Mit der Verbesserung des Lebensstandards der Menschen beschränken sich die Anforderungen der Verbraucher an Lebensmittel nicht nur auf einen angemessenen Nährwert, sondern sie verlangen auch eine zufriedenstellende Qualität in Bezug auf Aussehen, Farbe, Geruch, Geschmack, Konsistenz, Frische und andere sensorische Eigenschaften.
Emulgatoren spielen als temperierende Lebensmittelzusatzstoffe eine wichtige Rolle in der Lebensmittelindustrie. Werfen wir einen Blick auf die Wirkungsweise von Emulgatoren!
Emulsion
Bei Lebensmittel-Emulsionen besteht die eine Phase aus Wasser oder einer wässrigen Lösung, die allgemein als hydrophile Phasedie andere Phase ist mit Wasser in der organischen Phase nicht mischbar, oder lipophile Phase. Zwei nicht mischbare Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser und Öl, können zwei Arten von Emulsionen bilden, wenn sie gemischt werden, d. h., Öl-in-Wasser (O/W) und Wasser-in-Öl (W/O) Emulsion.
In der Öl-in-Wasser-Emulsion Öl zu winzigen Tropfen in Wasser dispergiert, Öltröpfchen für die dispergierte Phase, Wasser für das Dispergiermedium, wie Buttermilch, die eine O / W-Typ-Emulsion ist; in der Wasser-in-Öl-Emulsion ist das Gegenteil, Wasser zu winzigen Tröpfchen in Öl dispergiert, Wasser für die dispergierte Phase, Öl für das Dispergiermedium, wie Margarine, die eine W / O-Typ-Emulsion ist.
Der Mechanismus des Emulgators
Lebensmittelemulgatoren, auch bekannt als Tensideoder die nicht mischbare Flüssigkeit in eine gleichmäßig dispergierte Phase (Emulsion) des Stoffes zu verwandeln, kann die Grenzflächenspannung zwischen der Öl- und der Wasserphase erheblich verringern, so dass dass das nicht mischbare Öl (hydrophobe Stoffe) und Wasser (hydrophile Stoffe) eine stabile Emulsion der Lebensmittelzusatzstoffe bilden.
Emulgator auf der einen Seite, durch die beiden sich gegenseitig ausschließenden Phase Oberfläche, die Bildung einer dünnen molekularen Schicht, reduzieren die Oberfläche freie Energie des gesamten Systems, und die Bildung von neuen Schnittstellen, Emulgator-Moleküle mit hydrophilen und lipophilen zwei Arten von Gruppen, diese beiden Arten von Gruppen können in der Öl-und Wasser jeweils auf der Oberfläche der beiden sich gegenseitig ausschließenden Phasen adsorbiert werden, die Bildung einer dünnen Schicht von Molekülen, um die Grenzflächenspannung der beiden Phasen zu reduzieren, das heißt, Ölmoleküle mit dem lipophilen Teil des Emulgators auf der einen Seite, und der hydrophile Teil der Wassermoleküle mit der anderen Seite des Emulgators auf der anderen Seite. Mit anderen Worten, der lipophile Teil der Ölmoleküle und der Emulgator befinden sich auf der einen Seite, der hydrophile Teil der Wassermoleküle und der Emulgator auf der anderen Seite;
Andererseits wird durch die Bildung einer schützenden Adsorptionsschicht auf der Oberfläche der Tröpfchen eine starke räumliche Stabilisierung der Tröpfchen bewirkt. Generell gilt: Je mehr Emulgator zugesetzt wird, desto stärker wird die Grenzflächenspannung reduziert. Auf diese Weise können die ursprünglich nicht mischbaren Substanzen gleichmäßig vermischt werden, um einen homogenen Zustand des Dispersionssystems zu bilden, wodurch sich der ursprüngliche physikalische Zustand ändert und die innere Struktur des Lebensmittels und die Qualität verbessert werden.
Hydrophil-Lipophil-Gleichgewichtswert
Hydrophiles Lipophiles Gleichgewicht (HLB)
Im Allgemeinen werden Emulgatoren mit starker Hydrophilie zu Öl/Wasser-Emulsionen, und Emulgatoren mit starker Lipophilie zu Wasser/Öl-Emulsionen. Um das hydrophile und lipophile Gleichgewicht eines Emulgators auszudrücken, wird in der Regel der HLB-Wert (Hydrophilic Lipophilic Balance) verwendet, und die Hydrophilie eines Emulgators wird durch den HLB-Wert ausgedrückt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den HLB-Wert zu berechnen.
