S poboljšanjem životnog standarda ljudi, zahtjevi potrošača za hranom više nisu ograničeni na razumnu nutritivnu vrijednost. Oni također zahtijevaju zadovoljavajuće senzorne kvalitete hrane, uključujući izgled, boju, aromu, okus, konzistenciju i svježinu.
Kao aditivi za modifikaciju teksture hrane, emulgatori igraju vitalnu ulogu u prehrambenoj industriji. Pogledajmo mehanizam djelovanja...emulgatori!
Emulzije
Emulzije su široko prisutne u hrani. Jedna faza se sastoji od vode ili vodenih rastvora, koji se zajednički nazivaju hidrofilna faza; druga faza je organska faza koja se ne miješa s vodom, poznata i kao lipofilna faza. Kada se dvije nemješljive tekućine, poput vode i ulja, pomiješaju, mogu se formirati dvije vrste emulzija, i to emulzije ulje u vodi (O/W) i emulzije voda u ulju (W/O). U emulzijama ulje u vodi, ulje se disperguje u vodi kao sitne kapljice, pri čemu kapljice ulja služe kao dispergovana faza, a voda kao kontinuirani medij. Mlijeko je tipičan primjer emulzije O/W. Suprotno tome, u emulzijama voda u ulju, voda se disperguje u ulju kao sitne kapljice, gdje voda djeluje kao dispergovana faza, a ulje kao kontinuirani medij, pri čemu je margarin reprezentativan primjer emulzije W/O.
Mehanizam djelovanja emulgatora
Emulgatori hrane, također poznatisurfaktanti, su supstance koje pretvaraju nemješljive tekućine u jednoliko dispergirane emulzije. Kao aditivi za hranu, mogu značajno smanjiti međufaznu napetost između uljne i vodene faze nakon što se ugrade u hranu, čime se formiraju stabilne emulzije od nemješljivog ulja (hidrofobne supstance) i vode (hidrofilne supstance).
S jedne strane, emulgatori formiraju tanke molekularne filmove na međusobno odbojnim površinama dvije faze kako bi smanjili slobodnu površinsku energiju cijelog sistema i generirali nove površine. Molekule emulgatora sadrže i hidrofilne i lipofilne grupe, koje se mogu adsorbirati na međusobno odbojne površine ulja i vode, respektivno, formirajući tanke molekularne slojeve i smanjujući međupovršinsku napetost između dvije faze. Preciznije, molekule ulja interaguju s lipofilnim segmentima emulgatora, dok molekule vode interaguju s hidrofilnim segmentima emulgatora, a interakcija između ove dvije strane mijenja međupovršinsku napetost. S druge strane, emulgatori formiraju zaštitne adsorpcijske slojeve na površini sitnih kapljica, dajući kapljicama snažnu sternu stabilizaciju. Općenito, veća doza emulgatora dovodi do značajnijeg smanjenja međupovršinske napetosti. To omogućava prvobitno nemješljivim supstancama da se ravnomjerno pomiješaju i formiraju homogeni disperzioni sistem, što mijenja prvobitno fizičko stanje, optimizira unutrašnju strukturu hrane i poboljšava kvalitet hrane.
Vrijednost hidrofilno-lipofilne ravnoteže
Hidrofilno-lipofilna ravnoteža (HLB) vrijednost: Emulgatori s jakom hidrofilnošću uglavnom formiraju emulzije ulja u vodi, dok oni s jakom lipofilnošću formiraju emulzije vode u ulju. HLB vrijednost se obično usvaja za karakterizaciju hidrofilno-lipofilne ravnoteže emulgatora i kvantificiranje njihove hidrofilnosti. Dostupne su višestruke metode izračuna za HLB vrijednosti:
Formula razlike: HLB = Hidrofilnost hidrofilnih grupa−Lipofobnost lipofilnih grupa
Formula odnosa: HLB = Hidrofilnost hidrofilnih grupa / Lipofobnost lipofilnih grupa
HLB vrijednost svakog emulgatora može se eksperimentalno odrediti. Propisano je da emulgatori sa 100% lipofilnosti (predstavljeni parafinom) imaju HLB vrijednost od 0, a oni sa 100% hidrofilnosti (predstavljeni kalijum oleatom) imaju HLB vrijednost od 20. Raspon između 0 i 20 podijeljen je na 20 jednakih dijelova kako bi se označila jačina hidrofilnosti i lipofilnosti. Viša HLB vrijednost odgovara jačoj hidrofilnosti, dok niža HLB vrijednost znači jaču lipofilnost.
