食品乳化劑 Food Emulsifier 2015/5/15 1
前言 用途 : 助脂溶性及水溶性兩種成分混合 成分 : 脂肪酸單甘油脂 蔗糖酯等 常添加食物 : 蛋糕 麵包 巧克力 冰淇淋等 健康疑慮 : 脂肪酸單甘油脂屬脂肪類, 且反式脂肪酸高, 有心血管疾病 高血壓患者, 應該避免攝食 2015/5/15 2
毒物專家有關乳化劑的話 乳化劑是一種界面活性劑, 像是蛋糕 巧克力 餅乾 冰淇淋等食品, 在製作過程中, 或是使用水溶性 脂溶性物質時, 添加乳化劑可幫助兩種物質較容易混合 在食品製造上, 乳化劑是一種很好用的物質, 具有讓水性 油性物質混合在一起的特性 乳化劑最常用的成分是脂肪酸單甘油脂 蔗糖酯等, 前者屬於脂肪類, 反式脂肪酸較高, 長期或大量使用, 可能對有心血管疾病 高血壓患者, 引發疾病發作, 建議應盡量少吃 若僅是微量使用, 乳化劑對人體不至於有太大傷害 至於另一種常用成分蔗糖酯, 根據文獻記載, 不具有特殊毒性, 民眾可以放心 但提醒民眾及食品製造業者, 乳化劑等添加物雖然屬於食品的合法添加物, 但仍要掌握適量的原則, 避免過量使用對人體健康造成危害 諮詢專家 : 長庚醫院腎臟科醫師顏宗海
食品乳化劑概念 添加於食品後可顯著降低油水兩相介面張力, 使互不相溶的油 ( 疏水性物質 ) 和水 ( 親水性物質 ) 形成穩定乳濁液的食品添加劑
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水 糖類 蛋白質 脂肪 乳化劑 改善 水蛋白質乳化劑脂肪 醣類
乳化現象 水 油 水 油 乳化劑 乳化液
界面活性劑 降低表面張力 在分散相表面形成保護膜 乳化劑的作用
表面張力 使物體保持最小表面積的趨勢 10ml 油分散 0.1μm 小油滴面積 300m 2 100 萬倍
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乳化劑分子結構特點 親水部分 親油部分 乳化劑是一類具有親水基團 ( 極性的 疏油的 ) 和疏水基團 非極性的 親油的 ) 的表面活性劑, 而且這兩部分分別處於分子的兩端, 形成不對稱的結構 乳化劑分子結構的兩親性特點, 使乳化劑具有了油 水兩相產生水乳交融效果的特殊功能
乳化劑分子性能 在乳化液中, 乳化劑分子為求自身的穩定狀態, 在油水兩相的介面上, 乳化劑分子親油基伸入油相, 親水基伸入水相, 這樣, 不但乳化劑自身處於穩定狀態, 而且在客觀上又改變了油 水介面原來的特性, 使其中一相能在另一相中均勻地分散, 形成了穩定的乳化液
乳化液的類型 多相體系 天然乳化液 人工乳化液 牛奶 椰奶 油包水 (W/O) 型 水包油 (O/W) 型 多重型 (W/O/W) 型 奶油 乳 霜淇淋
乳化劑的分類 離子型乳化劑 陰離子型 陽離子型 兩性乳化劑 烷基羧酸鹽 磷酸鹽 卵磷脂 非離子型乳化劑 脂肪酸甘油酯
界面活性劑的定義及特徵 定義為一個化合物內同時具有疏水基及親水基的化學性質, 當其以低濃度存在於系統中時, 具有吸附系統表面或界面的特性, 並能明顯降低系統的自由能 界面活性劑分子同時有一個極性基和一個非極性基 極性基對極性物質顯現出高親合力, 而非極性基對極性物質則顯現出低的親合力 除此之外也有人研究一種新型的界面活性劑, 其為在一個分子中包含了兩個親水基和兩個疏水基或兩個親水基和三個疏水基, 此種界面活 2015/5/15 性劑稱為雙子星界面活性劑 P. 16/
界面活性劑之基本性質 (1) 表 ( 界 ) 面張力之降低性 (2) 表 ( 界 ) 面之吸附性 (3) 吸附膜的形成及具方向性的排列 (4) 微胞 ( micell ) 形成性 2015/5/15 P. 17/
界面活性劑的分類 陰離子型 (Anionic Type) 陽離子型 (Cationic Type) 非離子型 (Nonionic Type) 兩性離子型 (Amphoteric Type) 2015/5/15 P. 20/
陰離子型 2015/5/15 P. 21/
陽離子型 2015/5/15 P. 22/
