امولسیفایرها در صنایع غذایی

چنانچه کشش سطحی بین روغن وآب که به کشش بین سطحی معروف است زیاد باشد امولسیون پایدار بدشواری می تواند تشکیل شود. امولسیفایرها با ساختار مناسبی که دارند کشش بین سطحی را کاهش می دهند وباعث پایداری سیستم امولسیون می گردند. امولسیفایرها با کاهش کشش بین سطحی از تجمع وپیوستگی ذرات فاز پراکنده جلوگیری می کنند. درساختمان امولسیفایرها بخشی بصورت lipophilic یا آبگریز وجود داردکه قابلیت انحلال خوبی درفاز غیر آبی داشته وبخشی نیز قطبی یا آبدوست (hydrophilic) بوده وحلال در آب می باشد. بخش آبگریز مولکول عموما" یک زنجیره بلند آزاد آلکیل بوده درحالیکه بخش آبدوست شامل گروههای پراکنده ایی از هیدروکسیل یا پلی گلیکول اتر می باشند. گروه آبدوست قطبی بوده وبطرف آب کشیده می شود در حالیکه گروه آبگریز غیر قطبی وغالبا" هیدروکربنی با زنجیره بلند است و مجذوب روغن می گردد. بدین ترتیب در امولسیون آب در روغن امولسیون کننده به طریقی جذب می شود که ابتدای قطبی مولکول در اب قرار گرفته وانتهای غیر قطبی ان خارج از قطره آب ودر روغن قرار می گیرد.چنانچه امولسیون کننده ایی دارای گروههای باردار باشد فرایند جذب منجر به تولید قطرات ریز بارداری می شود که یکدیگر را دفع می کنند. چنین قطرات ریزی بیکدیگر نمی پیوندند وبنابراین این عامل موجب افزایش پایداری امولسیون می گردد. لذا بر این اساس می توان امولسیفایرها را به چند دسته تقسیم بندی کرد :

الف-امولسیفایرهای آنیونی: روی بخش فعال مولکولشان بار منفی دارند.

ب- امولسیفایرهای کاتیونی: روی بخش فعال مولکولشان بار مثبت دارند.

ج- امولسیفایرهای غیر یونی : فاقد بارالکتریکی بوده ودارای دوبخش چربیدوست و آبدوست هستند ودرصنایع غذایی بیشترین کاربرد را دارند.

د- امولسیفایرهای آمفوتریک : به تناسب PHمحیط کاتیونی یا انیونی می شوند.نوع امولسیونی که توسط یک سیستم روغن- آب تشکیل میشود بستگی به چندین عامل،از جمله ترکیب فازهای روغن وآب ،ماهیت شیمیایی امولسیون کننده ونسبت روغن وآب موجود دارد. چنانچه گروه قطبی امولسیفایری بهتر از گروه غیر قطبی آن جذب شود ،میزان جذب توسط آب بیشتر از روغن است.مقدار جذب در سطح مایع بستگی به سطح دسترسی آن مایع دارد و هنگامی که فصل مشترک روغن-آب به طرف آب میل نماید جذب امولسیفایر توسط آب افزایش می یا بد وامولسیونی از روغن درآب تولید می شود.بسیا ری از اجسام از خود فعالیت امولسیفایری نشان می دهند و بر همین اساس تقسیم بندی بر روی امولسیفایر ها صورت می گیرد :

1- امولسیفایرهای طبیعی

الف-یونی. مانند: پروتئین ها ،هیدروکلوئید ها ( صمغ عربی ) ،فسفو لپیدها(لستین)

ب- ترکیبات طبیعی.مانند: گلیکولپید ها،ساپونین ها

2- امولسیفا یرهای سنتزی

الف- یونی مانند: استئاریل 2-لاکتیل لات،داتم، سیتروم.

ب-ترکیبات طبیعی .مانند:منو-دی اکیل گلیسرولها و استرهای اسید لاکتیک واستیک آنها ،استرهای اسید چرب ساکارز ،استرهای اسید چرب سوربیتان،استر اسیدهای چرب پلی اکسی اتیلن سوربیتان ،پلی گلیسرول-پلی ریسینولئات(PGPR)

اما خصوصیت مهم دیگری که بر اساس آن امولسیفایرها را تقسیم بندی مینما یند بر اساس خصوصیت انحلال آنها واندیس HLBمیباشد.

