Эмульгаторы (emulsifiers, emulsifying agents)

Эмульгаторы — это вещества, делающие возможным или облегчающие получение эмульсий и стабилизирующие последние.

Эмульсии представляют собой коллоидные системы из двух или более несмешивающих- ся фаз с развитой поверхностью раздела между ними. Одна из фаз (жидкость) образует непрерывную дисперсионную среду, по объёму которой распределена дисперсная фаза в виде мелких (< 10"''см) твёрдых частиц, капель или пузырьков.

В пищевой промышленности часто встречаются эмульсии, состоящие из воды и масла. Если дисперсной фазой является масло, а дисперсионной средой вода, такая эмульсия относится к типу «масло в воде» (М/В) и называется прямой. Например, майонез. В противном случае эмульсия «вода в масле» (В/М) называется обратной. Типичный пример — маргарин.

Пищевые эмульгаторы представляют собой поверхностно-активные вещества (ПАВ) — органические соединения, молекулы которых имеют дифильное строение, то есть содержат лиофильные и лиофобные (обычно гидрофильные и гидрофобные) атомные группы.

Гидрофильные группы обеспечивают растворимость ПАВ в воде, гидрофобные (обычно углеводородные) при достаточно высокой молекулярной массе способствуют растворению ПАВ в неполярных средах.

На границе фаз дифильные молекулы ориентируются энергетически наиболее выгодным образом: гидрофильные группы — в сторону полярной (обычно водной) фазы, гидрофобные — в сторону неполярной (газовой или масляной) фазы.

Таким образом формируется пограничный слой, благодаря которому снижается поверхностное натяжение, и становится возможным или облегчается образование эмульсий. Действие эмульгаторов на этом не заканчивается.

Благодаря образованию пространственных и электрических барьеров они дополнительно стабилизируют эмульсии, т. е. предотвращают повторное слипание уже сформировавшихся частичек дисперсной фазы и повторное расслоение.

Основные физико-химические и технологические свойства ПАВ определяются т. н. гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) их молекул. ГЛБ отражает соотношение молекулярных масс гидрофильных и липофиль- ных групп. Величина ГЛБ может иметь значение от 1 до 20 (эмпирическая шкала Гриффита).

Эмульгаторы, имеющие ГЛБ < 10, преимущественно липофильны, а имеющие ГЛБ > 10, преимущественно гидрофильны. Чем больше ГЛБ, тем ярче проявляется способность молекулы ПАВ к образованию и стабилизации прямых эмульсий (М/В), чем меньше ГЛБ — тем ярче проявляется способность к образованию и стабилизации обратных эмульсий (В/М).

Эмульгаторы, характеризующиеся величиной ГЛБ от 7 до 9, могут применяться в качестве смачивателей. Гидро- филыю-липофильный баланс — величина аддитивная, то есть ГЛБ смеси эмульгаторов можно вычислить, сложив ГЛБ компонентов пропорционально их содержанию в смеси.

Эмульгатор (или смесь эмульгаторов) ускоряет образование и стабилизирует тот тип эмульсии, в дисперсионной среде которой он лучше растворим. Например, для получения маргарина, представляющего собой эмульсию типа «вода в масле», применяют эмульгаторы с величиной ГЛБ 3-6, а для майонеза, представляющего собой эмульсию «масло в воде», используют эмульгаторы, имеющие ГЛБ 8-18.

Действие эмульгаторов многосторонне. Они ответственны за взаимное распределение двух несмешивающихся фаз, за консистенцию пищевого продукта, его пластичные свойства, вязкость и ощущение наполненности во рту («mouth-feeling»). Намазываемость маргарина, пластичность теста, жевательной резинки, взбитость мороженого определяются диспергирующим действием эмульгаторов.

Взаимодействие эмульгаторов с белками муки укрепляет клейковину, что при производстве хлебобулочных изделий приводит к увеличению удельного объёма, улучшению пористости, структуры мякиша, замедлению черствения.

