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乳化剂原来是这样起作用的(水分活度仪转载)

2019/01/24

乳化剂原来是这样起作用的(水分活度仪转载)

乳化剂作为调质类的食品添加剂,在食品工业中扮演重要角色,我们来看一下乳化剂的作用机理

乳状液

食品中常见的乳状液,一相是水或水溶液,统称为亲水相;另一相为与水互不相溶的有机相,或称亲油相。两种不相混溶的液体,如水和油相混合时能形成两种类型的乳状液,即水包油型(O/W)和油包水型(W/O)乳状液。
在水包油型乳状液中油以微小滴分散在水中,油滴为分散相,水为分散介质,如牛乳即为一种O/W型乳状液;在油包水型乳状液中则相反,水以微小液滴分散在油中,水为分散相,油为分散介质,如人造奶油即为一种W/O型乳状液。
乳化剂的作用机理
食品乳化剂也称表面活性剂,或说是使互不相溶的液质转为均匀分散相(乳浊液)的物质,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。
乳化剂一方面通过在两相互相排斥的相面上,形成薄分子层,降低整个体系的表面自由能,并形成新的界面,乳化剂分子内具有亲水和亲油两类基团,这两类基团能分别吸附在油和水两相互相排斥的相面上,形成薄分子层,降低两相的界面张力,亦即油分子与乳化剂的亲油部分为一方,水分子与乳化剂的亲水部分为另一方,这种两方的互相作用,使界面张力发生变化;
另一方面,通过在微滴表面形成保护性的吸附层而赋予微滴很强的空间稳定作用。一般乳化剂的加入量越多,界面张力的降低也越大。这样就使原来互不相溶的物质得以均匀混合,形成均质状态的分散体系,改变了原来的物理状态,进而改善食品的内部结构,提高质量。
亲水亲油平衡值
亲水亲油平衡值(HLB
一般亲水性强的乳化剂成油/水型乳浊液,亲油性强的乳化剂成水/油型乳浊液。为了表示乳化剂的亲水亲油平衡,通常使用HLB值(亲水亲油平衡值),并用HLB值表示乳化剂的亲水性。HLB值有多种计算法,
差值式:HLB=亲水基的亲水性-亲油基的憎水性 
比值式:HLB=亲水基的亲水性/亲油基的憎水性
每一种乳化剂的HLB值,可用实验方法来测定,规定亲油性为100%的乳化剂,其HLB0(以石蜡为代表),亲水性100%HLB20(以油酸钾为代表),其间分成20等分,以此表示其亲水、亲油性的强弱,HLB值越大,亲水性越强,HLB值越小,亲油性越强。
绝大部分食用乳化剂是非离子表面活性剂,HLB值为0-20,非离子型乳化剂的不同HLB值及其相关性质如表格所示;离子型表面活性剂的HLB值则为0-40。因此,凡HLB值<10的乳化剂主要是亲油性的,而HLB≥10的乳化剂则具有亲水特征。

对于混合型的乳化剂,其HLB值具有加和性。故两种或两种以上乳化剂混合使用时,该混合乳化剂的HLB值可按其组成的各个乳化剂的质量分数求得:
HLBa,b =HLBa·A%+HLBb·B%

式中,HLBa,b为乳化剂ab混合后的HLB值;HLBaHLBb分别为ab两种乳化剂的HLB值;A%B%分别为ab在该混合乳化剂中的百分含量(本式仅适用与非离子型乳化剂)。
乳化剂的制备方法及影响因素
乳化剂的制备方法有四种,即干胶法、湿胶法、油相水相混合法、机械法。
干胶法,即水相加到含乳化剂的油相中,制备时先将胶粉(乳化剂)与油混合均匀,加入一定量的水,研磨乳化成初乳,再加水稀释至全量。
湿胶法,即油相加到含乳化剂的水相中,制备时将胶(乳化剂)先溶于水中,制成胶浆作为水相,再将油相分次加于水相中,研磨成初乳,在加水至全量。
油相水相混合加至乳化剂中,将一定量油、水、混合。
阿拉伯胶至乳钵中研细,再将油水混合液加入其中迅速研磨成初乳,再加水稀释。
制备乳化剂主要是将两种液体乳化,而乳化的好坏对乳剂的质量有很大影响。影响乳化的因素主要有界面张力、黏度与温度、乳化时间、乳化剂的用量等。一般选用能显著降低界面张力的乳化剂;乳化剂较适宜的乳化温度为70℃左右,若用非离子型表面活性剂为乳化剂,乳化温度不应超过其昙点;一般乳化剂的用量越多,形成的乳剂也越稳定。

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