(hydrophilic ; lipophilic balance ) HLB Value

فعالیت یا نیروی حاصل از گروههای چربیدوست ویا آبدوست در امولسیفایرها میتواند از طریق ثابتهای دی الکتریک ویا از وضعیت کروماتوگرافی آنها مشخص شود وبدین وسیله میزان HLBامولسیفایرها مشخص گردد. مهمترین ویژگی در انتخاب امولسیفایرها نسبت آب پسندی وچربی پسندی آنها میباشدکه کمک قابل ملاحظه ای در انتخاب آنها می نماید.در انتخاب ترکیبات فعال سطحی بر اساس HLB به هر ترکیب یک عدد از صفر تا 20اختصاص داده میشود.ترکیبات محلول در روغن ها در اعداد پایین واعداد بالاتر به ترکیباتی که تمایل بیشتری به انحلالیت در آب دارند اختصاص داده می شوند.وقتی ترکیبی صد د ر صد آب پسند است HLBآن حدود 20 و اگر صد درصد چربی پسند است عدد 1به آن تعلق میگیرد.برای محاسبه آن نیز از عدد صابونی واسیدی ترکیب امولسیفایر استفاده میشود.لازم به ذکر است امولسیفایرها هرگز بصورت خالص موجود نیستند.HLBاسترهای اسید چرب پلی هیدروکسی الکلها بشرح ذیل محا سبه میشوند:

HLB= 20(1-SV/AV)

SV:عدد صابونی امولسیفایر
AV:اندیس اسیدی اسید شاخص

بر اساس تعداد گروههای چربیدوست وآبدوست نیز می توان از طریق فرمول ذیل میزان HLBرا محاسبه نمود:

HLB=∑(hydrophilic group number) -∑(hydrophobic group number) +7

که البته بایدگفت همیشه بین HLBمحاسبه شده و HLBکه از طریق تجربی بدست می آید اختلاف وجود دارد.

برهمین اساس با توجه به میزان HLB وشکل ووضعیت حلالیت امولسیفایر در آب جدولی بشرح ذیل ارائه می شود :

حلالیت محدوده HLB

درآب حل وپخش نمی گردد 1-4

. درآب بصورت خیلی ضعیف حل می گردد. 3-6

محلولظاهریشیری رنگ دارد. 6-8

محلول ظاهرشیری رنگ ثابتی دارد. 8-10

محلول حاصله نسبتا" شفاف می باشد. 10-13

محلول حاصله کاملا" شفاف می باشد. +13

ویژگیهای یک امولسفایر مناسب بشرح ذیل می باشد:

1-امولسیفایرها کشش بین سطحی را کاهش داده درنتیجه انحلال مواد بهتر صورت می گیرد.

2-به سرعت در فضاهای خالی پخش می شود.

3-درغلظتهای پایین اثرات عملکردی بسیار خوبی دارد.

4- به تغییرات شیمیایی مقاوم می باشد.

5- فاقد بو وطعم وخاصیت سمی می باشد.

6-ازنظر اقتصادی مقرون به صرفه می باشد.

نقشهای امولسیفایر در ترکیبات مختلف غذایی:

الف- امولسیون کننده: که بطور کامل شرح داده شد.

ب- ایجاد ترکیب پیچیده با نشاسته :

اکثر امولسیفایر ها یک اسید چرب خطی در مولکول خود دارند که قادر به ایجاد ترکیب با مولکول آمیلوز است.این ویژگی در به تا خیر انداختن بیاتی نان و کیک و کاهش چسبندگی در فرآورده های نشاسته ای مانند پوره سیب زمینی وپاستاها نقش بسیار مهمی دارد.

ج- ایجاد واکنش متقابل با پروتئین: امولسیون کننده ها دارای ساختار یونی میتوانند در بعضی از فرآورده های غذایی با پرتئین ها وارد واکنش شده و ویژگی ساختاری اصلاح شده ای بوجود آورند. مثلا" با گلو تن گندم واکنش داده وباعث افزایش الاستسیته پرتئین شوند در نتیجه حجم نان را افزایش میدهند.

