Текстура гелей, образованных различными гелеобразователями

3.2. ЭМУЛЬГАТОРЫ

В эту группу пищевых добавок (см. табл. 1.1, функциональный класс 9) входят вещества, которые, будучи добавленными к пищевому продукту, обеспечивают возможность образования и сохранения однородной дисперсии двух или более несмешивающихся веществ.

Строго говоря, под термином «эмульгатор», или «эмульгирующий агент», подразумевают химическое вещество, способное (при растворении или диспергировании в жидкости) образовывать и стабилизировать эмульсию, что достигается благодаря его способности концентрироваться на поверхности раздела фаз и снижать межфазное поверхностное натяжение. Такая способность связана с поверхностно-активными свойствами, поэтому применительно к данной группе пищевых добавок термины «эмульгатор», «эмульгирующий агент» и «поверхностно-активное вещество» (ПАВ) могут рассматриваться как синонимы.

Хотя основными дефинициями эмульгаторов являются образование и поддержание в однородном состоянии смеси несмешиваемых фаз, таких, как масло и вода, в отдельных пищевых системах применение этих добавок может быть связано не столько с эмульгированием, сколько с их взаимодействием с другими пищевыми ингредиентами, например с белками или крахмалом.

В качестве первых пищевых эмульгаторов использовались натуральные вещества, в частности камеди, сапонины, лецитин и др. И хотя некоторые из них сохранили свою популярность, наиболее широко в пищевой индустрии используются синтетические эмульгаторы или продукты химической модификации природных веществ, промышленное производство которых начало развиваться в двадцатые годы XX столетия.

По химической природе молекулы классических эмульгаторов, являющихся поверхностно-активными веществами, имеют дифильное строение, т. е. содержат полярные гидрофильные и неполярные гидрофобные группы атомов, которые, будучи связанными через соединительное звено (основание), отделены друг от друга и располагаются на противоположных концах молекулы. Первые (гидрофильные) обеспечивают растворимость в воде, вторые (гидрофобные) — в неполярных растворителях (рис. 3.7).

Дифильное строение молекул эмульгаторов обусловливает их склонность к формированию в объемной фазе растворителя ассоциа-тов, которые называются мицеллами.

В зависимости от особенностей строения молекулы эмульгатора, которые будут проявляться в соотношении между гидрофильными свойствами полярной группы и липофильными свойствами неполярной части молекулы ПАВ, могут образовываться как классические мицеллы в воде, так и обращенные мицеллы в неполярных растворителях (маслах и жирах), что схематично изображено на рис. 3.8.

Рис. 3.7. Дифильная структура молекул ПАВ:

а — основные звенья молекулы, 6~ наиболее вероятная пространственная структура

Обращенная мицелла Классическая мицелла

Обратные эмульсии Прямые эмульсии

(вода /масло) (масло /вода)

Рис. 3.8. Схема образования мицелл

Склонность к формированию ассоциатов мицеллярного типа, равно как и другие проявления поверхностно-активных свойств, зависит от химического строения молекул ПАВ, и прежде всего от соотношения размеров полярной и неполярной частей молекулы, которое выражается в показателе гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ): чем выше гидрофильность, тем больше величина ГЛБ и тем ярче проявляется способность молекул ПАВ к образованию классических мицелл и стабилизации прямых эмульсий:

Подробно вопросы образования и стабилизации эмульсий изучаются в курсе коллоидной химии.