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Com a melhoria dos padrões de vida das pessoas, os requisitos dos consumidores para alimentos não se limitam apenas a um valor nutricional razoável, mas também exigem que os alimentos tenham qualidade satisfatória em características sensoriais, como aparência, cor, aroma, sabor, viscosidade, frescura, etc.

Os emulsificantes, como aditivos alimentares para condicionar, desempenham um papel importante na indústria de alimentos. Vamos dar uma olhada no mecanismo de ação dos emulsificantes!

Emulsão

A emulsão comum em alimentos consiste em água ou solução aquosa, coletivamente chamada de fase hidrofílica; A outra fase é uma fase orgânica que é imiscível com a água, também conhecida como fase lipofílica. Dois líquidos imiscíveis, como água e óleo, podem formar dois tipos de emulsões quando misturados, a saber, água no óleo (O/W) e água em emulsões de óleo (sem).

Em uma água na emulsão de petróleo, o óleo é disperso como pequenas gotículas na água, com gotículas de óleo como fase de dispersão e água como meio de dispersão. Por exemplo, o leite de vaca é uma emulsão O/W; Na água nas emulsões de petróleo, o oposto é verdadeiro. A água é dispersa como pequenas gotículas no óleo, com água como fase de dispersão e óleo como meio de dispersão. Por exemplo, a manteiga artificial é um tipo de emulsão sem emulsão.

O mecanismo de ação dos emulsificantes

Os emulsificantes alimentares, também conhecidos como surfactantes, são substâncias que convertem líquidos imiscíveis em fases uniformemente dispersas (emulsões). Quando adicionados aos alimentos, eles podem reduzir significativamente a tensão interfacial entre óleo e água, permitindo que os óleos imiscíveis (substâncias hidrofóbicas) e água (substâncias hidrofílicas) formassem emulsões estáveis ​​como aditivos alimentares.

Por um lado, os emulsificantes formam uma fina camada molecular nas superfícies de fase mutuamente repulsivas, reduzindo a energia livre de superfície de todo o sistema e formando novas interfaces. As moléculas de emulsificantes apresentam grupos funcionais hidrofílicos e oleofílicos, que podem adsorver nas superfícies de fase mutuamente repulsivas do óleo e da água, formando uma camada molecular fina e reduzindo a tensão interfacial entre as duas fases. Ou seja, a parte oleofílica da molécula de óleo e o emulsificante está de um lado, e a parte hidrofílica da molécula de água e o emulsificante fica do outro lado. Essa interação entre os dois causa uma mudança na tensão interfacial;

Por outro lado, formando uma camada de adsorção protetora na superfície da gota, ele doa a gota com forte estabilidade espacial. Quanto mais emulsificantes forem adicionados, maior a diminuição da tensão interfacial. Isso permite que substâncias anteriormente imiscíveis sejam uniformemente mistas, formando um sistema disperso homogêneo que altera o estado físico original, melhorando assim a estrutura interna dos alimentos e melhorando sua qualidade.
Valor de equilíbrio hidrofílico e oleofílico

Geralmente, os emulsificantes com forte hidrofilicidade formam emulsões de óleo/água, enquanto os emulsificantes com hidrofilicidade fortes formam emulsões de água/óleo. Para indicar o equilíbrio hidrofílico e lipofílico dos emulsificantes, geralmente é usado o valor do HLB (valor do equilíbrio lipofílico hidrofílico) e o valor do HLB é usado para representar a hidrofilicidade dos emulsificantes. Existem vários métodos de cálculo para o valor de HLB,

Fórmula de diferença: HLB = hidrofilicidade do grupo hidrofílico - hidrofobicidade do grupo lipofílico

Fórmula da proporção: HLB = hidrofilicidade do grupo hidrofílico/hidrofobicidade do grupo oleofílico

O valor HLB de cada emulsificante pode ser determinado por métodos experimentais. Para os emulsificantes com 100% de lipofilicidade, seu HLB é 0 (representado por cera de parafina) e, para aqueles com 100% de hidrofilicidade, seu HLB é 20 (representado pelo oleato de potássio), dividido em 20 partes iguais para indicar a força de sua hidrofilicidade e oleofilicidade. Quanto maior o valor HLB, mais forte a hidrofilicidade e menor o valor do HLB, mais forte a oleofilicidade.

A grande maioria dos emulsificantes comestíveis são surfactantes não iônicos com valores de HLB variando de 0 a 20. Os diferentes valores de HLB e propriedades relacionadas dos emulsificantes não iônicos são mostrados na tabela; O valor HLB dos surfactantes iônicos é 0-40. Portanto, os emulsificantes com valores de HLB <10 são principalmente lipofílicos, enquanto os emulsificantes com valores de HLB ≥ 10 têm características hidrofílicas.

Para emulsificantes mistos, seus valores de HLB têm propriedades aditivas. Portanto, quando dois ou mais emulsificantes são misturados e usados, o valor HLB do emulsificante misto pode ser calculado com base na fração de massa de cada emulsificante em sua composição:

Hlba, b = hlba · a%+hlbb · b%

Na fórmula,

HlBA, B é o valor HLB do emulsificante A, B misturado;

HLBA e HLBB são os valores de HLB dos emulsificantes A e B, respectivamente;

A% e B% são o conteúdo percentual de A e B no emulsificante misto, respectivamente (essa fórmula se aplica apenas a emulsificantes não iônicos).
Métodos de preparação e fatores de influência dos emulsificantes

Existem quatro métodos para preparar emulsificantes, o método de gel seco, o método de gel úmido, o método de mistura de fase de óleo de água e o método mecânico.

Método de gel seco, que envolve a adição de água a uma fase oleosa contendo emulsificantes. Durante a preparação, o pó de borracha (emulsificante) é primeiro misturado uniformemente com o óleo, uma certa quantidade de água é adicionada, moída e emulsionada no colostro e depois diluída com água na quantidade total.

Método de gel úmido, que envolve a adição de óleo a uma fase aquática contendo emulsificantes. Durante a preparação, o gel (emulsificante) é dissolvido pela primeira vez na água para formar uma pasta como fase aquática. Em seguida, a fase oleosa é adicionada à fase aquática em estágios, moída no colostro e a água é adicionada à quantidade total.

Misture as fases de óleo e água e adicione -as ao emulsificante, misturando uma certa quantidade de óleo e água. Moa goma árabe em uma argamassa, depois moa rapidamente a mistura de óleo-água no colostro e dilua com água.

A preparação de emulsificantes envolve principalmente emulsificando dois líquidos, e a qualidade da emulsificação tem um impacto significativo na qualidade da emulsão.

Os fatores que afetam a emulsificação incluem principalmente a tensão interfacial, a viscosidade e a temperatura, o tempo de emulsificação e a quantidade de emulsificante utilizada. Os emulsificantes que podem reduzir significativamente a tensão interfacial são geralmente selecionados; A temperatura de emulsificação mais adequada para os emulsificantes é de cerca de 70 ℃. Se os surfactantes não iônicos forem usados ​​como emulsificantes, a temperatura da emulsificação não deve exceder sua temperatura máxima; Quanto mais emulsificantes forem usados, mais estável a emulsão formada.

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