Avec l'amélioration du niveau de vie de la population, les exigences des consommateurs en matière d'alimentation ne se limitent pas à une valeur nutritionnelle raisonnable, mais requièrent également une qualité satisfaisante en termes d'apparence, de couleur, d'arôme, de goût, de consistance, de fraîcheur et d'autres caractéristiques sensorielles.

Les émulsifiants, en tant qu'additifs alimentaires tempérants, jouent un rôle important dans l'industrie alimentaire. Jetons un coup d'œil au mécanisme des émulsifiants !

Emulsion

Dans les émulsions alimentaires, une phase est constituée d'eau ou d'une solution aqueuse, collectivement connue sous le nom d'émulsion. phase hydrophilel'autre phase n'est pas miscible avec l'eau dans la phase organique, ou phase lipophile. Deux liquides non miscibles, tels que l'eau et l'huile, peuvent former deux types d'émulsion lorsqu'ils sont mélangés, huile dans l'eau (H/E) et eau dans l'huile (E/H) émulsion.

Dans l'émulsion huile dans l'eau, l'huile se présente sous forme de minuscules gouttes dispersées dans l'eau, les gouttelettes d'huile constituant la phase dispersée, l'eau servant de milieu dispersant, comme le babeurre qui est une émulsion de type H/E ; dans l'émulsion eau dans l'huile, c'est l'inverse, l'eau se présente sous forme de minuscules gouttelettes dispersées dans l'huile, l'eau constituant la phase dispersée, l'huile servant de milieu dispersant, comme la margarine qui est une émulsion de type H/E.

Le mécanisme de l'émulsifiant

Les émulsifiants alimentaires, également connus sous le nom de tensioactifsou qui consiste à transformer le liquide non miscible en une phase uniformément dispersée (émulsion) de la substance, ajoutée à la denrée alimentaire, peut réduire de manière significative la tension interfaciale entre les phases huileuse et aqueuse, de sorte que que l'huile non miscible (substances hydrophobes) et l'eau (substances hydrophiles) forment une émulsion stable des additifs alimentaires.

L'émulsifiant d'une part, à travers la surface des deux phases mutuellement exclusives, la formation d'une fine couche moléculaire, réduit l'énergie libre de surface du système entier, et la formation de nouvelles interfaces, les molécules d'émulsifiant avec deux types de groupes hydrophiles et lipophiles, ces deux types de groupes peuvent être adsorbés dans l'huile et l'eau respectivement à la surface des deux phases qui s'excluent mutuellement, la formation d'une fine couche de molécules pour réduire la tension interfaciale des deux phases, c'est-à-dire les molécules d'huile avec la partie lipophile de l'émulsifiant d'un côté, et la partie hydrophile des molécules d'eau avec l'autre côté de l'émulsifiant de l'autre côté. En d'autres termes, la partie lipophile des molécules d'huile et de l'émulsifiant se trouve d'un côté, et la partie hydrophile des molécules d'eau et de l'émulsifiant se trouve de l'autre côté ;

D'autre part, en formant une couche d'adsorption protectrice à la surface des gouttelettes, il confère à ces dernières un fort effet de stabilisation spatiale. En règle générale, plus la quantité d'émulsifiant ajoutée est importante, plus la réduction de la tension interfaciale est importante. De cette manière, les substances non miscibles d'origine peuvent être mélangées uniformément pour former un état homogène du système de dispersion, modifiant l'état physique d'origine, puis améliorant la structure interne de l'aliment, améliorant la qualité.

Valeur d'équilibre hydrophile-lipophile

Équilibre hydrophile-lipophile (HLB)

En général, les émulsifiants à forte hydrophilie produisent des émulsions huile/eau, et les émulsifiants à forte lipophilie des émulsions eau/huile. Pour exprimer l'équilibre hydrophile et lipophile d'un émulsifiant, on utilise généralement la valeur HLB (Hydrophilic Lipophilic Balance) et l'hydrophilie d'un émulsifiant est exprimée en termes de valeur HLB.

