S poboljšanjem životnog standarda ljudi, zahtjevi potrošača za hranom više nisu ograničeni na razumnu nutritivnu vrijednost. Oni također zahtijevaju zadovoljavajuća senzorna svojstva hrane, uključujući izgled, boju, aromu, okus, konzistenciju i svježinu.
Kao aditivi za promjenu 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 otopina, zajednički nazvanih hidrofilna faza; druga faza je organska faza koja se ne miješa s vodom, poznata i kao lipofilna faza. Kada se pomiješaju dvije nemješljive tekućine poput vode i ulja, mogu se formirati dvije vrste emulzija, naime emulzije ulje u vodi (O/W) i emulzije voda u ulju (W/O). U emulzijama ulje u vodi, ulje se dispergira u vodi kao sitne kapljice, pri čemu kapljice ulja služe kao dispergirana faza, a voda kao kontinuirani medij. Mlijeko je tipičan primjer emulzije O/W. Suprotno tome, u emulzijama voda u ulju, voda se dispergira u ulju kao sitne kapljice, gdje voda djeluje kao dispergirana faza, a ulje kao kontinuirani medij, pri čemu je margarin reprezentativna emulzija W/O.
Mehanizam djelovanja emulgatora
Emulgatori hrane, također se nazivajusurfaktanti, su tvari 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 stvaraju stabilne emulzije iz nemješljivog ulja (hidrofobne tvari) i vode (hidrofilne tvari).
S jedne strane, emulgatori tvore tanke molekularne filmove na međusobno odbojnim površinama dviju faza kako bi smanjili slobodnu površinsku energiju cijelog sustava i stvorili nove površine. Molekule emulgatora sadrže i hidrofilne i lipofilne skupine koje se mogu adsorbirati na međusobno odbojne površine ulja i vode, formirajući tanke molekularne slojeve i smanjujući međupovršinsku napetost između dviju faza. Točnije, molekule ulja međudjeluju s lipofilnim segmentima emulgatora, dok molekule vode međudjeluju s hidrofilnim segmentima emulgatora, a interakcija između ove dvije strane mijenja međupovršinsku napetost. S druge strane, emulgatori tvore zaštitne adsorpcijske slojeve na površini sitnih kapljica, dajući kapljicama snažnu sternu stabilizaciju. Općenito, veća doza emulgatora dovodi do značajnijeg smanjenja međupovršinske napetosti. To omogućuje izvorno nemješljivim tvarima da se jednolično pomiješaju i formiraju homogeni disperzijski sustav, što mijenja izvorno fizičko stanje, optimizira unutarnju strukturu hrane i poboljšava kvalitetu hrane.
Vrijednost hidrofilno-lipofilne ravnoteže
Hidrofilno-lipofilna ravnoteža (HLB) vrijednost: Emulgatori s jakom hidrofilnošću općenito tvore emulzije ulja u vodi, dok oni s jakom lipofilnošću tvore 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 skupina−Lipofobnost lipofilnih skupina
Formula omjera: HLB = Hidrofilnost hidrofilnih skupina / Lipofobnost lipofilnih skupina
HLB vrijednost svakog emulgatora može se eksperimentalno odrediti. Propisano je da emulgatori sa 100% lipofilnošću (predstavljeni parafinom) imaju HLB vrijednost 0, a oni sa 100% hidrofilnošću (predstavljeni kalijevim oleatom) imaju HLB vrijednost 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 neionski surfaktanti s HLB vrijednostima u rasponu od 0 do 20; odgovarajuća svojstva neionskih emulgatora s različitim HLB vrijednostima navedena su u tablici. Nasuprot tome, ionski 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 hidrofilna svojstva.
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 temelju 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 postotke emulgatora a i emulgatora b u miješanom emulgatoru (ova formula primjenjuje se samo na neionske emulgatore).
Metode pripreme i utjecajni faktori emulgatora
Postoje četiri metode pripreme emulgatora, a to su metoda suhe gume, metoda mokre gume, metoda miješanja uljno-vodene faze i mehanička metoda.
Metoda suhe gume uključuje dodavanje vodene faze u uljnu fazu koja sadrži emulgatore. Tijekom 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 punog volumena. Metoda mokre gume znači dodavanje uljne faze u vodenu fazu koja sadrži emulgatore. U pripremi se guma (emulgator) prvo otopi u vodi kako 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 punog volumena. 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 kako bi se brzo samljela u primarnu emulziju, a zatim razrjeđivanje vodom.
Priprema emulgatora uglavnom ima za cilj emulgiranje dviju vrsta tekućina, a učinak emulgiranja ima veliki utjecaj na kvalitetu emulzija. Glavni čimbenici 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 neionski surfaktanti koriste kao emulgatori, temperatura emulgiranja ne smije prijeći njihovu točku zamućenja. Općenito govoreći, što je veća doza emulgatora, to će formirane emulzije biti stabilnije.
Vrijeme objave: 21. srpnja 2026.