د- اصلاح چسبندگی:برخی از امولسیفایر ها در فرآورده های غذایی حاوی بلورهای قند که در چربی پراکنده هستند اضافه می شوند وبا ایجاد پوششی روی بلورهای قند باعث کاهش چسبندگی میگردند .این ویژگی در قابلیت سیالیت شکلات مذاب تاثیر دارد واز حالت bloomیاشکوفه زدن بر روی شکلات ( ظاهر شدن چربی بر روی سطح شکلات)جلوگیری میکنند.

ه- ایجاد کف:امولسیفایرها که اسید چرب اشباع دارند قادر به پایدار کردن کف محلولهای آبی میباشند بنابراین از عوامل ایجاد کف در دسرهای فوری خامه ای زده شده می باشند.

و- اصلاح بافت :عمل پیچیده ایی است که روی نشاسته انجام میگیرد وباعث کاهش کلوخه شدن آن می شود.بطور مثال یکنواختی در ماکارونی ونان وکیک ایجاد میشود.

ز- لغزنده کننده :امولسیفایرهایی مانند منوودی گلیسریدهای غیر اشباع درچرب کردن منافذ اکسترودرها و درشکل دادن

فرآورده ها مؤثر می باشند.مانند کاهش چسبندگی آدامس وآبنبات

ح- تغییر تبلور:تغییر حالت چند شکلی و درواقع رشد بلورهای چربی میباشد که فرآورده هایی مثل مارگارین وروغنهای قنادی وشکلات ایجاد مینماید.بهینه سازی ابعاد بلورها در این محصولها باعث افزایش حالت خامه ایی واصلاح نتایج پخت میشود.ازاین حالت در اصلاح فرآورده های شکری وقندی استفاده میشود .

ط- مرطوب کنندگی:این ترکیبات بطور معمول خود دارای اثر مرطوب کننده ایی میباشند.فقط باید ویژگی ماده ایکه میبایست مرطوب شود مشخص شود.ممکن است باعث کاهش کشش سطحی بین مایع وجامد شده ودر نتیجه پخش شدن سریعتر مایع در سطح ذرات جامد گردد.مثلا"دسرهایی که با اسپری درایر خشک شده اند،پودر نوشابه ها،صبحانه های فوری، پودر قهوه و-----

ی- اصلاح پراکندگی یک مایع در مایع دیگر به منظور تشکیل محلولهای زلال: بسیاری از طمعها ورنگها به یک امولسیون کننده نیاز دارند که حل شوند.

بعضی از قوانین استفاده از امولسیفایرها:

1-امولسیفایرهای غیر اشباع را برای چربیهای غیر اشباع استفاده میکنیم.

2-برای بهتر شدن اثر امولسیفایر بیشتر از اپتیمم آن استفاده نکنید بلکه برای بهتر شدن اثر،از مخلوط امولسیفایر ها استفاده کنید بویژه زمانیکه پایداری امولسیون یا کف مد نظر است.

3-ثبات امولسیونها با محلولیت امولسیفایر در فاز پیوسته مطلوب خودش میباشد.

یعنی امولسیفایرهای با HLB بالا در آب وبا HLB پایین در روغن حل شوند.

4-وجود پرتئین و یا قند ها در سیستم تا حدودی قوانین وHLBامولسیفایر ها را تغییر میدهد.

5-فقط مونو گلیسرید ها ی اشباع شده با نشاسته کمپلکس میدهد.

6-شکل ظاهری امولسیفایر ها بر روی خواص کاربردیشان تاثیر دارد.مثلا"پودری،پرک،آبکی،ژ ل

7-بسیاری از عملکردها بخاطر تاثیر در شکلهای متفاوت آنهاست.

8-امولسیفایرهایی که شامل اسیدهای چرب غیر اشباع هستند که تعدادشان هم زیاد است،ممکن است بو وطعم بد را تشدید کنند.

9-بندرت امولسیفایر ها بصورت خالص استفاده میشوند ومعمولا" تولید کنندگان امولسیفایر ها با درجه خلوص های متفاوتی آنها را تولید می کنند.

10-بعضی از وقتها علت کاربرد امولسیفایر ها غیر از پیوند آب وروغن است وارتباطی با HLBندارد ودر ارتباط با اصلاح بافت نشاسته یا پروتئین میباشد.

11-روش افزودن امولسیفایر تاثیر زیاد دارد.درچه میزان دما وکدام مرحله اضافه شوند.