Formule de différence : HLB = hydrophilie du groupe hydrophile - hydrophobie du groupe lipophile

Formule de rapport : HLB = hydrophilie du groupe hydrophile / hydrophobie du groupe lipophile

La valeur HLB de chaque émulsifiant peut être déterminée par une méthode expérimentale, et il est stipulé que la valeur HLB de l'émulsifiant ayant une lipophilie de 100% est de 0 (représentée par la cire de paraffine), et que la valeur HLB de l'émulsifiant ayant une hydrophilie de 100% est de 20 (représentée par l'oléate de potassium), et il est divisé en 20 parties égales, ce qui indique la force de l'hydrophilie et de la lipophilie ; plus la valeur de HLB est élevée, plus l'hydrophilie est forte, et plus la valeur de HLB est faible, plus la lipophilie est forte.

La majorité des émulsifiants comestibles sont des surfactants non ioniques dont les valeurs HLB sont comprises entre 0 et 20. Les différentes valeurs HLB des émulsifiants non ioniques et leurs propriétés connexes sont indiquées dans le tableau, tandis que les valeurs HLB des surfactants ioniques sont comprises entre 0 et 40. Par conséquent, tous les émulsifiants ayant une valeur HLB <10 sont principalement lipophiles, tandis que les émulsifiants ayant une valeur HLB ≥10 ont un caractère hydrophile.

Pour les émulsifiants mélangés, leurs valeurs HLB sont additives. Par conséquent, lorsque deux émulsifiants ou plus sont mélangés, la valeur HLB de l'émulsifiant mélangé peut être obtenue par la fraction de masse de chaque émulsifiant dans sa composition :

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

Où HLBa,b est la valeur HLB de l'émulsifiant a, b après mélange ; HLBa et HLBb sont les valeurs HLB de deux émulsifiants a et b, respectivement ; A% et B% sont les pourcentages de a et b dans l'émulsifiant mélangé, respectivement (cette formule ne s'applique qu'aux émulsifiants non ioniques).

Méthodes de préparation des émulsifiants et facteurs d'influence

Il existe quatre méthodes de préparation des émulsifiants, à savoir méthode de colle sèche, méthode de colle humide, méthode de mélange de phase huileuse et de phase aqueuse, et méthode mécanique.

La méthode de la colle sèche, c'est-à-dire la phase aqueuse ajoutée à la phase huileuse contenant l'émulsifiant, la préparation de la première colle en poudre (émulsifiant) et l'huile bien mélangées, l'ajout d'une certaine quantité d'eau, l'émulsification par broyage dans le colostrum, puis l'ajout d'eau pour diluer jusqu'à la quantité totale.

La méthode de la colle humide, c'est-à-dire la phase huileuse ajoutée à la phase aqueuse contenant un émulsifiant, la préparation de la colle (émulsifiant) est d'abord dissoute dans l'eau, ce qui donne une boue comme phase aqueuse, puis la phase huileuse est ajoutée à la phase aqueuse par étapes, le broyage se fait en colostrum, et l'eau est ajoutée jusqu'à la quantité totale.

La phase huileuse de la phase aqueuse est mélangée et ajoutée à l'émulsifiant, une certaine quantité d'huile, d'eau, est mélangée.

Introduire la gomme arabique dans le bol émulsifiant pour la broyer finement, puis ajouter le mélange huile-eau dans le bol émulsifiant pour le broyer rapidement en colostrum, puis le diluer avec de l'eau.

La préparation des émulsifiants consiste principalement à émulsifier deux liquides, et l'émulsification est bonne ou mauvaise pour la qualité de l'émulsion, ce qui a un impact important. Les facteurs affectant l'émulsification sont principalement la tension interfaciale, la viscosité et la température, le temps d'émulsification, la quantité d'émulsifiant. En général, on utilise l'émulsifiant qui peut réduire de manière significative la tension interfaciale ; la température d'émulsification la plus appropriée de l'émulsifiant est d'environ 70 ℃, si l'agent de surface non ionique est utilisé comme émulsifiant, la température d'émulsification ne doit pas dépasser le point d'ébullition ; en général, plus le dosage de l'émulsifiant est élevé, plus l'émulsion se forme de manière stable.