(a) 醚型 非離子型 聚乙二醇烷酚 (polyethylene glycol alkylphenol) 聚乙二醇烷醚 (polyethylene glycol alkylether) (b) 酯型烷醯甘油 (acyl glycerine) 烷醯清涼茶醇 (acyl sorbitan) 烷醯葡萄糖 (acyl glycoside) 烷醯蔗糖 (acyl sucroside) 烷醯聚乙二醇 (acyl polyethyl glycol) 2015/5/15 P. 23/
兩性離子 2015/5/15 P. 24/
決定乳化劑兩親特性的因素 親水基的種類 親油基的種類 分子結構與相對分子量 乳化劑的親水性 : HLB 值 2015/5/15 25
分子結構 親油基和親水基與所親合的基團結構越相似, 則他們的親合性越好 親水基位置在親油基鏈一端的乳化劑比親水基靠近親油基鏈中間的乳化劑親水性要好
分子量 分子量大的乳化分散能力比分子量 小的好
HLB 值 - 概述 --1 HLB 值 (Hydrophile-Lipophile Balance Number) 稱親水疏水平衡值, 也稱水油度 它既與表面活性劑的親水親油性有關, 又與表面活性劑的表面 ( 界面 ) 張力 界面上的吸附性 乳化性及乳狀液穩定性 分散性 溶解性 去污性等基本性能有關, 還與表面活性劑的應用性能有關 親水親油平衡值 ( HLB 值 ) 是用來表示表面活性劑親水或親油能力大小的值 1949 年 Griffin 提出了 HLB 值的概念 將非離子表面活性劑的 HLB 值的範圍定為 0 ~ 20, 將疏水性最大的完全由飽和烷烴基組成的石蠟的 HLB 值定為 0, 將親水性最大的完全由親水性的氧乙烯基組成的聚氧乙烯的 HLB 值定為 20, 其他的表面活性劑的 HLB 值則介於 0 ~ 20 之間 HLB 值越大, 其親水性越強, HLB 值越小, 其親油性越強 2015/5/15 28
HLB 值 - 概述 --2 隨著新型表面活性劑的不斷問世, 已有親水性更強的品種應用於實際, 如月桂醇硫酸鈉的 HLB 值為 40 表面活性劑由於在油 - 水界面上的定向排列而具有降低界面張力的作用, 所以其親水與親油能力應適當平衡 如果親水或親油能力過大, 則表面活性劑就會完全溶於水相或油相中, 很少存在於界面上, 難以達到降低界面張力的作用 常用表面活性劑的 HLB 值見表如後 表面活性劑的 HLB 值不同, 其用途也不同 2015/5/15 29
HLB 值 2015/5/15 30
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各種乳化劑 HLB 值 甘油單油酸酯 3.4 甘油單硬脂酸酯 3.8 甘油單月桂酸酯 5.2 二乙醯化甘油單硬脂酸酯 3.8 二乙醯化酒石酸單甘油酯 8.0 聚氧化乙烯 (20) 甘油單硬脂酸酯 13.1 山梨醇酐單油酸酯 4.3 山梨醇酐單硬脂酸酯 4.7 山梨醇酐單月桂酸酯 8.9 山梨醇酐三油酸酯 1.8 山梨醇酐三硬脂酸酯 2.1 2015/5/15 32
HLB 值 聚氧化乙烯 (20) 山梨醇酐三硬脂酸酯 10.5 聚氧化乙烯 (20) 山梨醇酐三硬脂酸酯 11.0 聚氧化乙烯 (4) 山梨醇酐單月桂酸酯 13.3 聚氧化乙烯 (20) 山梨醇酐單硬脂酸酯 14.9 聚氧化乙烯 (20) 山梨醇酐單油酸酯 15.0 聚氧化乙烯 (20) 山梨醇酐單月桂酸酯 16.3 蔗糖二硬脂酸酯 30 蔗糖單月桂酸酯 15.0 乙二醇單硬脂酸酯 3.6 聚氧化乙烯 (20) 乙二醇單硬脂酸酯 16.0 硬脂醯乳酸鈣 5.1 硬脂醯乳酸鈉 8.3 大豆磷脂 8.0 2015/5/15 33
HLB 值與乳化劑的使用 HLB 值 適用性 作用 1.5~3 消泡性 消泡作用 3.5~6 水 / 油型乳化劑 乳化作用 (W/O) 7~9 潤滑劑 潤濕作用 8~18 油 / 水型乳化劑 乳化作用 (O/W) 13~15 洗滌劑 ( 滲透劑 ) 去汙作用 15~18 溶化劑 增溶作用
HLB 值乳化劑的親水親油平衡值 (Hydrophilic Lipophilic Balance) 親水基 親水性 親油基 疏水性 相當的平衡 HLB 值表示乳化劑的親水性
HLB 值計算 ( 多種 ) 差值式 HLB= 親水基的親水性 親油基疏水性 比值式 HLB= 親水基的親水性 親油基疏水性
