乳化作用是將一種液體分散到第二種不相溶的液體中去的過程.最大一類的乳化劑是肥皂，去污粉和其他化合物，其基本構(gòu)造系末端是極性基團(tuán)的烷烴鏈.在人體中膽汁可以乳化脂肪形成較小的脂肪微粒。

乳化劑是表面活性劑的一種，其在化學(xué)結(jié)構(gòu)上一般都南極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)兩部分構(gòu)成，如下圖所示。

乳化劑結(jié)構(gòu)上極性基團(tuán)具有親水性質(zhì)，易溶于水，故謂親水基，非極性基團(tuán)具有親油性質(zhì)，易溶于油，故謂親油基。在油一水兩相體系中加入乳化劑后，親水基和親油基分別和水、油結(jié)合，降低了兩相界面的表面張力。

根據(jù)吉布斯吸附定理，乳化劑需在相界面上形成界面膜，降低表面張力。界面膜有一定強(qiáng)度，可以阻止由于布朗運動、熱對流或機(jī)械攪拌引起液滴的碰撞而誘發(fā)的液滴聚結(jié)，對液滴起機(jī)械保護(hù)作用。

另外，由于吸附和摩擦作用使液滴帶電荷，帶電液滴在界面的兩側(cè)形成雙電層結(jié)構(gòu)，由于雙電層的排斥作用降低了液滴的接近頻率，從而減少了液滴接觸導(dǎo)致的液滴聚結(jié)幾率，提高了乳化液的穩(wěn)定性，而且當(dāng)乳化劑達(dá)到一定濃度時，會形成膠束，使乳液更加穩(wěn)定。簡單來講，乳化作用可以用三個機(jī)理來描述：

①界面吸附：乳化劑在水一油兩相界面發(fā)生富集的現(xiàn)象，可分為物理吸附和化學(xué)吸附兩種類型。物理吸附主要是分子引力或靜電引力，吸附過程選擇性差、作用力小且易于解離;化學(xué)吸附則比較穩(wěn)定。

②定向排列：乳化劑分子在水一油兩相界而插入內(nèi)相中，形成致密排列的現(xiàn)象。由此可見，乳化效果和劑量有很大關(guān)系，在當(dāng)乳化劑使用量不足時，就有可能影響其形成最緊密定向排列，兩相可以接觸碰撞可產(chǎn)生聚集收縮作用，乳濁液不穩(wěn)定最后出現(xiàn)油水分層現(xiàn)象。

③膠束形成：乳化劑在水一油兩相界而吸附、定向排列的過程中，逐漸形成各種膠束。乳化劑以單一分子狀態(tài)溶于水時，親水基團(tuán)的親水力大于親油基團(tuán)與水的相斥力，故被水相包罔。當(dāng)乳化劑分子持續(xù)增加時，乳化劑分子吸附于界面并逐漸定向排列成單分子膜，親油基團(tuán)相互靠攏形成球狀膠束。

乳化方法乳化工藝除乳化劑選擇外，還包括適宜的乳化方法，如乳化劑的添加方法，油相和水相添加方法以及乳化溫度等。我們知曉的乳化方法有以下三種：

1、轉(zhuǎn)相乳化法

轉(zhuǎn)相乳化法這是一種非常方便而且應(yīng)用廣泛的乳化方法。

假如要制備O/W型乳狀則可將加有乳化劑的油類加熱，制成液體狀，然后一邊攪拌，一邊徐徐加入熱水。加入的熱水，開始分散成細(xì)小的顆粒，首先形成W/O型乳化液，然后按上述方法繼續(xù)加水，隨著水量增加乳狀液漸漸變稠，而且黏度又急劇下降，當(dāng)水量加完60%之后，即發(fā)生轉(zhuǎn)相，形成O/W乳液，余下的水可快速加入。

在這個過程中應(yīng)充分進(jìn)行攪拌，在轉(zhuǎn)相時，油相則很快分散成又細(xì)又均勻的粒子。一旦轉(zhuǎn)相結(jié)束，再強(qiáng)有力的攪拌也不會使分散相粒子再變小。所以，轉(zhuǎn)相乳化法要充分理解轉(zhuǎn)相原理并認(rèn)真操作。

