امولسیفایرهای غذایی از مواد اولیه مهم در فرمولاسیون محصولات غذایی هستند که برای ایجاد و حفظ یکنواختی بین موادی که بهطور طبیعی با یکدیگر مخلوط نمیشوند، مانند آب و روغن، مورد استفاده قرار میگیرند.
امولسیفایرها علاوه بر ایجاد امولسیون پایدار، میتوانند بر بافت، پایداری، هوادهی، حس دهانی، ماندگاری و ویژگیهای فرآیندی محصول تأثیر بگذارند.
در صنایع مختلف از جمله صنایع لبنی و بستنی، نانوایی، شیرینی و شکلات، سس و چاشنی، نوشیدنیها، مارگارین و چربیهای خوراکی و فرآوردههای گوشتی از انواع مختلف امولسیفایر استفاده میشود.
مونو و دیگلیسریدها از پرکاربردترین گروههای امولسیفایر در صنایع غذایی هستند. این ترکیبات از گلیسرول و اسیدهای چرب تشکیل شدهاند و به دلیل داشتن بخشهای آبدوست و چربیدوست، میتوانند در فصل مشترک آب و روغن قرار گرفته و به پایداری سیستم کمک کنند.
مونوگلیسریدها بهخصوص در محصولاتی که نیاز به بهبود بافت، هوادهی، پایداری امولسیون و کنترل کریستالیزاسیون چربی دارند، کاربرد گستردهای دارند.
در صنعت بستنی، مونوگلیسریدها میتوانند به بهبود هوادهی، کنترل اندازه حبابهای هوا، ایجاد بافت مناسب و بهبود پایداری محصول کمک کنند.
در محصولات نانوایی نیز استفاده از آنها میتواند در بهبود بافت، حجم، نرمی و ماندگاری محصول مؤثر باشد.
PGE یا Polyglycerol Esters of Fatty Acids یکی دیگر از گروههای مهم امولسیفایرهای مورد استفاده در صنایع غذایی است.
این ترکیبات از اتصال پلیگلیسرول به اسیدهای چرب ایجاد میشوند و بسته به نوع اسید چرب، درجه استری شدن و مشخصات محصول، میتوانند عملکردهای متفاوتی در فرمولاسیون داشته باشند.
PGEها به دلیل قابلیت ایجاد و پایدارسازی امولسیون در بسیاری از فرمولاسیونهای غذایی مورد استفاده قرار میگیرند.
انتخاب نوع PGE باید بر اساس نوع محصول، فاز آب و روغن، فرآیند تولید، دمای فرآیند و HLB موردنیاز فرمولاسیون انجام شود.
یکی از مفاهیم مهم در انتخاب امولسیفایر، HLB یا Hydrophilic-Lipophilic Balance است.
HLB نشاندهنده تعادل نسبی بین بخش آبدوست (Hydrophilic) و چربیدوست (Lipophilic) یک امولسیفایر است.
به زبان ساده:
HLB پایینتر → تمایل بیشتر به فاز روغنی
HLB بالاتر → تمایل بیشتر به فاز آبی
بنابراین HLB یکی از معیارهایی است که میتواند در انتخاب امولسیفایر مناسب برای یک فرمولاسیون مشخص کمک کند.
نکته مهم: عدد HLB یک مقدار ثابت و یکسان برای تمام انواع یک امولسیفایر نیست و میتواند با توجه به ساختار، درصد مونوگلیسرید، نوع اسید چرب، درجه استری شدن و روش محاسبه متفاوت باشد. بنابراین در انتخاب محصول صنعتی، TDS و مشخصات فنی گرید موردنظر باید ملاک نهایی قرار گیرد.