12-بعد از اضافه شدن امولسیفایر به سیستم باید متوجه بود چه فرایندی بعد از آن بر روی سیستم صورت خواهد گرفت وچه تاثیری بر روی امولسیفایر خواهد داشت، مانند:هموژنیزه کردن.

مواردیکه در هنگام ساخت امولسیفایر ها باید رعایت گردند:

1-حداقل دما در حین تشکیل امولسیون 75درجه سانتیگراد بوده وامولسیفایرها وترکیبات روغنی باید بطور یکنواخت در آب بالای 75 درجه سانتیگراد اضافه شوند.

2-سرعت هم زدن درمیکسر های آزمایشگاهی بالایrpm 3000ودر حدود 7 دقیقه هم زده شود.ودر مقیاس صنعتی که سرعت پایین تری باشد حدود 30 دقیقه زمان جهت ساخت امولسیفایر لازم میباشد.

3-بعد از اینکه محلول اماده شد باید محلول با سرعت پایین هم زده شده وسرد شود.

در امولسیفایر های لیپوفیلیک ساختمان ژل شروع به تشکیل شدن نموده وتا دمای c 50تشکیل میشود.در طی فرایند سرد کردن باید سرعت هم زدن پایین و به کندی محلول سرد شود.

4-معمولا" امولسیفایرهای با HLB بالا در هنگام ساخت با سرعت بالا ودر دمای80- 70درجه سانتی گراد کف میکنندواین کف نامطلوب است.درصورت امکان تحت شرایط خلاء از تشکیل کف جلوگیری کرد.

5-افزودن مواد فعال کننده و الکترولیتها و تنظیم کنندهها ی PH باید در دمای پایین تر از 40 درجه سانتیگراد و با سرعت کم هم زد ن اضافه شوند در غیر اینصورت ساختار ژل از بین میرود.

6-در مرحله آخر ویسکوزیته امولسیون در دمای حدود 45 درجه سانتیگراد افزایش می یابدو در بهترین حالت سطح امولسیون یکنواخت وشفاف و درخشنده خواهد بود و زمانیکه دما ی امولسیون به 30 درجه سانتیگراد رسید فرآیند تمام

شده است.

