乳化劑是指能改善乳化體中各種構(gòu)成相之間的表面張力,形成均勻分散體或乳化體的物質(zhì),食品乳化劑是 GB 2760—2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的22類食品添加劑之一。食品乳化劑的用量約占食品添加劑總量的 1/2,是食品工業(yè)中用量多的添加劑,在食品生產(chǎn)和食品加工過程中占有重要地位,幾乎所有食品的生產(chǎn)和加工均涉及乳化劑或乳化作用。食品乳化劑是一類多功能的食品添加劑,除了具有典型的表面活性之外,在食品中還具有消泡、增稠、穩(wěn)定、潤滑、保護等作用。
乳化劑是食品加工中常用的食品添加劑之一。類似表面活性劑,借裹住分散相小滴防止其聚結(jié),使之成為存在于另一不溶混或部分溶混液體中的穩(wěn)定的膠態(tài)分散體。
乳化劑是促進(jìn)乳液穩(wěn)定不可缺少的組成部分,對乳狀液的穩(wěn)定性起重要作用。為了形成穩(wěn)定的乳狀液,使分散相分散成極小的液滴,乳化劑的使用和選擇也很重要。乳化劑主要是通過降低界面自由能,形成牢固的乳化膜,以形成穩(wěn)定的乳狀液。降低界面自由能,液滴粒子形成球狀,以保持小表面積。兩種不同的液體形成乳液的過程是兩相液體之間形成大量新界面的過程。液滴越小,新增界面越大,液滴粒子表面的自由能就越大。乳化劑吸附于液滴表面,可有效降低表面張力或表面自由能。乳化劑吸附于液滴周圍,在液滴周圍定向排列成膜,從而降低油水界面張力,有效阻止液滴聚集。乳化劑在液滴表面排列越整齊,乳化膜越牢固,乳狀液越穩(wěn)定。
乳化的目的是減少乳液制備消耗的能量。為了保持乳液的穩(wěn)定性,所以乳化劑應(yīng)具備較強的乳化能力,能形成牢固的乳化膜,以及具有安全、無局部刺激性、穩(wěn)定性好且受外界因素較小的性質(zhì)。
當(dāng)體系中小分子乳化劑的含量大于臨界膠束濃度時,表面活性劑分子聚集,從而形成膠束,將溶劑體系劃分為疏水區(qū)域和親水區(qū)域。此時溶液的表面張力下降的快,使溶解的物質(zhì)逐漸吸附于膠束的親水區(qū),以達(dá)到助溶的目的。
乳化劑在材料合成行業(yè)的應(yīng)用主要是利用它進(jìn)行乳液聚合合成涂料、粘合劑等產(chǎn)品。尋找性能穩(wěn)定、價格低廉的乳液聚合劑是該行業(yè)乳化劑的研究發(fā)展方向。例如在粘合劑的合成中,聚丙烯酸酯粘合劑的廣泛應(yīng)用就是由于丙烯酸酯類乳液粘合劑的聚合在低分子量表面活性劑的條件下使聚合物分散在水中,從而造成了一部分游離乳化劑殘留在聚合物中,降低了乳液粘合劑在基材表面的附著力。為了解決此問題并有效防止成膜后乳化劑的遷移,能夠提高涂膜的耐水性和附著力的可聚合乳化劑得到了進(jìn)一步研究。此外,在材料合成中,環(huán)保型反應(yīng)性乳化劑作為傳統(tǒng)乳化劑的替代品得到進(jìn)一步應(yīng)用,例如乳化劑SR-10不僅乳化能力強、環(huán)保性能優(yōu)良、符合各種物性要求并具有較低的起泡性等優(yōu)點。
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