乳化劑（英文：emulsifier）是一種同時具有親水（極性）基和疏水（非極性）基兩種基團的表面活性劑，具有改善乳化體中各種構成相之間的表面張力，可將兩種及以上互不相溶的流體均勻地分散，并最終形成均勻的乳化體或分散體的物質。
從整體的角度，乳化劑可分為油溶性乳化劑（W/O型）和水溶性乳化劑（O/W型）兩種。油溶性乳化劑具有較強的親油性，產生油包水的狀態；水溶性乳化劑具有較強的親水性，產生水包油的狀態。根據其來源又可以分為天然型表面活性劑、合成型表面活性劑兩大類。根據是否含有親水基可分為離子型和非離子型，離子型包括陰離子（如羧酸、硫酸酯）、陽離子（如脂肪胺鹽），非離子型有吐溫、司班、聚丙烯酰胺等。
乳化劑被廣泛應用于食品領域，可用于生產巧克力、冰淇淋等食品，起到增稠和消泡的作用。此外，乳化劑在日化領域中也有著重要應用，常用于生產洗護用品和化妝品，起到發泡或維穩的作用。乳化劑在醫療領域、化工、軍工、紡織印染及石油等工業領域也有廣泛應用。
大部分的乳化劑沒有毒性和致癌性，且未規定MTDI值。在食品行業不添加有毒的乳化劑作為食品添加劑是對于人體安全性的一大保證。
分類
乳化劑具有繁多分類，世界范圍內用于食品生產的乳化劑便有六十五種。從整體的角度，乳化劑可分為親油性乳化劑（W/O型）和親水性乳化劑（O/W型）兩種。基于乳化劑的合成方法和用途區別較大，將乳化劑分為人工合成乳化劑、天然乳化劑兩大類，人工合成乳化劑又細分出合成表面活性劑、高聚物乳化劑、固體乳化劑與輔助乳化劑。
天然乳化劑
天然乳化劑種類繁多，大多具有價格昂貴、易水解、對pH值范圍限制高、不穩定等特點，在使用過程中常需與其他乳化劑配合使用。但天然乳化劑還具有無毒無害，且對人體有益的特性，因此在藥物乳劑與人造食品乳狀液的生產與制造中仍需大量使用天然乳化劑。根據天然乳化劑的來源不同，可分為動物來源天然乳化劑和植物來源天然乳化劑兩種。動物來源天然乳化劑常用品類包括膽固醇、明膠、羊毛脂、卵磷脂、膽酸鈉、卵黃等；植物來源天然乳化劑常用品類包括桃膠、豆磷脂、纖維素、阿拉伯膠、木質素、果膠、海藻酸鈉、瓊脂等。
人工合成乳化劑
人工合成乳化劑是當前應用數量最多、范圍最廣的乳化劑。基于乳化劑中引入的基團不同，進一步劃分為非離子型乳化劑、陽離子型乳化劑、陰離子型乳化劑三類。其中陰離子型乳化劑和非離子型乳化劑應用最為普遍。陰離子型乳化劑品類包括k12、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、十六烷基硫酸化麻油等。非離子型乳化劑，品類包括三甘油脂肪酸酯（O/W）、聚甘油月桂酸、蔗糖單油酸酯、聚氧乙烯氫化蓖麻油、泊洛沙姆等。非離子型乳化劑因不受ph值影響、可在硬水中直接使用而得到快速發展。陽離子型乳化劑大多具有抗菌性，在與1-十六烷醇混合使用時形成陽離子型混合乳化劑，還可在具有抗菌性的同時具備防腐性，常見品類包括溴化十四烷基三甲、十六烷基三甲基溴化銨等。
高聚物乳化劑
高分子化合物可進一步合成高聚物乳化劑，所形成的化合物相對分子質量大，可吸附在油水界面上，改變界面膜的機械性質，具有增稠、乳化與穩定的作用，可用作O/W型乳化劑，常見品類包括羧甲基纖維素、甲基纖維素等。
固體乳化劑
固體乳化劑是一類非常細微的、溶解度較小的固體粉末，通過在水與油之間形成穩定的界面膜來穩定乳狀液液滴，使乳狀液保持高穩定性，不受電解質影響，可以防止分散相液滴彼此接觸合并，但同時具有液滴較粗等弊端。常用固體乳化劑包括碳酸鈣、二氧化硅、蒙脫石、碳黑、氫氧化物（氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋁）、石墨、硬脂酸鎂等。
