食品乳化剂的分类

中国常用的食品乳化剂多达几十种，根据不同的目的，可选择不同的乳化剂。根据乳化剂中是否含有亲水基可将其分为离子型表面活性剂（阴离子表面活性有剂羧酸、硫酸酯等，阳离子表面活性剂有聚丙烯酰胺、脂肪胺盐等）和非离子型表面活性剂（吐温、司班等）。此外，还有例如氨基酸型的两性表面活性剂以及复合型表面活性剂等等。根据其来源又可以分为天然型表面活性剂（如卵磷脂、某些蛋白质等）以及合成型表面活性剂（如聚丙烯酰胺、聚甘油酯等）。根据乳化剂HLB值的大小可分为亲油型表面活性剂（HLB值小于10，如司班）和亲水型表面活性剂（HLB值大于10，如吐温）。乳化剂的性能各不相同，在当今食品加工业中，为了改善食品乳化剂的功能，常常也会将不同的乳化剂复配使用，常见的方法就是调节乳化剂的亲水亲油平衡值（HLB），改变亲水亲油性，决定乳化剂的类型，使其具有更广的实用适应性。

如司班20和吐温80的混合比不同，乳液的类型不同。司班20与吐温80的比例为1∶3时形成O/W型乳液，1∶6时形成W/O型乳液。 

Span 80

失水山梨醇单油酸酯（Span 80）是2017年在食品加工中应用的较多的一种乳化剂，为低分子多元醇非离子型表面活性剂，属于亲油性乳化剂，被广泛应用于食品工业。一般来说，Span 80 是经过山梨醇失水后，与油酸发生酯化反应后所制得的，这种生产方式应用较广，且是一种比较成熟的生产方式。因为Span 80 具有较好的乳化、分散等特性，并且没有异味、易挥发、没有刺激性，在医药、食品、化妆品等加工行业中得到非常广泛的应用。 [4] 

Tween 80

Tween 80是聚氧乙烯 20 山梨醇酐单油酸酯的简写。吐温 80属于亲水且亲油型非离子表面活性剂，作为食品、医药等工业中常用的添加剂，可溶于水、乙醇等溶液。可用作乳化剂、稳定剂、分散剂等，广泛应用于医药、食品、化妆品、纺织印染及石油等工业的生产与加工。 [4] 

乳清蛋白

除去原料乳中等电点为4.6的酪蛋白，剩下的可溶性蛋白质统称为乳清蛋白，约占乳蛋白质的18% ～20%。乳清是干酪和干酪素生产过程中的副产品，经过特殊工艺浓缩后可以制作成其他产品。乳清浓缩蛋白（WPC）和乳清分离蛋白（WPI）是2017年比较常见的乳清蛋白乳化剂。 

近20年来，乳清蛋白的改性已成为国内外学者的研究热点，如高压均质处理能有效提高蛋白的乳化稳定性，使乳清蛋白分子部分展开，暴露疏水基团，使蛋白质分子之间相互作用，从而达到目的。但是在这些改性方法中，酶解法相对来说成本较高、化学法中的大部分方法需要添加化学试剂，使得改性乳清蛋白的发展受到了限制。且普通技术对乳清蛋白的改性效果并不显著。因此，深入开展乳清蛋白复合改性技术的研究，如微波、超声波等技术对乳清蛋白理化特性、功能特性的影响，是为了加大乳清蛋白在食品加工中的应用所做出的努力，为乳清蛋白的利用提供坚实的理论依据。

卵磷脂

卵磷脂是一种常用的带电的两性表面活性剂，食品产业中所用到的卵磷脂往往提取自大豆、蛋黄、牛奶、向日葵仁和油菜籽中。

大豆卵磷脂一般应用于巧克力和冰淇淋中，在乳液中的应用较少。卵磷脂可与其他天然乳化剂（如蛋白质等）复配制备成混合乳化剂，以稳定乳状液。

到2017年为止，与其他乳化剂合成混合乳化剂的使用研究比较多，单独使用卵磷脂作为乳化剂及其乳化性能研究较少。 

单甘油脂肪酸甘油酯

单甘油脂肪酸酯属于脂肪酸甘油酯。是2017年在食品加工中使用最多的一种非离子型乳化剂。HLB 值约为 3.8，为亲油型乳化剂，具有乳化、起泡、抗淀粉老化等作用。单甘油酯发展迅速，除了价格低廉，使用、储藏方便也是一部分，作为食品乳化剂的主力军，主要应用于面包、冰淇淋、糕点以及豆腐制造中的消泡。

蔗糖脂肪酸酯

蔗糖脂肪酸酯是由亲水性蔗糖和亲油性脂肪酸组成。蔗糖酯一般无特殊气味，易溶于乙醇。由于其HLB 值为 7 ～ 15，可作为亲水、亲油乳化剂，其应用范围比较广，一般与其他亲油性乳化剂混用。在淀粉、冰淇淋、亲水性产品中发挥抗老化、乳化及起泡、乳化作用。我国对蔗糖酯的研究还不是很完善，2017年处于研究中的状态。 

