इमल्सीफायर इस तरह काम करते हैं

लोगों के जीवन स्तर में सुधार के साथ, उपभोक्ताओं की भोजन संबंधी आवश्यकताएं अब केवल उचित पोषण मूल्य तक ही सीमित नहीं रह गई हैं। वे भोजन के संतोषजनक संवेदी गुणों की भी मांग करते हैं, जिनमें दिखावट, रंग, सुगंध, स्वाद, बनावट और ताजगी शामिल हैं।

खाद्य पदार्थों की बनावट को बदलने वाले योजकों के रूप में, इमल्सीफायर खाद्य उद्योग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आइए इनकी कार्यप्रणाली पर एक नज़र डालते हैं।पायसीकारक!

इमल्शन

खाद्य पदार्थों में इमल्शन व्यापक रूप से पाए जाते हैं। एक चरण जल या जलीय विलयनों से बना होता है, जिसे सामूहिक रूप से जल-प्रेमी चरण कहा जाता है; दूसरा चरण जल में अघुलनशील कार्बनिक चरण होता है, जिसे लिपोफिलिक चरण भी कहा जाता है। जब दो अघुलनशील तरल पदार्थ, जैसे जल और तेल, को मिलाया जाता है, तो दो प्रकार के इमल्शन बन सकते हैं, जिन्हें तेल-इन-वाटर (O/W) इमल्शन और वाटर-इन-ऑयल (W/O) इमल्शन कहा जाता है। तेल-इन-वाटर इमल्शन में, तेल जल में छोटी-छोटी बूंदों के रूप में फैला होता है, जिसमें तेल की बूंदें विक्षेपित चरण और जल सतत माध्यम के रूप में कार्य करती हैं। दूध O/W इमल्शन का एक विशिष्ट उदाहरण है। इसके विपरीत, वाटर-इन-ऑयल इमल्शन में, जल तेल में छोटी-छोटी बूंदों के रूप में फैला होता है, जिसमें जल विक्षेपित चरण और तेल सतत माध्यम के रूप में कार्य करता है, और मार्जरीन इसका एक प्रतिनिधि W/O इमल्शन है।

इमल्सीफायर की क्रियाविधि

खाद्य पायसीकारक, जिन्हें भी कहा जाता हैसर्फेकेंट्सये ऐसे पदार्थ हैं जो अघुलनशील तरल पदार्थों को एकसमान रूप से विक्षेपित इमल्शन में परिवर्तित करते हैं। खाद्य योजकों के रूप में, इन्हें भोजन में मिलाने के बाद ये तेल और जल के बीच अंतरास्थि तनाव को काफी हद तक कम कर सकते हैं, जिससे अघुलनशील तेल (हाइड्रोफोबिक पदार्थ) और जल (हाइड्रोफिलिक पदार्थ) से स्थिर इमल्शन बनते हैं।

एक ओर, इमल्सीफायर दो अवस्थाओं के परस्पर प्रतिकर्षी सतहों पर पतली आणविक परतें बनाकर संपूर्ण प्रणाली की सतह मुक्त ऊर्जा को कम करते हैं और नई सतहें बनाते हैं। इमल्सीफायर अणुओं में हाइड्रोफिलिक और लिपोफिलिक दोनों समूह होते हैं, जो तेल और जल की परस्पर प्रतिकर्षी सतहों पर क्रमशः अधिशोषित होकर पतली आणविक परतें बनाते हैं और दोनों अवस्थाओं के बीच अंतरास्थि तनाव को कम करते हैं। विशेष रूप से, तेल के अणु इमल्सीफायर के लिपोफिलिक खंडों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जबकि जल के अणु इमल्सीफायर के हाइड्रोफिलिक खंडों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, और इन दोनों पक्षों के बीच की परस्पर क्रिया अंतरास्थि तनाव को बदल देती है। दूसरी ओर, इमल्सीफायर छोटी बूंदों की सतह पर सुरक्षात्मक अधिशोषण परतें बनाते हैं, जिससे बूंदों को मजबूत परावर्तक स्थिरता प्राप्त होती है। सामान्यतः, इमल्सीफायर की अधिक मात्रा अंतरास्थि तनाव में अधिक महत्वपूर्ण कमी लाती है। इससे मूल रूप से अघुलनशील पदार्थ समान रूप से मिश्रित हो जाते हैं और एक समरूप फैलाव प्रणाली बनाते हैं, जो मूल भौतिक अवस्था को बदल देता है, भोजन की आंतरिक संरचना को अनुकूलित करता है और भोजन की गुणवत्ता में सुधार करता है।

हाइड्रोफिलिक-लिपोफिलिक संतुलन मान

जलरक्तस्रावी-लिपोफिलिक संतुलन (एचएलबीएचएलबी मान: प्रबल जल-प्रेमता वाले इमल्सीफायर आमतौर पर तेल-इन-वाटर इमल्शन बनाते हैं, जबकि प्रबल लिपोफिलिसिटी वाले इमल्सीफायर वाटर-इन-ऑयल इमल्शन बनाते हैं। एचएलबी मान का उपयोग आमतौर पर इमल्सीफायर के जल-प्रेमता-लिपोफिलिक संतुलन को दर्शाने और उनकी जल-प्रेमता को मापने के लिए किया जाता है। एचएलबी मान की गणना के लिए कई विधियाँ उपलब्ध हैं।

अंतर सूत्र: HLB = जल-प्रेमी समूहों की जल-प्रेमता−लिपोफिलिक समूहों की लिपोफोबिसिटी

अनुपात सूत्र: HLB = जल-प्रेमी समूहों की जल-प्रेमता / लिपोफिलिक समूहों की लिपोविकृति

