Med forbedringen af folks levestandard er forbrugernes krav til fødevarer ikke kun begrænset til en rimelig næringsværdi, men kræver også, at fødevarerne har en tilfredsstillende kvalitet med hensyn til udseende, farve, aroma, smag, konsistens, friskhed og andre sensoriske egenskaber.

Emulgatorer spiller som tempererende fødevaretilsætningsstoffer en vigtig rolle i fødevareindustrien. Lad os se på emulgatorernes mekanisme!

Emulsion

I fødevareemulsioner består den ene fase ofte af vand eller en vandig opløsning, som samlet kaldes hydrofil fase; den anden fase er ikke-blandbar med vand i den organiske fase, eller lipofil fase. To ikke-blandbare væsker, som f.eks. vand og olie, kan danne to typer emulsioner, når de blandes, dvs, olie-i-vand (O/W) og vand-i-olie (W/O) emulsion.

I olie-i-vand-emulsionen er olie til små dråber dispergeret i vand, oliedråber til den dispergerede fase, vand til dispergeringsmediet, såsom kærnemælk, der er en O/W-type emulsion; i vand-i-olie-emulsionen er det modsatte, vand til små dråber dispergeret i olie, vand til den dispergerede fase, olie til dispergeringsmediet, såsom margarine, der er en W / O-type emulsion.

Emulgatorens mekanisme

Fødevareemulgatorer, også kendt som overfladeaktive stoffereller som er at gøre den ublandbare væske til en ensartet dispergeret fase (emulsion) af stoffet, tilsat til fødevaren kan reducere grænsefladespændingen mellem olie- og vandfaserne betydeligt, så at den ublandbare olie (hydrofobe stoffer) og vand (hydrofile stoffer) danner en stabil emulsion af fødevaretilsætningsstofferne.

Emulgator på den ene side, gennem de to gensidigt eksklusive faseoverflader, dannelsen af et tyndt molekylært lag, reducerer den frie overfladeenergi i hele systemet og dannelsen af nye grænseflader, emulgatormolekyler med hydrofile og lipofile to typer grupper, disse to typer grupper kan adsorberes i henholdsvis olie og vand på overfladen af de to gensidigt eksklusive faser, dannelsen af et tyndt lag af molekyler for at reducere grænsefladespændingen i de to faser, det vil sige oliemolekyler med den lipofile del af emulgatoren på den ene side, og den hydrofile del af vandmolekyler med den anden side af emulgatoren på den anden side. Med andre ord er den lipofile del af oliemolekylerne og emulgatoren på den ene side, og den hydrofile del af vandmolekylerne og emulgatoren er på den anden side;

På den anden side giver det dråberne en stærk rumlig stabiliseringseffekt ved at danne et beskyttende adsorptionslag på overfladen af dråberne. Generelt gælder det, at jo mere emulgator, der tilsættes, jo større er reduktionen af grænsefladespændingen. På denne måde kan de oprindelige ikke-blandbare stoffer blandes jævnt for at danne en homogen tilstand af dispersionssystemet, ændre den oprindelige fysiske tilstand og derefter forbedre fødevarens indre struktur og forbedre kvaliteten.

Hydrofil-lipofil ligevægtsværdi

Hydrofil lipofil balance (HLB)

Generelt bliver emulgatorer med stærk hydrofilicitet til olie/vand-emulsioner, og emulgatorer med stærk lipofilicitet bliver til vand/olie-emulsioner. For at udtrykke den hydrofile og lipofile balance i en emulgator bruges HLB-værdien (Hydrophilic Lipophilic Balance) normalt, og en emulgators hydrofilitet udtrykkes i form af HLB-værdien. Der er forskellige måder at beregne HLB-værdien på.

Formel for forskel: HLB = hydrofilicitet af hydrofil gruppe - hydrofobicitet af lipofil gruppe

Forholdets formel: HLB = hydrofilicitet af hydrofil gruppe / hydrofobicitet af lipofil gruppe

HLB-værdien for hver emulgator kan bestemmes ved eksperimentel metode, og det er fastsat, at HLB for emulgatoren med 100% lipofilicitet er 0 (repræsenteret af paraffinvoks), og HLB for emulgatoren med 100% hydrofilicitet er 20 (repræsenteret af kaliumoleat), og den er opdelt i 20 lige store dele, hvilket indikerer styrken af hydrofilicitet og lipofilicitet, og jo større værdien af HLB er, desto stærkere er hydrofiliciteten, og jo mindre værdien af HLB er, desto stærkere er lipofiliciteten.

Størstedelen af de spiselige emulgatorer er ikke-ioniske overfladeaktive stoffer med HLB-værdier på 0-20, og de forskellige HLB-værdier for ikke-ioniske emulgatorer og deres relaterede egenskaber er vist i tabellen, mens HLB-værdierne for ioniske overfladeaktive stoffer spænder fra 0-40. Derfor er alle emulgatorer med en HLB-værdi på <10 hovedsageligt lipofile, mens emulgatorer med HLB-værdier på ≥10 har en hydrofil karakter.

For blandede emulgatorer er deres HLB-værdier additive. Når to eller flere emulgatorer blandes, kan HLB-værdien af den blandede emulgator derfor opnås ved massefraktionen af hver emulgator i dens sammensætning:

HLBa,b =HLBa-A%+HLBb-B%

Hvor HLBa,b er HLB-værdien af emulgator a, b efter blanding; HLBa og HLBb er HLB-værdierne af henholdsvis to emulgatorer a og b; A% og B% er procentdelene af henholdsvis a og b i den blandede emulgator (denne formel gælder kun for ikke-ioniske emulgatorer).

Fremstillingsmetoder for emulgatorer og indflydelsesrige faktorer

Der er fire fremstillingsmetoder for emulgatorer, dvs, metode til tør lim, metode til våd lim, metode til blanding af oliefase og vandfase og mekanisk metode.

Tør limmetode, det vil sige, at vandfasen tilsættes til oliefasen, der indeholder emulgator, tilberedningen af det første limpulver (emulgator) og olie blandes godt, tilsæt en vis mængde vand, slibning af emulgering i råmælken og tilsæt derefter vand for at fortynde til den fulde mængde.

Våd limmetode, det vil sige, at oliefasen tilsættes til vandfasen, der indeholder emulgator, forberedelsen af limen (emulgator) opløses først i vand, lavet af gylle som vandfasen, og derefter tilsættes oliefasen til vandfasen i trin, slibning til råmælk, i tilsætning af vand til den fulde mængde.

Oliefasen vandfasen blandes og tilsættes emulgatoren, en vis mængde olie, vand, blandes.

Gummi arabicum males fint i emulgatorskålen, og derefter tilsættes olie-vand-blandingen, der hurtigt males til råmælk og derefter fortyndes med vand.

Forberedelse af emulgatorer er hovedsageligt to væsker emulgeret, og emulgering er god eller dårlig på emulsionens kvalitet har stor indflydelse. Faktorer, der påvirker emulgering, er hovedsageligt grænsefladespænding, viskositet og temperatur, emulgeringstid, mængden af emulgator. Brug generelt emulgatoren, der kan reducere grænsefladespændingen betydeligt; den mest egnede emulgeringstemperatur for emulgatoren er ca. 70 ℃, hvis det ikke-ioniske overfladeaktive middel bruges som emulgator, bør emulgeringstemperaturen ikke overstige blippunktet; generelt, jo mere dosering af emulgatoren, jo mere stabil er emulsionen dannet.