Харчові емульгатори

3.2. ЕМУЛЬГАТОРИ

У цю групу харчових добавок входять речовини, що сприяють створенню або збереженню гомогенної суміші (дисперсії) двох або більш несумісних фаз (наприклад, рослинної олії і води) у продукті харчування.

Точно кажучи, під терміном «емульгатор», або «емульгуючий агент», мають на увазі хімічну речовину, яка здатна (при розчиненні або диспергуванні у рідині) утворювати і стабілізувати емульсію. Це досягається завдяки її здатності концентруватися на поверхні розподілу фаз і знижувати міжфазний поверхневий натяг. Така здатність пов'язана з поверхнево-активними властивостями, тому стосовно до даної групи харчових добавок терміни «емульгатор», «емульгуючий агент» і «поверхнево-активна речовина» (ПАР) можуть розглядатися як синоніми.

Хоча основними дефініціями емульгаторів є утворення і підтримка в однорідному стані суміші фаз, що не змішуються, таких як олія і вода, в окремих харчових системах застосування цих добавок може бути пов'язано не стільки з емульгуванням, скільки з їх взаємодією з іншими харчовими інгредієнтами, наприклад, з білками або крохмалем.

В якості перших харчових емульгаторів використовувалися натуральні речовини, зокрема камеді, сапоніни, лецитин тощо. І хоча деякі з них зберегли свою популярність, найбільш широко в харчовій індустрії використовуються синтетичні емульгатори або продукти хімічної модифікації природних речовин, промислове виробництво яких почало розвиватися в двадцяті роки XX сторіччя.

За хімічною природою молекули класичних емульгаторів, що є поверхнево-активними речовинами, мають дифільну будову, тобто містять полярні гідрофільні і неполярні гідрофобні групи атомів, що зв'язуються ланкою-основою. Ці групи відділені одна від другої та розташовуються на протилежних кінцях молекули. Гідрофільні забезпечують розчинність у воді, а гідрофобні – у неполярних розчинниках (рис. 3.4).    

Дифільна будова молекул емульгаторів обумовлює їхню схильність до формування в об'ємній фазі розчинника асоціатів, які називаються міцелами.

В залежності від особливостей будови молекули емульгатора, які проявляються у співвідношенні між гідрофільними властивостями полярної групи і ліпофільними властивостями неполярної частини молекули ПАР, можуть утворюватися як класичні міцели у воді, так і обернені міцели у неполярних розчинниках (оліях і жирах), що схематично зображено на рис. 3.5.        

Схильність до формування асоціатів міцелярного типу, так само як і інші прояви поверхнево-активних властивостей, залежить від хімічної будови молекул ПАР, і насамперед від співвідношення розмірів полярної і

[pic 1]

Рис. 3.4. Дифільна будова молекул ПАР

а – основні ланки молекули; б – найбільш вірогідна просторова структура

[pic 2]

Рис. 3.5. Схема утворення міцел

неполярної частин молекули, що виражається у показнику гідрофільно-ліпофільного балансу (ГЛБ): чим вище гідрофільність, тим більше значення ГЛБ і тим яскравіше виявляється здатність молекул ПАР до утворення класичних міцел та стабілізації прямих емульсій:

3.2.1. КЛАСИФІКАЦІЯ ЕМУЛЬГАТОРІВ

Відомо декілька способів класифікації емульгаторів за різними класифікаційними ознаками: за зарядом поверхнево-активної частини; за ГЛБ; за розчинністю у воді тощо.  

В аніонних (аніоноактивних) емульгаторах гідрофільними групами можуть бути іонні форми карбоксильних та сульфонільних груп, у катіоноактивних – іонні форми сполук амонію з третинним або четвертинним атомом азоту (третинні або четвертинні амонієві основи та солі), у неіоногених емульгаторах – гідроксильні та кетогрупи, естерні угруповання тощо.