В маргарине стабилизирующее действие эмульгаторов на поверхность раздела фаз и влияние на процесс кристаллизации жира определяют срок годности, разбрызгиваемость при нагревании и органолептические свойства.

В производстве шоколада, шоколадных глазурей и т.п. добавка эмульгатора снижает вязкость шоколадных масс, улучшает их текучесть за счёт влияния на кристаллизацию какао-масла.

Добавка эмульгаторов в сухое молоко, сухие сливки, супы и т.п. позволяет уменьшить размер жировых шариков, что ускоряет и облегчает разведение сухих продуктов в воде.

Эмульгаторы применяют для равномерного распределения нерастворимых в воде ароматизаторов, эфирных масел, экстрактов пряностей в напитках и пищевых продуктах.

Области применения: маргарины, майонезы и другие эмульгированные соусы, жиры для выпечки, хлеб и хлебобулочные изделия, кондитерские изделия, жевательная резинка, растворимый кофе, сухое молоко, супы быстрого приготовления и другие сухие продукты, ароматизаторы.

Эмульгаторы, разрешённые к применению при производстве пищевых продуктов в РФ. Е304 аскорбилпальмитат, Е305 аскорбилстеарат, Е322 лецитины, фосфатиды, Е405 пропиленгликольаль- гинат, Е445 эфиры глицерина и смоляных кислот, Е463 гидроксипропилцеллюлоза, Е465 метилэтил- целлюлоза, Е470 соли жирных кислот (алюминия, кальция, натрия, магния, калия и аммония), Е471 моно- и диглицериды жирных кислот,

Е472Ь эфиры глицерина и молочной и жирных кислот, Е472с эфиры лимонной кислоты и моно- и диглицери- дов жирных кислот, E472d эфиры моно- и дигли- церидов, винной и жирных кислот, Е472е эфиры глицерина и диацетилвинной и жирных кислот, E472f смешанные эфиры глицерина и винной, уксусной и жирных кислот, E472g эфиры моногли- церидов и янтарной кислоты,

Е1450 эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты, Е430 полиоксиэтилен(8)стеарат, Е431 полиокси- этилен(40)стеарат, Е432 полиоксиэтилен(20)сор- битан монолаурат (TWEEN 20), Е433 полиокси- этилен(20)сорбитан моноолеат, (TWEEN 80), Е434 полиоксиэтиленсорбитан(20) монопальми- тат (TWEEN 40), Е435 полиоксиэтиленсорби- тан(20) моностеарат, (TWEEN 60),

Е436 полиок- сиэтилен(20)сорбитан тристеарат, Е442 аммонийные соли фосфатидиновой кислоты, Е446 сукцис- теарин, Е473 эфиры сахарозы и жирных кислот, Е474 сахароглицериды, Е475 эфиры полиглицерина и жирных кислот, Е476 эфиры полиглицерина и взаимоэтерифицированных рициноловых кислот, Е477 эфиры пропиленгликоля и жирных кислот, Е478 эфиры лактилированных жирных кислот глицерина и пропиленгликоля,

Е479 термически окисленное соевое масло с моно- и диглицери- дами жирных кислот, Е480 диоктисульфосукци- нат натрия, Е481 лактилаты натрия, Е482 лакти- латы кальция, Е483 стеарилтартрат, Е484 стеаро- илцитрат, Е491 сорбитан моностеарат (SPAN 60), Е492 сорбитан тристеарат (SPAN 65), Е493 сорбитан монолаурат (SPAN 20), Е494 сорбитан моноолеат (SPAN 80),

Е495 сорбитан монопальмитат (SPAN 40), Е496 сорбитан триолеат (SPAN 85), Е1000 холевая кислота, оксиянт, Е1450 эфир крахмала и натриевой соли октенилянтарной кислоты, Е1451 крахмал ацетилированный окисленный.