З паляпшэннем узроўню жыцця людзей патрабаванні спажыўцоў да прадуктаў харчавання больш не абмяжоўваюцца разумнай пажыўнай каштоўнасцю. Яны таксама патрабуюць задавальняючых сэнсарных якасцей ежы, у тым ліку знешняга выгляду, колеру, водару, смаку, кансістэнцыі і свежасці.
Як харчовыя дабаўкі, якія змяняюць тэкстуру, эмульгатары адыгрываюць жыццёва важную ролю ў харчовай прамысловасці. Давайце разгледзім механізм дзеяння...эмульгатары!
Эмульсіі
Эмульсіі шырока распаўсюджаныя ў харчовых прадуктах. Адна фаза складаецца з вады або водных раствораў, якія разам называюцца гідрафільнай фазай; другая фаза — гэта арганічная фаза, якая не змешваецца з вадой, таксама вядомая як ліпафільная фаза. Пры змешванні дзвюх незмешвальных вадкасцей, такіх як вада і алей, могуць утварыцца два тыпы эмульсій, а менавіта эмульсіі тыпу «алей у вадзе» (А/В) і эмульсіі тыпу «вада ў алеі» (В/А). У эмульсіях тыпу «алей у вадзе» алей дыспергаваны ў вадзе ў выглядзе драбнюткіх кропелек, прычым кроплі алею служаць дысперснай фазай, а вада — бесперапынным асяроддзем. Малако — тыповы прыклад эмульсіі тыпу «алей у вадзе». І наадварот, у эмульсіях тыпу «вада ў алеі» вада дыспергавана ў алеі ў выглядзе драбнюткіх кропелек, дзе вада выступае ў якасці дысперснай фазы, а алей — у якасці бесперапыннага асяроддзя, прычым маргарын з'яўляецца тыповым прыкладам эмульсіі тыпу «вада ў алеі».
Механізм дзеяння эмульгатараў
Харчовыя эмульгатары, таксама вядомыя якпавярхоўна-актыўныя рэчывы, — гэта рэчывы, якія пераўтвараюць незмешвальныя вадкасці ў аднастайна дысперсныя эмульсіі. Як харчовыя дабаўкі, яны могуць значна зніжаць павярхоўнае нацяжэнне паміж фазамі алею і вады пасля ўключэння ў ежу, тым самым утвараючы стабільныя эмульсіі з незмешвальнага алею (гідрафобныя рэчывы) і вады (гідрафільныя рэчывы).
З аднаго боку, эмульгатары ўтвараюць тонкія малекулярныя плёнкі на ўзаемна адштурхоўваемых паверхнях дзвюх фаз, каб знізіць павярхоўную свабодную энергію ўсёй сістэмы і стварыць новыя паверхні. Малекулы эмульгатараў утрымліваюць як гідрафільныя, так і ліпафільныя групы, якія могуць адсарбавацца на ўзаемна адштурхоўваемых паверхнях алею і вады адпаведна, утвараючы тонкія малекулярныя пласты і зніжаючы міжфазнае нацяжэнне паміж двума фазамі. Дакладней, малекулы алею ўзаемадзейнічаюць з ліпафільнымі сегментамі эмульгатараў, а малекулы вады ўзаемадзейнічаюць з гідрафільнымі сегментамі эмульгатараў, і ўзаемадзеянне паміж гэтымі двума бакамі змяняе міжфазнае нацяжэнне. З іншага боку, эмульгатары ўтвараюць ахоўныя адсарбцыйныя пласты на паверхні драбнюткіх кропель, надаючы кроплям моцную стэрычную стабілізацыю. Як правіла, больш высокая доза эмульгатараў прыводзіць да больш істотнага зніжэння міжфазнага нацяжэння. Гэта дазваляе першапачаткова незмешваемым рэчывам раўнамерна змешвацца і ўтвараць аднародную дысперсійную сістэму, што змяняе першапачатковы фізічны стан, аптымізуе ўнутраную структуру ежы і паляпшае якасць ежы.
