[科普中国]-天然乳化剂

定义

乳化剂是指能够使乳浊液稳定的表面活性剂。因此，在油水体系中加入乳化剂后，水和油就能相互混合，形成完全分散的乳浊液。乳化剂不仅仅能够提高乳浊液的稳定性，还能够决定乳浊液的类型。

乳化剂的亲水性和亲油性一般是不平衡的，它们适用的场合也有所差异，如果乳化剂分子的亲水基比亲油基大而强，属于亲水性的乳化剂，易形成油包水(O/W)型乳浊液；相反，如果乳化剂分子的亲油基团比亲水基大而强，它则属于亲水性的乳化剂，易形成油包水(W/O)型乳浊液。一般的，亲水性强的乳化剂适用于O/W型乳浊液，亲油性强的乳化剂适用于W/O型乳浊液[3]。

一般可用“亲水亲油平衡值”（即HLB）来表示其乳化能力的差别。若HLB愈大，则亲水作用愈大，即可稳定水包油型乳化体；反之，HLB愈小，则亲油作用愈大，即可稳定油包水型乳化体。

乳化剂根据其结构和性质都不相同，乳化剂可分为阴离子型、阳离子型和非离子型；根据其来源可分为天然乳化剂和合成乳化剂；按照作用类型可以分为表面活性剂、黏度增强剂和固体吸附剂；按其亲油亲水性可分为亲油型和亲水型2

性质形成稳定的层状液晶结构橄榄来源的乳化剂在液晶层相中构建体系，无需添加其他乙氧基助乳化剂，也无需考虑乳液内部相中各成分的化学结构和极性。少量橄榄来源的乳化剂即足够乳化油脂和其他亲脂性成分。即使配方中添加了大量的油性成分，也能够得到具有保湿和润肤效果的稳定乳液，并且具有轻薄和丝般光滑的触感。各种矿物油、植物油和硅油都可添加在配方中而不会影响乳液的稳定性。

液晶出现在油/水界面有助于增加体系的刚性，并限制界面上成分的波动，使乳液具有更大的稳定性。另外，液晶体系能够增强乳液的保湿能力。在液晶的网状结构中，内层的含水量极高，当产品一旦涂抹于皮肤上，这些水分会被立刻释放出来。由于以上所述原因，添加了橄榄来源的乳化剂的产品具有光泽的表面，清新轻薄的感受和轻盈的肤感。

橄榄来源的乳化剂能够形成稳定和不受温度影响的液晶层状结构。含有橄榄来源的乳化剂的配方很容易制定，而且成品具有高端的感官特征和轻薄清新的质地。通过液晶或网状结构的形成使乳液稳定的理论不同于HLB理论，也不同于Schulman理论，因为它并不需要任何辅助乳化剂，而这些辅助乳化剂的作用通常是使配方产品变得浓稠和稳定。液晶中的网状结构能促进乳液的稳定性，体系中脂质的天然属性并不是太重要，因为物质的极性和亲水性都不会影响液晶体系的网状结构。在油性液滴周围形成液晶层相，为聚集在O/W界面上的分子提供双层保护，进而保证系统的稳定性。在液晶体系中，油性液滴的周围至少需要三层两性物质。此结构类似于体表皮脂膜，易于在皮肤表面铺展，并保证相当的水合作用。橄榄来源的乳化剂用途广泛，在任何条件下都能形成稳定体系，也无需考虑油相中成分的极性。

与皮肤相容的液晶结构研究显示，传统乳化膏体的排列方式会在皮脂屏障造成孔状结构，所以，会伤害皮肤的皮脂屏障，使得经皮水分流失速度加快，且造成皮肤容易受到外界攻击。橄榄来源乳化剂所制备的乳液，呈层状液晶结构。皮肤的角质层，同样是层状结构，因此，皮肤结构完全不同。事实上，液晶结构是由一层水，一层脂肪酸相互交错叠加而成，该结构与角质层相互间的油脂矩阵式类似的。