輔助乳化劑
輔助乳化劑主要指使乳化劑可合并使用，并極大程度的增大乳劑穩定性的一種乳化劑。輔助乳化劑自身乳化能力較差，但與其他乳化劑配合使用時可與其他乳化劑形成復合凝聚膜，從而增大黏度和乳化膜的強度，達到防止液滴彼此接觸合并的效果，增強乳化劑自身的穩定性。常用輔助乳化劑包括鯨蠟醇、甲基纖維、硬脂酸、蜂蠟、羧甲基纖維素鈉、1-十八烷醇、羥丙基纖維素等。
乳化劑的作用原理和性質
作用原理
乳液是一種熱力學不穩定體系，由連續的水相和分散的油相兩相組成，通過加入乳化劑使乳液穩定。乳化劑化學結構由極性基團和非極性基團兩部分組成。極性基團具有很強的親水性，在水-油兩相體系中與水緊密結合；非極性基團具有很強的親油性，在水-油兩相體系中與油緊密結合，二者共同起到降低兩相界面表面張力的作用。
乳化劑是通過建立電屏障、形成界面膜和降低界面張力三種方式達到形成乳劑的最終目的。
降低界面張力
乳化劑可使液滴保持高度分散狀態，降低相界面的表面張力，減少表面自由能，從而起到乳化作用，使乳劑整體體系穩定。
形成界面膜
乳化劑通過有規律地排列在分散液滴表面并形成一層界面吸附膜，在水油之間起到機械屏障作用。界面膜具有一定強度，可阻止因機械攪拌或布朗運動引起的液滴碰撞導致的液滴聚結現象。
形成電屏障
建立電屏障是制作離子型乳化劑時，由于摩擦作用和吸附作用使離子表面活性劑中帶電基團定向排列于分散相液滴周圍，形成雙電層，對具有相似或相同的界面膜的液滴產生斥力，形成電屏障，防止液滴互相接觸聚結，起到使乳劑穩定存在的作用。
應用領域
食品領域
乳化劑可在作為高效的食品添加劑加入食物。由于食品中常含溶解性不同的組分，因此通過加入極少含量的乳化劑，可達到顯著降低水油界面張力，使兩相均勻穩定分布，避免油水分離、油脂與糖起霜，蛋白質沉淀等。食品乳化劑在具有乳化效果外，還具有增稠作用、消泡作用、保護作用、潤滑作用等。食品乳化劑常用品來包括蔗糖酯、磷酸甘油酯、松香甘油酯、蔗糖乙酸異丁酸酯等，一般添加量為0.1%~1%。
對淀粉制品的作用
在制作淀粉制品時，加入乳化劑可直接與直鏈淀粉結合為穩定的絡合物，使淀粉制品延緩老化，延長饅頭、蛋糕、包子等食品的保鮮期。還可與蛋白質和脂類形成偶聯絡合物或氫鍵，提高面團的吸水性與彈性，保證淀粉制品的蓬松度與柔軟度。
調節黏度
乳化劑在制作無糖口香糖、餅干的過程中可起到調節黏度的作用。通過促進物料的流散性，使各成分在低溫條件下短時間內便可以混合均勻。同時制備出的商品表面光滑，不黏牙。
潤濕和分散作用
乳化劑在可可粉、奶粉、速溶咖啡等粉末飲料沖劑中可起到增大可溶性、懸浮性與分散性的作用，有利于粉末狀食品在冷、熱水中快速溶解與復水。
抗菌、保鮮作用
在雞蛋、水果、蔬菜的表面涂抹一定量的乳化劑（天然乳化劑磷脂）可有效地抑制果蔬水分蒸發和氧化，還可調節果蔬的呼吸作用，并防止細菌的侵襲。
軍工領域
乳化劑與無機化合物氧化鹽（硝酸銨）混合可制成乳化炸藥。乳化炸藥與常規的傳統炸藥相比具有更好的穩定性、防水性與安全性能，但由于該炸藥制作時使用的是高濃度濃縮乳劑，因此其穩定性會受儲存時間與溫度的影響。
醫藥領域
醫藥領域中乳化劑不僅有助于藥物的加工與生產，還能維持藥物穩定，促進難溶的多肽等大分子藥物吸收，提高生物利用率從而增強藥效。納米乳（nanoemulsion，NE）是一種粒徑在1~100納米的，由油、水、乳化劑、助乳化劑自發形成的透明或半透明的均相分散體系，具有靶向作用和緩釋作用，可提高患者的順應性與藥物療效；還具有改善難溶藥物的溶解度與穩定性的作用，并能減輕藥物對人體胃腸道的刺激。
