İnsanların yaşam standartlarının iyileşmesiyle birlikte, tüketicilerin gıda gereksinimleri sadece makul besin değeriyle sınırlı kalmamakta, aynı zamanda gıdanın görünüm, renk, aroma, tat, kıvam, tazelik ve diğer duyusal özellikler bakımından da tatmin edici kaliteye sahip olmasını gerektirmektedir.

Emülgatörler, temperleyici gıda katkı maddeleri olarak gıda endüstrisinde önemli bir rol oynamaktadır. Emülgatörlerin mekanizmasına bir göz atalım!

Emülsiyon

Gıda emülsiyonlarında yaygın olarak bulunan bir faz su veya sulu çözeltidir ve toplu olarak hidrofilik fazdiğer faz organik fazdaki su ile karışmaz veya lipofilik faz. Su ve yağ fazı gibi karışmayan iki sıvı karıştırıldığında iki tür emülsiyon oluşturabilir, yani, su içinde yağ (O/W) ve yağ içinde su (W/O) Emülsiyon.

Su içinde yağ emülsiyonunda su içinde dağılmış küçük damlalara yağ, dağılmış faz için yağ damlacıkları, dağıtıcı ortam için su, örneğin O/W tipi bir emülsiyon olan ayran; yağ içinde su emülsiyonunda ise tam tersi, yağ içinde dağılmış küçük damlalara su, dağılmış faz için su, dağıtıcı ortam için yağ, örneğin W/O tipi bir emülsiyon olan margarin.

Emülgatör mekanizması

Gıda emülgatörleri olarak da bilinen yüzey aktif maddelerveya karışmayan sıvıyı maddenin düzgün dağılmış bir fazı (emülsiyon) haline getirmek için, gıdaya eklenen yağ ve su fazları arasındaki arayüzey gerilimini önemli ölçüde azaltabilir, bu nedenle Karışmayan yağ (hidrofobik maddeler) ve suyun (hidrofilik maddeler) gıda katkı maddelerinin stabil bir emülsiyonunu oluşturması.

Bir yandan emülgatör, birbirini dışlayan iki faz yüzeyi aracılığıyla, ince bir moleküler tabakanın oluşumu, tüm sistemin yüzey serbest enerjisini azaltır ve yeni arayüzlerin oluşumu, hidrofilik ve lipofilik iki tip gruba sahip emülgatör molekülleri, Bu iki grup türü, birbirini dışlayan iki fazın yüzeyinde sırasıyla yağ ve suda adsorbe edilebilir, iki fazın arayüzey gerilimini azaltmak için ince bir molekül tabakası oluşumu, yani bir tarafta emülgatörün lipofilik kısmı ile yağ molekülleri ve diğer tarafta emülgatörün diğer tarafı ile su moleküllerinin hidrofilik kısmı. Başka bir deyişle, yağ molekülleri ve emülgatörün lipofilik kısmı bir tarafta, su molekülleri ve emülgatörün hidrofilik kısmı diğer taraftadır;

Öte yandan, damlacıkların yüzeyinde koruyucu bir adsorpsiyon tabakası oluşturarak, damlacıklara güçlü bir uzaysal stabilizasyon etkisi verir. Genel olarak, ne kadar çok emülgatör eklenirse, arayüzey geriliminin azalması o kadar büyük olur. Bu şekilde, orijinal karışmayan maddeler, dispersiyon sisteminin homojen bir halini oluşturmak için eşit şekilde karıştırılabilir, orijinal fiziksel durumu değiştirebilir ve ardından gıdanın iç yapısını iyileştirebilir, kaliteyi artırabilir.

Hidrofilik-Lipofilik Denge Değeri

Hidrofilik Lipofilik Denge (HLB)

Genel olarak, güçlü hidrofilikliğe sahip emülgatörler yağ/su emülsiyonlarına, güçlü lipofilikliğe sahip emülgatörler ise su/yağ emülsiyonlarına dönüşür. Bir emülgatörün hidrofilik ve lipofilik dengesini ifade etmek için genellikle HLB değeri (Hidrofilik Lipofilik Denge) kullanılır ve bir emülgatörün hidrofilikliği HLB değeri cinsinden ifade edilir.HLB değerini hesaplamanın çeşitli yolları vardır.