戴微斯法 HLB= 7+ 親水基團值 親油基團值 HLB= 7+11.7log 川上法 親水基部分相對分子量 親油基部分相對分子量 複合乳化劑 HLB AB = HLB A m A +HLB B m B m A + m B
標準 HLB 值測定 通過乳化標準油實驗來測定 石蠟 (HLB=0) 十二烷基硫酸鈉 (HLB=40) 規定親油性為 100% 乳化劑其 HLB 為 0 親水性為 100% 乳化劑其 HLB 為 20 20 等分 HLB 值越高表明乳化劑親水性越強, 反之親油性越強
乳化劑在食品中的作用 起泡作用 懸浮作用 泡沫是氣體分散在液體裡產生的 潤濕作用 冷飲甜食 蛋糕 糖果 懸浮液是不溶性物質分散到液體介質中形成的穩定分散液 乳化劑, 對不溶性顆粒也有潤濕作用, 這有助於確保產品的均勻性 巧克力飲料
破乳作用和消泡作用 霜淇淋 採用相反類型乳化劑或投入超出所需要的乳化劑起破乳化作用 控制破乳化作用, 這有助於使脂肪形成較好顆粒, 形成最好的產品 錯合作用 complexation 乳化劑可錯合澱粉 麵包 蛋捲 調理生麵團, 促進結構形成均勻, 改善性能
結晶控制 巧克力花生奶油糖果塗層 乳化劑捕捉游離的花生油而阻止分離 提高結晶速度 促進細小晶體形成 潤滑作用 在焦糖中加入固體甘油單酸酯和甘油二酸酯能減少對切刀 包裝物和消費者牙齒的黏結力
TFDA 計核可 29 種乳化劑 -1 001 脂肪酸甘油酯 Glycerin Fatty Acid Ester (Mono-and Diglycerides) 002 脂肪酸蔗糖酯 Sucrose Fatty Acid Ester 003 脂肪酸山梨醇酐酯 Sorbitan Fatty Acid Ester 005 脂肪酸丙二醇酯 Propylene Glycol Fatty Acid Ester 006 單及雙脂肪酸甘油二乙醯酒石酸酯 Diacetyl Tartaric Acid Esters of Monoand Diglycerides (DATEM) 007 鹼式磷酸鋁鈉 Sodium Aluminum Phosphate,Basic 008 聚山梨醇酐脂肪酸酯二十 Polysorbate 20 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 2015/5/15 42
TFDA 計核可 29 種乳化劑 -2 009 聚山梨醇酐脂肪酸酯六十 Polysorbate 60 010 聚山梨醇酐脂肪酸酯六十五 Polysorbate 65 011 聚山梨醇酐脂肪酸酯八十 Polysorbate 80 012 羥丙基纖維素 HydroxypropylCellulose 013 羥丙基甲基纖維素 Hydroxypropyl Methylcellulose ( Propylene Glycol Ether of Methylcellulose 014 檸檬酸甘油酯 Mono- and Diglycerides, Citrated 015 酒石酸甘油酯 Mono- and Diglycerides, Tartrated 016 乳酸甘油酯 Mono- and Diglycerides, Lactated 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 2015/5/15 43
TFDA 計核可 29 種乳化劑 -3 017 乙氧基甘油酯 Mono- and Diglycerides, Ethoxylated 018 磷酸甘油酯 Mono- and Diglycerides, Monosodium Phosphate Derivatives 019 琥珀酸甘油酯 Succinylated Mono-glycerides(SMG) 020 脂肪酸聚合甘油酯 Polyglycerol Esters of Fatty Acids 021 交酯化蓖麻酸聚合甘油酯 Polyglycerol Esters of Interesterified Ricinoleic Acids 022 乳酸硬脂酸鈉 Sodium Stearyl-2-Lactylate(SSL) 023 乳酸硬脂酸鈣 Calcium Stearyl-2-Lactylate(CSL) 024 脂肪酸鹽類 Salts of Fatty Acids 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 2015/5/15 44
