Post on 21-Jan-2016
description
EMULGATORIEMULGATORIDefinitiiDefinitii
- compuşi chimici din categoria substanţelor tensioactive (surfactanţi) care promovează şi stabilizează emulsiile şi spumele prin modificarea tensiunii superficiale
Emulgatori
parte hidrofoba- catena lineară a acizilor graşi naturali
parte hidrofilă
- neionica - glicerină, propilenglicol, zaharuri, sorbitol , catene polietoxilate
- anionica - acid carboxilic sub formă de sare - amfoterica -
Emulsiile
- sisteme disperse de două lichide nemiscibile (în general un lichid polar şi unul nepolar) dintre care unul se află în fază de dispersie înaintată. - faza dispersată (faza internă) se găseşte sub formă de particule (picături) cu dimensiuni cuprinse între 0,05 şi 10 m. - faza de dispersie (faza externă) se găseşte sub formă lichidă continuă.
- emulsii ulei în apă (U/A)- faza internă, fin dispersată, este grăsimea iar faza externă este apa, de exemplu laptele omogenizat;- emulsii apă în ulei (A/U) - faza internă este apa şi faza externă este o grăsime, de exemplu untul sau margarina.
Stabilitatea emulsiilor
Disproportionare
Floculare
Coalescenta
Ecremare
Faza grasa continua
Faza apoasa continua
Coalescenta
- adăugarea unui emulgator ionic
Stabilizarea emulsiilor
- utilizarea unor emulgatori la care partea hidrofilă este voluminoasă
- impiedicare sterica- emulgatori cu tendinta
- prevenirea ecremarii prin marirea vascozitatii fazei apoase
- formarea de mezofaze sau stări de cristal lichid în filmul de emulgator
Principalele funcţiuni ale emulgatorilor în alimente
- Formarea şi stabilizarea emulsiilor
- Formarea de complexe insolubile cu componentele amidonului
- Formarea de complexe cu proteinele
- Aerarea şi stabilizarea spumelor
- Lubrificarea
- Modificarea formelor cristaline
' - Umectare
- Solubilizare
- Raportul între grupările hidrofile şi lipofile - balanta (indice) HLB –balanta (indice) HLB – valoare cuprinsa intre 1 (acid oleic) si 20 ( laurilsulfat de sodiu)
HLB = MH
Munde MH este masa moleculară a porţiunii hidrofile
M este masa moleculară a compusului
Clasificarea emulgatorilorClasificarea emulgatorilor
- Sarcina electrică : neionici, anionici, amfoteri
- Proprietăţi de dizolvare: hidrofili si lipofili
HLB = 20 1 - IsIa - esteri de acizi grasi
HLB = wA + wE
5- esterii etoxilaţi ai acizilor graşi cu poliolii (glicerină sau sorbitol), wi = fractie masica
Avantaj - Avantaj - aditivitate
HLBam = g1 HLB1 + g2 HLB2 + …
Grup Increment HLB Grup Increment HLB
Hidrofil Hidrofob
- COOK 21,1 - CH - -0,475
- COONa 19,1 - CH2 - -0,475
- NR3 9,4 - CH3 -0,475
- COOR (sorbitan) 6,8 = CH - -0,475
- COOR (liber) 2,4
- COOH 2,1 Grupuri diverse
- OH (liber) 1,9 - (CH2CH2O) - 0.33
- O - 1,3 - (CH2CH2CH2O) - -0,15
- OH (sorbitan) 0,5
HLB = 7 + (incremenţi grupări hidrofile) - (incremenţi grupări hidrofobe)
- formatori de emulsii tip A/U cu valori HLB = 3 – 6;- umectanţi, HLB = 7 – 9;- formatori de emulsii tip U/A, HLB = 8 – 13; - detergenţi, HLB = 13 – 15 ;- agenţi de solubilizare a materiilor grase, HLB = 15 – 18;
ClasificareClasificare
Mono- şi digliceridele acizilor graşiMono- şi digliceridele acizilor graşi
CH2
CH
OCOR1
OCOR2
CH2
OH
OH
CH2
CH OCOR1
CH2
OH
OH
CH2
CH
OCOR1
CH2 OH OCOR2
CH2
CH
OCOR1
CH2
OH
, ,’
E 471
- interesterificarea grăsimilor - transesterificare grasimi cu glicerina in mediu bazic- untura hidrogenată, seu de vită, uleiuri hidrogenate de soia, floarea soarelui şi bumbac
- rafinare prin distilare sub vid
HLB = 3 – 4 emulsii de tip A/U
min. 90% monogliceride
Esteri ai monogliceridelor cu acizii organiciEsteri ai monogliceridelor cu acizii organici
OH
OCOCH3
CH2 OCOR1
CH
CH2
E 472aHLB = 2 - 3
Acid acetic
OH
OCOCH(OH)CH3
CH2 OCOR1
CH
CH2
E 472bHLB = 3 - 4
Acid lactic
OH
OCOCH2
CH2 OCOR1
CH
CH2
E 472cHLB = 10 - 12
Acid citric
C CH2COOH
COOH
OH
OH
OCO
CH2 OCOR1
CH
CH2
E 472dHLB = 10 - 12
Acid tartric
CH(OH)CH(OH)COOH
OH
OCO
CH2 OCOR1
CH
CH2
E 472eHLB = 8-10
Acid diacetiltartric
CH
OCOCH3
COOH2
OH
CH2
CH2 OCOCH2CH2COOH
OCOR1
CH
HLB = 5 - 7
Acid succinic
- monogliceride ( si acizi organici sau derivati reactivi prin incalzire
mat. prima = gliceril-1-monostearatul (GMS)
tendinta
agenţi antispattering, chelati
panificatie
Emulgatori derivaţi de zaharuri
SucroesteriiSucroesterii- E 473
O OROCH2
O
OHHO
CH2OR
OH
OH
HOCH2OR
E 473
R = H; - COC11H23; - COC15H31; - COC17H35; - COC7H14CH=CHC8H17
Nr. crt.