JECFA对食品乳化剂的安全性评价

联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会( the Joint FAO/WHO Expert Commit-tee on Food Additives，JECFA) 是 1956 年建立的国际食品添加剂安全评价的权威机构，其制定的每日允许摄入量( ADI 值) 以及食品添加剂的相关产品规范在国际上均被广泛使用和参考。 

JECFA 由各国该领域的学术专家组成，根据“食品添加剂和污染物安全评估原则”，进行广泛深入的文献调研，对食品添加剂和污染物法典委员会( CCFAC) 提交的物质进行毒理学评价，并根据各种物质的毒理学资料制定出相应的ADI 值。对于没有规定具体ADI数值的情况，给出其他安全性评价意见。 

2017年，JECFA 评价的食品乳化剂及具有乳化功能的食品添加剂一共有114种，有INS号的104种。其中种类最多的是多元醇脂肪酸酯类(33种) ，包括丙二醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、糖酯、聚甘油脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯及聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯等。另外改性淀粉16种，磷酸盐、有机酸及其盐类31种，植物胶类12种，纤维素及其衍生物8种，其他如磷脂类、酪蛋白酸钠、皂树皮提取物等14种。

114种食品乳化剂中，有45种JECFA给出了确定的ADI值、MTDI( 每日最大耐受摄入量) 值或PM-TI( 每周耐受摄入量) 值，这类物质可以在规定食品种类及用量范围内使用； 49种食品乳化剂没有规定ADI值(not limited或not specified) ，说明这类物质的毒性很小，以现有的化学、生化、毒理或其他方面的资料和总膳食摄入水平，不会对人体造成健康危害，因此用一个数值表示ADI不一定是必须的，符合这一标准的添加剂必须按照GMP原则使用；17种食品乳化剂由于毒理学资料不够完善，没有制定出ADI值( no ADI allocated) 及其他安全性评价意见； 另外还有3种食品乳化剂因为没有提供完善的毒理学资料，JECFA委员会撤回了之前暂定的ADI值或其他安全性评价意见，以及产品规范等。

JECFA没有对GB 2760—2014 中允许使用的可溶性大豆多糖 ( CNS 20. 044 ) 、氢化松香甘油酯( CNS 10. 013) 、辛，癸酸甘油酯( CNS 10. 018) 、木糖醇酐单硬脂酸酯( CNS 10. 007) 、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯 ( CNS 10. 017) 、改性大豆磷脂 ( CNS10. 019) 、酶解大豆磷脂( CNS 10. 040) 等 7 种食品乳化剂品种进行安全性评价，而对其中的乳酸钙( CNS 01. 310) 、丙二醇( CNS 18. 004) D-甘露糖醇( CNS 19. 01) 、麦芽糖醇( CNS 19. 005) 、麦芽糖醇液( CNS 19. 022) 、山梨糖醇( CNS 19. 006) 、山梨糖醇液( CNS 19. 023) 和乳糖醇( CNS 19. 014) 等8个品种没有作为食品乳化剂功能分类。 

对乳化剂的认识偏差

我国乳化剂发展已经有30多年，但是还是存在许多问题，比如“什么是乳化剂”这个最基本的问题许多人都没有搞清楚。2015年，世界顶级刊物《自然》发表的“膳食乳化剂影响小鼠肠道微生物群促进结肠炎和代谢综合征”的质疑乳化剂安全性的文章中，就把甲基（代）纤维素误认为食品乳化剂，这是不正确的，因此文章也是没有意义的。作为乳化剂，以下两点缺一不可：1.分子由亲水和疏水基团构成；2.作用于表面。

从分子结构和作用对象认识，没有这2种特性的物质，即使可以制备乳化液，也不是乳化剂。该类物质有一定的乳化稳定性，例如羧甲基纤维素钠（简称CMC 或CMC-Na，为天然纤维的羟基被羧甲基醚化制成），它是天然高分子化合物，由多个2个葡萄糖分子组成的纤维二糖构成，具有食品增稠剂的分散作用，但是，羟甲基纤维素没有亲水和亲油疏水的基团，并不是一种两亲性物质，因此羟甲基纤维素不是乳化剂。作为乳化剂的研究对象而被《自然》发表的文章，犯了原则性的低级错误，所以“跨界”研究要有基本概念的把握，因此，不但这篇文章失去了意义，也显示出对乳化剂错误认识的普遍性，因此对乳化剂的“定义”的深刻理解是十分有必要的。

