乳化劑

乳化劑是能夠改善乳濁液中各種構成相之間的表面張力，使之形成均勻穩定的分散體系或乳濁液的物質。乳化劑是表面活性物質，分子中同時具有親水基和親油基，它聚集在油/水界面上，可以降低界面張力和減少形成乳狀液所需要的能量，從而提高乳狀液的能量。

基本介紹

• 中文名：乳化劑
• 外文名：emulsifier
• 套用學科：化學
• 屬性：表面活性劑(SAA)
• 性質：多功能、高純度、低刺激、高效率
• 分類：水包油O/W型和油包水W/O型
• 常見乳化劑：肥皂、阿拉伯膠、烷基苯磺酸鈉等

發展簡史

20世紀60年代以來，人們開始重視表面活性劑使用的安全性，加強了對無毒、生物降解性好的非離子乳化劑的研究。在食品、化妝品、醫藥等行業限制某些乳化劑的使用，開發出山梨酸醇脂肪酸酯類、磷脂類、糖脂類乳化劑等新型乳化劑。

20世紀80年代以來，人們對乳化劑提出多功能、高純度、低刺激、高效率的更高要求，開發出更多的新型乳化劑。

乳濁液的種類已從傳統的水包油型和油包水型擴大到多重乳濁液、非水乳濁液、液晶乳濁液、發色乳濁液、凝膠乳濁液、磷脂乳濁液和脂質體乳濁液等多種形式。

定義

乳化劑是指能夠使乳濁液穩定的表面活性劑。因此，在油水體系中加入乳化劑後，水和油就能相互混合，形成完全分散的乳濁液。乳化劑不僅僅能夠提高乳濁液的穩定性，還能夠決定乳濁液的類型。

乳化劑的親水性和親油性一般是不平衡的，它們適用的場合也有所差異，如果乳化劑分子的親水基比親油基大而強，屬於親水性的乳化劑，易形成水包油(O/W)型乳濁液；相反，如果乳化劑分子的親油基團比親水基大而強，它則屬於親油性的乳化劑，易形成油包水(W/O)型乳濁液。一般的，親水性強的乳化劑適用於O/W型乳濁液，親油性強的乳化劑適用於W/O型乳濁液。

一般可用“親水親油平衡值”（即HLB）來表示其乳化能力的差別。若HLB愈大，則親水作用愈大，即可穩定水包油型乳化體；反之，HLB愈小，則親油作用愈大，即可穩定油包水型乳化體。

乳化劑根據其結構和性質都不相同，乳化劑可分為陰離子型、陽離子型和非離子型；根據其來源可分為天然乳化劑和合成乳化劑；按照作用類型可以分為表面活性劑、黏度增強劑和固體吸附劑；按其親油親水性可分為親油型和親水型。

性質

雙親性：所有乳化劑的分子中均含有親水基和親油基兩個功能基團，親水基能吸引水層，親油基能包圍油層。

潤濕性：降低液體和固體表面張力，使液體迅速擴散到全部表面，是有效的潤滑劑。

與澱粉結合防止老化，改善產品質構；與蛋白質相互作用增進麵團的網路結構，強化麵筋網，增強韌性和抗力，使蛋白質具有彈性，增加體積；對結晶物質結構的改善；穩定氣泡和充氣作用；降低液體和固體表面張力，使液體迅速擴散到全部表面，是有效的潤滑劑；破乳消泡作用；提高乳濁液的穩定性。乳化劑能穩定食品的物理狀態，改進食品組織結構，簡化和控制食品加工過程，改善風味、口感，提高食品質量，延長貨架壽命，廣泛套用於焙烤、冷飲、糖果等食品行業。

套用領域

焙烤類

麵筋

乳化劑可與麵筋蛋白相互作用，並強化麵筋網路結構，使得麵團保氣性得以改善，同時也可增加麵團對機械碰撞及發酵溫度變化的耐受性。

麵粉在成團過程中，麵筋形成網路狀結構，如果該結構較為脆弱時，則由酵母產生的CO₂將會消失。而當麵團中添加了乳化劑如PANODAN、DATEM、SSL、ARTODAN等時，麵筋結構則得以加強，從而將產生的CO₂氣體良好的保持。此結構給予麵筋一個良好的束縛，並使得麵團黏度下降，從而增加麵筋蛋白質網的延展性，使產品更加柔軟而易於整形。

