乳化作用

　　乳化作用是将一种液体分散到第二种不相溶的液体中去的过程.Z大一类的乳化剂是肥皂，去污粉和其他化合物，其基本构造系末端是极性基团的烷烃链.在人体中胆汁可以乳化脂肪形成较小的脂肪微粒。

乳化作用机理

　　乳化剂是表面活性剂的一种，其在化学结构上一般都南极性基团和非极性基团两部分构成，如下图所示。

　　乳化剂结构上极性基团具有亲水性质，易溶于水，故谓亲水基，非极性基团具有亲油性质，易溶于油，故谓亲油基。在油一水两相体系中加入乳化剂后，亲水基和亲油基分别和水、油结合，降低了两相界面的表面张力。

　　根据吉布斯吸附定理，乳化剂需在相界面上形成界面膜，降低表面张力。界面膜有一定强度，可以阻止由于布朗运动、热对流或机械搅拌引起液滴的碰撞而诱发的液滴聚结，对液滴起机械保护作用。

　　另外，由于吸附和摩擦作用使液滴带电荷，带电液滴在界面的两侧形成双电层结构，由于双电层的排斥作用降低了液滴的接近频率，从而减少了液滴接触导致的液滴聚结几率，提高了乳化液的稳定性，而且当乳化剂达到一定浓度时，会形成胶束，使乳液更加稳定。简单来讲，乳化作用可以用三个机理来描述：

　　①界面吸附：乳化剂在水一油两相界面发生富集的现象，可分为物理吸附和化学吸附两种类型。物理吸附主要是分子引力或静电引力，吸附过程选择性差、作用力小且易于解离;化学吸附则比较稳定。

　　②定向排列：乳化剂分子在水一油两相界而插入内相中，形成致密排列的现象。由此可见，乳化效果和剂量有很大关系，在当乳化剂使用量不足时，就有可能影响其形成Z紧密定向排列，两相可以接触碰撞可产生聚集收缩作用，乳浊液不稳定Z后出现油水分层现象。

　　③胶束形成：乳化剂在水一油两相界而吸附、定向排列的过程中，逐渐形成各种胶束。乳化剂以单一分子状态溶于水时，亲水基团的亲水力大于亲油基团与水的相斥力，故被水相包罔。当乳化剂分子持续增加时，乳化剂分子吸附于界面并逐渐定向排列成单分子膜，亲油基团相互靠拢形成球状胶束。

常用的乳化方法

　　乳化方法乳化工艺除乳化剂选择外，还包括适宜的乳化方法，如乳化剂的添加方法，油相和水相添加方法以及乳化温度等。我们知晓的乳化方法有以下三种：

　　1、转相乳化法

　　转相乳化法这是一种非常方便而且应用广泛的乳化方法。

　　假如要制备O/W型乳状则可将加有乳化剂的油类加热，制成液体状，然后一边搅拌，一边徐徐加入热水。加入的热水，开始分散成细小的颗粒，首先形成W/O型乳化液，然后按上述方法继续加水，随着水量增加乳状液渐渐变稠，而且黏度又急剧下降，当水量加完60%之后，即发生转相，形成O/W乳液，余下的水可快速加入。

　　在这个过程中应充分进行搅拌，在转相时，油相则很快分散成又细又均匀的粒子。一旦转相结束，再强有力的搅拌也不会使分散相粒子再变小。所以，转相乳化法要充分理解转相原理并认真操作。

　　2、自然乳化法

　　将乳化机加入油相中，混匀后一起投入水中，油就会自然乳化分散，再加上良好的搅拌，则乳化得更好。像矿物油之类容易流动的液体，时常采用这种作法。

　　自然乳化是由于水的微滴进入油中并形成通道，然后将油分散开来。如果使高黏度的油能够自然乳化，则应在较高温度(40-60℃)下进行。使用多元醇醋类乳化剂不容易实现自然乳化。

　　3、机械强制乳化法

　　均化器和胶体磨都是用于强制乳化的机械，这类机器用相当大的剪切力将被乳化物撕成很细很匀的粒，形成稳定的乳化体。所以用上述转相法和自然乳化法不能制备的乳化体，采用机械强制乳化法就能很好地制出合格的产品。反之，用自然乳化法可完成的乳化过程，没有必要也不适宜采用机械乳化法。现代科学技术的进步，已发明许多种用于强制乳化的机械。

乳化作用的影响因素

　　1、乳化剂的类型

　　乳化剂种类众多，且各种性能都不一样，选择合适的乳化剂对于乳化作用效果至关重要。

　　我国卫生部在“食品安全国家标准一食品添加剂使用标准”(GB2760-2011)批准了单、双甘油脂肪酸酯等34种乳化剂可以用于食品加工，其中单、双甘油脂肪酸酯(油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、山梨酸、硬脂酸、月桂酸)、改性大豆磷脂，酪蛋白酸钠(酪朊酸钠)等可以按需要量添加，使用量不受限制。

　　2、乳化剂的用量

　　乳化剂的用量会影响乳液形成中定向排列和胶束形成的过程，当乳化剂浓度很低的时候，界而上吸附的分子数较少，膜强度较差，乳液的稳定性较差。只有乳化剂达到一定浓度后，界面膜由紧密排列的定向吸附分子所组成，形成胶束，膜强度高，粒子聚合受到较大阻力，乳液稳定性良好。

　　乳化剂的用量并非越多越好，临界胶团浓度在胶束的Z低浓度以下，乳化能力随着乳化剂用量的增加而增加;在CMC以上，乳化能力的增加缓慢，受乳化剂量影响小。

　　CMC是表征表面活性剂结构与性能的一个Z重要的物理量，根据表而活性剂CMC值大小可以没计表面活性剂加入量以得到胶束大小、形状可控的溶液。

　　3、HLB值对乳化效果的影响

　　衡量乳化作用性能Z常用的指标之一是亲水亲油平衡值(HLB)。1949年，格里菲提出用HLB值表征表面活性剂的亲水亲油性。HLB值是一个相对值，规定亲油性强的石蜡(完伞无亲水性)的HLB值为0，亲水性强的聚乙二醇(完全是亲水基)的HLB值为20，以此标准制定出其他表面活性剂的HLB值。HLB值越小，亲油性越强，易形成油包水(W/O)型体系;反之，亲水性越强，易形成水包油(O/W)型体系。

　　任何物质在广义上都存在其自身的相对亲水亲油平衡值，其亲水亲油平衡值决定了其物质的亲水或亲油性，亲水亲油平衡值在物理化学及工业上有重大的意义。

　　乳化剂的亲水亲油平衡值与其应用有着密切的关系。亲水亲油平衡值在3-6的表而活性剂适合用作W/O型(油包水型，油为外连续相)乳剂;亲水亲油平衡值在8-18的表面活性剂适合用作O/W型(水包油型，水为外连续相)乳剂;亲水亲油平衡值在13-18的表面活性剂适合用作增溶剂、润湿剂、分散剂;亲水亲油平衡值在7-9的表面活性剂适合做润湿剂、乳化剂等。

　　4、其他因素对乳化效果的影响

　　除了上述因素以外，其他诸如温度、pH值、离子浓度等都会对乳化剂的乳化作用产生一定的影响，因为乳化剂的类型不同而有一定的差异。