Tiếp theo sau bài giới thiệu về hệ nhũ tương. Trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu về Chất tạo nhũ và bản chất bề mặt cũng như hoạt động của chất nhũ hoá, hệ nhũ tương, phân loại và cơ chế hoạt động trong công nghệ thực phẩm.
Chất tạo nhũ
Để tạo độ bền cho nhũ tương có thể cho thêm các chất hoạt động bề mặt (chất nhũ hoá, xà phòng,…), các chất này ngăn trở hỗn hợp lại tự tách ra thành các phần riêng lẻ. Nhìn về mặt nhiệt động lực học thì nhũ tương lại là một hệ kém bền.
Chất tạo nhũ hay chất nhũ hoá là chất hoạt động bề mặt, trong phân tử có nhóm háo nước và nhóm kị nước. Hiện tượng tách pha là hiện tượng không mong muốn trong sản xuất thực phẩm. Do đó, ta cần sử dụng phụ gia làm bền hệ nhũ tương để tránh hiện tượng tách lớp.
Chất tạo nhũ là chất làm giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ và từ đó duy trì được sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương. Trong cấu trúc phân tử của chất tạo nhũ có cả phần háo nước và phần háo béo.
Chất nhũ hoá được sử dụng nhầm tạo ra sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục bằng cách hình thành một bề mặt điện tích trên nó. Đồng thời nó có làm giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán từ đó giảm được năng lượng hình thành các giọt trong hệ.
Phân loại chất tạo nhũ
- Các ester một phần của các acid béo và rượu.
- Phospholipid.
Chất nhũ hoá phần lớn là ester của acid béo và rượu.
Lựa chọn chất tạo nhũ
Trong quá trình sử dụng, người ta thường dùng giá trị HBL để đánh giá mức độ ưa béo hay ưa nước của chất nhũ hoá. Từ đó có thể chọn loại nào phù hợp với sản phẩm cụ thể.
Nếu HBL thấp (có nhiều gốc ưa nước hơn so với gốc ưa béo) thì chất nhũ hoá này phù hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại.
Ví dụ:
- Sữa tươi với thành phần chất béo xấp xỉ 3%, còn lại 97% là nước và các chất tan trong nước, hệ nhũ tương dầu nước. Chất nhũ hoá cần dùng trong trường hợp này cần có độ tan trong nước lớn hơn độ tan trong dầu.
- Ngược lại, với sản phẩm magarine – thuộc loại hệ nước/dầu (dầu và các chất tan trong dầu chiếm 80-85%, pha nước khoảng 15-20), chất nhũ hoá có khả năng tan trong dầu lớn hơn khả năng tan trong nước.
Thông thường các chất nhũ hoá có hbl ở trong khoảng 1-20. Các chất nhũ hoá có HBL = 3-6 thích hợp cho hệ nhũ tương nước/dầu, trong khi đó, các chất có HBL = 8-18 thích hợp cho hệ nhũ tương dầu/nước.
Nhóm phụ gia tạo nhũ (E322-E494)
- Là một nhóm chất hoạt động bề mặt.
- Làm ổn định sự phân tán của những đại phân tử hay những hợp chất khác, nhờ vào khả năng làm bền hệ nhũ tương.
- Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hoá có cả phần háo nước và phần ưu béo.
Bản chất hoá học của chất tạo nhũ
- Cho các chất điện ly vô cơ để cung cấp điện tích cho các giọt, để các giọt đẩy nhau.
- Các chất cao phân tử hoà tan được trong pha liên tục hoặc để tăng độ nhớt của pha này hoặc để hấp thụ vào bề mặt liên pha.
- Các chất không hoà tan có thể thấm ướt được cả 2 pha, hấp thụ vào bề mặt liên pha sẽ tạo ra vật chắn chống hiện tượng hợp giọt.
- Các phân tử chất hoạt động bề mặt có tính chất lưỡng cực sẽ tự định hướng để hai cực kị nước và háo nước của chúng ứng với hai phía của bề mặt liên pha dầu/nước. Các chất hoạt động cũng cung cấp điện tích.
Cơ chế hoạt động của phụ gia – chất tạo nhũ
Các hệ nhũ tương thường không bền là do những nguyên nhân sau:
- Sự nổi lên hay sự lắng xuống của các giọt lỏng.
- Sự kết tụ của các giọt lỏng.
- Sự chảy của giọt lỏng này vào giọt lỏng khác.
Để làm bền nhũ tương thực phẩm, ta sẽ thêm vào các chất hoạt động bề mặt có tác dụng sau:
- Làm giảm sức căng bề mặt phân chia pha.
- Tạo một lớp phân chia bề mặt.
- Tạo các điện tích cùng dấu trên bề mặt pha phân tán, các lực tĩnh điện sẽ chống lại lực hútVanderwall giữa các giọt lỏng.
- Tạo hệ các giọt lỏng phân tán có kích thước các giọt nhỏ và đồng đều.
- Tạo độ nhớt cao trong pha liên tục.
FOODNK