麵包

乳化劑可以將會使麵包組織柔軟並保持較長時間。因為它能減少水分從蛋白質結構中流失，延緩硬質蛋白質的形成。而且防止在烘焙冷卻後，隨溫度的降低、時間延長，小麥麵團直鏈澱粉會回凝成不溶狀態，進而變硬、變脆，從而使麵包的柔軟度大大降低。

飽和蒸餾的單甘油酸酯則使最具代表性的、有效的麵團軟化劑。加入單甘油酸酯等乳化劑麵團中，經過攪拌而被澱粉分子吸收，在麵團溫度達到約55℃時，乳化劑會與直鏈澱粉作用形成螺旋狀複合體。這種反應將會提高澱粉粒糊化溫度，減少了低溫時面心中糊化澱粉的總量，從而降低澱粉分子的結晶程度，並從澱粉顆粒內部阻止支鏈澱粉凝聚，防止澱粉的老化、回生。

蛋糕

在製作蛋糕，例如海綿蛋糕、 磅蛋糕、夾層蛋糕時，拌打入空氣形成乳沫，乳化劑中飽和脂肪酸鏈可使麵糊和氣室的分界區域形成光滑的薄膜狀結構，這將會穩定氣室，同時增加氣室數量。添加乳化劑，可使麵糊比重下降、蛋糕體積增大，並獲得良好的品質及外觀。

在糕點中使脂肪均勻分散，防止油脂滲出，改善口感，提高脆性，並能減少蛋的用量（用量一般為0.3%~1%）

飲料類

植物蛋白飲料

乳化劑可以使得植物蛋白油脂不分層，製備穩定的乳液。

粉末飲料

沖劑的粉末飲料中加乳化劑可提高其在水溶液中的潤濕性、分散性。朱古力飲料中加乳化劑可提高分散性，可可飲料中加乳化劑也使分散性好

飲料香精

穩定天然香料油的乳化，防止製品中香料的損失。起乳化作用的有乳化香料，賦予飲料以香氣和濁度，用高HLB值的聚甘油脂肪酸酯及皂樹皂苷，可調製成乳化香料。添加乳化香料的飲料多屬酸性，而聚甘油脂肪酸酯和皂樹苷耐酸性優，因而十分合適。親水性好與耐酸性高的卵磷脂也可使用。酒精飲料、咖啡飲料、人造煉乳可使用甘油酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。

氣泡飲料

一般在水中乳化劑的起泡力以脂肪酸碳數12附近的最大，皂樹皂苷的起泡力也很強。歐美各國的起泡性飲料，都添加皂樹皂苷作起泡劑，使具有存在大量微細空氣泡口感良好，產品質量提高。

乳製品

加入反乳化作用的乳化劑可做消泡劑，用於乳製品加工，以破壞乳液的平衡，含有不飽和脂肪酸的乳化劑，具有抑制泡沫的作用。

甜品類

冰淇淋

增強乳化、縮短攪拌時間。有利於充氣和穩定泡沫，使製品產生微小冰晶和分布均勻的微小氣泡，提高比體積，改善熱穩定性，從而得到質地乾燥、疏鬆、保形性好，表面光滑的冰淇淋產品。用量為0.2%~0.5%。

