Что такое эмульсии
Эмульсии — это высокодисперсные коллоидные системы, состоящие из двух взаимно нерастворимых или ограниченно растворимых жидкостей. Частицы дисперсной фазы в таких системах имеют размеры порядка 10⁻⁵–10⁻⁷ м. В пищевой промышленности эмульсии широко применяются при производстве соусов, молочных продуктов, десертов, маргаринов и кондитерских кремов.
Одна из фаз эмульсии является полярной (чаще всего вода), другая — неполярной (масло, жир или гидрофобная жидкость). Их совместное существование возможно только при наличии стабилизирующих веществ — эмульгаторов.
Примеры эмульсий в пищевой промышленности
Типичные примеры пищевых эмульсий:
- молоко и сливки;
- майонез и соусы;
- сливочное масло и маргарин;
- кремы и десертные массы.
Во всех этих системах стабильность определяется качеством эмульгирования и правильным подбором функциональных добавок.
Типы эмульсий
В зависимости от соотношения фаз различают:
- Прямые эмульсии (масло в воде, М/В) — масло является дисперсной фазой, вода — дисперсионной средой (характерны для молока, майонеза, сливок).
- Обратные эмульсии (вода в масле, В/М) — дисперсной фазой служит вода, а непрерывной средой — жир или масло (характерны для сливочного масла и маргаринов).
Изменение структуры возможно при инверсии фаз, когда прямая эмульсия превращается в обратную и наоборот. Это происходит под воздействием изменения температуры, pH или концентрации эмульгатора.
Классификация эмульсий по концентрации
- Разбавленные эмульсии — содержат до 0,1 % дисперсной фазы.
- Концентрированные — до 74 % дисперсной фазы.
- Высококонцентрированные (желатинированные) — от 74 до 95 % дисперсной фазы; капли здесь деформированы и разделены тонкой межфазной плёнкой, предотвращающей их слияние.
Устойчивость эмульсий
Эмульсии — термодинамически неустойчивые системы, поэтому для их сохранения требуется предотвращение процессов коалесценции, седиментации и флоккуляции.
Различают два вида устойчивости:
- Кинетическая устойчивость — связана с движением частиц в дисперсионной среде;
- Агрегативная устойчивость — способность капель не слипаться при столкновениях.
Увеличить устойчивость можно за счёт изменения вязкости среды, уменьшения размеров капель, контроля температуры и применения эмульгаторов.
Эмульгаторы и их роль
Эмульгаторы — это поверхностно-активные вещества (ПАВ) или высокомолекулярные соединения, снижающие поверхностное натяжение на границе фаз и стабилизирующие систему.
Наиболее распространённые эмульгаторы:
- Лецитины (E322) — применяются в шоколаде, соусах, майонезах;
- Моно- и диглицериды жирных кислот (E471) — обеспечивают стойкость молочных и десертных систем;
- Эфиры сахарозы (E473) — используются в жировых эмульсиях;
- Ксантановая и гуаровая камедь (E415, E412) — повышают вязкость и предотвращают расслоение.
Согласно правилу Банкрофта, эмульгатор должен лучше растворяться в дисперсионной среде, чем в дисперсной фазе, чтобы обеспечить устойчивость системы.
Гидрофильные эмульгаторы (например, мыла щелочных металлов) образуют системы типа «масло в воде», тогда как гидрофобные (мыла щелочно-земельных металлов) — «вода в масле».
Определение типа эмульсии
Тип эмульсии определяется рядом практических методов:
- Метод парафинированной пластинки — капля обратной эмульсии растекается, прямой — нет.
- Метод разбавления — прямая эмульсия легко диспергируется в воде, обратная — нет.
- Метод окрашивания — по распределению водо- или жирорастворимых красителей.
- Метод электропроводности — высокая проводимость указывает на прямую эмульсию.
- Метод фильтровальной бумаги — капля прямой эмульсии впитывается бумагой, оставляя жирное пятно.
Практические рекомендации для технологов
По опыту КЕМА КЛАБ, при разработке эмульсий технолог должен учитывать:
- дисперсность и вязкость системы;
- совместимость эмульгатора с кислотностью среды;
- температурный режим введения ПАВ;
- соотношение фаз для предотвращения инверсии.
В производственных условиях рекомендуется использовать комбинированные системы эмульгаторов — например, Е471 + лецитин — для повышения устойчивости к термической и механической обработке.
Обращаем ваше внимание, что публикуемые статьи в блоге КЕМА КЛАБ носят исключительно информационный характер.
Минимальная сумма для оформления заказа на сайте https://kemaclub.ru/ составляет 20.000 руб.
Минимальное количество одного наименования для заказа: 1 кг отдушек/ароматизаторов, 100 мл эфирных масел.
Для приобретения меньших объёмов, пожалуйста, обратитесь к нашим розничным партнёрам