Са побољшањем животног стандарда људи, захтеви потрошача за храном више нису ограничени на разумну нутритивну вредност. Они такође захтевају задовољавајуће сензорне квалитете хране, укључујући изглед, боју, арому, укус, конзистенцију и свежину.
Као адитиви за храну који модификују текстуру, емулгатори играју виталну улогу у прехрамбеној индустрији. Хајде да погледамо механизам деловања...емулгатори!
Емулзије
Емулзије су широко присутне у храни. Једна фаза се састоји од воде или водених раствора, заједнички названих хидрофилна фаза; друга фаза је органска фаза која се не меша са водом, позната и као липофилна фаза. Када се две немешљиве течности, попут воде и уља, помешају, могу се формирати две врсте емулзија, наиме емулзије уље-у-води (У/В) и емулзије вода-у-уљу (В/В). У емулзијама уље-у-води, уље је дисперговано у води као ситне капљице, при чему капљице уља служе као диспергована фаза, а вода као континуирани медијум. Млеко је типичан пример емулзије У/В. Насупрот томе, код емулзија вода-у-уљу, вода је диспергована у уљу као ситне капљице, где вода делује као диспергована фаза, а уље као континуирани медијум, при чему је маргарин репрезентативна емулзија В/У.
Механизам деловања емулгатора
Емулгатори за храну, такође названисурфактанти, су супстанце које претварају немешљиве течности у равномерно дисперговане емулзије. Као адитиви за храну, могу значајно смањити међуповршинску напетост између уљне и водене фазе након што се уграде у храну, чиме се формирају стабилне емулзије од немешљивог уља (хидрофобне супстанце) и воде (хидрофилне супстанце).
С једне стране, емулгатори формирају танке молекуларне филмове на међусобно одбојним површинама две фазе како би смањили површинску слободну енергију целог система и генерисали нове површине. Молекули емулгатора садрже и хидрофилне и липофилне групе, које се могу адсорбовати на међусобно одбојне површине уља и воде, респективно, формирајући танке молекуларне слојеве и смањујући међуповршинску напетост између две фазе. Конкретно, молекули уља интерагују са липофилним сегментима емулгатора, док молекули воде интерагују са хидрофилним сегментима емулгатора, а интеракција између ове две стране мења међуповршинску напетост. С друге стране, емулгатори формирају заштитне адсорпционе слојеве на површини ситних капљица, дајући капљицама јаку стерску стабилизацију. Генерално, већа доза емулгатора доводи до значајнијег смањења међуповршинске напетости. Ово омогућава првобитно немешљивим супстанцама да се равномерно помешају и формирају хомогени дисперзиони систем, што мења оригинално физичко стање, оптимизује унутрашњу структуру хране и побољшава квалитет хране.
Вредност хидрофилно-липофилне равнотеже
Хидрофилно-липофилна равнотежа (ХЛБ) вредност: Емулгатори са јаком хидрофилношћу генерално формирају емулзије уље-у-води, док они са јаком липофилношћу формирају емулзије вода-у-уљу. HLB вредност се обично усваја за карактеризацију хидрофилно-липофилне равнотеже емулгатора и квантификацију њихове хидрофилности. Доступне су вишеструке методе израчунавања за HLB вредности:
Формула разлике: HLB = Хидрофилност хидрофилних група−Липофобност липофилних група
Формула односа: HLB = Хидрофилност хидрофилних група / Липофобност липофилних група
HLB вредност сваког емулгатора може се експериментално одредити. Прописано је да емулгатори са 100% липофилношћу (који су представљени парафинским воском) имају HLB вредност од 0, а они са 100% хидрофилношћу (који су представљени калијум олеатом) имају HLB вредност од 20. Распон између 0 и 20 је подељен на 20 једнаких делова да би се означила јачина хидрофилности и липофилности. Виша HLB вредност одговара јачој хидрофилности, док нижа HLB вредност значи јачу липофилност.
Већина емулгатора прехрамбене класе су нејонски сурфактанти са HLB вредностима у распону од 0 до 20; одговарајућа својства нејонских емулгатора са различитим HLB вредностима наведена су у табели. Насупрот томе, јонски сурфактанти имају HLB вредности у распону од 0 до 40. Стога су емулгатори са HLB вредностима испод 10 претежно липофилни, док они са HLB вредностима једнаким или изнад 10 показују хидрофилне карактеристике.
За мешане емулгаторе, њихове HLB вредности су адитивне. Стога, када се два или више емулгатора користе у комбинацији, HLB вредност мешаног емулгатора може се израчунати на основу масених удела сваког саставног емулгатора: HLBa,b = HLBa·А% + HLBb·B%
Где HLBa,b означава HLB вредност смеше емулгатора a и емулгатора b; HLBa и HLBb представљају одговарајуће HLB вредности емулгатора a и емулгатора b; A% и B% означавају масене проценте емулгатора a и емулгатора b у мешаном емулгатору (ова формула се примењује само на нејонске емулгаторе).
Методе припреме и фактори утицаја на емулгаторе
Постоје четири методе припреме емулгатора, наиме метод суве гуме, метод влажне гуме, метод мешања уљно-водене фазе и механички метод.
Метода суве гуме подразумева додавање водене фазе у уљану фазу која садржи емулгаторе. Током припреме, прах гуме (емулгатор) се прво равномерно помеша са уљем, дода се одређена количина воде, а смеса се меље и емулгује у примарну емулзију, након чега се додаје вода да би се разблажила до пуне запремине. Метода влажне гуме значи додавање уљане фазе у водену фазу која садржи емулгаторе. У припреми, гума (емулгатор) се прво раствара у води да би се добила гумена слуз као водена фаза; затим се уљана фаза додаје у водену фазу у серијама и меље у примарну емулзију, након чега се вода допуњује до пуне запремине. Метода мешања уља и воде у уљаној фази односи се на мешање одређене количине уља и воде, фино млевење гуме аракемије у авану, додавање смеше уља и воде у њу да би се брзо самељела у примарну емулзију, а затим разблаживање водом.
Припрема емулгатора углавном има за циљ емулговање две врсте течности, а ефекат емулгирања има велики утицај на квалитет емулзија. Главни фактори који утичу на емулгирање укључују међуповршинску напетост, вискозност и температуру, време емулгирања и дозирање емулгатора. Генерално, бирају се емулгатори који могу значајно смањити међуповршинску напетост. Оптимална температура емулгирања за емулгаторе је око 70...°C; ако се нејонски сурфактанти користе као емулгатори, температура емулгирања не сме прећи њихову тачку замућења. Генерално говорећи, што је већа доза емулгатора, формиране емулзије ће бити стабилније.
Време објаве: 21. јул 2026.