朱古力

增加朱古力顆粒間的摩擦力和流動性，降低粘度，增進脂肪分散，防止起霜。提高熱穩定性，提高產品表面光滑度。

糖果

使脂肪均勻分散，增加糖膏的流動性，易於切開和分離，提高生產效率，增進產品質地，降低粘度，改善口感。

口香糖

提高基料混溶性、均勻性、改善可塑性、脆性、防止生產時的粘著，從而提高生產效率，改香料的乳化和分散，增進風味，一般油包水型乳化劑效果更佳。用量為0.5%~1%。

煉乳

HLB值的親油性乳化劑和其他親水性乳化劑配合，可提高飲料及煉乳的乳化穩定性。

人造奶油

改善油水相容，將水分充分乳化分散，提高乳液的穩定性，用量為0.1%~0.5%。

日用品類

卸妝油

卸妝油裡面添加了乳化劑，乳化作用可以使得臉上的油性彩妝以及污垢溶解。沖洗後若仍然雙手滿臉油膩膩粘乎乎，就是乳化作用比較差。寒冷的溫度下會影響這個過程，所以，冬季最好用溫水來清洗。

護膚品

化妝品中還有很多乳狀液產品，你平時使用的面霜、乳液、卸妝乳、基本潔面大多數皆為乳狀液，這些產品為了要實現包裝盒上標識的至少三年的保質期，都需要使用乳化劑來提高穩定性。

化工類

瀝青

a)起泡性：乳化瀝青在運輸和施工過程中常常會有發泡現象，這與乳化劑的特性有直接關係。過多的泡沫影響乳化瀝青的儲存和運輸。除了採用機械方法如輸送乳化瀝青時從罐的下部引入，減少由於衝擊產生的泡沫。還可以採用化學方法，加入消泡劑，如HLB在1-4範圍內的表面活性劑OP等，或者加入酒精、異丙醇等。

b)乳化劑對蒸發殘留物的影響：乳化瀝青只是使用過程中的暫存形式，最終表現的能仍是瀝青性能，殘留的乳化劑會對瀝青性能產生影響。這與乳化劑的種類、加量、質量優劣有關係，在實際套用中要考慮。
c )儲存穩定性：乳化劑的種類、乳化劑的濃度以及影響乳化劑乳化作用的各種因素都會影響乳化瀝青的穩定性。乳化劑本身就有快裂、中裂、慢裂三種類型。製備的乳化瀝青也相應的分為快裂、中裂、慢裂三種。它們的穩定性逐次增強。用相同的乳化劑製備乳化瀝青，由於所用乳化劑用量的不同，在一定程度上也影響乳化瀝青的穩定性。隨著乳化劑用量的增加，瀝青微粒變小，沉降速度減慢，瀝青微粒間的電位值增加，乳液的粘度升高，貯存的沉降值降低，進而乳液的質量和穩定性提高。但是，當乳化劑增加到一定量後，其穩定性不再發生明顯的變化。因而，正確選擇乳化劑適宜的用量範圍，既保證了乳化液的質量和穩定性，又不造成經濟上的浪費。

清潔劑

強力去污乳化劑是一種由高濃縮表面活性劑合成的低泡沫油污乳化劑，與主洗粉配合使用可有效去除工裝、檯布、餐巾上的重油污垢，可防止毛巾、床單等織物的污垢再沉澱，提高所洗織物的洗滌質量。

乳化劑一般是表面活性劑與礦物油和油脂的混合物，但也可以溶於水。它可以通過把油和油脂分解成非常細小的顆粒而將其形成的污垢從面料驅逐下來。一旦乳化在水中，油和油脂即可通過稀釋作用被移除。

乳化劑有助於在洗滌過程中去除衣物上粘著的礦物質油或油脂。如果和適量的鹼和洗滌劑混合則可以用來去除汽油。鹼和喜油的表面活性劑相結合可以將油和油脂形成的小珠分解成非常細小的顆粒。之後，乳化劑就會將其包圍並在其表面形成—層奶狀物質。這樣在乳化和溶入水之後，油和油脂就會通過稀釋作用而被去除了。

農藥

農業生產商使用的農藥絕大多數都是不溶於水的有機物，不能直接配成水溶液，通常是將原藥溶於有機溶劑如二甲苯中，並加入親水性的乳化劑，製成乳油，使用時再將乳油加入水中形成O/W型的乳濁液後才使用，乳化劑的加入大大降低了溶液的表面能，使乳濁液的液滴表面形成一層保護膜，增強了藥劑在植物體表面或害蟲表面的潤濕、展布以及附著能力，從而提高藥效。目前套用於農藥的乳化劑有脂肪聚氧乙烯類、烷基苯酚聚氧乙烯醚類、磺酸鹽類、磺酸脂類、醯胺類、有機矽類等。

