В сложните формулировки на хранително-вкусовата промишленост липофилните емулгатори играят решаваща роля за стабилизиране на мастната фаза, контролиране на кристализацията и модифициране на текстурата. Естери на моно- и диглицериди на оцетната киселина (ACETEM), естери на лимонена киселина на моно- и диглицериди (CITREM) и естери на млечна киселина на моно- и диглицериди (LACTEM) са три важни класа липофилни емулгатори, принадлежащи към семейството на полиолните естери на мастни киселини. Въпреки това, фините разлики в техните химични структури водят директно до значителни разлики в техните емулгиращи механизми, функционални свойства и крайни приложения.
Химическа структура и механизъм на емулгиране на ядрото
ACETEM (Естери на оцетната киселина на моно- и диглицериди)
Структура: Образува се от естерификацията на моно- и диглицериди с оцетна киселина. Неговата хидрофилна част включва късо{2}}верижна ацетилова група.
Механизъм на емулгиране: Въвеждането на ацетиловата група намалява общата полярност на молекулата, което я правизначително по-липофилни. Неговата ориентация към повърхността на масло-вода благоприятства закрепването в маслената фаза. Основната му функция не е драстично да намали напрежението на повърхността, за да образува типични емулсии, а да играеструктурна роля в мрежата от мастни кристали. Той ефективно пречи на редовното опаковане на триглицеридните молекулиинхибиране на кристализацията на мазнините и полиморфната трансформация, като по този начин променя кристалната форма, размера и мрежестата структура на твърдите мазнини.
Основният механизъм на ACETEM се крие в способността му за"кристално инхибиране" и "кристална модификация", стабилизиращи системи чрез контролиране на поведението на мастната твърда фаза.
CITREM (Естери на лимонена киселина на моно- и диглицериди)
Структура: Образува се от естерификацията на моно- и диглицериди с лимонена киселина. Молекулата включва цитрилова група, съдържаща множество карбоксилни групи, които могат да бъдат частично неутрализирани до образуване на соли (напр. натриева сол).
Механизъм на емулгиране: Въвеждането на цитрилната група осигурявагрупи на свободна карбоксилна киселина (или карбоксилатна сол)., които драстично повишават хидрофилността на молекулата. Следователно CITREM енай-хидрофилен и има най-висока HLB стойностсред трите. Това е истинскомасло{0}}в-вода (O/W) емулгатор, ефективно намалявайки междинното напрежение на масло-вода, насърчавайки образуването на фини капчици и стабилизирайки емулсиите чрез електростатично отблъскване (особено във формата на сол). Освен това притежава метало{2}}хелираща способност.
Основният механизъм на CITREM се крие в силната му способност дапо-ниско междуфазово напрежениеи неговия потенциал заелектростатична стабилизация, което го прави ефективен съставител на О/В емулсии.
LACTEM (Естери на млечна киселина на моно- и диглицериди)
Структура: Образува се от естерификация на моно- и диглицериди с млечна киселина (която може да е полимерна). Неговата хидрофилна част включва лактилова или полилактилова група.
Механизъм на емулгиране: Полярността и размерът на лактилната група попадат между тези на ацетилните и цитрилните групи, което придава на LACTEMумерена липофилност. Той проявява добър афинитет както към маслените, така и към водните интерфейси, образувайки компактен междуфазов филм. Уникалната му функционалност се крие ввзаимодействие с нишесте и протеини. Той може да образува спирални комплекси на включване с амилоза и да взаимодейства с глутеновите протеини, като го предоставякондициониране на тестото и свойства против -остаряванеотвъд емулгирането и стабилизирането.
Основният механизъм на LACTEM се крие в неговиябалансирана междуфазна активности неговотосинергични ефекти с нишесте и протеини, действайки като мост между липидната и въглехидратната/протеинова фаза.
Разликите в практическото приложение
| Собственост | АЦЕТЕМ | ЦИТРЕМ | ЛАКТЕМ |
|---|---|---|---|
| HLB тенденция | Ниска (2-4) | Висок (8-12) | Среден (3-6) |
| Основна функция | Модификатор на кристали на мазнини, агент за разбиване, лубрикант | О/В емулгатор, антиоксидантен синергист, метален хелатор | Емулгатор, кондиционер за тесто/тесто, агент против-остаряване |
| Основни области на приложение | 1. Маргарин/Масло: Подобрява разстилаемостта, предотвратява песъчливостта, подобрява пластичността. 2. Бита сметана/топинги: Стабилизира структурата на пяната, увеличава разпръскването, поддържа формата. 3. Сладкарски покрития: Модифицира кристализацията, предотвратява цъфтежа, подобрява блясъка и прилепването. |
1. Сосове и майонеза-на водна основа: Образува стабилни О/В емулсии, предотвратява отделянето. 2. Маргарин (ниско-маслен): Подпомага емулгирането, подобрява текстурата. 3. Месни продукти: Подпомага емулгирането на мазнини, подобрява задържането на вода. 4. Пекарна (спомагателна): Действа като емулгатор и синергист за антиоксиданти (напр. витамин С). |
1. Хлебни изделия (ядро): В хляб и сладкиши действа като емулгатор, подобрява обработката на тестото, увеличава обема, запазва мекотата, забавя стареенето. 2. Кремови пълнежи и глазури: Осигурява стабилна, гладка текстура. 3. Бързо тесто за юфка: Подобрява обработката, намалява начупването след готвене. |
| Естество на действието | Променя физическото състояние на мазнините | Конструира и стабилизира дисперсионни системи от маслени капки | Посредничи при взаимодействията между липиди и нишесте/протеини |
Ръководство за обобщение и избор
ACETEM, CITREM и LACTEM представляват три различни технически пътя в липофилните емулгатори. Ключът към избора се крие в идентифицирането на основното предизвикателство във формулировката:
- Ако проблемът е свързан с текстура, усещане в устата или стабилност, причинени откристализация на мазнини(напр. песъчливост, лоша разстилаемост),АЦЕТЕМе основният избор.
-
Ако целта е да се изгради система, в коятомаслената фаза е стабилно диспергирана във водна фаза(напр. сосове, мазнина с ниско-маслено съдържание),ЦИТРЕМе най-ефективният поради силната си хидрофилност.
-
Ако в рамките на aкомплексна система, съдържаща нишесте и/или глутен(напр. печени изделия), има нужда от едновременно постигане на емулгиране, подобряване на текстурата и консервиране,ЛАКТЕМпредлага най-доброто комплексно решение.
На практика те често се използват в комбинация с други емулгатори (напр. моноглицериди, SSL) за постигане на синергични ефекти, отговарящи на интегрираните изисквания на хранителните продукти за текстура, външен вид, стабилност и срок на годност.
