I takt med att människors levnadsstandard förbättras är konsumenternas behov av mat inte längre begränsade till ett rimligt näringsvärde. De kräver också tillfredsställande sensoriska egenskaper hos maten, inklusive utseende, färg, arom, smak, konsistens och färskhet.
Som texturmodifierande livsmedelstillsatser spelar emulgeringsmedel en viktig roll inom livsmedelsindustrin. Låt oss ta en titt på verkningsmekanismen föremulgeringsmedel!
Emulsioner
Emulsioner förekommer i stor utsträckning i livsmedel. Den ena fasen består av vatten eller vattenlösningar, gemensamt kallade den hydrofila fasen; den andra fasen är en organisk fas som inte är blandbar med vatten, även känd som den lipofila fasen. När två icke-blandbara vätskor, såsom vatten och olja, blandas kan två typer av emulsioner bildas, nämligen olja-i-vatten (O/V)-emulsioner och vatten-i-olja (W/O)-emulsioner. I olja-i-vatten-emulsioner dispergeras oljan i vatten som små droppar, där oljedropparna fungerar som den dispergerade fasen och vatten som det kontinuerliga mediet. Mjölk är ett typiskt exempel på en O/V-emulsion. Omvänt, i vatten-i-olja-emulsioner, dispergeras vatten i olja som små droppar, där vatten fungerar som den dispergerade fasen och olja som det kontinuerliga mediet, där margarin är en representativ V/O-emulsion.
Verkningsmekanism för emulgeringsmedel
Livsmedelsemulgeringsmedel, även kalladetensider, är ämnen som omvandlar icke-blandbara vätskor till jämnt dispergerade emulsioner. Som livsmedelstillsatser kan de avsevärt minska gränsytspänningen mellan olje- och vattenfaser efter att de har införlivats i livsmedel, och därigenom bilda stabila emulsioner från icke-blandbar olja (hydrofoba ämnen) och vatten (hydrofila ämnen).
Å ena sidan bildar emulgeringsmedel tunna molekylära filmer vid de ömsesidigt repellerande gränssnitten mellan de två faserna för att sänka den fria ytenergin i hela systemet och generera nya gränssnitt. Emulgeringsmedelsmolekyler innehåller både hydrofila och lipofila grupper, vilka kan adsorbera till de ömsesidigt repellerande ytorna av olja respektive vatten för att bilda tunna molekylära lager och minska gränsytspänningen mellan de två faserna. Mer specifikt interagerar oljemolekyler med de lipofila segmenten av emulgeringsmedel medan vattenmolekyler interagerar med de hydrofila segmenten av emulgeringsmedel, och interaktionen mellan dessa två sidor förändrar gränsytspänningen. Å andra sidan bildar emulgeringsmedel skyddande adsorptionsskikt på ytan av små droppar, vilket ger dropparna stark sterisk stabilisering. Generellt sett leder en högre dos emulgeringsmedel till en mer betydande minskning av gränsytspänningen. Detta gör att ursprungligen oblandbara ämnen kan blandas jämnt och bilda ett homogent dispersionssystem, vilket förändrar det ursprungliga fysikaliska tillståndet, optimerar livsmedlets interna struktur och förbättrar livsmedelskvaliteten.
Hydrofil-lipofilt balansvärde
Den hydrofila-lipofila balansen (HLB) värde: Emulgeringsmedel med stark hydrofilicitet bildar generellt olja-i-vatten-emulsioner, medan de med stark lipofilicitet bildar vatten-i-olja-emulsioner. HLB-värdet används vanligtvis för att karakterisera den hydrofila-lipofila balansen hos emulgeringsmedel och kvantifiera deras hydrofilicitet. Flera beräkningsmetoder finns tillgängliga för HLB-värden:
Differensformel: HLB = Hydrofilicitet hos hydrofila grupper−Lipofobicitet hos lipofila grupper
Förhållandeformel: HLB = Hydrofilicitet hos hydrofila grupper / Lipofobicitet hos lipofila grupper
HLB-värdet för varje emulgeringsmedel kan bestämmas experimentellt. Det anges att emulgeringsmedel med 100 % lipofilicitet (representerat av paraffinvax) har ett HLB-värde på 0, och de med 100 % hydrofilicitet (representerat av kaliumoleat) har ett HLB-värde på 20. Intervallet mellan 0 och 20 delas in i 20 lika delar för att indikera styrkan av hydrofilicitet och lipofilicitet. Ett högre HLB-värde motsvarar starkare hydrofilicitet, medan ett lägre HLB-värde innebär starkare lipofilicitet.