بنام خدا

امولسیون ها و امولسیفایرها
مقدمه
با توجه به اهمیت محلولها در صنایع غذایی وگستردگی آنها ،شناخت ماهیت آنها وآشنایی با سیستم های جاری بر آنها
لازم به نظر میرسد.همچنین با توجه به نیاز روز افزون بشر به منابع غذایی جدید و ایجاد تنوع در رژیمهای غذایی نقش
افزودنیها در مواد غذایی و بخصوص امولسیفا یرها با اهمیت تر از گذشته به نظر می رسد. لذا در این مقا له سعی
گردید،نگاهی به سیستمهای محلولها ونقش امولسیفایرها در این سیستمها داشته و بطور اختصاصی نیز نقش
امولسیفایردر صنعت تولید خمیر مایه بررسی گردد.
سیستمهای محلولهای مواد غذایی به دو سیستم کلی تقسیم خواهند شد:
1- سیستمها یا محلولهای حقیقی:دراین سیستمها قطر ذرات حل شده کمتر از 1 نانومتر میباشد.مانند : محلولهای قندی،
ویتامینهاومواد موادمعدنی درآب
2- سیستمهای پراکنده یا کلوئیدی : دراین سیستمها قطر ذرات حل شده بین 100-10 نانومتر بوده و خود شامل چندین
سیستم زیر مجموعه میباشد.
الف-امولسیونها:سیستمهای مایع در مایع ،مانند:شیر،مایونز
ب- کفها :سیستمهای گاز درمایع.مانند:خامه،چربی وسفیده تخم مرغ به هم زده
ج- آئروسل ها: سیستم های مایع یا جامد درگاز
د- سوسپانسیو نها:سیستمهای جامد در مایع .مانند :نشاسته وپرتئینها درآب
سیستمهای امولسیونی:
هنگا میکه روغن را به آب می افزایند لایه جداگانه ای در بالای آب تشکیل می دهد ،بدین معنی که روغن وآب در یکدیگر
حل نمی شوند وآنها را غیر قابل اختلاط مینامند ،چنانچه مخلوط روغن وآب را به شدت تکان دهیم دو مایع دریکدیگر
پخش شده ودر نتیجه امولسیون تشکیل می گردد.اما چنین امولسیونی ناپایدار است ودراثر ماندن به دو لایه اولیه بازگشت پیدا می کند.امولسیونها یا بصورت روغن در اب (0/W) ویا اب در روغن (W/O) می باشند.امولسیون روغن درآب امولسیونی است که در آن قطرات کوچک روغن تشکیل فاز پراکنده ایی را می دهند ودر آب پخش می شوند درحالیکه در امولسیون اب درروغن قطرات کوچک آب در روغن پخش می گردند.با وجود اینکه امولسیونهای مواد غذایی را بصورت O/W یا W/O توصیف می کنند، این اصطلاحات ممکن است گمراه کننده باشند زیرا روغن وآب احتمال دارد حاوی اجسام دیگری نیز باشند ، بدین معنی که علاوه بر تری گلیسریدها ، فازروغن ممکن است حاوی سایر لیپیدها ومواد محلول درروغن باشد وفاز آبی برای مثال می تواند سرکه ویا شیر باشد.علت آنکه قطرات آب پس از پخش شدن درروغن دوباره بهم می پیوندند وتشکیل لایه پیوسته ایی ازآب می دهند چیست؟ جواب این سئوال راباید دراین واقعیت جستجو کرد که نتیجه پخش شدن قطرات آب درروغن ازدیاد سطح تماس روغن وآب است .برای انجام این عمل باید درمقابل نیروی کشش سطحی که موجب می شود مایع حداقل سطح را اشغال کند کاری انجام گیرد.بنابراین تمایل طبیعی درجهت بهم پیوستن قطرات اب است زیرا با انجام این عمل سطح مشترک دوفاز کاهش می یابد وسیستم پایدارتری ایجاد می شود. برای آنکه روغن وآب امولسیون پایدارتری تشکیل دهند جسم سومی بنام ماده امولسیون کننده یا امولسیفایر باید حضور داشته باشد.
امولسیفایرها
چنانچه کشش سطحی بین روغن وآب که به کشش بین سطحی معروف است زیاد باشد امولسیون پایدار بدشواری می تواند تشکیل شود. امولسیفایرها با ساختار مناسبی که دارند کشش بین سطحی را کاهش می دهند وباعث پایداری سیستم امولسیون می گردند. امولسیفایرها با کاهش کشش بین سطحی از تجمع وپیوستگی ذرات فاز پراکنده جلوگیری می کنند. درساختمان امولسیفایرها بخشی بصورت lipophilic یا آبگریز وجود داردکه قابلیت انحلال خوبی درفاز غیر آبی داشته وبخشی نیز قطبی یا آبدوست (hydrophilic) بوده وحلال در آب می باشد. بخش آبگریز مولکول عموما" یک زنجیره بلند آزاد آلکیل بوده درحالیکه بخش آبدوست شامل گروههای پراکنده ایی از هیدروکسیل یا پلی گلیکول اتر می باشند. گروه آبدوست قطبی بوده وبطرف آب کشیده می شود در حالیکه گروه آبگریز غیر قطبی وغالبا" هیدروکربنی با زنجیره بلند است و مجذوب روغن می گردد. بدین ترتیب در امولسیون آب در روغن امولسیون کننده به طریقی جذب می شود که ابتدای قطبی مولکول در اب قرار گرفته وانتهای غیر قطبی ان خارج از قطره آب ودر روغن قرار می گیرد.