Эмульгаторы в пищевых продуктах: как выбрать и почему они не всегда работают
Эмульгаторы в пищевых продуктах: как выбрать и почему они не всегда работают
Майонез расслаивается. Соус теряет однородность при хранении. Жировая фаза отделяется. Сухой продукт плохо диспергируется в воде. Шоколадная масса получается слишком вязкой.
В каждом из этих случаев причиной может быть не только рецептура в целом, но и неправильно подобранная система эмульгирования.
Эмульгатор — не просто компонент, который «соединяет воду и масло». Его задача значительно шире: помочь сформировать дисперсную систему с нужной структурой и обеспечить её стабильность в условиях конкретного технологического процесса и хранения.
Что происходит в эмульсии
Вода и масло сами по себе образуют нестабильную систему. После смешивания одна жидкость распределяется в другой в виде мелких капель, но со временем капли стремятся объединиться, а продукт — расслоиться.
Эмульгатор располагается на границе водной и жировой фаз и снижает межфазное натяжение. Благодаря этому при механическом воздействии легче формируются мелкие капли дисперсной фазы, а сформированная система становится устойчивее.
На практике этого часто недостаточно.
Стабильность готового продукта зависит одновременно от нескольких факторов:
— типа и концентрации эмульгатора;
— соотношения водной и жировой фаз;
— размера капель;
— вязкости непрерывной фазы;
— температуры процесса;
— порядка внесения компонентов;
— интенсивности и продолжительности гомогенизации;
— содержания белков, солей, сахаров, кислот и других компонентов рецептуры;
— условий последующего хранения.
Поэтому увеличение дозировки эмульгатора далеко не всегда исправляет нестабильную эмульсию.
«Масло в воде» и «вода в масле»: в чём разница
Большинство пищевых эмульсий относится к двум основным типам.
Масло в воде (М/В) — капли жира распределены в непрерывной водной фазе. К этому типу относятся, например, многие майонезы, соусы, молочные напитки и некоторые эмульсионные продукты.
Вода в масле (В/М) — капли воды распределены в непрерывной жировой фазе. Классический пример — многие виды маргарина и жировых продуктов.
Тип будущей эмульсии необходимо учитывать ещё на этапе разработки рецептуры: один и тот же эмульгатор не будет одинаково эффективен во всех системах.
Что такое ГЛБ и зачем он технологу
При подборе эмульгаторов часто используют показатель гидрофильно-липофильного баланса — ГЛБ.
Он характеризует соотношение гидрофильной и липофильной частей молекулы эмульгатора и помогает ориентировочно оценить, для какого типа системы вещество подходит лучше.
В общем случае эмульгаторы с более низким ГЛБ имеют большую липофильность и чаще используются в системах типа «вода в масле». Более высокие значения ГЛБ характерны для веществ, лучше работающих в системах типа «масло в воде».
Но выбирать эмульгатор только по ГЛБ — ошибка.
Два вещества с близкими значениями ГЛБ могут по-разному вести себя в конкретном продукте из-за состава жировой фазы, температуры, pH, присутствия белков, солей и других компонентов.
Поэтому ГЛБ — хороший инструмент первичного подбора, но не замена технологическим испытаниям.
Почему эмульсия расслаивается, хотя эмульгатор есть
Одна из распространённых ошибок — считать, что само наличие эмульгатора гарантирует стабильность продукта.
Не гарантирует.
Причиной нестабильности могут быть:
Неправильный тип эмульгатора.
Он может хорошо работать в одной дисперсной системе и быть малоэффективным в другой.
Недостаточная гомогенизация.
Чем крупнее образовавшиеся капли, тем сложнее получить устойчивую систему.
Неправильная последовательность внесения.
Эмульгатор должен оказаться на границе фаз в нужный момент. Технология приготовления иногда влияет на результат не меньше, чем его дозировка.
Низкая вязкость непрерывной фазы.
Даже сформированная эмульсия может быть физически нестабильной. Поэтому эмульгаторы часто работают в комплексе со стабилизаторами и загустителями.
Изменение температуры.
Нагревание, охлаждение, замораживание и размораживание способны существенно изменить структуру системы.
Изменение pH или ионной силы.
Особенно важно это для продуктов, в которых стабилизация эмульсии связана не только с ПАВ, но и с белками.
Эмульгатор и стабилизатор — не одно и то же
Эти понятия часто смешивают.
Эмульгатор прежде всего помогает сформировать и поддерживать поверхность раздела между несмешивающимися фазами.
Стабилизатор может повышать вязкость непрерывной фазы, формировать пространственную структуру и тем самым снижать скорость перемещения и объединения дисперсных частиц или капель.
Поэтому в реальном пищевом продукте эффективнее часто работает не отдельный эмульгатор, а комплексная система: эмульгатор + стабилизатор + правильно подобранная технология производства.
Именно поэтому попытка заменить один компонент другим «один к одному» нередко приводит к изменению вязкости, текстуры или стабильности продукта.
Где эмульгаторы решают технологические задачи
Соусы и майонезы
Задача — получить устойчивое распределение жировой фазы, заданную консистенцию и стабильность при хранении.
При разработке необходимо учитывать не только количество масла, но и кислотность, наличие белков, гидроколлоидов, сахара и соли, а также режим диспергирования.
Хлебобулочные и мучные кондитерские изделия
Некоторые эмульгаторы взаимодействуют с компонентами теста и влияют на его реологические свойства, газоудерживающую способность и структуру готового изделия.
Другие способны взаимодействовать с крахмалом и влиять на изменение структуры мякиша в процессе хранения.
Поэтому выражение «эмульгатор для хлеба» слишком общее: сначала необходимо определить конкретную технологическую задачу.
Шоколад и глазури
Эмульгаторы используются для управления реологическими характеристиками шоколадных и жировых масс.
Грамотно подобранная система позволяет получить необходимую текучесть и оптимизировать технологический процесс без избыточного увеличения содержания жира.
Молочные и сухие продукты
В многокомпонентных системах эмульгаторы могут использоваться для формирования и поддержания равноме