De flesta livsmedelsklassade emulgeringsmedel är nonjoniska tensider med HLB-värden från 0 till 20; motsvarande egenskaper för nonjoniska emulgeringsmedel med olika HLB-värden listas i tabellen. Däremot har joniska tensider HLB-värden från 0 till 40. Därför är emulgeringsmedel med HLB-värden under 10 övervägande lipofila, medan de med HLB-värden lika med eller över 10 uppvisar hydrofila egenskaper.
För blandade emulgeringsmedel är deras HLB-värden additiva. Därför, när två eller flera emulgeringsmedel används i kombination, kan HLB-värdet för den blandade emulgeringsmedlet beräknas baserat på massfraktionerna av varje ingående emulgeringsmedel: HLB,b = HLB·A% + HLBb·B%
Där HLBa,b betecknar HLB-värdet för blandningen av emulgeringsmedel a och emulgeringsmedel b; HLBa och HLBb representerar respektive HLB-värden för emulgeringsmedel a och emulgeringsmedel b; A% och B% står för massprocentandelarna av emulgeringsmedel a och emulgeringsmedel b i den blandade emulgeringsmedlet (denna formel gäller endast för nonjoniska emulgeringsmedel).
Beredningsmetoder och påverkande faktorer för emulgeringsmedel
Det finns fyra framställningsmetoder för emulgeringsmedel, nämligen torrgummimetoden, våtgummimetoden, olje-vattenfasblandningsmetoden och den mekaniska metoden.
Torrgummimetoden innebär att man tillsätter vattenfasen till oljefasen som innehåller emulgeringsmedel. Under framställningen blandas gummipulvret (emulgeringsmedlet) först jämnt med olja, en viss mängd vatten tillsätts och blandningen mals och emulgeras till en primär emulsion, följt av att vatten tillsätts för att spädas ut till full volym. Våtgummimetoden innebär att oljefasen tillsätts till vattenfasen som innehåller emulgeringsmedel. Vid framställningen löses gummit (emulgeringsmedlet) först upp i vatten för att bilda gummislem som vattenfas; sedan tillsätts oljefasen till vattenfasen i omgångar och mals till en primär emulsion, varefter vatten tillsätts till full volym. Olje-vattenfasblandningsmetoden avser att blanda en viss mängd olja och vatten, mala akaciagummi fint i en mortel, tillsätta olje-vattenblandningen för att snabbt mala till en primär emulsion och sedan spädas ut med vatten.
Framställning av emulgeringsmedel syftar huvudsakligen till att emulgera två typer av vätskor, och emulgeringseffekten har stor inverkan på emulsionernas kvalitet. De viktigaste faktorerna som påverkar emulgeringen inkluderar gränsytspänning, viskositet och temperatur, emulgeringstid och dosering av emulgeringsmedel. Generellt sett väljs emulgeringsmedel som avsevärt kan minska gränsytspänningen. Den optimala emulgeringstemperaturen för emulgeringsmedel är cirka 70°C; om nonjoniska tensider används som emulgeringsmedel får emulgeringstemperaturen inte överstiga deras grumlingspunkt. Generellt sett gäller att ju högre dos emulgeringsmedel, desto stabilare blir de bildade emulsionerna.
Publiceringstid: 21 juli 2026