| ویژگی | مونو و دیگلیسریدها | PGE |
|---|---|---|
| نام انگلیسی | Mono & Diglycerides | Polyglycerol Esters |
| ماهیت | استرهای گلیسرول و اسیدهای چرب | استرهای پلیگلیسرول و اسیدهای چرب |
| تمایل غالب | معمولاً چربیدوستتر | بسته به گرید، میتواند آبدوستتر باشد |
| محدوده HLB | معمولاً پایین تا متوسط | از پایین تا متوسط و در برخی گریدها بالاتر |
| کاربرد مهم | بستنی، نانوایی، چربیها و لبنیات | امولسیونهای غذایی، لبنیات، بستنی، کیک و فیلینگ |
| نقش در بافت | بسیار مهم | مهم |
| نقش در امولسیون | بالا | بالا |
| مناسب برای سیستمهای آب/روغن | بله | بله، بسته به گرید |
| انتخاب بر اساس HLB | بله | بله |
مقایسه عددی HLB باید بر اساس گرید مشخص انجام شود؛ نمیتوان یک عدد واحد را برای تمام مونوگلیسریدها یا تمام PGEها در نظر گرفت.
علاوه بر مونو و دیگلیسریدها و PGE، گروههای مختلف دیگری از امولسیفایرها در صنایع غذایی کاربرد دارند.
لسیتین یکی از امولسیفایرهای شناختهشده در صنایع غذایی است که در شکلات، محصولات کاکائویی، نانوایی، مارگارین، سسها و برخی محصولات فرآوریشده استفاده میشود.
در صنعت شکلات، لسیتین میتواند به بهبود جریانپذیری و کاهش ویسکوزیته توده شکلات کمک کند.
این گروه از امولسیفایرها معمولاً تمایل بیشتری به فاز روغنی دارند و بسته به نوع محصول در امولسیونها، چربیها، کیک و محصولات قنادی کاربرد دارند.
پلیسورباتها گروه دیگری از امولسیفایرها هستند که معمولاً HLB بالاتری نسبت به امولسیفایرهای چربیدوست دارند و در برخی فرمولاسیونهای غذایی برای پایدارسازی امولسیونهای آب در روغن یا روغن در آب، بسته به نوع ماده و کاربرد استفاده میشوند.
این ترکیبات در برخی محصولات غذایی برای ایجاد و پایدارسازی امولسیون، بهبود بافت و کمک به عملکرد فرمولاسیون استفاده میشوند.
این گروه از امولسیفایرها در صنایع غذایی، بهخصوص در محصولات نانوایی، کیک و برخی فرمولاسیونهای حاوی چربی کاربرد دارند و میتوانند در بهبود بافت و ویژگیهای فرآیندی نقش داشته باشند.
انتخاب امولسیفایر فقط بر اساس نام ماده انجام نمیشود. یکی از روشهای مهم، تعیین HLB موردنیاز (Required HLB) سیستم چربی یا فرمولاسیون است.
بهصورت کلی:
برای مثال، در یک فرمولاسیون پیچیده ممکن است یک امولسیفایر بهتنهایی نتواند تمام نیازهای سیستم را برآورده کند و ترکیب چند امولسیفایر برای رسیدن به پایداری، بافت و عملکرد مطلوب مورد استفاده قرار گیرد.
بهبود بافت، هوادهی، پایداری و ویژگیهای دهانی.
بهبود بافت، حجم، نرمی و ماندگاری کیک و محصولات نانی.
بهبود جریانپذیری و ویژگیهای فرآیندی شکلات و محصولات کاکائویی.
ایجاد و حفظ امولسیون آب و روغن و کاهش جدایش فازها.
استفاده در برخی فرمولاسیونهای امولسیونی و نوشیدنیهای حاوی ترکیبات چربیدوست.
کمک به ایجاد ساختار یکنواخت در برخی محصولات فرآوریشده.
انتخاب امولسیفایر مناسب باید بر اساس نوع محصول، نوع امولسیون، درصد فاز روغنی و آبی، فرآیند تولید، دما، pH، HLB موردنیاز و عملکرد مورد انتظار انجام شود.
در فودمتریال، انواع مونو و دیگلیسریدها، PGE، لسیتین، پلیسورباتها، استرهای سوربیتان، استرهای اسیدهای چرب سوکروز و سایر امولسیفایرهای مورد استفاده در صنایع غذایی قابل تأمین هستند.
برای انتخاب دقیق امولسیفایر، علاوه بر HLB، بررسی TDS، نوع اسید چرب، مقدار مونوگلیسرید، گرید محصول، شرایط فرآیند و کاربرد نهایی اهمیت دارد.