Grad de esterificare al zaharozei, % IndiceHLB
Monoester Diester Triester Tetraester
1. 71 24 5 0 15
2. 61 30 8 1 13
3. 50 36 12 2 11
4. 46 39 13 2 9,5
5. 42 42 14 2 8
6. 33 49 16 2 6
emulsii de tip U/A emulsii de tip A/U
Sucrogliceridele - E 474
Emulgatori derivaţi de poligliceroli, propilenglicol şi polietilenglicoliEmulgatori derivaţi de poligliceroli, propilenglicol şi polietilenglicoli
Esterii acizilor graşi cu poliglicerolul - E 475
OH
HOCH2 CH CH2 O CH2
OH
CH CH2OH
HOCH2 CH
O
CH2OH
CH2
OH
CH CH2OH
HOCH2 CH CH2OH
O
HOCH2 CH CH2OH
1,1'
1,2' 2,2'
Polimerizarea glicerinei
trigliceroltristearat HLB= 3,6 diglicerolmonostearat HLB= 5,5 triglicerolmonostearat HLB= 7,2tetraglicerolmonostearat HLB= 9,1decaglicerol-monosterat HLB= 14,5
Esteri ai acizilor graşi cu propilenglicolul - E 477 HLB =1,8 CH3
CH
OCO(CH)16CH3CH2
OH
Propilenglicolmonostearat
E 477
PGMS
- emulgatori cu tendinţă - agenti de aerare, shorteninguri.
Emulgatori derivaţi de sorbitanEmulgatori derivaţi de sorbitan
OH
CH2OH
CH
C
C
C
CH2OH
H
H
H
OH
OH
HO
1
2
3
4
5
6
OH
CH2
CH
C
C
C
CH2OH
H
H
H
OH
HO
1
2
3
4
5
6
OOH
CH2
CH
C
C
C
CH2
H
H
H
OH
1
2
3
4
5
6
O
O
Sorbitol Sorbitan Izosorbit
E 420
sorbitan monostearat - E 491sorbitan tristearat - E 492sorbitan monolaurat - E 493sorbitan monooleat - E 494sorbitan monopalmitat - E 495
Esterii acizilor graşi cu sorbitolul şi derivaţii acestuia
Esterii polietoxilaţi ai sorbitanului cu acizii graşi
Polisorbat - emulgatori neionici hidrofili (HLB = 10 – 17
CH
CHCH
CH2
O
(OCH2CH2)xOHHO(CH2CH2O)w
CH (OCH2CH2)yOH
CH2(OCH2CH2)zOCOR
x + y + z + w = 20Polisorbat
Polisorbat 20 Polisorbat 40 Polisorbat 60 Polisorbat 65 Polisorbat 80
Acidul gras Acid lauric, C12 Acid palmitic, C16 Acid stearic, C18 Acid stearic, C18 Acid oleic, C18 : 1
Tip de ester monoester monoester monoester triester monoester
Cod E E 432 E 434 É 435 E 436 E 433
Indice HLB 17,0 16,3 14,9 10,5 15,0
Mod de prezentare
Lichid uleios la 25oC
Lichid uleios sau semigel la 25oç
Lichid uleios sau semigel la 25oç
Solid ceros la 25oC
Lichid uleios la 25oC
Culoare Citron-ambră Citron-orange Citron-orange Ocru Citron-ambră
Gust şi miros Picant, uşor amar
Picant, uşor amar Picant, uşor amar Ceros, puţin amar
Picant, uşor amar
Solubilitate - apă-alcool-ulei vegetal
++-
++-
+++
dispersabil-+
+++
Emulgatori anionici Emulgatori anionici
Esterii ai monogliceridelor sau ai analogilor acestora cu acizii organici polibazici
OH
OCO
CH2 OCOR1
CH
CH2 CH
OCOCH3
COO-2
OH
OCOCH2
CH2 OCOC17H35
CH
CH2 C CH2COOH
COO-
OH
Succistearina
OH
CH2
CH2 O P
O
OH
O- Na+
OCOR1
CH
OH
CH2
CH2 OCOCH2CH2COO-
OCOR1
CH
Monogliceridilfosfat de sodiu
SMG DATEM Stearil monogliceridilcitrat
CH3
CH
OCO(CH)16CH3CH2
OCOCH2CH2COO-
succinilmonoglicerida - SMG esterul monogliceridelor cu acidul diacetiltartric - DATEM
- condiţionarea aluaturilor
Esterii acidului lactic şi tartric cu acizii graşi
CH3(CH2)16CO O CH
CH3
COO- Na+ CH3(CH2)16CO O CH
CH3
