Какие пищевые продукты являются эмульсиями

В контексте пищевых добавок упоминаются разные вещества: красители, консерванты, загустители, ароматизаторы, эмульгаторы. И если о роли первых четырех нетрудно догадаться, то значение последнего упомянутого компонента может вызывать вопросы. Зачем нужны эмульгаторы и как они влияют на здоровье?

Что такое эмульгаторы

Попросту говоря, эмульгаторы – это группа натуральных и синтетических веществ, которые позволяют легко смешивать обычно не смешиваемые ингредиенты. Классическим примером результата работы эмульгаторов является однородная смесь из воды и растительного масла. То есть эти пищевые добавки позволяют создавать ровные, гладкие, нерасслаиваемые массы, которые принято называть эмульсиями. Помимо этого, вещества-эмульгаторы приходят на помощь, когда возникает необходимость превратить некую консистенцию в устойчивую пену.

Эмульгаторы принадлежат к так называемым поверхностно активным веществам. То есть под воздействием этой добавки поверхностное натяжение компонентов смеси снижается, в результате чего все вещества свободно перемешиваются.

Принцип работы эмульгаторов легко объяснить с точки зрения химии. Молекула таких веществ состоит из двух частей: гидролитической (легко связывается с водой) и гидрофобной (обладает свойством связываться с жирами). Эта особенность химической структуры делает эмульгаторы схожими одновременно и с водой, и с жирами, а значит, они без проблем могут образовывать сильные связи сразу с двумя веществами.

Учитывая степень растворимости в разных веществах, эмульгаторы разделяют на гидрофильные и липофильные. Первые лучше проявляют себя в водной основе. Их используют, когда жиры необходимо «растворить» в воде.

Липофильные приходят на помощь, когда масляную основу надо смешать с небольшим количеством воды, в таком случае получают эмульсию «вода в масле».

Но как правило, в промышленных целях одновременно сочетают оба вида эмульгаторов, поскольку эта хитрость помогает создавать более стойкие эмульсии.

Какие бывают

Зависимо от происхождения, эмульгаторы принято разделять на две группы: натуральные и синтетические. Но если первые считаются абсолютно безопасными, то к представителям второй группы следует относиться весьма осторожно.

Натуральные эмульгаторы имеют естественное происхождение. Их получают путем экстракции из натуральных продуктов. Одними из самых популярных эмульгирущих веществ, используемых еще нашими прабабушками, являются сырые куриные яйца. Точнее сказать, лецитин, содержащийся в них.

В современной пищевой промышленности эмульгирущие свойства яиц также не остались невостребованными. Но помимо них, не менее активно используют лецитин, получаемый из сои, пшеницы, кукурузы, чечевицы или гороха. Кроме того, для создания пищевых эмульсий часто применяют и другие вещества растительного либо животного происхождения: агар, желатин, пектин, хитозан, холестерин, ланолин, сапонины.

Синтетические эмульгаторы получают путем модификации натуральных продуктов. Яркий пример таких добавок – моно- и диглицериды жирных кислот. Вещества из этой группы в своем большинстве хоть и являются безопасными, но все же имеют строгие ограничения суточных дозировок. Более того, некоторые компоненты для создания пищевых эмульсий, разрешенные в СНГ, в других странах мира оказались под запретом как токсические. Взять хотя бы вещества с индексами 338, 339, 340 и 341. Эти «ешки» могут вызывать расстройство желудка, а Е477 плохо сказывается на печени и почках.

Когда используют

Эмульгаторы в таблице пищевых добавок занимают позиции от Е322 до Е442, а также от Е470 до Е495. В промышленности их, как правило, используют в производстве жиров и жирной продукции, некоторых напитков, десертов, молочки. Эти вещества также содержатся в некоторых сухих продуктах: супах, порошковом молоке, специях, напитках, предназначенных для растворения в воде. В этом случае добавка позволяет легко развести сухой компонент в жидкости.

Один из популярнейших эмульгаторов – Е407. Основой для него служит получаемый из красных водорослей каррагинан.

