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Con la mejora del nivel de vida de las personas, los requisitos de los consumidores para los alimentos no solo se limitan a un valor nutricional razonable, sino que también requieren que los alimentos tengan una calidad satisfactoria en las características sensoriales como la apariencia, el color, el aroma, el sabor, la viscosidad, la frescura, etc.

Los emulsionantes, como aditivos alimentarios para el acondicionamiento, juegan un papel importante en la industria alimentaria. ¡Echemos un vistazo al mecanismo de acción de los emulsionantes!

Emulsión

La emulsión común en los alimentos consiste en agua o solución acuosa, conocida colectivamente como la fase hidrofílica; La otra fase es una fase orgánica que es inmiscible con el agua, también conocida como la fase lipofílica. Dos líquidos inmiscibles, como el agua y el aceite, pueden formar dos tipos de emulsiones cuando se mezclan, a saber, agua en el aceite (O/W) y el agua en las emulsiones de aceite (sin).

En una emulsión de agua en aceite, el aceite se dispersa como pequeñas gotas en el agua, con gotas de aceite como fase de dispersión y agua como medio dispersante. Por ejemplo, la leche de vaca es una emulsión O/W; En el agua en las emulsiones de aceite, lo contrario es cierto. El agua se dispersa como pequeñas gotas en el aceite, con agua como fase de dispersión y aceite como medio dispersante. Por ejemplo, la mantequilla artificial es un tipo de emulsión sin W/O.

El mecanismo de acción de los emulsionantes

Los emulsionantes de alimentos, también conocidos como tensioactivos, son sustancias que convierten líquidos inmiscibles en fases uniformemente dispersas (emulsiones). Cuando se agregan a los alimentos, pueden reducir significativamente la tensión interfacial entre el aceite y el agua, permitiendo que los aceites inmiscibles (sustancias hidrofóbicas) y el agua (sustancias hidrofílicas) formen emulsiones estables como aditivos alimentarios.

Por un lado, los emulsionantes forman una capa molecular delgada en las superficies de fase mutuamente repulsivas, reduciendo la energía libre de superficie de todo el sistema y formando nuevas interfaces. Las moléculas emulsionantes tienen grupos funcionales hidrofílicos y oleofílicos, lo que puede adsorberse en las superficies de fase mutuamente repulsivas del aceite y el agua, formando una capa molecular delgada y reduciendo la tensión interfacial entre las dos fases. Es decir, la parte oleofílica de la molécula de aceite y el emulsionante están en un lado, y la parte hidrofílica de la molécula de agua y el emulsionante están en el otro lado. Esta interacción entre los dos provoca un cambio en la tensión interfacial;

Por otro lado, al formar una capa de adsorción protectora en la superficie de la gota, dotenta la gota con una fuerte estabilidad espacial. Cuanto más emulsionantes se agregan, mayor será la disminución de la tensión interfacial. Esto permite que las sustancias previamente inmiscibles sean uniformemente mezcladas, formando un sistema disperso homogéneo que cambia el estado físico original, mejorando así la estructura interna de los alimentos y mejorando su calidad.
Valor de equilibrio hidrofílico y oleofílico

En general, los emulsionantes con fuerte hidrofilia forman emulsiones de aceite/agua, mientras que los emulsionantes con fuerte hidrofilia forman emulsiones de agua/aceite. Para indicar el equilibrio hidrofílico y lipofílico de los emulsionantes, generalmente se usa el valor de HLB (valor de equilibrio lipofílico hidrofílico), y el valor de HLB se usa para representar la hidrofilia de los emulsionantes. Existen varios métodos de cálculo para el valor de HLB,

Fórmula de diferencia: HLB = hidrofilia del grupo hidrofílico - hidrofobicidad del grupo lipofílico

Fórmula de relación: HLB = hidrofilia del grupo hidrofílico/hidrofobicidad del grupo oleofílico

El valor de HLB de cada emulsionante puede determinarse mediante métodos experimentales. Para los emulsionantes con 100% lipofilia, su HLB es 0 (representado por cera de parafina), y para aquellos con 100% de hidrofilia, su HLB es 20 (representado por oleato de potasio), dividido en 20 partes iguales para indicar la resistencia de su hidrofilia y oleofilicidad. Cuanto mayor es el valor de HLB, más fuerte es la hidrofilia y menor es el valor de HLB, más fuerte es la oleofilicidad.

La gran mayoría de los emulsionantes comestibles son tensioactivos no iónicos con valores de HLB que varían de 0 a 20. Los diferentes valores de HLB y las propiedades relacionadas de los emulsionantes no iónicos se muestran en la tabla; El valor HLB de los tensioactivos iónicos es 0-40. Por lo tanto, los emulsionantes con valores de HLB <10 son principalmente lipofílicos, mientras que los emulsionantes con valores de HLB ≥ 10 tienen características hidrofílicas.

Para los emulsionantes mixtos, sus valores de HLB tienen propiedades aditivas. Por lo tanto, cuando se mezclan y usan dos o más emulsionantes, el valor de HLB del emulsionante mixto se puede calcular en función de la fracción de masa de cada emulsionante en su composición:

HLBA, B = HLBA · A%+HLBB · B%

En la fórmula,

HLBA, B es el valor HLB del emulsionante A, B mezclado;

HLBA y HLBB son los valores de HLB de los emulsionantes A y B, respectivamente;

A% y b% son el contenido porcentual de A y B en el emulsionante mixto, respectivamente (esta fórmula solo se aplica a los emulsionantes no iónicos).
Métodos de preparación y factores de influencia de emulsionantes

Existen cuatro métodos para preparar emulsionantes, método de gel seco, método de gel húmedo, método de mezcla de fase de agua y método mecánico.

Método de gel seco, que implica agregar agua a una fase de aceite que contiene emulsionantes. Durante la preparación, el polvo de goma (emulsionante) primero se mezcla uniformemente con el aceite, se agrega una cierta cantidad de agua, se muele y se emulsiona en calostro, y luego se diluye con agua a toda la cantidad.

Método de gel húmedo, que implica agregar aceite a una fase de agua que contiene emulsionantes. Durante la preparación, el gel (emulsionante) se disuelve primero en agua para formar una lechada como fase de agua. Luego, la fase de aceite se agrega a la fase de agua en las etapas, se molesta en el calostro y se agrega agua a la cantidad completa.

Mezcle las fases de aceite y agua y agrégalas al emulsionante, mezclando una cierta cantidad de aceite y agua. Molle el chicle árabe en un mortero, luego muele rápidamente la mezcla de aceite de aceite en el calostro y diluya con agua.

La preparación de emulsionantes implica principalmente emulsionar dos líquidos, y la calidad de la emulsificación tiene un impacto significativo en la calidad de la emulsión.

Los factores que afectan la emulsificación incluyen principalmente tensión interfacial, viscosidad y temperatura, tiempo de emulsificación y la cantidad de emulsionante utilizado. Los emulsionantes que pueden reducir significativamente la tensión interfacial generalmente se seleccionan; La temperatura de emulsificación más adecuada para los emulsionantes es de alrededor de 70 ℃. Si se usan tensioactivos no iónicos como emulsionantes, la temperatura de emulsificación no debe exceder su temperatura máxima; Cuanto más emulsionantes se usan, más estable se formó la emulsión.

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