Differenzformel: HLB = Hydrophilie der hydrophilen Gruppe - Hydrophobie der lipophilen Gruppe
Verhältnisformel: HLB = Hydrophilie der hydrophilen Gruppe / Hydrophobie der lipophilen Gruppe
Der HLB-Wert jedes Emulgators kann durch eine experimentelle Methode bestimmt werden, und es wird festgelegt, dass der HLB-Wert des Emulgators mit 100% Lipophilie 0 ist (dargestellt durch Paraffinwachs), und der HLB-Wert des Emulgators mit 100% Hydrophilie 20 ist (dargestellt durch Kaliumoleat), Der HLB-Wert des Emulgators mit einer Hydrophilie von 100% ist 20 (dargestellt durch Kaliumoleat) und wird in 20 gleiche Teile aufgeteilt, was die Stärke der Hydrophilie und der Lipophilie angibt, und je größer der HLB-Wert ist, desto stärker ist die Hydrophilie, und je kleiner der HLB-Wert ist, desto stärker ist die Lipophilie.
Die meisten Speiseemulgatoren sind nichtionische Tenside mit HLB-Werten von 0-20. Die verschiedenen HLB-Werte nichtionischer Emulgatoren und die damit verbundenen Eigenschaften sind in der Tabelle aufgeführt, während die HLB-Werte ionischer Tenside von 0-40 reichen. Daher sind alle Emulgatoren mit einem HLB-Wert von <10 hauptsächlich lipophil, während Emulgatoren mit HLB-Werten von ≥10 einen hydrophilen Charakter haben.
Bei gemischten Emulgatoren sind ihre HLB-Werte additiv. Wenn also zwei oder mehr Emulgatoren gemischt werden, kann der HLB-Wert des gemischten Emulgators durch den Massenanteil der einzelnen Emulgatoren in seiner Zusammensetzung bestimmt werden:
HLBa,b =HLBa-A%+HLBb-B%
Dabei ist HLBa,b der HLB-Wert von Emulgator a, b nach dem Mischen; HLBa und HLBb sind die HLB-Werte von zwei Emulgatoren a bzw. b; A% und B% sind die Prozentsätze von a bzw. b im gemischten Emulgator (diese Formel gilt nur für nichtionische Emulgatoren).
Herstellungsmethoden von Emulgatoren und Einflussfaktoren
Es gibt vier Zubereitungsmethoden für Emulgatoren, d.h, Trockenleimverfahren, Nassleimverfahren, Ölphasen-Wasserphasen-Mischverfahren und mechanisches Verfahren.
Trockene Leim-Methode, das heißt, die Wasserphase hinzugefügt, um die Öl-Phase mit Emulgator, die Vorbereitung der ersten Leim-Pulver (Emulgator) und Öl gut gemischt, fügen Sie eine bestimmte Menge an Wasser, Schleifen Emulgierung in die Kolostrum, und dann Wasser hinzufügen, um die volle Menge zu verdünnen.
Nassleim-Methode, das heißt, die Öl-Phase in die Wasser-Phase mit Emulgator, die Vorbereitung der Leim (Emulgator) zunächst in Wasser gelöst, aus Schlamm wie die Wasser-Phase, und dann die Öl-Phase in die Wasser-Phase in Stufen, Schleifen in Kolostrum, in der Zugabe von Wasser auf die volle Menge.
Die Öl-Phase Wasser-Phase gemischt und in den Emulgator, eine bestimmte Menge an Öl, Wasser, gemischt.
Gummiarabikum in die Emulgierschale geben und fein mahlen, dann das Öl-Wasser-Gemisch dazugeben, damit es schnell zu Kolostrum gemahlen wird, und anschließend mit Wasser verdünnen.
Vorbereitung von Emulgatoren ist vor allem zwei Flüssigkeiten emulgiert, und Emulgierung ist gut oder schlecht auf die Qualität der Emulsion hat einen großen Einfluss. Faktoren, die die Emulgierung beeinflussen, sind vor allem die Grenzflächenspannung, die Viskosität und die Temperatur, die Emulgierzeit und die Menge des Emulgators. Im Allgemeinen verwenden Sie den Emulgator, der die Grenzflächenspannung deutlich reduzieren kann; die am besten geeignete Emulgierungstemperatur des Emulgators ist etwa 70 ℃, wenn das nichtionische Tensid als Emulgator verwendet wird, sollte die Emulgierungstemperatur den Blip-Punkt nicht überschreiten; im Allgemeinen, je mehr die Dosierung des Emulgators, desto stabiler ist die Emulsion gebildet.