S rostoucí životní úrovní lidí se požadavky spotřebitelů na potraviny již neomezují pouze na rozumnou nutriční hodnotu. Požadují také uspokojivé senzorické vlastnosti potravin, včetně vzhledu, barvy, vůně, chuti, konzistence a čerstvosti.
Emulgátory, jakožto potravinářské přídatné látky modifikující texturu, hrají v potravinářském průmyslu zásadní roli. Podívejme se na mechanismus jejich účinku.emulgátory!
Emulze
Emulze jsou v potravinách široce zastoupeny. Jedna fáze se skládá z vody nebo vodných roztoků, souhrnně označovaných jako hydrofilní fáze; druhá fáze je organická fáze nemísitelná s vodou, známá také jako lipofilní fáze. Když se smísí dvě nemísitelné kapaliny, jako je voda a olej, mohou vzniknout dva typy emulzí, a to emulze olej ve vodě (O/W) a emulze voda v oleji (W/O). V emulzích olej ve vodě je olej dispergován ve vodě v podobě drobných kapiček, přičemž kapičky oleje slouží jako dispergovaná fáze a voda jako spojité médium. Mléko je typickým příkladem emulze O/W. Naopak v emulzích voda v oleji je voda dispergována v oleji v podobě drobných kapiček, kde voda působí jako dispergovaná fáze a olej jako spojité médium, přičemž margarín je reprezentativní emulzí W/O.
Mechanismus účinku emulgátorů
Potravinové emulgátory, nazývané taképovrchově aktivní látky, jsou látky, které přeměňují nemísitelné kapaliny na rovnoměrně dispergované emulze. Jako potravinářské přídatné látky mohou po zapracování do potravin významně snížit povrchové napětí mezi olejovou a vodní fází, čímž vytvářejí stabilní emulze z nemísitelné olejové (hydrofobní látky) a vody (hydrofilní látky).
Na jedné straně emulgátory vytvářejí tenké molekulární filmy na vzájemně odpuzujících se rozhraních dvou fází, čímž snižují volnou povrchovou energii celého systému a vytvářejí nová rozhraní. Molekuly emulgátoru obsahují hydrofilní i lipofilní skupiny, které se mohou adsorbovat na vzájemně odpuzující povrchy oleje a vody, čímž vytvářejí tenké molekulární vrstvy a snižují mezifázové napětí mezi těmito dvěma fázemi. Konkrétně molekuly oleje interagují s lipofilními segmenty emulgátorů, zatímco molekuly vody interagují s hydrofilními segmenty emulgátorů a interakce mezi těmito dvěma stranami mění mezifázové napětí. Na druhé straně emulgátory vytvářejí na povrchu drobných kapiček ochranné adsorpční vrstvy, které jim dodávají silnou sterickou stabilizaci. Obecně platí, že vyšší dávka emulgátorů vede k podstatnějšímu snížení mezifázového napětí. To umožňuje původně nemísitelným látkám rovnoměrně se smíchat a vytvořit homogenní disperzní systém, který mění původní fyzikální stav, optimalizuje vnitřní strukturu potravin a zlepšuje jejich kvalitu.
Hodnota hydrofilně-lipofilní rovnováhy
Hydrofilně-lipofilní rovnováha (HLB) hodnota: Emulgátory se silnou hydrofilností obecně tvoří emulze typu olej ve vodě, zatímco emulgátory se silnou lipofilností tvoří emulze typu voda v oleji. Hodnota HLB se běžně používá k charakterizaci hydrofilně-lipofilní rovnováhy emulgátorů a kvantifikaci jejich hydrofilnosti. Pro hodnoty HLB je k dispozici několik metod výpočtu:
Vzorec pro rozdíl: HLB = Hydrofilita hydrofilních skupin−Lipofobnost lipofilních skupin
Vzorec pro výpočet poměru: HLB = Hydrofilita hydrofilních skupin / Lipofobnost lipofilních skupin
Hodnotu HLB každého emulgátoru lze stanovit experimentálně. Je stanoveno, že emulgátory se 100% lipofilitou (reprezentovanou parafínem) mají hodnotu HLB 0 a emulgátory se 100% hydrofilitou (reprezentovanou oleátem draselným) mají hodnotu HLB 20. Rozsah mezi 0 a 20 je rozdělen na 20 stejných částí, aby se vyjádřila síla hydrofilnosti a lipofility. Vyšší hodnota HLB odpovídá silnější hydrofilnosti, zatímco nižší hodnota HLB znamená silnější lipofilitu.
Většina emulgátorů potravinářské kvality jsou neiontové povrchově aktivní látky s hodnotami HLB v rozmezí od 0 do 20; odpovídající vlastnosti neiontových emulgátorů s různými hodnotami HLB jsou uvedeny v tabulce. Naproti tomu iontové povrchově aktivní látky mají hodnoty HLB v rozmezí od 0 do 40. Emulgátory s hodnotami HLB pod 10 jsou proto převážně lipofilní, zatímco ty s hodnotami HLB rovnými nebo vyššími 10 vykazují hydrofilní vlastnosti.
U směsných emulgátorů jsou jejich hodnoty HLB aditivní. Proto, pokud se v kombinaci používají dva nebo více emulgátorů, lze hodnotu HLB směsného emulgátoru vypočítat na základě hmotnostních podílů každého z nich: HLBa,b = HLBa·A% + HLBb·B%
Kde HLBa,b označuje hodnotu HLB směsi emulgátoru a a emulgátoru b; HLBa a HLBb představují příslušné hodnoty HLB emulgátoru a a emulgátoru b; A% a B% označují hmotnostní procenta emulgátoru a a emulgátoru b ve směsi emulgátorů (tento vzorec platí pouze pro neiontové emulgátory).
Metody přípravy a faktory ovlivňující emulgátory
Existují čtyři metody přípravy emulgátorů, a to metoda suché gumy, metoda mokré gumy, metoda míchání olejové a vodné fáze a mechanická metoda.
Metoda suché gumy zahrnuje přidání vodné fáze do olejové fáze obsahující emulgátory. Během přípravy se gumový prášek (emulgátor) nejprve rovnoměrně smíchá s olejem, přidá se určité množství vody a směs se rozemele a emulguje na primární emulzi, načež se přidá voda do zředění na plný objem. Metoda mokré gumy znamená přidání olejové fáze do vodné fáze obsahující emulgátory. Při přípravě se guma (emulgátor) nejprve rozpustí ve vodě, čímž se vytvoří gumový sliz jako vodná fáze; poté se olejová fáze přidává do vodné fáze po dávkách a rozemele na primární emulzi, načež se doplní voda do plného objemu. Metoda míchání olejové a vodné fáze zahrnuje smíchání určitého množství oleje a vody, jemné rozemletí arabské gumy v hmoždíři, přidání směsi oleje a vody do ní pro rychlé rozemletí na primární emulzi a následné zředění vodou.
Příprava emulgátorů se zaměřuje především na emulgaci dvou druhů kapalin a emulgační účinek má velký vliv na kvalitu emulzí. Mezi hlavní faktory ovlivňující emulgaci patří povrchové napětí, viskozita a teplota, doba emulgace a dávkování emulgátorů. Obecně se vybírají emulgátory, které mohou významně snížit povrchové napětí. Optimální teplota emulgace emulgátorů je asi 70 °C.°C; pokud se jako emulgátory používají neiontové povrchově aktivní látky, teplota emulgace nesmí překročit jejich bod zákalu. Obecně platí, že čím vyšší je dávka emulgátorů, tím stabilnější budou vytvořené emulze.
Čas zveřejnění: 21. července 2026