چنانچه امولسیون کننده ایی دارای گروههای باردار باشد فرایند جذب منجر به تولید قطرات ریز بارداری می شود که یکدیگر را دفع می کنند. چنین قطرات ریزی بیکدیگر نمی پیوندند وبنابراین این عامل موجب افزایش پایداری امولسیون می گردد. لذا بر این اساس می توان امولسیفایرها را به چند دسته تقسیم بندی کرد :
الف-امولسیفایرهای آنیونی: روی بخش فعال مولکولشان بار منفی دارند.
ب- امولسیفایرهای کاتیونی: روی بخش فعال مولکولشان بار مثبت دارند.
ج- امولسیفایرهای غیر یونی : فاقد بارالکتریکی بوده ودارای دوبخش چربیدوست و آبدوست هستند ودرصنایع غذایی بیشترین کاربرد را دارند.
د- امولسیفایرهای آمفوتریک : به تناسب PH محیط کاتیونی یا انیونی می شوند.نوع امولسیونی که توسط یک سیستم روغن- آب تشکیل میشود بستگی به چندین عامل،از جمله ترکیب فازهای روغن وآب ،ماهیت شیمیایی امولسیون کننده ونسبت روغن وآب موجود دارد. چنانچه گروه قطبی امولسیفایری بهتر از گروه غیر قطبی آن جذب شود ،میزان جذب توسط آب بیشتر از روغن است.مقدار جذب در سطح مایع بستگی به سطح دسترسی آن مایع دارد و هنگامی که فصل مشترک روغن-آب به طرف آب میل نماید جذب امولسیفایر توسط آب افزایش می یا بد وامولسیونی از روغن درآب تولید می شود.بسیا ری از اجسام از خود فعالیت امولسیفایری نشان می دهند و بر همین اساس تقسیم بندی بر روی امولسیفایر ها صورت می گیرد :
1- امولسیفایرهای طبیعی
الف-یونی. مانند: پروتئین ها ،هیدروکلوئید ها ( صمغ عربی ) ،فسفو لپیدها(لستین)
ب- ترکیبات طبیعی.مانند: گلیکولپید ها،ساپونین ها
2- امولسیفا یرهای سنتزی
الف- یونی مانند: استئاریل 2-لاکتیل لات،داتم، سیتروم.
ب-ترکیبات طبیعی .مانند:منو-دی اکیل گلیسرولها و استرهای اسید لاکتیک واستیک آنها ،استرهای اسید چرب ساکارز ،استرهای اسید چرب سوربیتان،استر اسیدهای چرب پلی اکسی اتیلن سوربیتان ،پلی گلیسرول-پلی ریسینولئات(PGPR)
اما خصوصیت مهم دیگری که بر اساس آن امولسیفایرها را تقسیم بندی مینما یند بر اساس خصوصیت انحلال آنها واندیس HLB میباشد.
(hydrophilic ; lipophilic balance ) HLB Value
فعالیت یا نیروی حاصل از گروههای چربیدوست ویا آبدوست در امولسیفایرها میتواند از طریق ثابتهای دی الکتریک ویا از وضعیت کروماتوگرافی آنها مشخص شود وبدین وسیله میزان HLBامولسیفایرها مشخص گردد. مهمترین ویژگی در انتخاب امولسیفایرها نسبت آب پسندی وچربی پسندی آنها میباشدکه کمک قابل ملاحظه ای در انتخاب آنها می نماید.در انتخاب ترکیبات فعال سطحی بر اساس HLB به هر ترکیب یک عدد از صفر تا 20اختصاص داده میشود.ترکیبات محلول در روغن ها در اعداد پایین واعداد بالاتر به ترکیباتی که تمایل بیشتری به انحلالیت در آب دارند اختصاص داده می شوند.وقتی ترکیبی صد د ر صد آب پسند است HLBآن حدود 20 و اگر صد درصد چربی پسند است عدد 1به آن تعلق میگیرد.برای محاسبه آن نیز از عدد صابونی واسیدی ترکیب امولسیفایر استفاده میشود.لازم به ذکر است امولسیفایرها هرگز بصورت خالص موجود نیستند.HLBاسترهای اسید چرب پلی هیدروکسی الکلها بشرح ذیل محا سبه میشوند:

