乳化剂在食品加工中可以改进组织结构，简化和控制食品加工过程，改善风味、口感，提高食品质量，延长货架期等，是重要的食品添加剂种类之一。根据GB 2760-2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：能改善乳化体中各种构成相之间的表面张力，形成均匀分散体或乳化体的物质为乳化剂。
目前我国规定允许使用的乳化剂有单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、酪蛋白酸钠、山梨醇酐单硬脂酸酯、木糖醇酐单硬脂酸酯等30多种。
乳化剂在食品加工中有多种功效，不同的乳化剂由于组成和结构不同，在食品加工中可起到乳化、润湿、渗透、发泡、消泡、分散、增溶、润滑等作用，广泛用于面包、糕点、饼干、人造奶油、冰淇淋、饮料、乳制品、巧克力等食品工业中，约占食品添加剂使用量的一半以上，是食品加工中必不可少的食品添加剂。乳化剂能稳定食品的物理性质，促进油水相溶，渗入淀粉结构的内部，促进内部交联，防止淀粉老化，起到提高食品质量、延长食品保质期、改善食品风味、增加经济效益等作用。
乳化剂在食品加工中的作用
1. 乳化作用
食品工业应用最广的是乳化作用。食品中大多含有溶解性质不同的组分，乳化剂有助于它们均匀、稳定地分布，从而防止油水分离，防止糖和油脂的起霜，防止蛋白凝集或沉淀。此外，乳化剂可提高食品耐盐、耐酸、耐热、耐冷冻保藏的稳定性，乳化后营养成分更易为人体消化吸收。如酒精饮料、咖啡饮料、人造炼乳可使用甘油酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等低HLB值的亲油性乳化剂和其他亲水性乳化剂配合，提高饮料及炼乳的乳化稳定性。
2. 发泡和充气作用
泡沫是气体分散在液体里产生的，而乳化剂中饱和脂肪酸链能稳定液态泡沫，因此，可加入乳化剂起发泡作用，乳化剂是蛋糕、冷冻甜食和食品上的饰品物的必要成分。在烘焙制品中，乳化剂可与面筋蛋白相互作用，并强化面筋网络结构，使得面团保气性得以改善，同时也可增加面团对机械碰撞及发酵温度变化的耐受性。添加乳化剂，可使面糊密度下降、蛋糕体积增大，并获得良好的品质及外观。
3. 悬浮作用
悬浮液是不溶性物质分散到液体介质中形成的稳定分散液，用于悬浮液的乳化剂，对不溶性颗粒也有润湿作用，有助于确保产品的均匀性，如巧克力饮料为常用的悬浮液。
4. 破乳作用和消泡作用
采用相反类型乳化剂或投入超出所需要的乳化剂起破乳化作用，控制破乳化作用，有助于使脂肪形成较好颗粒，形成最好的产品。在许多食品加工过程中往往需要破乳、消泡作用，如在冰淇淋生产中，就需要使脂肪质点有所团聚，以获得较好的“干燥”产品。而具有不饱和脂肪酸链的乳化剂能抑制泡沫，因此可在乳浊液中加入乳化剂以达到破乳、消泡作用。
5. 络合作用
乳化剂与淀粉形成络合物，使产品得到较好的瓤结构，增大食品体积，防止老化和保鲜，形成均匀的结构。
乳化剂可与直链淀粉作用，防止淀粉制品的老化、回生等，使产品具有柔软性并能保鲜。与其作用最强的是蒸馏单甘酯。
以单酸甘油酯为例，在调制面团阶段，乳化剂被吸附在淀粉粒的表面，可以抑制淀粉粒的膨胀，阻止淀粉粒之间的相互连接。此时乳化剂不能进入淀粉粒内部。在面团进入烤炉烘焙时，面团内部温度开始上升，大约到50℃时，单酸甘油酯β-结晶状态转变为α-结晶状态，然后与水一起形成液体结晶层状分散相。
α-结晶状态是乳化剂最有效的活性状态。当达到淀粉的糊化温度时，淀粉粒开始膨胀，乳化剂这时与溶出淀粉粒的直链淀粉和留在淀粉粒内的直链淀粉相互作用。由于乳化剂的构型是直碳氢链，而直链淀粉的构型是螺旋状，因此乳化剂与直链淀粉相互作用，形成的复合物在水中是不可溶的，阻止了直链淀粉溶出淀粉粒，大大减少了游离直链淀粉的量。
乳化剂与原料中的蛋白质和油脂络合，增强面团强度可与蛋白质相互作用，主要是蛋白质上氨基酸侧链基团与乳化剂发生作用。
乳化剂加入面团后，与面筋蛋白形成复合物，即乳化剂的亲水基结合麦胶蛋白、亲油基结合麦谷蛋白，面筋蛋白分子变大，形成结构牢固细密的面筋网络，增强了面筋的机械强度，提高了面团的持气性，从而使产品体积增大。特别是在使用不能形成面筋的大豆蛋白时，使用乳化剂可以促进脂类对大豆蛋白的束缚，增强与其他成分的联系。
