Met die verbetering van mense se lewenstandaard is verbruikers se behoeftes aan voedsel nie meer beperk tot redelike voedingswaarde nie. Hulle eis ook bevredigende sensoriese eienskappe van voedsel, insluitend voorkoms, kleur, aroma, smaak, konsekwentheid en varsheid.
As tekstuurveranderende voedselbymiddels speel emulgeermiddels 'n belangrike rol in die voedselbedryf. Kom ons kyk na die werkingsmeganisme vanemulgeermiddels!
Emulsies
Emulsies is wyd teenwoordig in voedsel. Een fase bestaan uit water of waterige oplossings, gesamentlik na verwys as die hidrofiliese fase; die ander fase is 'n organiese fase wat onmengbaar is met water, ook bekend as die lipofiele fase. Wanneer twee onmengbare vloeistowwe soos water en olie gemeng word, kan twee tipes emulsies gevorm word, naamlik olie-in-water (O/W) emulsies en water-in-olie (W/O) emulsies. In olie-in-water emulsies word olie as klein druppeltjies in water versprei, met oliedruppeltjies wat as die verspreide fase dien en water as die deurlopende medium. Melk is 'n tipiese voorbeeld van 'n O/W emulsie. Omgekeerd, in water-in-olie emulsies, word water as klein druppeltjies in olie versprei, waar water as die verspreide fase optree en olie as die deurlopende medium, met margarien as 'n verteenwoordigende W/O emulsie.
Werkingsmeganisme van emulgeermiddels
Voedselemulgeerders, ook genoemoppervlakaktiewe stowwe, is stowwe wat onmengbare vloeistowwe in eenvormig verspreide emulsies omskakel. As voedselbymiddels kan hulle die tussenvlakspanning tussen olie- en waterfases aansienlik verminder nadat hulle in voedsel opgeneem is, waardeur stabiele emulsies van onmengbare olie (hidrofobiese stowwe) en water (hidrofiele stowwe) gevorm word.
Aan die een kant vorm emulgeermiddels dun molekulêre films by die onderling afstotende koppelvlakke van die twee fases om die oppervlakvrye energie van die hele stelsel te verlaag en nuwe koppelvlakke te genereer. Emulgeermiddelmolekules bevat beide hidrofiliese en lipofiele groepe, wat onderskeidelik aan die onderling afstotende oppervlaktes van olie en water kan adsorbeer om dun molekulêre lae te vorm en die tussenvlakspanning tussen die twee fases te verminder. Om spesifiek te wees, oliemolekules tree in wisselwerking met die lipofiele segmente van emulgeermiddels, terwyl watermolekules in wisselwerking tree met die hidrofiliese segmente van emulgeermiddels, en die interaksie tussen hierdie twee kante verander die tussenvlakspanning. Aan die ander kant vorm emulgeermiddels beskermende adsorpsielae op die oppervlak van klein druppeltjies, wat die druppeltjies sterk steriese stabilisering gee. Oor die algemeen lei 'n hoër dosis emulgeermiddels tot 'n meer aansienlike vermindering in tussenvlakspanning. Dit laat oorspronklik onmengbare stowwe toe om eenvormig te meng en 'n homogene dispersiestelsel te vorm, wat die oorspronklike fisiese toestand verander, die interne struktuur van voedsel optimaliseer en voedselkwaliteit verbeter.
Hidrofiliese-Lipofiliese Balanswaarde
Die hidrofiliese-lipofiele balans (HLB) waarde: Emulgeermiddels met sterk hidrofilisiteit vorm oor die algemeen olie-in-water emulsies, terwyl dié met sterk lipofilisiteit water-in-olie emulsies vorm. Die HLB-waarde word algemeen aangeneem om die hidrofiliese-lipofiele balans van emulgeermiddels te karakteriseer en hul hidrofilisiteit te kwantifiseer. Verskeie berekeningsmetodes is beskikbaar vir HLB-waardes:
Verskilformule: HLB = Hidrofilisiteit van hidrofiliese groepe−Lipofobisiteit van lipofiele groepe
Verhoudingsformule: HLB = Hidrofilisiteit van hidrofiliese groepe / Lipofobisiteit van lipofiele groepe
Die HLB-waarde van elke emulgator kan eksperimenteel bepaal word. Daar word bepaal dat emulgeerders met 100% lipofilisiteit (verteenwoordig deur paraffienwas) 'n HLB-waarde van 0 het, en dié met 100% hidrofilisiteit (verteenwoordig deur kaliumoleaat) 'n HLB-waarde van 20 het. Die reeks tussen 0 en 20 word in 20 gelyke dele verdeel om die sterkte van hidrofilisiteit en lipofilisiteit aan te dui. 'n Hoër HLB-waarde stem ooreen met sterker hidrofilisiteit, terwyl 'n laer HLB-waarde sterker lipofilisiteit beteken.