食品乳化劑

食品乳化劑需求量最大的為脂肪酸單甘油脂，其次是蔗糖酯、山梨糖醇脂、大豆磷脂、月桂酸單甘油酯、丙二醇脂肪酸酯等。

蔗糖酯由於酯化度可調，HLB值寬廣，既可成為W/O型，又可成為O/W型乳化劑，為當前世界上頗為引人注目的乳化劑。

大豆磷脂是天然產物，它不僅具有極強的乳化作用，且兼有一定的營養價值和醫藥功能，是值得重視和發展的乳化劑，但在磷脂的提純、以及化學改性方面尚需加強研究。我國所用即為改性大豆磷脂。

山梨醇酯類開發較早，用於食品工業歷年耗量約占食品乳化劑總量的10%。

月桂酸單甘油酯(GML)天然存在於母乳中，在嬰兒自身的免疫系統發育完全之前，GML對嬰兒的健康起著保護作用。研究發現，GML不僅可用作食品乳化劑，廣泛添加於焙烤食品中，起改善米麵製品品質的作用，而且GML也是一種安全、高效、廣譜抗菌劑，其抗菌效果不受pH影響，優於山梨酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸酯及脫氫醋酸等常用防腐劑。

以甘油酯為主體的系列產品開發套用正在發展階段，歐美各國甘油酯衍生物的消費量約占總消費量的20%，其中聚甘油酯由於其HLB值範圍寬，乳化能力強，用量不斷增加。食品乳化劑的套用開發現已由單一品種的需求結構趨向於復配型，即生產幾種基本乳化劑將其複合搭配出許多的品種，發揮其協同效應。我國廣泛套用的乳化劑復配產品有麵包改良劑、蛋糕發泡劑等。

食用乳化劑是消耗量較大的一類食品添加劑，各國許可使用的品種很多，現就我國許可使用的品種介紹如下：

月桂酸單甘油酯(GML)，乙醯化單甘油脂肪酸酯，硬脂醯乳酸鈣，雙乙醯酒石酸，單（雙）甘油酯，氫化松香甘油酯，松香甘油酯，單硬脂酸甘油酯，六聚甘油單油酸酯，六聚甘油單硬脂酸酯，改性大豆磷脂，辛癸酸甘油酯，聚氧乙烯山梨醇酐，單月桂酸酯，聚氧乙烯山梨醇酐，單油酸酯聚氧乙烯山梨醇酐，單棕櫚酸酯，聚氧乙烯山梨醇酐，單硬脂酸酯，聚氧乙烯木糖醇酐，單硬脂酸酯，丙二醇脂肪酸酯，硬脂酸鉀酷蛋白酸鈉，硬脂醯乳酸鈉，山梨醇酐單月桂酸酯，山梨醇酐單油酸酯，山梨醇酐單棕櫚酸酯，山梨醇酐單硬脂酸酯，山梨醇酐三硬脂酸酯，乙酸異丁酸蔗糖糖酯，脂肪酸蔗糖酯，蔗糖酯三聚甘油單硬脂酸酯，木糖醇酐單硬脂酸酯。

天然乳化劑

橄欖來源的乳化劑是一種安全，不含PEG，溫和的，100%來自於可再生原料的天然O/W 乳化劑。它非常容易製備穩定的液晶乳液，高溫和低溫下都有顯著穩定性。它有輕薄和絲般光滑的觸感，塗抹鋪展性好。擁有長時間保濕和滋潤效果，保護皮膚屏障層，能夠 快速滲透入皮膚，增加活性物的活性。橄欖來源的乳化劑適用在嬰兒潤膚產品上。

麵包用品質改良劑使用最多的乳化劑有硬脂醯乳酸鈉（ssl）、硬脂醯乳酸鈣（csl）、雙乙醯酒石酸單甘油酯（datem）、蔗糖脂肪酯（se）、蒸餾單甘酯（dmg）等。各種乳化劑通過麵粉中的澱粉和蛋白質相互作用，形成複雜的複合體，起到增強麵筋，提高加工性能，改善麵包組織，延長保鮮期等作用，添加量一般為0.2%～0.5%（對麵粉計）。