養殖業
乳化劑可添加進飼料中，從而提高仔豬的采食量，促進仔豬膽汁分泌，進而促進仔豬的生長與脂肪的乳化。
日化領域
化妝品
化妝品中可添加化學合成乳劑以保證產品具有較強的乳化性能。針對皮膚敏感人群，市場中還具有添加天然乳化劑如脂肪多肽、氫化卵磷脂、殼聚糖、烷基聚烷基糖苷等具有較好乳化性的同時，對皮膚無刺激、具有更好相容性的化妝品。
生活清潔用品
通過向牙膏內加入乳化劑30環氧乙烷、1-十八烷醇聚乙二醇醚等，可有效降低牙膏的發泡特性，并維持蛋白質，增強牙膏的功能性，從而在保證除牙菌斑和預防齲病的同時，減少口腔粘膜損傷，促進牙周健康。
化工行業
Janus顆粒是一種功能性乳化劑，其同時具備分子表面活性劑的親水性、親油性與固體顆粒功能特性，極大程度的解決了石化行業中含油污水處理問題，在復雜結構建筑構筑、界面催化方面具有重要作用。
油田鉆井
油基鉆井液可添加油包水型乳化以增強穩定性。可抗高溫的乳化劑可保證油基鉆井液在使用過程中不受熱分解或托福，保證油基鉆井液的電穩定性，避免重晶石沉淀，保證了整體的性能。
造紙行業
造紙行業中，可通過乳液聚合法將熒光劑和陽離子單體共聚制備出具有高水溶性和光穩定性的熒光乳液，并可一定程度的提高得漿率，減小污染，提高環境效益與經濟效益，并提高產品紙張的抗水性能和力學性能。
影響乳化效果的因素及乳化劑的選擇
影響乳化效果的因素
乳化劑的效果與乳化劑類型、用量、溫度、ph值等因素有關。對于不同種的乳液，添加含有不同基團的乳化劑會得到效果不同的產品。因此，選擇合適的乳化劑能夠大大提升乳化效果。
乳化劑的選擇
由于乳化劑種類繁多，且對于不同種的乳液，添加含有不同基團的乳化劑會得到效果不同的產品。因此為了獲得穩定的乳狀液，在選擇乳化劑時具有一定的選擇原則，常使用HLB法與PIT法。第一，乳化劑需能在乳液外相中由較好的溶解度。第二，該乳化劑需能在油水界面形成緊密排列的穩定的凝聚膜。第三，乳化劑應能一定程度的增大外相黏度，并減小外相中液滴的聚集速度。第四，選擇時主要選擇能以最低成本和最小濃度達到乳化效果的，同時乳化工藝簡單的乳化劑。最后，在藥物乳液和食品中添加的乳化劑需保證其具有藥理學性能和無毒性。
安全事宜
乳化劑廣泛應用于食品工業、制藥工業、化妝品、高分子材料等領域。雖然大部分的乳化劑對人體無毒甚至有益，但乳化劑在進入人體后也可能引發人體自身免疫性疾病。
健康危害
在乳化劑的使用過程中常出現的問題包括違法使用非法添加物，如將藥物或化工原料當作食品乳化劑使用，將三聚氰胺、蛋白精加入乳及乳制品中等超范圍使用。或是在蛋糕、面包中超量使用乳化劑以保證產品的保質時間與松軟度。
自身免疫性疾病
乳化劑進入人體后會攻擊腸道表面疏水性黏液層、腸上皮細胞膜、細胞膜上的P-糖蛋白和細胞間的緊密連接，進而引起人體自身的免疫疾病，如腸易激綜合癥、糖尿病等病癥的發病率。
法律法規
聯合國糧食及農業組織/世界衛生組織食品添加劑聯合專家委員會（the Joint FAO/WHO Expert Commit-tee on Food Additives，JECFA) 于2017年對114種食品乳化劑及具有乳化功能的食品添加劑極性毒理學測定，并對其中的45種給出相應的每日允許攝入量( ADI 值) 、每日最大耐受攝入量（MTDI值）或每周耐受攝入量（PM-TI值）做出明確規定，并對其中的49種為做出ADI值的相應規定。
安全性
基于當前的環境，人類不可避免地會攝入乳化劑，也勢必會造成化學污染物的毒性效應。因此，在食品行業不添加有毒的乳化劑作為食品添加劑是一個不成文的規定。
參考資料 >