橄榄来源的乳化剂的液晶结构就好像能与皮肤相容的“砖块”一样，能够修复皮肤屏障的完整。

高度相容性若pH低于4.5，乳液不稳定，建议使用合适的缓冲体系来解决。在高碱性环境下,无论油相的浓度是高还是低，都能稳定存在，可用来配制特种产品，如脱毛膏、染色产品或漂白产品和烫发产品。

与增稠剂的相容性：

黄原胶：增强稳定性，建议用于乳液型产品

卡波类：取决于你所需要的粘度。0.20%的用量下即可取得高度稳定的乳化体

聚丙烯酸钠：增加产品的光亮度3

种类橄榄来源的乳化剂是一种 安全，不含PEG，温和的， 100%来自于可再生原料的天然O/W 乳化剂。它非常容易制备稳定的液晶乳液，高温和低温下都有显著稳定性。它有轻薄和丝般光滑的触感，涂抹铺展性好。拥有长时间保湿和滋润效果，保护皮肤屏障层，能够 快速渗透入皮肤，增加活性物的活性。橄榄来源的乳化剂适用在婴儿润肤产品上。

面包用品质改良剂使用最多的乳化剂有硬脂酰乳酸钠（ssl）、硬脂酰乳酸钙（csl）、双乙酰酒石酸单甘油酯（datem）、蔗糖脂肪酯（se）、蒸馏单甘酯（dmg）等。各种乳化剂通过面粉中的淀粉和蛋白质相互作用，形成复杂的复合体，起到增强面筋，提高加工性能，改善面包组织，延长保鲜期等作用，添加量一般为0．2%～0．5%（对面粉计）。

硬脂酰乳酸钠/钙（ssl/csl）具有强筋的保鲜的作用。一方面与蛋白质发生强烈的相互作用，形成面筋蛋白复合物，使面筋网络更加细致而有弹性，改善酵母发酵面团持气性，使烘烤出来的面包体积增大；另一方面，与直链淀粉相互作用，形成不溶性复合物，从而抑直链淀粉的老化，保持烘烤面包的新鲜度。ssl/csl在增大面包体积的同时，能提高面包的柔软度，但与其他乳化剂复配使用，其优良作用效果会减弱。

双乙酰酒石酸单甘油酯（datem）能与蛋白质发生强烈的相互作用，改进发酵面团的持气性，从而增大面包的体积和弹性，这种作用在调制软质面粉时更为明显。如果单从增大面包体积的角度考虑，datem在众多的乳化剂当中的效果是最好的，也是溴酸钾替代物一种理想途径。

蔗糖脂肪酸酯（se）在面包品质改良剂中使用最多的是蔗糖单脂肪酸酯，它能提高面包的酥脆性，改善淀粉糊黏度以及面包体积和蜂窝结构，并有防止老化的作用。采用冷藏面团制作面包时，添加蔗糖酯可以有效防止面团冷藏变性。

蒸馏单甘酯（dmg）主要功能是作为面包组织软化剂，对面包起抗老化保鲜的作用，并且常与其他乳化剂复配使用，起协同增效的作用。

应用领域焙烤类面筋

乳化剂可与面筋蛋白相互作用，并强化面筋网络结构，使得面团保气性得以改善，同时也可增加面团对机械碰撞及发酵温度变化的耐受性。

面粉在成团过程中，面筋形成网络状结构，如果该结构较为脆弱时，则由酵母产生的CO2将会消失。而当面团中添加了乳化剂如PANODAN、DATEM、SSL、ARTODAN等时，面筋结构则得以加强，从而将产生的CO2气体良好的保持。此结构给予面筋一个良好的束缚，并使得面团黏度下降，从而增加面筋蛋白质网的延展性，使产品更加柔软而易于整形。