Плавленые сырки, джемы, желе, мармелады, творожные и молочные десерты почти всегда содержат в своем составе Е407. К тому же в этих продуктах каррагинан играет роль не только эмульгатора, но и загустителя.

Еще один распространенный компонент пищевых эмульсий – Е322. Именно он представляет собой натуральное вещество лецитин. Как уже упоминалось, в домашних условиях эту добавку легко получить из куриного желтка. В промышленных целях лецитин извлекают из арахиса, сои, рапса и, конечно же, яиц. Это вещество позволяет с легкостью смешивать воду и масло, создавая в итоге стойкие эмульсии. Е322 обычно содержится в майонезах, шоколаде (предотвращает кристаллизацию, сохраняет вязкость), в продуктах из какао бобов, пирожных, некоторых видах диетических десертов.

Вещество Е471 в составе пищевых продуктов встречается также довольно часто. Это эмульгатор, в основе которого содержатся моно- и диглицериды жирных кислот. Считается вполне безопасным для человека. Наши организмы воспринимают эту пищевую добавку как обычные жиры. Е471 широко используется в производстве маргаринов, в кондитерских изделиях, для приготовления кремов и начинок. Его же добавляют в тесто (для достижения однородности и увеличения объема), в мороженое, муссы, взбитые сливки и другие сладости.

Опасные эмульгаторы

Помимо так называемых зеленых (безопасных) эмульгаторов, существуют и вещества, к которым у исследователей есть много вопросов. Например, Е504, он же – карбонат магния, хоть и разрешен к использованию в пищевой промышленности, но при регулярном употреблении может быть вредным.

Исследователи установили, что эта пищевая добавка может вызывать серьезные нарушения в работе сердечно-сосудистой системы. Чаще всего Е504 можно найти в составе шоколадной и кисломолочной продукции, в джемах, мармеладах, кондитерских изделиях и консервированных фруктах.

Карбонат натрия (Е500) во многих странах мира попал под запрет, как вещество, вызывающее болезни желудка и печени. Эту же добавку считают небезопасной для органов дыхательной системы, а также она крайне нежелательна в рационе аллергиков. Еще одна опасная добавка – Е538 (ферроцианид кальция). Специалисты настойчиво советуют отказаться от покупки продукта, в составе которого есть это вещество. Если не желаете получить расстройство желудка и раздражение пищеварительного тракта, тогда не стоит увлекаться пищей, содержащей добавки с индексами 515 или 507. И это только небольшой список синтетических эмульгаторов, которые могут быть опасными.

Рецепты многих продуктов питания предусматривают сочетание в определенных пропорциях масла и водной основы. Без использования эмульгаторов достичь однородной консистенции при смешивании ингредиентов не получится. В домашних условиях решить проблему поможет обычное сырое яйцо, в пищевой промышленности чаще прибегают к синтетическим компонентам, многие из которых не самым лучшим образом сказываются на работе наших организмов. Помните об этом, выбирая в магазине очередное лакомство, напичканное всевозможными «Е».

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Введение

В данной работе описываются

1. Характеристика эмульсий

2. Способы получения эмульсий

3. Классификация эмульсий

4. Значение эмульгатора в устойчивости эмульсии

5. Какие продукты питания относятся к эмульсиям и их характеристику

6. Интересные факты о пищевых эмульсиях

1. Характеристика эмульсий

Эмульсиями называются дисперсные системы, в которых дисперсионная среда и дисперсная фаза находятся в жидком состоянии. Эмульсии являются обычно грубодисперсными системами. Такие системы часто встречаются в природе, например, молоко, млечный сок каучуконосных растений. В первом случае жир, а во втором – углеводород каучука диспергированы в воде. Оба эти вещества почти совершенно не растворяются в дисперсионной среде, т.е. в воде. Таким образом, эмульсии – это микрогетерогенные системы, состоящие из двух практически взаимно-нерастворимых жидкостей, которые очень сильно отличаются от друг-друга по характеру молекул. Если одна из жидкостей является полярной, например вода, то вторая – должна быть неполярной или малополярной, например, органическая жидкость.

