乳化剂在各种乳饮料的稳定性中作用及使用情况分析

乳化剂在各种乳饮料的稳定性中作用及使用情况分析

摘要：阐述了乳饮料中影响稳定性最重要的两个因素，以及这两个因素造成乳饮料体系不稳定的机理。乳化剂是乳饮料中常用的稳定剂，用于乳饮料体系的稳定。介绍了乳化剂的基本概念和性质，比如HLB值、W一0或0一W乳状液、乳化剂与碳水化合物的相互作用、乳化剂与蛋白质的相互作用、乳化剂与脂类化合物的相互作用等，通过介绍乳化剂的选择和使用原则引出了乳化剂在乳饮料中的作用机理，并列举了几种复合乳饮料或发酵乳饮料中乳化剂的应用情况，进一步说明了乳化剂在乳饮料中的作用。

关键字：乳化剂、作用机理、HLB值、乳饮料、稳定性 正文：

1. 前言

添加剂是食品生产中的重要原料。食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及根据防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成品或天然物质。我国按食品添加剂的主要功能分类。如：防腐剂、乳化剂、发色剂、漂白剂、酸味剂、膨松剂、营养强化剂、甜味剂等23类。

食品添加剂在食品加工过程中必须按《食品添加剂使用卫生标准》中规定的使用量及范围添加才能对人体无害。但是近些年发生的食品安全问题令大多数人都对食品添加剂产生了或多或少的心理阴影，像在果脯、蜜饯、酱菜中超限量使用甜味素，有的甚至在蜜饯类食品中糖精钠最高含量超出允许限量12倍之多；超量使用护色剂亚硝酸盐加工肉制品；在馒头制作过程中滥用硫磺熏蒸馒头，致使馒头中维生素B2受到破坏；在干豆腐、香肠、冰棒中加人柠檬黄、胭脂红等合成色素；甚至在婴儿食品或奶制品中添加糖精、香精等食品添加剂。这些行为都是随意使用并添加食品添加剂的现象。较为严重的有：比如山西假酒事件，三聚氰胺事件，苏丹红事件以及今年所爆发的双汇瘦肉精事件和上海染色毒馒头事件。其中，与乳及乳制品相关的违禁添加物有4种：三聚氰胺(蛋白精)、硫氰酸钠、皮革水解物及13一内酰胺酶(金玉兰酶制剂，即解抗剂)。皮革水解物，添加到牛奶里可以增加蛋白质含量；三聚氰胺用来冒充蛋白质；解抗剂可以用来掩

蔽抗生素，冒充“无抗奶”；硫氰酸钠则用于保鲜，可延长牛奶保质期。

乳饮料在人们的日常生活中占了很大的一部分比例，很多人每天早上都要和牛奶，各种品牌的乳饮料也成了最实惠的礼品。哇哈哈的营养快线，伊利的优酸乳等饮料也成了我们平日里常喝的饮料，乳化剂和增稠剂是乳饮料中经常用于增加体系稳定的两类添加剂，对于乳饮料体系来说，乳化剂在体系中所起的作用非常重要，因此乳饮料中的乳化剂使用又是怎样的呢？本文着重分析乳化剂在在各种乳饮料的稳定性中所起的作用。

2. 影响乳饮料稳定性的因素。

影响乳饮料稳定性的因素有很多，目前已知的影响乳饮料稳定性的因素，主要有水、原料乳、磷酸盐、稳定剂、乳固形物、糖酸比例等，如水质的硬度、二价阳离子的含量，原料乳中蛋白质的含量以及磷酸盐、Ca离子的多少等。

乳饮料中主要的不稳定物质是脂肪(易上浮)和蛋白质(易沉淀)。乳饮料中脂肪与水互不相溶，易发生分离而出现分层现象，特别是经过UHT杀菌后，脂肪与水更易发生分离。另外，乳饮料生产过程中经过一系列高温处理，蛋白质大多发生变性，使本来埋藏在蛋白质内部的疏水基团被更多地转移到分子的表面，这些疏水基团与水分子有相互排斥作用，在此作用力下，蛋白质就变为球形状态而存在于水相中。