在有水存在时，乳化剂与脂类作用，形成稳定的油水混合体系。乳化剂与脂类和蛋白质形成氢键或偶联络合物，强化了面团的网状结构，提高了面团的弹性和吸水性，增加了揉面时空气的混入量，缩短了发酵时间，使面包等制品膨松、柔软。
6. 结晶控制作用
乳化剂对固体脂肪结晶的形成、晶型和析出有控制作用。在巧克力中，促进可可脂的结晶变得微细和均匀；在冰淇淋等冷冻食品中，高HLB值的乳化剂可阻止糖类等产生结晶；而在人造奶油中，低HLB值的乳化剂则可阻止油脂产生结晶。人造奶油的耐贮性不如天然奶油，巧克力在贮藏中产生发花现象，均是由晶体的多晶态变化造成。
人造奶油的β＇-型多晶中混有一部分β-型多晶，而奶油为单纯的β＇-型结晶。由于β-晶体颗粒大、熔点高，对人造奶油的油滑柔软感会带来不利影响。因此，在巧克力等食品中，可添加乳化剂控制熔点高的固体脂肪结晶的出现，防止人造奶油、起酥油、巧克力浆料等中粗大结晶的形成。
7. 润滑作用
甘油单酸酯和甘油二酸酯都具有较好的润滑效果，使淀粉制品挤压时可获得优良的润滑性，能有效地用于食品加工过程。在焦糖中加入固体甘油单酸酯和甘油二酸酯能减少对切刀、包装物和消费者牙齿的黏结力。
8. 润湿作用
乳化剂对不溶性颗粒也有润湿作用，这有助于确保产品的均匀性，在奶粉、可可粉、麦乳精、速溶咖啡、粉末饮料冲剂和汤味料等食品中使用乳化剂，可提高其分散性、悬浮性和可溶性，有助于方便食品在冷水或热水中速溶和复水。如亲水性固体（蛋白质粉），加入水中迅速润湿，形成外湿内干、易结块，在其中添加一些极性低、亲脂性好的卵磷脂，可消除脂肪与水之间的相互排斥性，使产品迅速分散于液体中，达到速溶。
9. 抗菌、保鲜作用
蔗糖脂肪酸酯等具有一定的抗菌性，可用作蛋品、水果、蔬菜等的保鲜涂膜剂的乳化剂。在果蔬表面涂膜，可抑制水分蒸发、防止细菌侵袭和调节其呼吸作用。天然乳化剂磷脂还具有抗氧化作用。
不同的乳化剂、同一乳化剂在不同条件下以及不同乳化剂的复配使用，其作用效果是有差异的。在食品加工过程中，应根据食品种类、加工条件以及加工方法不同，正确选择食品乳化剂以及合理进行复配使用，可达到最佳使用效果。
乳化剂在各类食品中的应用
乳化剂作为表面活性剂，能与脂类、蛋白质、碳水化合物等食品成分发生特殊的相互链接，具有乳化或破乳、润湿、起泡或消泡以及分散、增溶、润滑等一系列作用。因此，乳化剂在食品加工中可起到多种功效，几乎所有的食品加工都可以使用乳化剂，如焙烤制品、人造奶油、冷饮、乳制品及仿乳制品、肉制品、豆制品、糖果、饮料、罐头、料理等食品成品或辅助材料，用以改善品质、保持风味、延长保鲜期或改善产品加工性能。
1. 在鱼肉糜、香肠等食品中
乳化剂使所添加的油脂乳化、分散；提高组织的均质性；有利于表面被膜的形成，以提高商品性或保存性；提高产品的嫩度，改善制品的风味，提高产品质量。
2. 在糖果中
乳化剂使所添加的油脂乳化、分散，提高口感的细腻性；使制品表面起霜，防止与包装纸的粘连；防止砂糖（水相基）结晶。
3. 在胶姆糖中
乳化剂提高胶基的亲水性，防止黏牙；使各组分均质；防止与包装纸的粘连。
4. 在面包、蛋糕中
乳化剂防止小麦粉中直链淀粉的疏水作用，从而防止老化、回生，乳化剂能与面团中的直链淀粉络合，推迟了淀粉在面团中存放时失水而重新结晶所致的发干、发硬，保持产品一定的湿度而使面包柔软保鲜，保持营养价值；降低面团黏度，便于操作，促使面筋组织的形成，乳化剂与面团中的脂类和各种蛋白质形成的氢键或络合物，像一条条锁链一样大大强化了面团在和面及醒发时形成的网络结构；提高发泡性，并使气孔分散、致密；促使起酥油乳化、分散，从而改善组织和口感。
5. 在饼干类中
乳化剂提高面团亲水性，便于配料搅拌；使起酥油乳化、分散，改善组织与口感；提高发泡性，使气孔分散、致密。
6. 在面条类中
乳化剂减少成品水煮时淀粉的溶出，降低损失；增强弹性、吸水性和耐断性；提高面团亲水性、降低面团黏度、便于操作。
7. 在酱、果类中
乳化剂防止油、水析出。
8. 在冷冻食品中
乳化剂改善疏水组分的析水现象，从而防止粗大冰结晶的形成。
9. 在豆腐中
乳化剂抑制发泡；提高豆浆的亲水性，使与豆渣充分分离；由于保水性的增强而使出浆率提高；固化成型后的保型能力。
10. 其它
另外，乳化剂还可用于需要添加淀粉的肉制品中，使肉制品的保水性增强、弹性增加，并减少淀粉填充物的糊状感；用于面粉可增加面筋强度；提高速溶食品如咖啡、奶粉等的速溶性等。