硬脂醯乳酸鈉/鈣（ssl/csl）：

具有強筋的保鮮的作用。一方面與蛋白質發生強烈的相互作用，形成麵筋蛋白複合物，使麵筋網路更加細緻而有彈性，改善酵母發酵麵團持氣性，使烘烤出來的麵包體積增大；另一方面，與直鏈澱粉相互作用，形成不溶性複合物，從而抑直鏈澱粉的老化，保持烘烤麵包的新鮮度。ssl/csl在增大麵包體積的同時，能提高麵包的柔軟度，但與其他乳化劑復配使用，其優良作用效果會減弱。

雙乙醯酒石酸單甘油酯（datem）：

能與蛋白質發生強烈的相互作用，改進發酵麵團的持氣性，從而增大麵包的體積和彈性，這種作用在調製軟質麵粉時更為明顯。如果單從增大麵包體積的角度考慮，datem在眾多的乳化劑當中的效果是最好的，也是溴酸鉀替代物一種理想途徑。

蔗糖脂肪酸酯（se）：

在麵包品質改良劑中使用最多的是蔗糖單脂肪酸酯，它能提高麵包的酥脆性，改善澱粉糊黏度以及麵包體積和蜂窩結構，並有防止老化的作用。採用冷藏麵團製作麵包時，添加蔗糖酯可以有效防止麵團冷藏變性。

蒸餾單甘酯（dmg）：

主要功能是作為麵包組織軟化劑，對面包起抗老化保鮮的作用，並且常與其他乳化劑復配使用，起協同增效的作用。

相關類別

聚丙烯醯胺乳化劑

一般我們認為是在一定條件下，兩種或多種互不相溶的聚合物形成的新型乳液，也有業界的專家認為其實質應是一種“雙水相”體系，是兩種聚合物混合形成的乳液。有研究人員給出了具體的定議：PAM“水包水”乳液是指AM與其它水溶性單體在一種低分子量水溶性聚合物穩定劑的無機鹽溶液中進行分散聚合反應所得到外類似乳液的水分散體系。聚合過程中，反應生成的PAM聚合物在達到臨界鏈長時，由於鹽析效應而不斷沉澱到位低分子量水溶性聚合物液中且互不相溶，其中聚合物穩定劑及其所攜帶的水化水作為連續相（外相）包裹著作為分散相（內相）的PAM聚合物及其水化水，由於內相和外相都是水相且兩相不互溶，因此稱之為“水包水”聚丙烯醯胺乳化劑。