Малополярные органические жидкости – бензол, бензин, керосин, анилин, масло и др.,- независимо от их химической природы, называют маслом.

На практике чаще всего встречаются водные эмульсии, т.е. эмульсии в которых одной из двух жидкостей является вода. Такие эмульсии подразделяются на два типа: масло в воде (сокращенно – м/в) и вода в масле (в/м). В эмульсиях первого типа (прямых) масло является дисперсионной фазой, а вода – дисперсионной средой. В эмульсиях второго типа (обратных) вода является раздробленной в виде капелек дисперсной фазой, а масло – дисперсионной средой.

Для получения эмульсии две несмешивающиеся жидкости подвергают процессу эмульгирования, состоящему в том, что механическим встряхиванием, разбиванием особыми лопастными мешалками или продавливанием через узкие щели жидкости раздробляются друг в друге. В технике имеется большое число механизмов, где диспергирование осуществляется или благодаря простому разбиванию сравнительно больших капель на более мелкие, или растяжением жидкости в пленку, которая, разрываясь, дает массу мелких капелек. Для получения особо высокодисперсных эмульсий применяется ультразвуковой метод.

Эмульсии, полученные из чистых жидкостей, обычно очень неустойчивые, капельки при соприкосновении друг с другом сливаются, и дисперсная система постепенно расслаивается на две несмешивающиеся жидкости. Неустойчивость эмульсий объясняется наличием избыточного запаса свободной поверхности на границе фаз, что выражается большим поверхностным натяжением. Процесс расслоения эмульсии идет самопроизвольно, так как при этом система большей степени дисперсности, с большей свободной поверхностной энергией переходит в малодисперсную систему, уменьшая поверхностное натяжение. Процесс самопроизвольного слияния жидких капель, который заканчивается расслоением эмульсии на составляющие её жидкости, называется коалесценцией.

Подобно коллоидным системам, получение устойчивых эмульсий возможно только в присутствии веществ, которые, адсорбируясь на поверхности капелек, препятствуют их слиянию и придают системе агрегатную устойчивость.

Вещества, которые обуславливают устойчивость (стабильность) эмульсии, называются эмульгаторами.

По своим свойствам, в первую очередь по агрегатной устойчивости, эмульсии делятся на две группы: эмульсии разбавленные, в которых концентрация дисперсионной фазы мала (меньше 1%), и эмульсии концентрированные, в которых концентрация дисперсной фазы значительна (объемная концентрация превышает 1%).

Разбавленные эмульсии характеризуются своей устойчивостью в отсутствии специального эмульгатора (стабилизатора). Обычно концентрация таких эмульсий не превышает 0,1 – 0,01%, благодаря чему вероятность столкновения образующих их капелек дисперсной фазы очень невелика. Такие системы ведут себя вполне аналогично лиофобным золям. Их относительная устойчивость определяется существованием на поверхности капелек эмульсии двойного электрического слоя. Необходимое для этого минимальное количество электролита всегда находится в употребляемом масле в виде примесей.

В концентрированных эмульсиях в отличие от разбавленных при сколько-нибудь значительной концентрации дисперсной фазы, слияние капелек происходит с большей скоростью и эмульсия за короткий промежуток времени разделяется на два слоя. Получение устойчивых концентрированных эмульсий возможно только в присутствии специальных эмульгаторов.

Эмульгаторы, в зависимости от их химической природы, могут стабилизировать эмульсию как путем понижения межфазного поверхностного натяжения, придания частицам эмульсии электрических зарядов, одинаковых по знаку, так и путем образования из эмульгатора на поверхности капелек механически прочных магнитных пленок. Такие пленки защищают частицы эмульсии от взаимного слияния при их столкновении, причем этот фактор может быть более важным, чем действие электрических зарядов. Особенно это относится к концентрированным эмульсиям, в которых эмульгаторы, сообщающие только заряд частицам, уже не обеспечивают устойчивости.

