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Gli emulsionanti, come additivi alimentari per il condizionamento, svolgono un ruolo importante nell'industria alimentare. Diamo un'occhiata al meccanismo d'azione degli emulsionanti!

Emulsione

L'emulsione comune negli alimenti è costituita da acqua o soluzione acquosa, definita collettivamente come fase idrofila; L'altra fase è una fase organica che è impossibile con l'acqua, nota anche come fase lipofila. Due liquidi immiscibili, come l'acqua e l'olio, possono formare due tipi di emulsioni se miscelati, vale a dire l'acqua in olio (O/W) e l'acqua nelle emulsioni di petrolio (W/O).

In un'acqua nell'emulsione del petrolio, il petrolio viene disperso come minuscole goccioline in acqua, con gocce di olio come fase di dispersione e acqua come mezzo disperso. Ad esempio, il latte di mucca è un'emulsione O/W; In acqua nelle emulsioni del petrolio, è vero il contrario. L'acqua è dispersa come minuscole goccioline nell'olio, con acqua come fase di dispersione e olio come mezzo disperso. Ad esempio, il burro artificiale è un tipo di emulsione senza.

Il meccanismo d'azione degli emulsionanti

Gli emulsionanti alimentari, noti anche come tensioattivi, sono sostanze che convertono i liquidi impossibili in fasi uniformemente disperse (emulsioni). Se aggiunti al cibo, possono ridurre significativamente la tensione interfacciale tra olio e acqua, consentendo oli immiscibili (sostanze idrofobiche) e acqua (sostanze idrofile) di formare emulsioni stabili come additivi alimentari.

Da un lato, gli emulsionanti formano uno strato molecolare sottile sulle superfici di fase reciprocamente repulsive, riducendo l'energia libera superficiale dell'intero sistema e formando nuove interfacce. Le molecole di emulsionante hanno gruppi funzionali idrofili e oleofili, che possono assorbire sulle superfici di fase reciprocamente repulsive di olio e acqua, formando uno strato molecolare sottile e riducendo la tensione interfacciale tra le due fasi. Cioè, la parte oleofila della molecola di olio e l'emulsionante è da un lato e la parte idrofila della molecola d'acqua e l'emulsionante si trova dall'altra parte. Questa interazione tra i due provoca un cambiamento nella tensione interfacciale;

D'altra parte, formando uno strato di adsorbimento protettivo sulla superficie della goccia, dotati della goccia con una forte stabilità spaziale. Più emulsionanti vengono aggiunti, maggiore è la diminuzione della tensione interfacciale. Ciò consente di miscelare uniformemente le sostanze precedentemente impossibili, formando un sistema disperso omogeneo che cambia lo stato fisico originale, migliorando così la struttura interna del cibo e migliorando la sua qualità.
Valore di equilibrio idrofilo e oleofilo

Generalmente, gli emulsionanti con forte idrofilia formano emulsioni di petrolio/acqua, mentre gli emulsionanti con forte idrofilia formano emulsioni di acqua/petrolio. Per indicare l'equilibrio idrofilo e lipofilo degli emulsionanti, viene generalmente utilizzato il valore HLB (valore di bilanciamento lipofilo idrofilo) e il valore HLB viene utilizzato per rappresentare l'idrofilia degli emulsionanti. Esistono vari metodi di calcolo per il valore HLB,

Formula di differenza: HLB = idrofilia del gruppo idrofilo - idrofobicità del gruppo lipofilo

Formula del rapporto: HLB = idrofilia del gruppo idrofilo/idrofobicità del gruppo oleofilo

Il valore HLB di ciascun emulsionante può essere determinato con metodi sperimentali. Per gli emulsionanti con lipofilicità al 100%, il loro HLB è 0 (rappresentato dalla cera di paraffina) e per quelli con idrofilia al 100%, il loro HLB è 20 (rappresentato da oleato di potassio), diviso in 20 parti uguali per indicare la forza della loro idrofilia e oleofilicità. Maggiore è il valore di HLB, più forte è l'idrofilia e maggiore è il valore HLB, più forte è l'oleofilicità.

La stragrande maggioranza degli emulsionanti commestibili sono tensioattivi non ionici con valori HLB che vanno da 0 a 20. I diversi valori di HLB e le relative proprietà degli emulsionanti non ionici sono mostrati nella tabella; Il valore HLB dei tensioattivi ionici è 0-40. Pertanto, gli emulsionanti con valori HLB <10 sono principalmente lipofili, mentre gli emulsionanti con valori HLB ≥ 10 hanno caratteristiche idrofile.

Per gli emulsionanti misti, i loro valori HLB hanno proprietà additive. Pertanto, quando due o più emulsionanti vengono miscelati e utilizzati, il valore HLB dell'emulsionante misto può essere calcolato in base alla frazione di massa di ciascun emulsionante nella sua composizione:

HLBA, B = HLBA · A%+HLBB · B%

Nella formula,

HLBA, B è il valore HLB dell'emulsionante A, B mescolato insieme;

HLBA e HLBB sono i valori HLB degli emulsionari A e B, rispettivamente;

A% e B% sono il contenuto percentuale di A e B nell'emulsionante misto, rispettivamente (questa formula si applica solo agli emulsionanti non ionici).
Metodi di preparazione e fattori di influenza degli emulsionanti

Esistono quattro metodi per preparare emulsionanti, ovvero metodo di gel secco, metodo di gel umido, metodo di miscelazione della fase olio e metodo meccanico.

Metodo gel secco, che prevede l'aggiunta di acqua a una fase petrolifera contenente emulsionanti. Durante la preparazione, la polvere di gomma (emulsionante) viene prima mescolata uniformemente con l'olio, viene aggiunta una certa quantità di acqua, macinata ed emulsionata in colostro e quindi diluita con acqua alla quantità completa.

Metodo gel umido, che prevede l'aggiunta di olio a una fase idrica contenente emulsionanti. Durante la preparazione, il gel (emulsionante) viene prima sciolto in acqua per formare una sospensione come fase dell'acqua. Quindi, la fase petrolifera viene aggiunta alla fase dell'acqua in fasi, macinata nel colostro e l'acqua viene aggiunta all'intera quantità.

Mescolare le fasi di olio e acqua e aggiungerle all'emulsionante, mescolando una certa quantità di olio e acqua. Macina la gomma araba in un mortaio, quindi macinare rapidamente la miscela di acqua olio in colostro e diluire con acqua.

La preparazione di emulsionanti prevede principalmente emulsioning due liquidi e la qualità dell'emulsificazione ha un impatto significativo sulla qualità dell'emulsione.

I fattori che influenzano l'emulsificazione includono principalmente la tensione interfacciale, la viscosità e la temperatura, il tempo di emulsificazione e la quantità di emulsionante utilizzato. Sono generalmente selezionati emulsionanti che possono ridurre significativamente la tensione interfacciale; La temperatura di emulsificazione più adatta per gli emulsionanti è di circa 70 ℃. Se i tensioattivi non ionici sono usati come emulsionanti, la temperatura di emulsificazione non deve superare la temperatura di picco; Più emulsionanti vengono utilizzati, più stabile si è formata l'emulsione.

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