非離子表面活性劑

一、醚類非離子助劑

1．烷基酚聚氧乙烯醚類

1)壬基酚聚氧乙烯醚：NP系列、農乳100號等

2)辛基酚聚氧乙烯醚：乳化劑OP系列、磷辛10號（仲辛基酚聚氧乙烯醚）

3)雙、三丁基酚聚氧乙烯醚： (C₄H₉)--O(EO)_nH

4)烷基酚聚氧乙烯醚：乳化劑11號（旅順化工廠）

5)苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚：乳化劑12號（旅順化工廠）

2．苄基酚聚氧乙烯醚

1)二、三苄基酚聚氧乙烯醚：乳化劑BP、梧乳BP等

3)苄基二甲基酚聚氧乙烯醚：農乳400號

4)二苄基異丙苯基酚（又稱二苄基復酚）聚氧乙烯醚：乳化劑BC

5)二苄基聯苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚：寧乳31號

3．苯乙基酚聚氧乙烯醚

1)苯乙基酚聚氧乙烯醚：農乳600號與500號等

2)苯乙基異丙苯基酚聚氧乙烯醚：農乳600-2號等

3)二苯乙基復酚聚氧乙烯醚：乳化劑BS，與500號復配對有機磷農藥乳化性很好

4)二苯乙基聯苯酚聚氧乙烯醚

5)苯乙基萘酚聚氧乙烯醚

4．脂肪醇聚氧乙烯醚及其類似產品

1)月桂醇聚氧乙烯醚

2)異辛基聚氧乙烯醚 Igepal CA

3)十八烷醇基聚氧乙烯醚

4)異十三醇聚氧乙烯醚

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3)苯乙基聯苯酚聚氧乙烯醚

6．脂肪胺聚氧乙烯醚

1)脂肪胺（又稱烷基胺）聚氧乙烯醚

2)脂肪醯胺聚氧乙烯醚

3)烷基胺氧化物

4)季胺烷氧化物及其類似產品

二、酯類非離子助劑

1、脂肪酸環氧乙烷加成物

1)油酸聚氧乙烯酯

2)硬脂酸聚氧乙烯酯

3)松香酸聚氧乙烯酯

2．蓖麻油環氧乙烷加成物及其衍生物

3．多元醇脂肪酸酯及其環氧乙烷加成物

失水山梨醇脂肪酸酯：斯潘系列20，40，60，80，85，親油性較強

失水山梨醇脂肪酸酯環氧乙烷加成物：Tween系列，水溶性比斯潘大

4．甘油為基本原料的非離子助劑

1)二聚甘油和脂肪酸酯

2)雙甘油聚丙二醇醚

3)甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯

三、端羥基封閉的非離子助劑

1、對稱結構的端羥基封閉的非離子助劑

2．不對稱結構的端羥基封閉的非離子助劑

四、高分子型助劑

一、非離子型

1．烷基酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物：農乳700號

2．芳烷基酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物

1)苯乙基酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物：寧乳36號、農乳700-1號等

2)異丙苯基酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物：農乳700-2號、寧乳37號等

3)苄基酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物：日本Sorpol PPB150、200

3．聯苯酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物

4．聚乙烯醇完全水解的聚乙烯醇98-99%、部分水解的水解度為88-89%

5．聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，聚醚類分子量2000-3000有良好的去污力，分子量更高的分散力較好，如環氧乙烷-環氧丁烷共聚物、環氧乙烷-環氧丙烷-環氧丁烷共聚物

二、陰離子型

1．聚合羧酸鹽：聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯醯胺

2．烷基酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物硫酸鹽：SOPA-Ⅱ(270)，SOPA-Ⅴ(570)

3．烷基萘磺酸甲醛縮合物及其類似品種：MF，MSF

4．酚甲醛縮合物磺酸鹽及其類似品種

1)酚磺酸萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽

2)酚甲醛縮合物磺酸鈉鹽：分散劑HN(又稱分散劑S），分散劑C

3)酚-脲-甲醛縮合物磺酸鹽

5．縮甲基纖維素及其衍生物

6．黃原酸膠 XG

7．木質素磺酸鹽：脫糖木質素磺酸鈉M-9等

注意事項

1．不同HLB值的乳化劑可製備不同類型的乳液，選擇合適的乳化劑是取得最佳效果的基本保證。

2．由於複合乳化劑有協同效應，通常多採用復配型乳化劑，但在選擇乳化劑“對”時要考慮HLB高值與低值相差不要大於5，否則得不到最佳穩定效果。

3．乳化劑加入食品體系之前，應在水或油中充分分散或溶解，製成漿狀或乳狀液，乳狀液的製備方式有三種：

（1）乳化劑直接溶於水中，在激烈攪拌下，將油加入。

（2）乳化劑溶於油相（加熱），將水直接加入。（或上述混合物直接加入水中）

發現影響

由於食品加工技術的提升，使得乳化劑在食品加工過程中扮演著相當重要的角色，受到烘焙業者廣泛重視，並在烘焙產品中廣為利用，進而改變產品的內部結構，提高了產品品質。乳化劑的需求在世界市場上有逐步上升之趨勢，美國一年乳化劑的消耗可達五百萬美金。而乳化劑最大的市場即麵包工業，其中近50%為單甘油脂。大豆磷脂每年的世界產量業在不斷上升，在西點及休閒食品中具有驚人的潛力。