К эмульгаторам, способным образовывать прочные защитные пленки, относятся высокомолекулярные соединения, например, сапонин, белки (желатин, казеин), каучук, смолы, соли жирных кислот (мыла) и др. Указанные вещества, особенно мыла, обладая некоторой поверхностной активностью, адсорбируются на поверхности капель эмульсии и образуют структурированную оболочку, которая является вязкой, прочной и упругой. При соударении частиц такая оболочка обычно не разрушается и не выдавливается, благодаря чему эмульсии и приобретают высокую устойчивость.

Наибольший интерес представляют собой желатированные или твердые эмульсии. В них, как и в подобных суспензиях, стабилизирующее действие эмульгатора переходит в структурирующее.

Желатированные эмульсии характеризуются большой устойчивостью, прочностью и другими механическими свойствами, которые обусловлены наличием в них тончайшей структуры. Эта структура – сетка-каркас из двухмерного студня, построенного из высокополимерного эмульгатора. Примерами таких эмульсий являются консистентные смазки, маргарин, сливочное масло, густые кремы. Обычными эмульсиями являются молоко, сливки, жидкости, применяемые при обработке металлов.

Эмульсии со временем разрушаются. В некоторых случаях возникает необходимость ускорить разрушение эмульсий, например, разрушение эмульсии в сырой нефти. Ускорить процесс разрушения можно всеми путями, ведущими к уменьшению прочности защитной пленки эмульгатора и увеличению возможности соприкосновения частиц друг с другом.

Методов разрушения эмульсии (деэмульгирования) очень много. Наиболее важными из них являются следующие:

1. Химическое разрушение защитных пленок эмульгатора, например, действием сильной минеральной кислоты.

2. Прибавление эмульгатора, способного вызвать обращение фаз эмульсии и снижающего этим прочность защитной пленки.

3. Термическое разрушение – расслоение эмульсий нагреванием. С повышением температуры уменьшается адсорбция эмульгатора, что ведет к разрушению эмульсии.

4. Механическое воздействие. К этому методу относится механическое разрушение стабилизированных пленок, например, сбивание сливок в масло. Центрифугирование также относится к механическому воздействию.

5. Действие электролитов вызывает разрушение эмульсий, стабилизированных электрическим зарядом частиц.

Эмульсии находят применение во многих химико-технологических процессах – в мыловарении, в производстве молочных продуктов, в производстве эмульсионных красок, в производстве каучуков путем полимеризации, в производстве пластмасс и в других производствах.

2. Использование эмульсий в пище

К пищевым эмульсиям относят: молоко, сливки, сливочное масло, майонез и другие продукты питания.

Молоко.

Существует большое количество продуктов, получаемых из молока:

1. айран

2. алкогольные напитки из молока

3. ацидофилин

4. аэрин

5. варенец

6. катык

7. йогурт

8. кефир

9. кумыс

10. масло

11. мацун

12. обрат

13. пахта

14. простокваша

15. ряженка

16. сгущённое молоко

17. сливки

18. сливочное масло

19. сметана

20. сухое молоко

21. сыворотка

22. сыр

23. творог

24. топлёное молоко

25. шубат

Характеристика некоторых из них:

Коровье молоко — сладкое, нейтральное. Восполняет пустоту и приносит пользу легким и желудку, порождает жидкости и увлажняет сухость, утоляет жажду. Используется при слабости и повышенной утомляемости, диабете, запорах.

Кефир — сладкий и кислый, нейтральный. Восполняет легкие, ув­лажняет кишку, питает инь, утоляет жажду. Рекомендуется при синдроме пустого жара, жажде и беспокойстве, запорах, сухости кожи, сыпи и зуде.

Масло: сладкое, слегка холодное. Восполняет пять внутренних плотных органов, прибавляет энергию и кровь, увлажняет сухость и утоляет жажду. Используется при лечении пустоты инь и жара со слабостью, кашля при туберкулезе, кровохарканья, диабета, запоров, сухости кожи, язвочек во рту.