3. 乳化剂的基本理论 3.1 乳化剂的基本概念和性质 3.1.1 乳化剂的基本概念

乳化剂是一类具有亲水基团（极性的，疏油的）和疏水基团（非极性的，疏水的）的表面活性剂，而且这两部分分别处于分子的两端，形成不对称的结构。其中亲水基团一般是溶于水或能被水湿润的基团，如羟基；其亲油基团一般是与油脂结构中烷烃相似的碳水化合物长键，故可与油脂互溶，如最常用的单硬脂酸甘油酯，有两个亲水的羟基，一个亲油的十八碳烷基，这两个基团存在于一个结构中。乳化剂分子结构的两亲性特点，是乳化剂具有了使油、水两相产生水乳交融效果的特殊功能。

3.1.2 乳化剂的HLB值

HLB是分子中亲油和亲水的这两个相反的基团的大小和力量的平衡。亲水性为0时，HLB=0；亲水性为100%时，HLB=20。通常HLB值在0-20之间，凡HLB值在1-3的，可作为消泡剂；HLB值在3-6的，适合作为油包水(W/O）型乳化剂；HLB值在7-9的，可作为润湿剂；HLB值在8-18的，适合作为水包油（O/W)型乳化剂；HLB值在13-15的，可作为洗涤剂；HLB值在15-18的，适合作为增溶剂。

一般来说，HLB值越低，亲油性越强，易形成W/O型体系，HLB值越高，亲水性越强，易形成O/W型体系。 3.1.3 乳化剂与食品分成的作用

3.1.3.1 乳化剂与碳水化合物的相互作用

乳化剂与碳水化合物的相互作用方式有两种，即通过氢键发生的亲水相互作用及由疏水键产生的疏水相互作用。 3.1.3.2 乳化剂与蛋白质的相互作用

乳化剂与蛋白质的相互作用，有不同的键合方式。有以疏水键相互作用的疏水结合、借助于形成氢键而发生相互作用的氢键结合以及以静电相互作用的静电结合。

3.1.3.3 乳化剂与脂类化合物的相互作用

不论是否有水存在，乳化剂与脂类化合物均能发生作用，有水存在时，乳化剂与脂类化合物作用，形成稳定的乳状液。没有水存在时，脂类化合物，特别是甘油三酸酯会形成不同类型的结晶。

4. 乳化剂在乳饮料中的作用机理

在没有添加乳化剂的乳饮料体系中的微粒基本上呈球形状态，是不稳定的。当在乳饮料中加人乳化剂后，乳化剂在O／W界面形成了界面膜，以使界面上带有一定量的电荷或者降低O／W界面张力作用等不同的方式使O／W的乳状液比较稳定，阻止了油滴的相互结合。此外，乳化剂能与蛋白质颗粒及其他粒子相互作用，它们以络合等方式聚集加成到保护的粒子上，使被保护粒子的电荷或其溶剂化膜增强或者两者同时增强；有的还与增稠稳定剂在乳饮料液中形成网状结构，以支持颗粒。这些作用都能一定程度地阻止颗粒互相结合变大，维持乳饮料的稳

定。但由于蛋白质的颗粒较大，单靠乳化剂的乳化作用还不足以完全稳定，一般还需与具有悬浮作用的物质(主要是各种食用胶体)配合使用，方能达到完全稳定的效果。

5. 乳化剂在乳饮料中的选择和使用

一般来说，乳化剂的选择要经过以下几个步骤： （1）确定：①确定乳化剂的HLB值

②根据HLB值确定乳化剂“对” ③确定最佳的单一乳化剂 ④确定最佳的乳化剂用量 （2）调整乳化剂的配比

（3）调整pH、粘度以及乳化剂的比例

对于简单的O／W体系而言，对乳化剂的选择和应用的判定根据其是W一0或0一W乳状液，再根据各种乳化剂的HLB值来选择即可。然而，对于如牛乳饮料这样复杂体系，HLB值就只能作为一个选择乳化剂的重要而非唯一的依据。还需考虑牛乳饮料的含乳量、pH值、热处理情况及添加的其它胶体物质等综合方面。