Fark formülü: HLB = hidrofilik grubun hidrofilikliği - lipofilik grubun hidrofobikliği

Oran formülü: HLB = hidrofilik grubun hidrofilikliği / lipofilik grubun hidrofobikliği

Her bir emülgatörün HLB değeri deneysel yöntemle belirlenebilir ve 100% lipofilikliğe sahip emülgatörün HLB değerinin 0 (parafin mumu ile temsil edilir) ve 100% hidrofilikliğe sahip emülgatörün HLB değerinin 20 (potasyum oleat ile temsil edilir) olması şart koşulur, ve hidrofiliklik ve lipofilikliğin gücünü gösteren 20 eşit parçaya bölünür ve HLB değeri ne kadar büyükse, hidrofiliklik o kadar güçlüdür ve HLB değeri ne kadar küçükse, lipofiliklik o kadar güçlüdür.

Yenilebilir emülgatörlerin çoğunluğu HLB değerleri 0-20 olan iyonik olmayan yüzey aktif maddelerdir ve iyonik olmayan emülgatörlerin farklı HLB değerleri ve ilgili özellikleri tabloda gösterilirken, iyonik yüzey aktif maddelerin HLB değerleri 0-40 arasında değişmektedir. Bu nedenle, HLB değeri <10 olan tüm emülgatörler esas olarak lipofiliktir, HLB değeri ≥10 olan emülgatörler ise hidrofilik bir karaktere sahiptir.

Karışık emülgatörler için HLB değerleri katkı maddesidir. Bu nedenle, iki veya daha fazla emülgatör karıştırıldığında, karışık emülgatörün HLB değeri, bileşimindeki her bir emülgatörün kütle fraksiyonu ile elde edilebilir:

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

Burada HLBa,b emülgatör a, b'nin karıştırıldıktan sonraki HLB değeridir; HLBa ve HLBb sırasıyla iki emülgatör a ve b'nin HLB değerleridir; A% ve B% sırasıyla karıştırılan emülgatördeki a ve b yüzdeleridir (bu formül sadece iyonik olmayan emülgatörler için geçerlidir).

Emülgatörlerin hazırlanma yöntemleri ve etkileyen faktörler

Emülgatörler için dört hazırlama yöntemi vardır, örn, kuru tutkal yöntemi, ıslak tutkal yöntemi, yağ fazı su fazı karıştırma yöntemi ve mekanik yöntem.

Kuru tutkal yöntemi, yani emülgatör içeren yağ fazına eklenen su fazı, ilk tutkal tozu (emülgatör) ve yağın hazırlanması iyice karıştırılır, belirli miktarda su eklenir, emülsifikasyon kolostrum içine öğütülür ve daha sonra tam miktara seyreltmek için su eklenir.

Islak tutkal yöntemi, yani emülgatör içeren su fazına eklenen yağ fazı, tutkalın hazırlanması (emülgatör) önce suda çözülür, su fazı olarak bulamaç haline getirilir ve daha sonra yağ fazı aşamalı olarak su fazına eklenir, kolostrum halinde öğütülür, tam miktara kadar su ilavesinde.

Yağ fazı su fazı karıştırılır ve emülgatör eklenir, belirli miktarda yağ, su karıştırılır.

Arap zamkını ince öğütülmek üzere emülsifiye kabına koyun ve ardından yağ-su karışımını hızla kolostrum haline getirilmek üzere içine ekleyin ve ardından suyla seyreltin.

Emülgatörlerin hazırlanması esas olarak iki sıvının emülsifiye edilmesidir ve emülsifikasyonun iyi veya kötü olması emülsiyonun kalitesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Emülsifikasyonu etkileyen faktörler temel olarak arayüzey gerilimi, viskozite ve sıcaklık, emülsifikasyon süresi, emülgatör miktarıdır. Genellikle arayüzey gerilimini önemli ölçüde azaltabilen emülgatör kullanın; emülgatörün en uygun emülsifikasyon sıcaklığı yaklaşık 70 ℃'dir, emülgatör olarak noniyonik yüzey aktif madde kullanılıyorsa, emülsifikasyon sıcaklığı blip noktasını geçmemelidir; genellikle, emülgatörün dozu ne kadar fazlaysa, emülsiyon o kadar kararlı oluşur.