COO- Ca2+
CH3(CH2)16CO O CH
HOOC
CH COO-
OH
E 481 E 482
E 483
2
Stearoil-2-lactilat de sodiu Stearoil-2-lactilat de calciu
Stearoil-tartrat
HLB = 10 – 12 HLB = 5 - 6
HLB = 7 - 8
Emulgatorii anionici derivaţi de alcooli graşi
Stearilfumarat de sodiu
CH3 (CH2)11 O S
O
OH
O- Na+
CH3 (CH2)17 O CO CH CH COO- Na+
Laurilsulfat de sodiu SLS
agent de batere pentru spumele
pe bază de albuş de ou îmbunătăţirea proprietăţilor mecanice ale aluatului
Emulgatori naturaliEmulgatori naturali
LecitinaLecitina
CH2
CH
CH2
OCOR1
OCOR2
O P OO-
O
CH2CH2N+(CH3)3
fosfatidilcolina (PC)
CH2
CH
CH2
OCOR1
OCOR2
O P OO-
O
CH2CH2NH3+
fosfatidiletanolamina (PE)
CH2
CH
CH2
OCOR1
OCOR2
O P OO-
O
CH2CHNH3+
COO-
fosfatidilserina (PS)
CH2
CH
CH2
OCOR1
OCOR2
O P OO-
O
OH
OH OH
OH
OH
fosfatidilinozitol (PI)
CH2
CH
CH2
OCOR1
OCOR2
O P OHO-
O
acid fosfatidic (PF)
Componentă polară Compoziţie (%)
Galbenuşde ou
Lapte
Creier de bovine
Soia Bumbac
Porumb
Floarea soarelu
i
Rapiţă
Fosfatidilcolina 69 28 18 21 23 30 14 22
Fosfatidiletanolamina 14 30 36 22 14 3 24 15
Fosfatidilserina - 8 18 - 3 1 - -
Fosfatidilinozitol 2 5 2 19 14 16 13 18
Acid fosfatidic - 0 2 7 8 9 7 -
Alţi componenţi : 14 29 15 30 38 41 42 45
Tip de acid gras Compoziţie în acizi graşi, %
Soia Galbenuş de ou
Saturat Palmitic 15-18 27-29
Stearic 3-6 14-17
Nesaturat Oleic 9-11 35-38
Linolic 56-60 15-18
Linolenic 6-9 0-1
Arahic 0 3-5
Sortimente de lecitinaSortimente de lecitina
Lecitina naturala bruta- HLB= 9-10 - umectant
- din ulei obtinut prin presare sau extractie - se separa ca emulsie in apa, se usuca
Lecitina dublu albita
- decolorare cu apa oxigenata si apoi cu peroxid de benzoil
Lecitina rafinata- - separarea acizilor grasi si a uleiurilor- extractie cu acetona- continut inalt de fosfolipide (95%)
fractionare cu etanol
solutie - fosfatidilcolină (60%) , HLB = 14-15
insolubil - fosfatidilinozitol şi acid fosfatidic (55%)
- emulsii U/A
- emulsii A/U
Modificarea chimică a lecitinei de uz alimentar Modificarea chimică a lecitinei de uz alimentar
Lecitinele acetilate - la grupa amino primara din PE- se transforma din emulgator amfoter in anionic- emulsii U/A-
Lecitinele hidroxilate - la dubla legatura din resturile de acizi grasi - grad de hidroxilare de cca. 10%
Lecitinele hidrolizate- hidroliză enzimatică în prezenţa unor fosfolipaze - mai hidrofile şi stabilizează emulsii U/A
Modificarea proprietăţilor lecitinei
Tehnică utilizată Utilitatea produsului obţinut
Scăderea vâscozităţii Diluarea cu uleiuri vegetale Adăugare prin pulverizare
Manipulare mai uşoară
Creşterea hidrofilicităţii Fracţionarea lecitinei (extractie cu etanol)
Emulsii U/AUmectanţi
Modificări chimice ale structurii
Hidroliză enzimatică
Amestecare cu alţi emulgatori
Decolorare Controlul procesului Alimente puţin colorate
Albire
Tranformare în pulbere Rafinarea de uleiuri şi acizi graşi liberi (extractie cu acetonă)
Amestecare uscată
Amestecarea cu diverşi purtători