Većina emulgatora prehrambene kvalitete su nejonski surfaktanti s HLB vrijednostima u rasponu od 0 do 20; odgovarajuća svojstva nejonskih emulgatora s različitim HLB vrijednostima navedena su u tabeli. Nasuprot tome, jonski surfaktanti imaju HLB vrijednosti u rasponu od 0 do 40. Stoga su emulgatori s HLB vrijednostima ispod 10 pretežno lipofilni, dok oni s HLB vrijednostima jednakim ili većim od 10 pokazuju hidrofilne karakteristike.
Za miješane emulgatore, njihove HLB vrijednosti su aditivne. Stoga, kada se dva ili više emulgatora koriste u kombinaciji, HLB vrijednost miješanog emulgatora može se izračunati na osnovu masenih udjela svakog konstitutivnog emulgatora: HLBa,b = HLBa·A% + HLBb·B%
Gdje HLBa,b označava HLB vrijednost smjese emulgatora a i emulgatora b; HLBa i HLBb predstavljaju odgovarajuće HLB vrijednosti emulgatora a i emulgatora b; A% i B% označavaju masene procente emulgatora a i emulgatora b u miješanom emulgatoru (ova formula se primjenjuje samo na nejonske emulgatore).
Metode pripreme i faktori koji utiču na emulgatore
Postoje četiri metode pripreme emulgatora, i to metoda suhe gume, metoda mokre gume, metoda miješanja uljno-vodene faze i mehanička metoda.
Metoda suhog dodavanja gume uključuje dodavanje vodene faze u uljnu fazu koja sadrži emulgatore. Tokom pripreme, prah gume (emulgator) se prvo ravnomjerno pomiješa s uljem, doda se određena količina vode, a smjesa se melje i emulgira u primarnu emulziju, nakon čega se dodaje voda do pune zapremine. Metoda mokrog dodavanja gume znači dodavanje uljne faze u vodenu fazu koja sadrži emulgatore. U pripremi, guma (emulgator) se prvo rastvara u vodi da bi se dobila sluz gume kao vodena faza; zatim se uljna faza dodaje u vodenu fazu u serijama i melje u primarnu emulziju, nakon čega se voda dodaje do pune zapremine. Metoda miješanja uljno-vodene faze odnosi se na miješanje određene količine ulja i vode, fino mljevenje akacijeve gume u mužaru, dodavanje smjese ulja i vode u nju da bi se brzo samljela u primarnu emulziju, a zatim razrjeđivanje vodom.
Priprema emulgatora uglavnom ima za cilj emulgiranje dvije vrste tekućina, a efekat emulgiranja ima veliki utjecaj na kvalitet emulzija. Glavni faktori koji utječu na emulgiranje uključuju međupovršinsku napetost, viskoznost i temperaturu, vrijeme emulgiranja i doziranje emulgatora. Općenito se odabiru emulgatori koji mogu značajno smanjiti međupovršinsku napetost. Optimalna temperatura emulgiranja za emulgatore je oko 70°C.°C; ako se nejonski surfaktanti koriste kao emulgatori, temperatura emulgiranja ne smije prelaziti njihovu tačku zamućenja. Općenito govoreći, što je veća doza emulgatora, to će formirane emulzije biti stabilnije.
Vrijeme objave: 21. jul 2026.