HLB= 20(1-SV/AV)
SV: عدد صابونی امولسیفایر
AV:اندیس اسیدی اسید شاخص
بر اساس تعداد گروههای چربیدوست وآبدوست نیز می توان از طریق فرمول ذیل میزان HLBرا محاسبه نمود:
HLB=∑(hydrophilic group number) -∑(hydrophobic group number) +7
که البته بایدگفت همیشه بین HLB محاسبه شده و HLBکه از طریق تجربی بدست می آید اختلاف وجود دارد.
برهمین اساس با توجه به میزان HLB وشکل ووضعیت حلالیت امولسیفایر در آب جدولی بشرح ذیل ارائه می شود :

حلالیت محدوده HLB
درآب حل وپخش نمی گردد 1-4
. درآب بصورت خیلی ضعیف حل می گردد. 3-6
محلول ظاهری شیری رنگ دارد. 6-8
محلول ظاهرشیری رنگ ثابتی دارد. 8-10
محلول حاصله نسبتا" شفاف می باشد. 10-13
محلول حاصله کاملا" شفاف می باشد. +13
ویژگیهای یک امولسفایر مناسب بشرح ذیل می باشد:
1-امولسیفایرها کشش بین سطحی را کاهش داده درنتیجه انحلال مواد بهتر صورت می گیرد.
2-به سرعت در فضاهای خالی پخش می شود.
3-درغلظتهای پایین اثرات عملکردی بسیار خوبی دارد.
4- به تغییرات شیمیایی مقاوم می باشد.
5- فاقد بو وطعم وخاصیت سمی می باشد.
6-ازنظر اقتصادی مقرون به صرفه می باشد.
نقشهای امولسیفایر در ترکیبات مختلف غذایی:
الف- امولسیون کننده: که بطور کامل شرح داده شد.
ب- ایجاد ترکیب پیچیده با نشاسته :
اکثر امولسیفایر ها یک اسید چرب خطی در مولکول خود دارند که قادر به ایجاد ترکیب با مولکول آمیلوز است.این ویژگی در به تا خیر انداختن بیاتی نان و کیک و کاهش چسبندگی در فرآورده های نشاسته ای مانند پوره سیب زمینی وپاستاها نقش بسیار مهمی دارد.
ج- ایجاد واکنش متقابل با پروتئین: امولسیون کننده ها دارای ساختار یونی میتوانند در بعضی از فرآورده های غذایی با پرتئین ها وارد واکنش شده و ویژگی ساختاری اصلاح شده ای بوجود آورند. مثلا" با گلو تن گندم واکنش داده وباعث افزایش الاستسیته پرتئین شوند در نتیجه حجم نان را افزایش میدهند.
د- اصلاح چسبندگی:برخی از امولسیفایر ها در فرآورده های غذایی حاوی بلورهای قند که در چربی پراکنده هستند اضافه می شوند وبا ایجاد پوششی روی بلورهای قند باعث کاهش چسبندگی میگردند .این ویژگی در قابلیت سیالیت شکلات مذاب تاثیر دارد واز حالت bloom یاشکوفه زدن بر روی شکلات ( ظاهر شدن چربی بر روی سطح شکلات)جلوگیری میکنند.
ه- ایجاد کف:امولسیفایرها که اسید چرب اشباع دارند قادر به پایدار کردن کف محلولهای آبی میباشند بنابراین از عوامل ایجاد کف در دسرهای فوری خامه ای زده شده می باشند.
و- اصلاح بافت :عمل پیچیده ایی است که روی نشاسته انجام میگیرد وباعث کاهش کلوخه شدن آن می شود.بطور مثال یکنواختی در ماکارونی ونان وکیک ایجاد میشود.
ز- لغزنده کننده :امولسیفایرهایی مانند منوودی گلیسریدهای غیر اشباع درچرب کردن منافذ اکسترودرها و درشکل دادن
فرآورده ها مؤثر می باشند.مانند کاهش چسبندگی آدامس وآبنبات
ح- تغییر تبلور:تغییر حالت چند شکلی و درواقع رشد بلورهای چربی میباشد که فرآورده هایی مثل مارگارین وروغنهای قنادی وشکلات ایجاد مینماید.بهینه سازی ابعاد بلورها در این محصولها باعث افزایش حالت خامه ایی واصلاح نتایج پخت میشود.ازاین حالت در اصلاح فرآورده های شکری وقندی استفاده میشود .