2、自然乳化法

將乳化機(jī)加入油相中，混勻后一起投入水中，油就會自然乳化分散，再加上良好的攪拌，則乳化得更好。像礦物油之類容易流動的液體，時常采用這種作法。

自然乳化是由于水的微滴進(jìn)入油中并形成通道，然后將油分散開來。如果使高黏度的油能夠自然乳化，則應(yīng)在較高溫度(40-60℃)下進(jìn)行。使用多元醇醋類乳化劑不容易實現(xiàn)自然乳化。

3、機(jī)械強(qiáng)制乳化法

均化器和膠體磨都是用于強(qiáng)制乳化的機(jī)械，這類機(jī)器用相當(dāng)大的剪切力將被乳化物撕成很細(xì)很勻的粒，形成穩(wěn)定的乳化體。所以用上述轉(zhuǎn)相法和自然乳化法不能制備的乳化體，采用機(jī)械強(qiáng)制乳化法就能很好地制出合格的產(chǎn)品。反之，用自然乳化法可完成的乳化過程，沒有必要也不適宜采用機(jī)械乳化法。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已發(fā)明許多種用于強(qiáng)制乳化的機(jī)械。

1、乳化劑的類型

乳化劑種類眾多，且各種性能都不一樣，選擇合適的乳化劑對于乳化作用效果至關(guān)重要。

我國衛(wèi)生部在“食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)一食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)”(GB2760-2011)批準(zhǔn)了單、雙甘油脂肪酸酯等34種乳化劑可以用于食品加工，其中單、雙甘油脂肪酸酯(油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、山梨酸、硬脂酸、月桂酸)、改性大豆磷脂，酪蛋白酸鈉(酪朊酸鈉)等可以按需要量添加，使用量不受限制。

2、乳化劑的用量

乳化劑的用量會影響乳液形成中定向排列和膠束形成的過程，當(dāng)乳化劑濃度很低的時候，界而上吸附的分子數(shù)較少，膜強(qiáng)度較差，乳液的穩(wěn)定性較差。只有乳化劑達(dá)到一定濃度后，界面膜由緊密排列的定向吸附分子所組成，形成膠束，膜強(qiáng)度高，粒子聚合受到較大阻力，乳液穩(wěn)定性良好。

乳化劑的用量并非越多越好，臨界膠團(tuán)濃度在膠束的最低濃度以下，乳化能力隨著乳化劑用量的增加而增加;在CMC以上，乳化能力的增加緩慢，受乳化劑量影響小。

CMC是表征表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的一個最重要的物理量，根據(jù)表而活性劑CMC值大小可以沒計表面活性劑加入量以得到膠束大小、形狀可控的溶液。

3、HLB值對乳化效果的影響

衡量乳化作用性能最常用的指標(biāo)之一是親水親油平衡值(HLB)。1949年，格里菲提出用HLB值表征表面活性劑的親水親油性。HLB值是一個相對值，規(guī)定親油性強(qiáng)的石蠟(完傘無親水性)的HLB值為0，親水性強(qiáng)的聚乙二醇(完全是親水基)的HLB值為20，以此標(biāo)準(zhǔn)制定出其他表面活性劑的HLB值。HLB值越小，親油性越強(qiáng)，易形成油包水(W/O)型體系;反之，親水性越強(qiáng)，易形成水包油(O/W)型體系。

任何物質(zhì)在廣義上都存在其自身的相對親水親油平衡值，其親水親油平衡值決定了其物質(zhì)的親水或親油性，親水親油平衡值在物理化學(xué)及工業(yè)上有重大的意義。

乳化劑的親水親油平衡值與其應(yīng)用有著密切的關(guān)系。親水親油平衡值在3-6的表而活性劑適合用作W/O型(油包水型，油為外連續(xù)相)乳劑;親水親油平衡值在8-18的表面活性劑適合用作O/W型(水包油型，水為外連續(xù)相)乳劑;親水親油平衡值在13-18的表面活性劑適合用作增溶劑、潤濕劑、分散劑;親水親油平衡值在7-9的表面活性劑適合做潤濕劑、乳化劑等。

4、其他因素對乳化效果的影響

除了上述因素以外，其他諸如溫度、pH值、離子濃度等都會對乳化劑的乳化作用產(chǎn)生一定的影響，因為乳化劑的類型不同而有一定的差異。