TFDA 計核可 29 種乳化劑 -4 025 聚氧化乙烯 (20) 山梨醇酐單棕櫚酸酯 ; 聚山梨醇酐脂肪酸酯四十 Polyoxyethylene(20) Sorbitan Monopalmitate; Polysorbate 40 026 聚氧化乙烯 (20) 山梨醇酐單硬脂酸酯 Polyoxyethylene (20) Sorbitan Monostearate 027 聚氧化乙烯 (20) 山梨醇酐三硬脂酸酯 Polyoxyethylene (20) Sorbitan Tristearate 028 聚氧乙烯 (40) 硬脂酸酯 Polyoxyethylene (40) Stearate (Polyoxyl (40) Stearate) 029 甘油二十二酸酯 Glyceryl Behenate 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於各類食品中視實際需要適量使用 本品可於膠囊狀 錠狀食品中視實際需要適量使用 本品可於膠囊狀 錠狀食品中視實際需要適量使用 2015/5/15 45
抑制酵母菌及黴菌無酸味配方 甘油脂肪酸酯 甘油脂肪酸酯食品素材 抑制酵母菌或產氣性菌作用, 而膨氣 抑制細菌繁殖添加量 :0.2%~0.4% 酵母 大腸菌群 乳酸菌 一般細菌 與食品混合使用 與水溶解後使用 使用時無溫度限制 和果子類 麻糬 蜂蜜蛋糕 蔬菜冷盤 所以, 烘焙用的發粉如有添加甘油脂肪酸酯, 則其因酵母菌會被抑制, 所以一定會添加添加物膨脹劑, 以補足其效果 2015/5/15 46
無限量規定的乳化劑甘油脂肪酸酯大量使用結果 食物不會發霉了 食物因為均質變得更好吃了 食物的香味變得更好了 但人體的三酸甘油脂卻變得無法降低 請重視其副作用 2015/5/15 47
大部分的香料亦為酯類 目前法規規定使用不受管制 大分子香料己二酸酯類於食品中濫用已逐漸成形 油脂就是一顯著之例子 2015/5/15 48
小分子香料與大分子香料 小分子香料 香 使用量少 其他功能較少 分子小毒性較大, 但使用量小, 對健康應無影響 大分子香料 較不香 使用量大 其他功能較多 毒性雖低, 但分子大不易代謝, 且具強乳化性, 可能會產生健康上問題 2015/5/15 49
酯類的香料功能以大分子香料己二酸二辛酯為例 香味功能 均質功能 防霉功能 防蟲功能 乳化功能 抗低溫 抗凍 2015/5/15 50
食安法第 24 條有關香料標示之規定 食品添加物及其原料之容器或外包裝, 應以中文及通用符號, 明顯標示下列事項 : 一 品名 二 食品添加物 或 食品添加物原料 字樣 三 食品添加物名稱 ; 其為二種以上混合物時, 應分別標明 其標示應以第十八條第一項所定之品名或依中央主管機關公告之通用名稱為之 四 淨重 容量或數量 五 製造廠商或國內負責廠商名稱 電話號碼及地址 六 有效日期 七 使用範圍 用量標準及使用限制 八 原產地 ( 國 ) 九 含基因改造食品添加物之原料 十 其他經中央主管機關公告之事項 食品添加物之原料, 不受前項第三款 第七款及第九款之限制 前項第三款食品添加物之香料成分及第九款標示之應遵行事項, 由中央主管機關公告之 第一項第五款僅標示國內負責廠商名稱者, 應將製造廠商 受託製造廠商或輸入廠商之名稱 電話號碼及地址通報轄區主管機關 ; 主管機關應開放其他主管機關共同查閱 2015/5/15 51
食品添加物中所含香料成分標示之應遵行事項 發文日期 :103 年 5 月 20 日 發文字號 : 部授食字第 1031300957 號 主旨 : 訂定 食品添加物中所含香料成分標示之應遵行事項, 並自即日生效 依據 : 食品安全衛生管理法第二十四條第二項 公告事項 : 食品添加物中所含香料成分得以 香料 標示之, 如該成分屬天然香料者, 得以 天然香料 標示之 ; 但所含除香料成分外之其他原料, 仍應標示其各別名稱 2015/5/15 52
香料與乳化劑只是一步之隔 預警未來大分子香料有可能在各食品中大量濫用建議政府應將大分子香料列入管理 2015/5/15 53