6. 不同乳化剂在几种乳饮料中的应用

由于含乳饮料包含乳脂肪随着时间的推移，会出现脂肪上浮和油圈的形成，更严重时会引起油水分离进而损害产品质量。乳化剂通过保证产品乳化状态的稳定化，防止油水分离 从而使含乳饮料质量稳定化。乳化剂在含乳饮料中的作用就是赋予产品乳化稳定性。以下列举了一些乳化剂在常见乳饮料种类中的应用。 6.1 乳化剂在豆乳饮料中的应用

在该体系中，选用单甘脂和蔗糖酯作为乳化剂，通过对稳定率确定乳化剂对该体系稳定性的影响，测定最佳单因素用量，再与稳定剂（卡拉胶、CMC）进行复合乳化稳定剂的复配，通过感官评定确定最佳复配比。在酸性豆乳饮料中还可以选用三聚甘油硬脂肪酸作为乳化剂。 6.2 乳化剂在非酶解百合大米乳饮料中的应用

在百合大米乳饮料的制备过程中，大米和百合中还含有少量的脂质。为了防止淀粉的老化和提高产品中脂类物质的稳定性，选择蔗糖脂肪酸酯作为乳化剂和抗老化剂。随着蔗糖脂肪酸酯用量的增加，产品的感官质量和稳定性不断提高，但是高浓度蔗糖脂肪酸酯特有的气味对产品风味和口感产生不良影响，因此可以得到一个最佳值，即为蔗糖脂肪酸酯的适宜使用量。 6.3 乳化剂在甘薯花生酸性乳饮料中的应用

由于花生乳中含有蛋白质和油脂，因此。添加适当乳化稳定剂能防止脂肪球聚集和蛋白质沉淀，从而提高产品的质量并延长其保质期。在大量前期试验的基础上，选取单甘酯和蔗糖酯为乳化剂。通过正交实验确定复合乳化剂的最佳配比。 6.4 乳化剂在苹果核桃乳饮料、榛子乳饮料中的应用

苹果核桃乳饮料中蛋白质和其它固体微粒聚沉以及脂肪上浮的现象，严重影响制品的外观质量，添加适量的乳化剂可使溶液稳定均一。通过实验对乳化剂单因素进行分析，选择合适的乳化剂，本体系采用单甘脂和蔗糖酯作为乳化剂，再对这两种乳化剂进行正交配比，确定最佳复配比。

在榛子乳饮料中选用HLB值分别为3、12、15．4的单甘酯、蔗糖酯及吐温80进行单一乳化剂和复合乳化剂的乳化效果试验。通过采用单因素与多因素试验，然后通过正交试验确定稳定剂的优选。 6.5 乳化剂在甜玉米乳饮料中的应用

甜玉米乳饮料是以新鲜玉米或速冻玉米和牛奶(鲜乳或复原乳) 为主要原料加工调配而成, 它以水分为分散质, 以蛋白质, 脂肪为分散相的宏观分散体系, 呈乳状, 是一种复杂不稳定的体系, 既有蛋白质形成的悬浮液, 又有脂肪形成的乳浊液。体系选用单甘脂和蔗糖酯作为乳化剂，进行单因素及复配的实验研究，确定最佳复配比。

有些甜玉米酸性乳饮料中也采用了的司盘一60作为乳化剂。在脱脂玉米胚芽饮料中，也选用了单甘脂与蔗糖酯合用作为最佳的符合乳化剂。 6.6 乳化剂在乳饮料中的应用小结

除了以上几种乳饮料外，乳化剂还在其他许多乳饮料体系中应用。市场上常见的食品用乳化剂有单甘酯、卵磷脂、蔗糖脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。在这些乳化剂中 最具有代表性且使用量最大

的是单甘酯和卯磷脂。乳化剂单独使用时有时会出现乳化功能不够，影响风味等问题，题，目前食品行业通常会采用将几种乳化剂配合使用的方式 以单甘酯和蔗糖脂肪酸酯组合 或卵磷脂和聚甘油脂肪酸酯的组合，替代单甘脂和卯磷脂的单独使用。很多乳饮料中采用了单一乳化剂与增稠剂进行复配混用，以达到良好的增加体系稳定的效果。但是在选择乳化剂的时候一定要考虑系统的成分、乳化的机械条件、系统环境因素、乳化剂的合理使用量等因素，合理的使用乳化剂。

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