Die meeste voedselgraad-emulgeermiddels is nie-ioniese oppervlakaktiewe middels met HLB-waardes wat wissel van 0 tot 20; die ooreenstemmende eienskappe van nie-ioniese emulgeermiddels met verskillende HLB-waardes word in die tabel gelys. In teenstelling hiermee het ioniese oppervlakaktiewe middels HLB-waardes wat wissel van 0 tot 40. Daarom is emulgeermiddels met HLB-waardes laer as 10 oorwegend lipofiel, terwyl dié met HLB-waardes gelyk aan of hoër as 10 hidrofiliese eienskappe vertoon.
Vir gemengde emulgeermiddels is hul HLB-waardes additief. Daarom, wanneer twee of meer emulgeermiddels in kombinasie gebruik word, kan die HLB-waarde van die gemengde emulgeermiddel bereken word op grond van die massafraksies van elke samestellende emulgeermiddel: HLBa,b = HLBa·A% + HLBb·B%
Waar HLBa,b die HLB-waarde van die mengsel van emulgator a en emulgator b aandui; HLBa en HLBb verteenwoordig die onderskeie HLB-waardes van emulgator a en emulgator b; A% en B% staan vir die massapersentasies van emulgator a en emulgator b in die gemengde emulgator (Hierdie formule is slegs van toepassing op nie-ioniese emulgeerders).
Voorbereidingsmetodes en beïnvloedende faktore van emulgeermiddels
Daar is vier voorbereidingsmetodes vir emulgeermiddels, naamlik die droë gommetode, nat gommetode, olie-waterfase mengmetode en meganiese metode.
Die droë gommetode behels die byvoeging van die waterfase by die oliefase wat emulgeerders bevat. Tydens voorbereiding word gompoeier (emulgator) eers eweredig met olie gemeng, 'n sekere hoeveelheid water word bygevoeg, en die mengsel word gemaal en geëmulgeer tot primêre emulsie, gevolg deur water by te voeg om tot die volle volume te verdun. Die nat gommetode beteken die byvoeging van die oliefase by die waterfase wat emulgeerders bevat. Ter voorbereiding word gom (emulgator) eers in water opgelos om gomslym as die waterfase te maak; dan word die oliefase in bondels by die waterfase gevoeg en tot primêre emulsie gemaal, waarna water tot die volle volume aangevul word. Die olie-waterfase mengmetode verwys na die vermenging van 'n sekere hoeveelheid olie en water, die fyn maal van akasiagom in 'n vysel, die byvoeging van die olie-watermengsel daarby om vinnig tot primêre emulsie te maal, en dan met water te verdun.
Die voorbereiding van emulgeermiddels is hoofsaaklik daarop gemik om twee soorte vloeistowwe te emulgeer, en die emulgeereffek het 'n groot impak op die kwaliteit van emulsies. Die belangrikste faktore wat emulgeermiddel beïnvloed, sluit in tussenvlakspanning, viskositeit en temperatuur, emulgeertyd en die dosis van emulgeermiddels. Oor die algemeen word emulgeermiddels gekies wat tussenvlakspanning aansienlik kan verminder. Die optimale emulgeertemperatuur vir emulgeermiddels is ongeveer 70°C; indien nie-ioniese oppervlakaktiewe stowwe as emulgeermiddels gebruik word, mag die emulgeertemperatuur nie hul troebelingspunt oorskry nie. Oor die algemeen, hoe hoër die dosis emulgeermiddels, hoe stabieler sal die gevormde emulsies wees.
Plasingstyd: 21 Julie 2026