Со подобрувањето на животниот стандард на луѓето, потребите на потрошувачите за храна повеќе не се ограничени на разумна хранлива вредност. Тие исто така бараат задоволителни сензорни квалитети на храната, вклучувајќи изглед, боја, арома, вкус, конзистенција и свежина.
Како адитиви за храна што ја модифицираат текстурата, емулгаторите играат витална улога во прехранбената индустрија. Да го разгледаме механизмот на дејство наемулгатори!
Емулзии
Емулзиите се широко присутни во храната. Едната фаза се состои од вода или водни раствори, заедно наречени хидрофилна фаза; другата фаза е органска фаза што не се меша со вода, позната и како липофилна фаза. Кога се мешаат две немешливи течности како што се вода и масло, може да се формираат два вида емулзии, имено емулзии масло-во-вода (O/W) и емулзии вода-во-масло (W/O). Во емулзиите масло-во-вода, маслото е дисперзирано во вода како ситни капки, при што капките масло служат како дисперзирана фаза, а водата како континуирана средина. Млекото е типичен пример за емулзија O/W. Обратно, во емулзиите вода-во-масло, водата е дисперзирана во масло како ситни капки, каде што водата делува како дисперзирана фаза, а маслото како континуирана средина, при што маргаринот е репрезентативна W/O емулзија.
Механизам на дејство на емулгатори
Емулгатори за храна, исто така нареченисурфактанти, се супстанции што ги претвораат немешливите течности во рамномерно дисперзирани емулзии. Како адитиви во храната, тие можат значително да го намалат меѓуфазниот напон помеѓу маслените и водните фази откако ќе се инкорпорираат во храната, со што се формираат стабилни емулзии од немешливо масло (хидрофобни супстанции) и вода (хидрофилни супстанции).
Од една страна, емулгаторите формираат тенки молекуларни филмови на меѓусебно одбивните површини на двете фази за да ја намалат слободната енергија на површината на целиот систем и да генерираат нови меѓусебни површини. Молекулите на емулгаторот содржат и хидрофилни и липофилни групи, кои можат да се адсорбираат на меѓусебно одбивните површини на маслото и водата, соодветно, за да формираат тенки молекуларни слоеви и да ја намалат меѓуфазната напнатост помеѓу двете фази. Поконкретно, молекулите на маслото комуницираат со липофилните сегменти на емулгаторите, додека молекулите на водата комуницираат со хидрофилните сегменти на емулгаторите, а интеракцијата помеѓу овие две страни ја менува меѓуфазната напнатост. Од друга страна, емулгаторите формираат заштитни адсорпциски слоеви на површината на ситните капки, обдарувајќи ги капките со силна стерична стабилизација. Општо земено, поголема доза на емулгатори води до позначително намалување на меѓуфазната напнатост. Ова им овозможува на првично немешливите супстанции да се мешаат рамномерно и да формираат хомоген дисперзивен систем, што ја менува оригиналната физичка состојба, ја оптимизира внатрешната структура на храната и го подобрува квалитетот на храната.
Хидрофилно-липофилна рамнотежа
Хидрофилно-липофилната рамнотежа (ХЛБ) вредност: Емулгаторите со силна хидрофилност генерално формираат емулзии масло-во-вода, додека оние со силна липофилност формираат емулзии вода-во-масло. Вредноста HLB најчесто се користи за карактеризирање на хидрофилно-липофилната рамнотежа на емулгаторите и квантифицирање на нивната хидрофилност. Достапни се повеќе методи на пресметка за вредностите на HLB:
Формула за разлика: HLB = Хидрофилност на хидрофилните групи−Липофобност на липофилните групи
Формула за однос: HLB = Хидрофилност на хидрофилните групи / Липофобност на липофилните групи
Вредноста на HLB на секој емулгатор може да се одреди експериментално. Утврдено е дека емулгаторите со 100% липофилност (претставена со парафински восок) имаат HLB вредност од 0, а оние со 100% хидрофилност (претставена со калиум олеат) имаат HLB вредност од 20. Опсегот помеѓу 0 и 20 е поделен на 20 еднакви делови за да се означи јачината на хидрофилноста и липофилноста. Повисока вредност на HLB одговара на посилна хидрофилност, додека пониска вредност на HLB значи посилна липофилност.
Повеќето емулгатори за храна се нејонски сурфактанти со HLB вредности кои се движат од 0 до 20; соодветните својства на нејонските емулгатори со различни HLB вредности се наведени во табелата. Спротивно на тоа, јонските сурфактанти имаат HLB вредности кои се движат од 0 до 40. Затоа, емулгаторите со HLB вредности под 10 се претежно липофилни, додека оние со HLB вредности еднакви или над 10 покажуваат хидрофилни карактеристики.
За мешани емулгатори, нивните HLB вредности се адитивни. Затоа, кога два или повеќе емулгатори се користат во комбинација, HLB вредноста на мешаниот емулгатор може да се пресмета врз основа на масовните фракции на секој составен емулгатор: HLBa,b = HLBa·A% + HLBb·B%
Каде што HLBa,b ја означува HLB вредноста на мешавината од емулгатор a и емулгатор b; HLBa и HLBb ги претставуваат соодветните HLB вредности на емулгаторот a и емулгаторот b; A% и B% претставуваат масени проценти на емулгатор a и емулгатор b во мешаниот емулгатор (Оваа формула е применлива само за нејонски емулгатори).
Методи за подготовка и фактори на влијание на емулгаторите
Постојат четири методи за подготовка на емулгатори, имено метод на сува гума, метод на влажна гума, метод на мешање во фазата масло-вода и механички метод.
Методот со сува гума вклучува додавање на водната фаза во маслената фаза што содржи емулгатори. За време на подготовката, прашокот од гума (емулгаторот) прво се меша рамномерно со масло, се додава одредена количина вода, а смесата се меле и емулгира во примарна емулзија, по што се додава вода за да се разреди до целосен волумен. Методот со влажна гума подразбира додавање на маслената фаза во водната фаза што содржи емулгатори. При подготовката, гумата (емулгаторот) прво се раствора во вода за да се направи гумена слуз како водена фаза; потоа маслената фаза се додава во водната фаза во серии и се меле во примарна емулзија, по што водата се дополнува до целосен волумен. Методот со мешање во фазата масло-вода се однесува на мешање на одредена количина масло и вода, ситно мелење на акација гумата во аван, додавање на смесата масло-вода во неа за брзо мелење во примарна емулзија, а потоа разредување со вода.
Подготовката на емулгатори главно има за цел емулгирање на два вида течности, а ефектот на емулгирање има големо влијание врз квалитетот на емулзиите. Главните фактори што влијаат на емулгирањето вклучуваат меѓуслојна напнатост, вискозитет и температура, време на емулгирање и доза на емулгатори. Општо земено, се избираат емулгатори кои можат значително да го намалат меѓуслојниот напнатост. Оптималната температура на емулгирање за емулгаторите е околу 70°F.°C; ако нејонските сурфактанти се користат како емулгатори, температурата на емулгификација не треба да ја надминува нивната точка на заматување. Општо земено, колку е поголема дозата на емулгаторите, толку постабилни ќе бидат формираните емулзии.
Време на објавување: 21 јули 2026 година