面包

乳化剂可以将会使面包组织柔软并保持较长时间。因为它能减少水分从蛋白质结构中流失，延缓硬质蛋白质的形成。而且防止在烘焙冷却后，随温度的降低、时间延长，小麦面团直链淀粉会回凝成不溶状态，进而变硬、变脆，从而使面包的柔软度大大降低。

饱和蒸馏的单甘油酸酯则使最具代表性的、有效的面团软化剂。加入单甘油酸酯等乳化剂面团中，经过搅拌而被淀粉分子吸收，在面团温度达到约55℃时，乳化剂会与直链淀粉作用形成螺旋状复合体。这种反应将会提高淀粉粒糊化温度，减少了低温时面心中糊化淀粉的总量，从而降低淀粉分子的结晶程度，并从淀粉颗粒内部阻止支链淀粉凝聚，防止淀粉的老化、回生。

蛋糕

在制作蛋糕，例如海绵蛋糕、 磅蛋糕、夹层蛋糕时，拌打入空气形成乳沫，乳化剂中饱和脂肪酸链可使面糊和气室的分界区域形成光滑的薄膜状结构，这将会稳定气室，同时增加气室数量。添加乳化剂，可使面糊比重下降、蛋糕体积增大，并获得良好的品质及外观。

在糕点中使脂肪均匀分散，防止油脂渗出，改善口感，提高脆性，并能减少蛋的用量（用量一般为0.3%~1%）4

饮料类植物蛋白饮料

乳化剂可以使得植物蛋白油脂不分层，制备稳定的乳液。

粉末饮料

冲剂的粉末饮料中加乳化剂可提高其在水溶液中的润湿性、分散性。巧克力饮料中加乳化剂可提高分散性，可可饮料中加乳化剂也使分散性好

饮料香精

稳定天然香料油的乳化，防止制品中香料的损失。起乳化作用的有乳化香料，赋予饮料以香气和浊度，用高HLB值的聚甘油脂肪酸酯及皂树皂苷，可调制成乳化香料。添加乳化香料的饮料多属酸性，而聚甘油脂肪酸酯和皂树苷耐酸性优，因而十分合适。亲水性好与耐酸性高的卵磷脂也可使用。酒精饮料、咖啡饮料、人造炼乳可使用甘油酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。

气泡饮料

一般在水中乳化剂的起泡力以脂肪酸碳数12附近的最大，皂树皂苷的起泡力也很强。欧美各国的起泡性饮料，都添加皂树皂苷作起泡剂，使具有存在大量微细空气泡口感良好，产品质量提高。

乳制品

加入反乳化作用的乳化剂可做消泡剂，用于乳制品加工，以破坏乳液的平衡，含有不饱和脂肪酸的乳化剂，具有抑制泡沫的作用。

甜品类冰淇淋

增强乳化、缩短搅拌时间。有利于充气和稳定泡沫，使制品产生微小冰晶和分布均匀的微小气泡，提高比体积，改善热稳定性，从而得到质地干燥、疏松、保形性好，表面光滑的冰淇淋产品。用量为0.2%~0.5%。

巧克力

增加巧克力颗粒间的摩擦力和流动性，降低粘度，增进脂肪分散，防止起霜。提高热稳定性，提高产品表面光滑度。

糖果

使脂肪均匀分散，增加糖膏的流动性，易于切开和分离，提高生产效率，增进产品质地，降低粘度，改善口感。

口香糖

提高基料混溶性、均匀性、改善可塑性、脆性、防止生产时的粘着，从而提高生产效率，改香料的乳化和分散，增进风味，一般油包水型乳化剂效果更佳。用量为0.5%~1%。

炼乳

HLB值的亲油性乳化剂和其他亲水性乳化剂配合，可提高饮料及炼乳的乳化稳定性。

人造奶油

改善油水相容，将水分充分乳化分散，提高乳液的稳定性，用量为0.1%~0.5%。

日用品类卸妆油

卸妆油里面添加了乳化剂，乳化作用可以使得脸上的油性彩妆以及污垢溶解。冲洗后若仍然双手满脸油腻腻粘乎乎，就是乳化作用比较差。寒冷的温度下会影响这个过程，所以，冬季最好用温水来清洗。

