Emulgatori alimentari

Emulsia

Emulsia este un sistem heterogen format din cel puţin o fază lichidă nemiscibilă dispersată în altă fază lichidă sub formă de picături de dimensiuni variabile.

Clasificarea emulsiilor:

a) În funcţie de dimensiunea particulelor dispersate şi aspectul general al emulsiei există:

- macroemulsii – în care diametrul picăturilor dispersate este mai mare de 0,1 μm, fiind caracterizate prin instabilitate pronunţată şi turbiditate evidentă,

- microemulsii – în care diametrul picăturilor dispersate este mai mic de 0,1 μm, fiind caracterizate prin stabilitate termodinamică mare iar macroscopic sunt clare, transparente.

b) După caracteristicile fazelor care formează emulsia, acestea se împart în:

- emulsii de tip Ulei/Apă – ulei în apă (maioneza etc);

- emulsii de tip Apă/Ulei – apă în ulei (margarina, untul etc);

- emulsii complexe de tip Apă/Ulei/Apă – (apă în ulei) în apă (iaurtul).

c) După modul de utilizare:

- emulsii utilizate ca atare de către consumator (untul, smăntâna etc)

- emulsii utilizate ca ingrediente în alte produse (brănzeturi, produse de patiserie etc)

- emulsii care se destabilizează în tipul procesării pentru a forma structuri noi în produsul finit (îngheţata)

Mecanisme de destabilizare a emulsiilor

Emulsiile sunt sisteme termodinamic instabile, fazele care formează sistemul fiind într-o permanentă tendinţă de separare. Principalele mecanisme prin care emulsiile se destabilizează, fenomen în urma căruia fazele emulsiei se separă sunt:

a) Flocularea - fenomen care constă în aglomerarea particulelor dispersate cu formarea de agregate de dimensiuni mari. Floculare se produce atunci când forţa de atracţie dintre particulele dispersate depăşeşte forţa de respingere, fără a se produce alterarea integrităţii "membranei" care separă particulele de faza dispersă.

b) Coalescenţa – agregatele formate prin flocularea particulelor fazei dispersate se unesc prin deteriorarea filmului ("membranei") care delimitează particulele formând particule mari.

c) Separarea – apare prin coalescenţa tuturor particulelor dispersate astfel că cele două faze sunt complet separate datorită diferenţei de greutate specifică.

d) Maturarea Ostwald – este un fenomen caracteristic emulsiilor formate din două faze care nu sunt total nemiscibile şi în care există diferenţe mari în ceea ce priveşte diametrul particulelor dispersate. În astfel de emulsii, particulele mari tind să devină din ce în ce mai mari prin acapararea particulelor mai mici în diametru. Echilibrul va fi atins atunci când toate particulele dispersate vor avea acelaşi diametru ceea ce conduce, în final, la formarea unei singure particule deci, la separarea totală a fazelor.

e) Inversia fazelor – apare atunci când prin adăugarea în exces a unei faze se depăşeşte volumul critic şi are loc o inversie a fazelor, faza dispersată devenind faza dispersă. Acest fenomen este relativ rar fiind condiţionat de anumite caracteristici ale celor două faze.

Emulgatorii alimentari sunt substanţe care prin mecanisme complexe facilitează obţinerea emulsiilor şi stabilizarea acestora.

Emulgatorii formează la suprafaţa particulelor dispersate un strat uniform, compact care reduce tensiunea la interfaţa dintre cele două faze, fapt care favorizează formarea emulsiei şi previne flocularea şi coalescenţa particulelor dispersate. Emulgatorii sunt substanţe amfifile (posedă atât grupări hidrofile cât şi grupări lipofile dispuse separat) cu tropism pentru interfaţa dintre cele două faze. Pot fi substanţe cu greutate moleculară mică sau polimeri macromoleculari.

Emulgatorii cu masa moleculară mică posedă în structura lor un cap hidrofil şi o "coadă" lipofilă formată din unul sau mai multe lanţuri carbonate. Emulgatorii polimerici au o structură complexă; cel mai frecvent întâlniţi în industria alimentară fiind unele proteine (din lapte, carne, peşte, soia etc) şi celuloza modificată.