成硬功夫的淀粉凝胶。其作用过程及原理如下：由于碳水化合物分子中含有羟基亲水基和碳氢键疏水基，因而在水溶液中能形成疏水区域和亲水区域。具有两亲结构的乳化剂，与碳水化合物的相互作用有两种，即通过氢键形成亲水相互作用和由疏水基团相互亲和而形成的疏水相互用。淀粉在水中由亲水基（羟基）与水的作用形成亲水胶体，所以淀粉悬浮颗粒可以作为乳状液外相（水）的亲水胶体提高其黏度，并能积聚到油/水相界面上，从而提高乳化剂与淀粉悬浮颗粒通过亲水基团间的相互作用形成氢键，结合成乳化剂—淀粉复合体。

2．乳化剂与蛋白质的作用

乳化剂与蛋白质相互作用形成的化合物属于脂肪，不同的脂肪及作用条件对结合程度影响很大。在食品加工中大量利用蛋白质与乳化剂的相互作用和结合，改善食品的加工性能、提高食品的品质。如下：

乳化剂与蛋白质的作用程度　　甘油单甘脂肪酸酯C16/C18 90%  甘油单二酰酒石酸酯     甘油单乙酸酯 15% 甘油单二酰酒石酸酯。     甘油单柠檬酸酯 20%         甘油单乳酸酯 20%    硬脂酸—2—乳酸钠 95%         硬脂酸—2—乳酸钙 95%      蔗糖酯 25% 
乳化剂和蛋白质相互作用形成的化合物属脂肪，不同的脂肪及作用条件对结合程度影响很大，非极性蛋白质侧链基团与乳化剂得烃链想到作用形成疏水结合溶剂经非极性氨基酸相互排斥是产生疏水结合的基础。疏水结合中乳化剂烃链固定于蛋白质上，而极性基结合在粒子表面，形成脂肪
。
3．乳化剂与油脂的作用

油脂是食品中的重要成份，油脂不溶于水，溶于非极性溶剂或极性与非极性溶剂的混合物，所有油脂化合物分子中都含有一个或多个长碳氢链，不论是否有水，乳化剂都能与油脂化合物发生作用，有水存在着时，乳化剂与油脂化合物特别是甘油单三酰酒石酸酯（油脂）会形成不同类型的结晶，这叫做油脂的多晶现象，如长链不分支的甘油单三酰酒石酸酯（油脂）熔化液冷却而发生结晶时，先形成六方a- 型晶体，a- 型晶体冷却到-50摄氏度到-70摄氏度时，则形成具有正交-三斜晶体的次级a- 型晶体，把a- 型晶体加热到熔点时，先迅速放出少量热量而转变成b- 初级型晶体，再加热时，很快过渡到形成稳定的b- 终型晶体，基中a-型晶体熔点，a-型晶体到次级a-型晶体变化是可逆的，b-型晶体具有较高的熔点，不同的晶型具有较高的熔点，不同的晶型油脂赋予食品不同的感官性能，食用性能中的油脂是a-型晶体，而逐步过渡到b-初级晶体，最终形成稳定的b-终型晶体，其熔点高，能量。乳化剂的作用就是阻止或阻碍这一进程的，其原理是亲油性的乳化剂与油脂结构相似，因此具有变晶功能。

4．稳定气泡与充气的作用

泡沫是气体在液体（固体）中的分散体系，气体是分散相，液体（固体）是连续相。泡沫是觉的有代表性的一种胶体化学现象。

近年来，随着对薄膜研究的深入，对泡沫及其稳定性油料更加深入地了解。起泡性是乳化剂的性能指标之一，起泡不仅与乳化剂溶液的浓度有关，温度压力等物理性质有关，而且与分子结构有关。泡沫表示在液体或固体的连续层中含有气体的状态。泡沫存在于连续层内部时成为气泡和泡沫寿命，即生成到泡沫高度和消失时间。含乳化剂的溶液中送进气体，则会产生气泡。形成泡膜的双分子膜之间含有大量乳化剂溶液，其浓度远较体相中乳化剂浓度高，如体相中乳化剂的质量分数为0.5%时，其在液膜中的质量分数可高达30%。膜层中存在的乳化剂对泡沫的稳定性有重要影响。如果膜层中含有高分子物质，则泡沫将更为稳定。
当有三个或更多气泡聚在一起时，气泡与气泡之间的层状结构就会向气相一边弯曲形成plateau交界，在plateau交界处的液压要比附近曲率小的地方液压小，就使得液体由小曲率处向plateau交界处流动，这种排液作用会使液膜逐渐变薄，当液膜达到临界厚度时（5—10mm），膜就会破裂。

另外，由于marangoni效应，当形成新的表面时，其表面张力常比达到平衡时的表面张力高，产生表面张力梯度，因此膜厚处必定向薄处转移，从而修复泡沫膜到来厚度，由于乳化剂的上述作用而有利于气泡稳定。
5． 结合水分，降低水分活度，延长保质期或货架寿命

 乳化剂通过在水分子中的扩散或溶解而形成胶束，从而达到结合水分，降低水分活度，延长保质期或货架寿命的目的，各种乳化剂形成胶束的浓度是不同的，
　乳化剂的性能和结构决定着复合物的形成过程和结合能力，由于食品是由油脂、蛋白质、碳水化合物及其他各种成分构成的复合物体系，各种物质同时存在，相互影响，这就给乳化剂的选择带来一定的困难。在实际工作中可以依据理论和经验找出起主要作用的乳化作用模式，以便于选择适当的乳化剂。