护肤品

化妆品中还有很多乳状液产品，你平时使用的面霜、乳液、卸妆乳、基本洁面大多数皆为乳状液，这些产品为了要实现包装盒上标识的至少三年的保质期，都需要使用乳化剂来提高稳定性。[4]

化工类沥青

a)起泡性：乳化沥青在运输和施工过程中常常会有发泡现象，这与乳化剂的特性有直接关系。过多的泡沫影响乳化沥青的储存和运输。除了采用机械方法如输送乳化沥青时从罐的下部引入，减少由于冲击产生的泡沫。还可以采用化学方法，加入消泡剂，如HLB在1-4范围内的表面活性剂OP等，或者加入酒精、异丙醇等。

b)乳化剂对蒸发残留物的影响：乳化沥青只是使用过程中的暂存形式，最终表现的能仍是沥青性能，残留的乳化剂会对沥青性能产生影响。这与乳化剂的种类、加量、质量优劣有关系，在实际应用中要考虑。
c )储存稳定性：乳化剂的种类、乳化剂的浓度以及影响乳化剂乳化作用的各种因素都会影响乳化沥青的稳定性。乳化剂本身就有快裂、中裂、慢裂三种类型。制备的乳化沥青也相应的分为快裂、中裂、慢裂三种。它们的稳定性逐次增强。用相同的乳化剂制备乳化沥青，由于所用乳化剂用量的不同，在一定程度上也影响乳化沥青的稳定性。随着乳化剂用量的增加，沥青微粒变小，沉降速度减慢，沥青微粒间的电位值增加，乳液的粘度升高，贮存的沉降值降低，进而乳液的质量和稳定性提高。但是，当乳化剂增加到一定量后，其稳定性不再发生明显的变化。因而，正确选择乳化剂适宜的用量范围，既保证了乳化液的质量和稳定性，又不造成经济上的浪费。[5]

清洁剂

强力去污乳化剂是一种由高浓缩表面活性剂合成的低泡沫油污乳化剂，与主洗粉配合使用可有效去除工装、台布、餐巾上的重油污垢，可防止毛巾、床单等织物的污垢再沉淀，提高所洗织物的洗涤质量。

乳化剂一般是表面活性剂与矿物油和油脂的混合物，但也可以溶于水。它可以通过把油和油脂分解成非常细小的颗粒而将其形成的污垢从面料驱逐下来。一旦乳化在水中，油和油脂即可通过稀释作用被移除。

乳化剂有助于在洗涤过程中去除衣物上粘着的矿物质油或油脂。如果和适量的碱和洗涤剂混合则可以用来去除汽油。碱和喜油的表面活性剂相结合可以将油和油脂形成的小珠分解成非常细小的颗粒。之后，乳化剂就会将其包围并在其表面形成—层奶状物质。这样在乳化和溶入水之后，油和油脂就会通过稀释作用而被去除了。

农药

农业生产商使用的农药绝大多数都是不溶于水的有机物，不能直接配成水溶液，通常是将原药溶于有机溶剂如二甲苯中，并加入亲水性的乳化剂，制成乳油，使用时再将乳油加入水中形成O/W型的乳浊液后才使用，乳化剂的加入大大降低了溶液的表面能，使乳浊液的液滴表面形成一层保护膜，增强了药剂在植物体表面或害虫表面的润湿、展布以及附着能力，从而提高药效。目前应用于农药的乳化剂有脂肪聚氧乙烯类、烷基苯酚聚氧乙烯醚类、磺酸盐类、磺酸脂类、酰胺类、有机硅类等。1