我国允许使用的食品乳化剂

我国对于食品乳化剂的研究和生产起步较晚，在品种和质量上与国外有较大的差距，1981年批准使用的食品乳化剂只有单甘酯和大豆磷脂2个品种，但是发展速度较快，到2002年允许使用的食品乳化剂为29 种。2017年，GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》允许使用的食品乳化剂及具有乳化功能的食品添加剂共49 种，其中丙二醇脂肪酸酯2种、甘油脂肪酸酯及其衍生物9种、聚甘油脂肪酸酯2种、多元醇脂肪酸酯及其衍生物12种、磷脂及其衍生物3种、有机酸盐( 乳酸盐、硬脂酸盐、硬脂酰乳酸盐) 6种、多元醇类8种及其他( 改性淀粉类、植物胶、可溶性大豆多糖、酪蛋白酸钠) 6种，另外还新增1种( 皂树皮提取物) 。49种食品乳化剂需在GB 2760—2014规定的食品分类及最大使用量范围内使用，其中可在各类食品中按生产需要适量使用的有12种，包括单，双甘油脂肪酸酯( CNS 10. 006) 、柠檬酸脂肪酸甘油酯( CNS 10. 032) 、乳酸脂肪酸甘油酯( CNS 10. 031) 、乙酰化单，双甘油脂肪酸酯 ( CNS 10. 027) 、磷脂( CNS 04. 010) 、改性大豆磷脂( CNS 10. 019) 、酶解大豆 磷脂 ( CNS 10. 040 ) 、羟丙基淀粉 ( CNS20. 014) 、辛烯基琥珀酸淀粉钠( CNS 10. 030) 、甘油( CNS 15. 014) 、酪蛋白酸钠( CNS 10. 002) 。其中，CNS指China Number System中国编码系统。另外，可在各类食品加工过程中使用，且残留量不需限定的有3种，即单，双甘油脂肪酸酯( CNS 10. 006) 、磷脂( CNS 04. 010) 和甘油( CNS 15. 014) 。GB 2760—2014新增了10种食品添加剂新品种，其中新增1种食品乳化剂：皂树皮提取物( quil-laia extract ) ，INS 999 ( INS 指 international numbersystem 国际编码系统) ，每日允许摄入量( acceptabledaily intake，ADI ) ( 每天每 kg体重允许摄入量，mg) ：0 ～ 1 mg ( 以每kg松香皂苷计) 。GB 2760—2014规定可用于果蔬汁( 浆) 类饮料、蛋白饮料、碳酸饮料、特殊用途饮料及风味饮料等食品中，最大使用量为0.05g/kg。

国内食品乳化剂的研究进展

我国允许使用的食品乳化剂主要分为四大类，分别是多元醇脂肪酸酯类、磷脂及其衍生物、盐类和其他种类，其中品种和消费量最多的是多元醇脂肪酸酯类。2017年，食品工业需求量较大的品种，如单脂肪酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯系列产品( 司盘和吐温) 、丙二醇脂肪酸酯等均属于多元醇脂肪酸酯类。天然食品乳化剂磷脂从结构上来说也属于甘油脂肪酸酯的衍生物。

多元醇脂肪酸酯主要是通过脂肪酸及脂肪酸酯与多元醇( 如丙二醇、甘油、山梨醇、蔗糖等) 进行酯化或酯交换反应制备，该方法的最大问题在于反应的选择性较差，产物通常为脂肪酸单酯、双酯甚至多酯的混合物，想要获得纯度较高的单酯难度较大，通常需要复杂的分离提纯过程。比如，2017年工业上生产单脂肪酸甘油酯主要采用甘油解法，即在高温(220～260℃) 及碱催化剂存在条件下，由甘油与动植物油脂进行甘油解反应制得。该方法反应温度高、能耗大且副反应多，所得产物为单脂肪酸甘油酯、双甘油酯和三甘油酯的混合物，单酯的含量一般为 50%左右。如果要得到高纯度的单脂肪酸甘油酯，需要采用分子蒸馏进行分离纯化，得到纯度较高的分子蒸馏单甘酯。对于有8个游离羟基的蔗糖，反应更为复杂，理论上可以与多个脂肪酸发生反应生成从单酯到八酯的酯化产物，一般多为单酯、双酯和三酯的混合物。因此，该类食品乳化剂的制备研究关键在于提高反应的选择性。近年来，酶作为一种高效、专一性强的生物催化剂，采用酶催化法合成多元醇脂肪酸酯类食品乳化剂，具有反应条件温和、反应选择性高、安全无毒等优点，因此获得了科学家们的广泛关注。

多元醇脂肪酸酯类乳化剂具有优良的乳化性能，在食品行业中应用广泛，部分品种还兼具其他功能。中长碳链脂肪酸单甘油酯还兼具良好的抑菌、抗病毒等特性，在食品中也有其独特的用途，具有广阔的应用前景。月桂酸单甘油酯对芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、单核增生李斯特菌、幽门螺杆菌、空肠弯曲杆菌等细菌的生长繁殖有极强的抑制作用，同时可抑制肠毒素、毒性休克综合征毒素-1、链球菌致热外毒素和炭疽毒素等的合成并减少上皮细胞促炎性因子的分泌。蔗糖酯对蜡样芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母和镰刀菌等具有较广泛的抑制作用，对革兰氏阳性芽孢杆菌的抑制作用尤为显著，是一种兼具防腐和乳化作用的多功能食品添加剂。磷脂类乳化剂还具有抗氧化、调节血脂、降低血清胆固醇、提高大脑记忆力、增强机体免疫力等功能。

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