Эмульгатор – это вещество, которое при добавлении к пищевому продукту обеспечивает возможность образование и сохранение однородной дисперсии двух и более несмешивающихся веществ.
Роль эмульгаторов:
– адсорбируется на границе раздела фаз и снижает межфазное поверхностное натяжение;
– концентрируясь на поверхности капелек дисперсной фазы эмульгатор образует механически относительно прочный слой (плёнку). Защитная плёнка препятствует слиянию капель,
– некоторые эмульгаторы придают поверхности капелек электрический заряд, что также способствует их отталкиванию, то есть препятствует слиянию капель.
Тип образуемой эмульсии зависит от природы эмульгатора.
Эмульгаторы облегчают первоначальное диспергирование и придают эмульсиям некоторую устойчивость. Для придания длительной устойчивости требуются стабилизаторы и загустители.
Нарушению устойчивости эмульсий (деэмульгации) способствует ряд процессов:
– расслаивание (седиментационная или кинетическая устойчивость). Скорость седиментации тем выше, чем больше размер капель фазы и меньше – вязкость дисперсной среды;
– флокуляция – образование агрегатов частиц дисперсной фазы;
Процесс созревания по Оствальду происходит в полидисперсных системах путём увеличения размера крупных капель за счёт более мелких.
Устойчивость тонкодисперсионных эмульсий можно повысить, увеличив вязкость дисперсной среды. Для этого служат стабилизаторы. Они должны растворяться только в водной фазе и повышать её вязкость за счёт образования коллоидного раствора.
Стабилизаторы обволакивают частицы дисперсной фазы, не проникая внутрь, усиливают электрический заряд и таким образом повышают устойчивость системы.
Гидроколлоидные стабилизаторы образуют вязкие системы растворы, препятствуя седиментации.
Для создания вязкой устойчивой гелеобразной структуры низкожирных эмульсий (например, низко- и среднекалорийный майонез) добавляют загустители. Дисперсная среда превращается в гель, препятствуя расслоению эмульсии.
СВОЙСТВА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЭМУЛЬГАТОРОВ
1. Общее свойство – поверхностная активность. В зависимости от особенностей состава и свойств пищевой системы, в которую вводится эмульгатор, его поверхностная активность проявляется в различных, главным образом, технологических изменениях.
2. Основные технологические функции эмульгаторов:
– диспергирование (в частности, эмульгирование и пенообразование);
– солюбилизация (то есть, образование прозрачных растворов, что очень важно для жидких пищевых продуктов, содержащих красители и ароматизаторы);
– комплексообразование с крахмалом (в результате замедляется черствение хлеба, а также для снижение клейкости продуктов, основанной на восстановлении влажности крахмала);
– взаимодействие с белками;
– изменение вязкости (используется для обеспечения текучести расплавленной шоколадной массы);
– модификация кристаллов (влияет на форму и размеры кристаллов и скорость кристаллообразования в маргарине и шоколадной массе. Оптимизация кристаллов улучшает вкус).
– смачивание и смазывание (смачивающие агенты применяют при производстве сухих десертных смесей, сливок для кофе, завтраков быстрого приготовления, высушенных овощей, смазывающие агенты исключают прилипание к формам).
Эмульгаторы применяются при производстве многих пищевых продуктов.
Роль эмульгаторов различна в разных процессах, но они всегда обеспечивают невосприимчивость технологии к непостоянству качества сырья и режиму производства.
Пищевые ПАВ (поверхностно-активные вещества) представляют собой производные одно- и многоатомных спиртов, моно- и дисахаридов, структурными компонентами которых являются остатки различных кислот, в основном, органических.
Обычно в пищевой промышленности в качестве пищевых ПАВ применяются не индивидуальные вещества, а многокомпанентные смеси. Название препарата соответствует, как правило, основному компоненту.
ФОСФОЛИПИДЫ (Е 322, Е 442)
Среди низкомолекулярных соединений основными ПАВ являются фосфолипиды. Они обладают высокой поверхностной активностью, способностью к обращению фаз при нагревании и к образованию соединений с белками, обладают стабилизирующими свойствами, антиоксидантным и микробным действием, высокой биологической и физиологической активностью.
Источником природных фосфолипидов служит масличное сырьё. В России выпускается один вид фосфолипидов – фосфатидный концентрат путём гидратации растительных масел.
Синтетические фосфолипиды, применяемые в пищевой промышленности, представляют собой сложную смесь аммониевых или натриевых солей различных фосфатидных кислот с триглицеридами. Их применение в шоколадном производстве позволяет экономить масло какао, в маргариновом – получать низкожирные маргарины с содержанием жировой фазы 40 – 50% (в этом случае фосфатидные концентраты смешивают с эмульгатором Т-1).
Фосфолипиды являются основной составной частью лекарственных препаратов «Эссенциале», а также входят в состав продуктов «Гербалайф». Допустимая доза для человека: необусловленная: 0 – 50 мг/кг, условно-допустимая: 50 – 100 мг/кг.
ПРИРОДНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ПАВ
представляют собой, как правило, белково-липидные комплексы с различным составом высоко- и низкомолекулярных эмульгирующих веществ. Различные комбинации натуральных эмульгаторов позволяют увеличивать эмульгирующий эффект.
ЯИЧНЫЕ ПРОДУКТЫ
Это сложные по химическому составу структуры. Основой является протеиново-фосфолипидный комплекс. При этом протеины являются высокомолекулярными ПАВ, а фосфолипиды – низкомолекулярными.
В молекуле белка имеются участки с ковалентными (растворимыми в масле) и ионными (растворимыми в воде) связями.
Белок и желток яйца имеют различный состав протеинов. Белок состоит в основном из протеинов (альбумин, овоглобулин, лизоцим и т.д.), которые обуславливают такие функциональные свойства, как растворимость в водной фазе, способность диспергировать и бактерицидные свойства.
В желтке содержатся как белки (вителин, фосфитин и др.), так и липиды, в том числе 62% триглицеридов и 33% фосфолипидов. Основным эмульгирующим веществом желтка яиц является лицитин.
МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ
Белки молока при взаимодействии с эмульгированными жирами образуют комплекс, являющийся хорошим эмульгатором.
Основной фракцией белков молока является казеиновый комплекс (до 80%). На долю сывороточных белков приходится 8 – 17%. Сывороточные белки содержат больше незаменимых аминокислот и, с точки зрения физиологии питания, являются наиболее полноценными. Вместе с тем они и более поверхностно-активны.
Молочные сывороточные белки (их концентраты) используют как заменители яичного порошка в низкокалорийных майонезах.
Казеин как ПАВ используется в форме казеината натрия.
РАСТИТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ
В качестве эмульгаторов используют, в основном, соевые белки. Соя содержит в значительных количествах лецитин – основное ПАВ. Растительные белки используются в виде обезжиренной муки, концентрата, изолята.
