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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物质。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。
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。
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。
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。
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。
降低体系的界面张力,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。
乳化剂是通过增加其稳定乳液的物质动力学稳定性。乳化剂是被称为表面活性剂或”表面活性剂”的更广泛的化合物组的一部分。表面活性剂(乳化剂)是典型的两亲性化合物,这意味着它们具有极性或亲水性(即水溶性)部分和非极性(即疏水性或亲脂性)部分。因此,乳化剂在水中或油中的溶解度往往或多或少。较易溶于水(相板,较难溶于油)的乳化剂通常会形成水包油乳液,而较易溶于油的乳化剂会形成油包水乳液。