प्रत्येक इमल्सीफायर का HLB मान प्रायोगिक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। यह निर्धारित है कि 100% लिपोफिलिसिटी (पैराफिन वैक्स द्वारा दर्शाया गया) वाले इमल्सीफायर का HLB मान 0 होता है, और 100% हाइड्रोफिलिसिटी (पोटेशियम ओलिएट द्वारा दर्शाया गया) वाले इमल्सीफायर का HLB मान 20 होता है। 0 और 20 के बीच की सीमा को 20 बराबर भागों में विभाजित किया गया है, जो हाइड्रोफिलिसिटी और लिपोफिलिसिटी की प्रबलता को दर्शाते हैं। उच्च HLB मान प्रबल हाइड्रोफिलिसिटी को दर्शाता है, जबकि निम्न HLB मान प्रबल लिपोफिलिसिटी को दर्शाता है।

अधिकांश खाद्य-श्रेणी के इमल्सीफायर नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट होते हैं जिनका HLB मान 0 से 20 तक होता है; विभिन्न HLB मान वाले नॉनआयनिक इमल्सीफायरों के संबंधित गुण तालिका में सूचीबद्ध हैं। इसके विपरीत, आयनिक सर्फेक्टेंटों का HLB मान 0 से 40 तक होता है। इसलिए, 10 से कम HLB मान वाले इमल्सीफायर मुख्य रूप से लिपोफिलिक होते हैं, जबकि 10 या उससे अधिक HLB मान वाले इमल्सीफायर हाइड्रोफिलिक गुण प्रदर्शित करते हैं।

मिश्रित इमल्सीफायरों के लिए, उनके HLB मान योगात्मक होते हैं। इसलिए, जब दो या दो से अधिक इमल्सीफायरों का संयोजन में उपयोग किया जाता है, तो मिश्रित इमल्सीफायर का HLB मान प्रत्येक घटक इमल्सीफायर के द्रव्यमान अंशों के आधार पर गणना किया जा सकता है: HLBa,b = HLBa·ए% + एचएलबीबी·B%

यहां HLBa,b इमल्सीफायर a और इमल्सीफायर b के मिश्रण का HLB मान दर्शाता है; HLBa और HLBb क्रमशः इमल्सीफायर a और इमल्सीफायर b के HLB मान दर्शाते हैं; A% और B% मिश्रित इमल्सीफायर में इमल्सीफायर a और इमल्सीफायर b के द्रव्यमान प्रतिशत को दर्शाते हैं (यह सूत्र केवल नॉनआयनिक इमल्सीफायर पर लागू होता है)।

इमल्सीफायर की तैयारी विधियाँ और उन्हें प्रभावित करने वाले कारक

इमल्सीफायर तैयार करने की चार विधियाँ हैं, अर्थात् शुष्क गोंद विधि, गीली गोंद विधि, तेल-जल चरण मिश्रण विधि और यांत्रिक विधि।

शुष्क गोंद विधि में, पायसकारक युक्त तेल चरण में जलीय चरण मिलाया जाता है। तैयारी के दौरान, गोंद पाउडर (पापकारक) को पहले तेल के साथ समान रूप से मिलाया जाता है, फिर एक निश्चित मात्रा में पानी मिलाया जाता है, और मिश्रण को पीसकर प्राथमिक इमल्शन बनाया जाता है, जिसके बाद पूर्ण आयतन तक पतला करने के लिए पानी मिलाया जाता है। गीली गोंद विधि में, पायसकारक युक्त जलीय चरण में तेल चरण मिलाया जाता है। तैयारी में, गोंद (पापकारक) को पहले पानी में घोलकर जलीय चरण के रूप में गोंद म्यूसिलेज बनाया जाता है; फिर तेल चरण को धीरे-धीरे जलीय चरण में मिलाया जाता है और प्राथमिक इमल्शन बनाने के लिए पीसा जाता है, जिसके बाद पूर्ण आयतन तक पानी मिलाया जाता है। तेल-जल चरण मिश्रण विधि में, एक निश्चित मात्रा में तेल और पानी को मिलाया जाता है, बबूल के गोंद को ओखली में बारीक पीसा जाता है, फिर तेल-जल मिश्रण को उसमें मिलाकर प्राथमिक इमल्शन बनाया जाता है, और फिर पानी मिलाकर पतला किया जाता है।

इमल्सीफायर तैयार करने का मुख्य उद्देश्य दो प्रकार के तरल पदार्थों का इमल्सीफिकेशन करना है, और इमल्सीफिकेशन का प्रभाव इमल्शन की गुणवत्ता पर बहुत अधिक प्रभाव डालता है। इमल्सीफिकेशन को प्रभावित करने वाले मुख्य कारकों में अंतरा-संदर्भ तनाव, श्यानता और तापमान, इमल्सीफिकेशन का समय और इमल्सीफायर की मात्रा शामिल हैं। आमतौर पर, ऐसे इमल्सीफायर चुने जाते हैं जो अंतरा-संदर्भ तनाव को काफी हद तक कम कर सकें। इमल्सीफायर के लिए इष्टतम इमल्सीफिकेशन तापमान लगभग 70 डिग्री सेल्सियस होता है।°यदि नॉनआयनिक सर्फेक्टेंट का उपयोग इमल्सीफायर के रूप में किया जाता है, तो इमल्सीफिकेशन तापमान उनके क्लाउड पॉइंट से अधिक नहीं होना चाहिए। सामान्यतः, इमल्सीफायर की मात्रा जितनी अधिक होगी, बनने वाले इमल्शन उतने ही अधिक स्थिर होंगे।