Amb la millora del nivell de vida de les persones, les necessitats dels consumidors pel que fa als aliments ja no es limiten a un valor nutricional raonable. També exigeixen qualitats sensorials satisfactòries dels aliments, com ara l'aspecte, el color, l'aroma, el gust, la consistència i la frescor.
Com a additius alimentaris modificadors de la textura, els emulsionants tenen un paper vital en la indústria alimentària. Vegem el mecanisme d'acció deemulsionants!
Emulsions
Les emulsions són àmpliament presents en els aliments. Una fase consisteix en aigua o solucions aquoses, anomenades col·lectivament fase hidròfila; l'altra fase és una fase orgànica immiscible amb aigua, també coneguda com a fase lipòfila. Quan es barregen dos líquids immiscibles com l'aigua i l'oli, es poden formar dos tipus d'emulsions, és a dir, emulsions d'oli en aigua (O/A) i emulsions d'aigua en oli (A/O). En les emulsions d'oli en aigua, l'oli es dispersa en aigua com a gotes diminutes, on les gotes d'oli serveixen com a fase dispersa i l'aigua com a medi continu. La llet és un exemple típic d'una emulsió O/A. Per contra, en les emulsions d'aigua en oli, l'aigua es dispersa en oli com a gotes diminutes, on l'aigua actua com a fase dispersa i l'oli com a medi continu, i la margarina és una emulsió A/O representativa.
Mecanisme d'acció dels emulsionants
Emulsionants alimentaris, també anomenatstensioactius, són substàncies que converteixen líquids immiscibles en emulsions uniformement disperses. Com a additius alimentaris, poden reduir significativament la tensió interfacial entre les fases d'oli i aigua després de ser incorporats als aliments, formant així emulsions estables a partir d'oli immiscible (substàncies hidròfobes) i aigua (substàncies hidròfiles).
D'una banda, els emulsionants formen pel·lícules moleculars primes a les interfícies mútuament repel·lents de les dues fases per reduir l'energia lliure superficial de tot el sistema i generar noves interfícies. Les molècules emulsionants contenen grups hidròfils i lipòfils, que es poden adsorbir a les superfícies mútuament repel·lents de l'oli i l'aigua respectivament per formar capes moleculars primes i reduir la tensió interfacial entre les dues fases. Per ser més específics, les molècules d'oli interactuen amb els segments hidròfils dels emulsionants mentre que les molècules d'aigua interactuen amb els segments hidròfils dels emulsionants, i la interacció entre aquests dos costats altera la tensió interfacial. D'altra banda, els emulsionants formen capes d'adsorció protectores a la superfície de petites gotes, dotant les gotes d'una forta estabilització estèrica. Generalment, una dosi més alta d'emulsionants condueix a una reducció més substancial de la tensió interfacial. Això permet que les substàncies originalment immiscibles es barregin uniformement i formin un sistema de dispersió homogeni, que canvia l'estat físic original, optimitza l'estructura interna dels aliments i millora la qualitat dels aliments.
Valor d'equilibri hidròfil-lipòfil
L'equilibri hidròfil-lipòfil (HLB) valor: Els emulsionants amb forta hidrofilicitat generalment formen emulsions d'oli en aigua, mentre que els que tenen una forta lipofilicitat formen emulsions d'aigua en oli. El valor HLB s'adopta habitualment per caracteritzar l'equilibri hidròfil-lipòfil dels emulsionants i quantificar la seva hidrofilicitat. Hi ha diversos mètodes de càlcul disponibles per als valors HLB:
Fórmula de diferència: HLB = Hidrofilicitat dels grups hidròfils−Lipofobicitat dels grups lipòfils
Fórmula de la relació: HLB = Hidrofilicitat dels grups hidròfils / Lipofobicitat dels grups lipòfils
El valor HLB de cada emulsionant es pot determinar experimentalment. S'estipula que els emulsionants amb un 100% de lipofilicitat (representats per cera de parafina) tenen un valor HLB de 0, i els que tenen un 100% d'hidrofilicitat (representats per oleat de potassi) tenen un valor HLB de 20. El rang entre 0 i 20 es divideix en 20 parts iguals per indicar la força de la hidrofilicitat i la lipofilicitat. Un valor HLB més alt correspon a una hidrofilicitat més forta, mentre que un valor HLB més baix significa una lipofilicitat més forta.
La majoria dels emulsionants de grau alimentari són tensioactius no iònics amb valors d'HLB que oscil·len entre 0 i 20; les propietats corresponents dels emulsionants no iònics amb diferents valors d'HLB es mostren a la taula. En canvi, els tensioactius iònics tenen valors d'HLB que oscil·len entre 0 i 40. Per tant, els emulsionants amb valors d'HLB inferiors a 10 són predominantment lipòfils, mentre que els que tenen valors d'HLB iguals o superiors a 10 presenten característiques hidròfiles.
Per als emulsionants mixtos, els seus valors HLB són additius. Per tant, quan s'utilitzen dos o més emulsionants en combinació, el valor HLB de l'emulsionant mixt es pot calcular en funció de les fraccions de massa de cada emulsionant constituent: HLBa,b = HLBa·A% + HLBb·B%
On HLBa,b denota el valor HLB de la mescla d'emulsionant a i emulsionant b; HLBa i HLBb representen els valors HLB respectius de l'emulsionant a i l'emulsionant b; A% i B% representen els percentatges en massa de l'emulsionant a i l'emulsionant b en l'emulsionant barrejat (aquesta fórmula només és aplicable a emulsionants no iònics).
Mètodes de preparació i factors d'influència dels emulsionants
Hi ha quatre mètodes de preparació d'emulsionants, és a dir, el mètode de goma seca, el mètode de goma humida, el mètode de barreja en fase oli-aigua i el mètode mecànic.
El mètode de la goma seca consisteix a afegir la fase aquosa a la fase oliosa que conté emulsionants. Durant la preparació, la pols de goma (emulsionant) es barreja primer uniformement amb oli, s'afegeix una certa quantitat d'aigua i la barreja es tritura i s'emulsiona en emulsió primària, seguit d'afegir aigua per diluir-la fins al volum complet. El mètode de la goma humida consisteix a afegir la fase oliosa a la fase aquosa que conté emulsionants. En la preparació, la goma (emulsionant) es dissol primer en aigua per fer mucílag de goma com a fase aquosa; després, la fase oliosa s'afegeix a la fase aquosa per lots i es tritura en emulsió primària, després de la qual cosa es complementa amb aigua fins al volum complet. El mètode de barreja de fase oli-aigua es refereix a barrejar una certa quantitat d'oli i aigua, moldre finament la goma d'acàcia en un morter, afegir-hi la barreja oli-aigua per moldre-la ràpidament en emulsió primària i després diluir-la amb aigua.
La preparació d'emulsionants té com a objectiu principal emulsionar dos tipus de líquids, i l'efecte d'emulsificació exerceix un gran impacte en la qualitat de les emulsions. Els principals factors que afecten l'emulsificació inclouen la tensió interfacial, la viscositat i la temperatura, el temps d'emulsificació i la dosificació dels emulsionants. Generalment, es seleccionen emulsionants que poden reduir significativament la tensió interfacial. La temperatura d'emulsificació òptima per als emulsionants és d'uns 70°C; si s'utilitzen tensioactius no iònics com a emulsionants, la temperatura d'emulsificació no ha de superar el seu punt de núvol. En general, com més alta sigui la dosi d'emulsionants, més estables seran les emulsions formades.
Data de publicació: 21 de juliol de 2026