Основні вимоги до емульгаторів у виробництві стабільних

м'ясних емульсій

К.х.н. Саламанова Н.В., технолог компанії «Агропродукт»

Емульсії - однорідні системи, які складаються з двох взємно нерозчинних рідин, одна з яких у вигляді краприлин розподілена в іншій. Оскільки жир дуже погано розчиняється у воді, то при наявності певних речовин – емульгаторів та стабілізаторів – в системах жир-вода можуть утворюватися водно-жирові емульсії. В залежності від того, яка фаза переважає в системі, розрізняють два типи емульсій – емульсії олія  у воді (о/в) и вода у олії (в/о). В емульсії о/в зовнішньою фазою є вода, і тому вони змішуються з водою у будь-яких співідношеннях та мають високу електропровідність. В той час як емульсія в/о змішується тільки з вуглеводами і не має помітної електропровідності. На мал.1 показано схематичне зображення емульсій обох типів – о/в та в/о. 

Мал.1.

Головна причина стійкості емульсій полягає в існуванні на поверхні поділу фаз адсорбційних оболонок, утворених або подвійним електричним шаром третьої речовини, або колоїдно-дісперсним шаром емульгатора з гелеобразною структурою. Утворена поверхнево-активною речовиною (ПАР) адсорбційна оболонка становить собою самостійну третю фазу, поділяючу в емульсії водну та олійну фази. Емульгатори спричиняють зниження межфазної енергії та вберігають діспергіровані крапельки від злиття.

Стійкість отриманих емульсій істотно залежить від властивостей емульгаторів, які вводять до системи. Емульгатор повинен прямувати до поверхні поділу й розташовуватися переважно між фазами, а не в объємі будь-якою з них. Звідси, стабілізатор повинен мати дифільну будову, т.т. містити групи, маючи сродство до обох фаз. При диспергурованні рідини на дрібні краплі збільшується її поверхня, завдяки чому система набуває більшого запасу вільної поверхневої енергії. Згідно закону термодінаміки, система знаходиться в стані рівноваги тільки в тому випадку, якщо її загальна вільна енергія мінімальна. В наслідок адсорбції стабілізатор знижує різницю полярностей фаз, скорочує вільну енергію системи та оберігає дісперговані краплини від злиття (коалесценції). На мал. 2 показано схематичну будову молекули емульгатора.

Мал. 2.

Ще одна умова вибору емульгатору – його молекули повинні мати таку довжину, щоб адсорбційний шар, який утворився з боку зовнішньої фази, не дозволив наближення крапель на відстані, де починається перевага  сил ван-дер-ваальсової взаємодії. 

Ективність будь-якого емульгатору характеризується спеціальним числом - гідрофільно-липофільним балансом (ГЛБ). Під ГЛБ мають на увазі співвідношення двох протилежних груп молекули – гідрофільної та гідрофобної. Чим більше в молекулі ПАР превалює гідрофільна частина над гідрофобною, тим вище число ГЛБ. Числа ГЛБ для всіх відоміх ПАР складають шкалу («шкала Гриффіна») від 1 до 40. Число 10 є приблизним кордоном між ліпофільними та гідрофільними ПАР. Розчинні в олії емульгатори, які утворюють емульсії в/о, характеризуються числами ГЛБ нижче 10. Чим вище число ГЛБ, тим більша схильність до утворення емульсії о/в. 

В м’ясній емульсії білок та вода утворюють матрицю, яка оточує жир, тоб то сирий ковбасний фарш є емульсією жиру у воді. При диспергуванні у водних розчинах білка утворється велика поверхня поділу фаз, на якій адсорбується білок. Якщо в системі мясний білок знаходиться в невеликій кількості, а процент жиру високий, то може виявитися нестача білку для стабілізації поверхні, яка утворилась. В наслідок чого молекули жиру будуть коалесцирувати на стадії приготування фаршу. Тому  в систему необхідно вводити емульгатор, здатний адсорбуватися на поверхні частинок жиру й утворювати  міцний адсорбційний шар.

В технології м’яса в якості емульгаторів жиру найчастіше використовуються як природні компоненти сировини (лецитин, кефалін, холестерин), продукти гідролізу білку (амінокіслоти, желатин), білкові препарати, які містять водорозчинні білки (соєвий ізолят, казеінат натрію, сухе молоко, білки крові), так і хімічні аддітиви (полівалентні фосфати, поверхневоактивні речовини).  

Різні комбінації вищезазначених речовин виробляються в компанії «Агропродукт» у вигляді комплексних емульгуючих сумішей, які задовольняють загальним потребам для отримання стабільних м’ясних емульсій. До них відносять суміші:

• «Комбі АгроМікс Е-2» - утворює водно-жирову емульсію в співвідношенні 1:30:35. Ущільнює консистенцію готової продукції, надає еластичність фаршу, зменшує втрати під час термообробки. Дозволяє знизити собівартість кінцевого продукту за рахунок внесення недорогої білково-жирової емульсії.

• «Комбі АгроМікс Е-4» - забезпечує високий ступінь звязування води та емульгування гетерогених фаз. Може утворювати стійку тверду жирову емульсію у співвідношенні 1:25:30. Порівняно з тваринними білками має більш високу емульгуючу здібність.

• «Комбі АгроМікс КС-5» - утворює водно-жирову емульсію у співвідношенні 1:16:16. Ущільнює консистенцію готової продукції, сприяє утворенню структур, що добре різати. Суміш «Комбі АгроМікс КС-5» використовують у приготуванні білково-жирових емульсій, які вносять до фаршу у кількості до 30% від загальної сировини.

• «Комбі АгроМікс КС-6» - утворює водно-жирову емульсію у співвідношенні 1:25:30. Надає еластичність фаршу. Емульсії готуються холодним чином. Рекомендовано використовувати препарат для приготування емульсій з яловичого жиру.