ط- مرطوب کنندگی:این ترکیبات بطور معمول خود دارای اثر مرطوب کننده ایی میباشند.فقط باید ویژگی ماده ایکه میبایست مرطوب شود مشخص شود.ممکن است باعث کاهش کشش سطحی بین مایع وجامد شده ودر نتیجه پخش شدن سریعتر مایع در سطح ذرات جامد گردد.مثلا"دسرهایی که با اسپری درایر خشک شده اند،پودر نوشابه ها،صبحانه های فوری، پودر قهوه و-----
ی- اصلاح پراکندگی یک مایع در مایع دیگر به منظور تشکیل محلولهای زلال: بسیاری از طمعها ورنگها به یک امولسیون کننده نیاز دارند که حل شوند.
بعضی از قوانین استفاده از امولسیفایرها:
1-امولسیفایرهای غیر اشباع را برای چربیهای غیر اشباع استفاده میکنیم.
2-برای بهتر شدن اثر امولسیفایر بیشتر از اپتیمم آن استفاده نکنید بلکه برای بهتر شدن اثر،از مخلوط امولسیفایر ها استفاده کنید بویژه زمانیکه پایداری امولسیون یا کف مد نظر است.
3-ثبات امولسیونها با محلولیت امولسیفایر در فاز پیوسته مطلوب خودش میباشد.
یعنی امولسیفایرهای با HLB بالا در آب وبا HLB پایین در روغن حل شوند.
4-وجود پرتئین و یا قند ها در سیستم تا حدودی قوانین وHLB امولسیفایر ها را تغییر میدهد.
5-فقط مونو گلیسرید ها ی اشباع شده با نشاسته کمپلکس میدهد.
6-شکل ظاهری امولسیفایر ها بر روی خواص کاربردیشان تاثیر دارد.مثلا"پودری،پرک،آبکی،ژ ل
7-بسیاری از عملکردها بخاطر تاثیر در شکلهای متفاوت آنهاست.
8-امولسیفایرهایی که شامل اسیدهای چرب غیر اشباع هستند که تعدادشان هم زیاد است،ممکن است بو وطعم بد را تشدید کنند.
9-بندرت امولسیفایر ها بصورت خالص استفاده میشوند ومعمولا" تولید کنندگان امولسیفایر ها با درجه خلوص های متفاوتی آنها را تولید می کنند.
10-بعضی از وقتها علت کاربرد امولسیفایر ها غیر از پیوند آب وروغن است وارتباطی با HLB ندارد ودر ارتباط با اصلاح بافت نشاسته یا پروتئین میباشد.
11-روش افزودن امولسیفایر تاثیر زیاد دارد.درچه میزان دما وکدام مرحله اضافه شوند.
12-بعد از اضافه شدن امولسیفایر به سیستم باید متوجه بود چه فرایندی بعد از آن بر روی سیستم صورت خواهد گرفت وچه تاثیری بر روی امولسیفایر خواهد داشت، مانند:هموژنیزه کردن.
مواردیکه در هنگام ساخت امولسیفایر ها باید رعایت گردند:
1-حداقل دما در حین تشکیل امولسیون 75درجه سانتیگراد بوده وامولسیفایرها وترکیبات روغنی باید بطور یکنواخت در آب بالای 75 درجه سانتیگراد اضافه شوند.
2-سرعت هم زدن درمیکسر های آزمایشگاهی بالایrpm 3000ودر حدود 7 دقیقه هم زده شود.ودر مقیاس صنعتی که سرعت پایین تری باشد حدود 30 دقیقه زمان جهت ساخت امولسیفایر لازم میباشد.
3-بعد از اینکه محلول اماده شد باید محلول با سرعت پایین هم زده شده وسرد شود.
در امولسیفایر های لیپوفیلیک ساختمان ژل شروع به تشکیل شدن نموده وتا دمای c 50تشکیل میشود.در طی فرایند سرد کردن باید سرعت هم زدن پایین و به کندی محلول سرد شود.
4-معمولا" امولسیفایرهای با HLB بالا در هنگام ساخت با سرعت بالا ودر دمای80- 70درجه سانتی گراد کف میکنندواین کف نامطلوب است.درصورت امکان تحت شرایط خلاء از تشکیل کف جلوگیری کرد.
5-افزودن مواد فعال کننده و الکترولیتها و تنظیم کنندهها ی PH باید در دمای پایین تر از 40 درجه سانتیگراد و با سرعت کم هم زد ن اضافه شوند در غیر اینصورت ساختار ژل از بین میرود.
6-در مرحله آخر ویسکوزیته امولسیون در دمای حدود 45 درجه سانتیگراد افزایش می یابدو در بهترین حالت سطح امولسیون یکنواخت وشفاف و درخشنده خواهد بود و زمانیکه دما ی امولسیون به 30 درجه سانتیگراد رسید فرآیند تمام
شده است.