Значэнне гідрафільна-ліпафільнага балансу
Гідрафільна-ліпафільны баланс (ГЛБ) значэнне: Эмульгатары з моцнай гідрафільнасцю звычайна ўтвараюць эмульсіі тыпу «алей у вадзе», а тыя, што маюць моцную ліпафільнасць, — эмульсіі тыпу «вада ў алеі». Значэнне HLB звычайна выкарыстоўваецца для характарыстыкі гідрафільна-ліпафільнага балансу эмульгатараў і колькаснай ацэнкі іх гідрафільнасці. Для значэнняў HLB даступна некалькі метадаў разліку:
Формула рознасці: HLB = Гідрафільнасць гідрафільных груп−Ліпафобнасць ліпафільных груп
Формула суадносін: HLB = Гідрафільнасць гідрафільных груп / Ліпафобнасць ліпафільных груп
Значэнне HLB кожнага эмульгатара можна вызначыць эксперыментальна. Пазначана, што эмульгатары са 100% ліпафільнасцю (прадстаўленыя парафінавым воскам) маюць значэнне HLB, роўнае 0, а эмульгатары са 100% гідрафільнасцю (прадстаўленыя алеатам калію) маюць значэнне HLB, роўнае 20. Дыяпазон ад 0 да 20 падзелены на 20 роўных частак, каб паказаць ступень гідрафільнасці і ліпафільнасці. Больш высокае значэнне HLB адпавядае больш моцнай гідрафільнасці, тады як ніжэйшае значэнне HLB азначае больш моцную ліпафільнасць.
Большасць эмульгатараў харчовага класа з'яўляюцца неіённымі павярхоўна-актыўнымі рэчывамі са значэннямі HLB ад 0 да 20; адпаведныя ўласцівасці неіённых эмульгатараў з рознымі значэннямі HLB прыведзены ў табліцы. Наадварот, іённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы маюць значэнні HLB ад 0 да 40. Такім чынам, эмульгатары са значэннямі HLB ніжэй за 10 пераважна ліпафільныя, у той час як тыя, у каго значэнні HLB роўныя або вышэйшыя за 10, праяўляюць гідрафільныя ўласцівасці.
Для змешаных эмульгатараў значэнні HLB з'яўляюцца адытыўнымі. Такім чынам, калі два ці больш эмульгатараў выкарыстоўваюцца ў спалучэнні, значэнне HLB змешанага эмульгатара можна разлічыць на аснове масавай долі кожнага кампанента эмульгатара: HLBa,b = HLBa·А% + HLBb·B%
Дзе HLBa,b абазначае значэнне HLB сумесі эмульгатара a і эмульгатара b; HLBa і HLBb прадстаўляюць адпаведныя значэнні HLB эмульгатара a і эмульгатара b; A% і B% абазначаюць масавыя працэнты эмульгатара a і эмульгатара b у змешаным эмульгатары (гэтая формула прымяняецца толькі да неіённых эмульгатараў).
Спосабы падрыхтоўкі і фактары ўплыву эмульгатараў
Існуе чатыры метады падрыхтоўкі эмульгатараў, а менавіта метад сухога камедзі, метад вільготнага камедзі, метад змешвання алейнай і воднай фаз і механічны метад.
Метад сухога прыгатавання гумкі прадугледжвае даданне воднай фазы да алейнай фазы, якая змяшчае эмульгатары. Падчас падрыхтоўкі парашок гумкі (эмульгатар) спачатку змешваюць пароўну з алеем, дадаюць пэўную колькасць вады, сумесь здрабняюць і эмульгуюць у першасную эмульсію, а затым дадаюць ваду да поўнага аб'ёму. Метад вільготнага прыгатавання гумкі прадугледжвае даданне алейнай фазы да воднай фазы, якая змяшчае эмульгатары. Пры падрыхтоўцы гумка (эмульгатар) спачатку раствараюць у вадзе, каб атрымаць слізь гумкі ў якасці воднай фазы; затым алейную фазу дадаюць да воднай фазы партыямі і здрабняюць у першасную эмульсію, пасля чаго дадаюць ваду да поўнага аб'ёму. Метад змешвання алейнай і воднай фаз прадугледжвае змешванне пэўнай колькасці алею і вады, дробнае здрабненне акацыевай гумкі ў ступцы, даданне ў яе сумесі алейнай і воднай гумкі для хуткага здрабнення ў першасную эмульсію, а затым развядзенне вадой.
Падрыхтоўка эмульгатараў у асноўным накіравана на эмульгаванне двух відаў вадкасцей, і эфект эмульгавання аказвае вялікі ўплыў на якасць эмульсій. Асноўнымі фактарамі, якія ўплываюць на эмульгаванне, з'яўляюцца павярхоўнае нацяжэнне, глейкасць і тэмпература, час эмульгавання і дазоўка эмульгатараў. Як правіла, выбіраюцца эмульгатары, якія могуць значна знізіць павярхоўнае нацяжэнне. Аптымальная тэмпература эмульгавання для эмульгатараў складае каля 70°C.°C; калі ў якасці эмульгатараў выкарыстоўваюцца неіённыя павярхоўна-актыўныя рэчывы, тэмпература эмульгавання не павінна перавышаць тэмпературу іх памутнення. Як правіла, чым вышэй доза эмульгатараў, тым больш стабільнымі будуць утвораныя эмульсіі.
Час публікацыі: 21 ліпеня 2026 г.