Сыр — сладкий и острый, нейтральный. Восполняет и гармонизирует селезенку. Используется при слабости и повышенной утомляемости, снижении аппетита.

Сливки — молочный продукт, получаемый из цельного молока путём сепарации жировой фракции. Для потребления в свежем виде сливки выпускают в продажу, как правило, пастеризованные с содержанием жира 10–20 % (обыкновенные) и 35 % (жирные). В продаже имеются также консервированные и сухие сливки, способ употребления которых указан на этикетке. Благодаря высокому содержанию жира сливки являются очень питательным продуктом. Они содержат также 3,5 % белков, 4,3 % углеводов, минеральные соли и витамины(A, E, B1, B2, C, PP и др). Сливки широко применяются в лечебном питании.

Сметана — содержит множество полезных веществ: витаминов (A, E, B2, B12, C, PP и др.), органических кислот, микро- и макроэлементов. Достаточно много в сметане кальция, поэтому она полезна для укрепления и роста костей.

Творог — очень ценный продукт питания. В нем содержатся органические (молочные) кислоты, минеральные вещества, в частности соли фосфора и кальция, витамины и много полноценных белков, почти полностью усваиваемых организмом.

Простокваша — простокваша усваивается и переваривается лучше, чем молоко; простокваша богата витаминами А и С; простокваша содержит необходимые для здоровья микроэлементы – калий, кальций, железо и фосфор; простокваша нормализует микрофлору кишечника.

Простоквашу можно употреблять с фруктами и ягодами, медом и корицей.

Йогурт – полезнейший кисломолочный продукт, полюбившийся многим. Его любят взрослые и дети. Противопоказаний к применению сей продукт не имеет, а иногда даже применяется в качестве лекарственного и косметического средства.

Сливочное масло – характеризуется высокой усвояемостью – до 95 %; содержит молочный жир, который включает в себя оптимально сбалансированный комплекс жирных кислот и фосфатиды; является реальным источником жирорастворимых витаминов А, Д и Е; содержит некоторые водорастворимые витамины. В состав сливочного масла входят также содержащиеся в молоке белки, углеводы и минеральные вещества.

Ряженка – содержится полезных веществ практически столько же, сколько и в молоке, но при этом они лучше усваиваются организмом. К тому же, по сравнению с кефиром, ряженка имеет более нежный и приятный привкус. По сравнению с другими кисломолочными продуктами, имеет самую большую калорийность.

Сыворотка – это молочный продукт, который получается при изготовлении сыра или творога. Особая ценность сыворотки, как пищевого продукта, укрепляющего здоровье, была признана лишь в последние годы. Сыворотка практически не содержит жиров (а значит, она низкокалорийная), с другой – богата ценными белками. Сахар, содержащийся в сыворотке, – это молочный сахар, который легко усваивается нашим организмом. В ней содержатся такие ценные минеральные вещества, как калий, кальций, магний, фосфор, а также много витаминов. Сыворотка помогает организму выводить шлаки и лишнюю жидкость, а также расщеплять вредные отложения без ущерба для здоровья. Сыворотка – натуральный продукт (как хлеб или картофель), который мы можем потреблять ежедневно, усваивая ценные для организма протеины и не опасаясь лишних калорий. Она прекрасно утоляет голод, благодаря чему может использоваться как эффективное натуральное средство для похудения и основа различных диет. Энергетические вещества и различные минеральные соли дополняют палитру компонентов сыворотки, что позволяет организму нормально функционировать при любой диете.

3. Интересные факты

ь Общий вес воздуха в стакане с молоком примерно равен весу одной таблетки аспирина.

ь Для производства сыра Рокфор используется овечье молоко.

ь В Британии пьют молоко коровы, Испании – овцы, пустыни – верблюда, Египте – буйвола, Перу – ламы, Тибете – яка, др.- козы.

ь Англичане кофе с молоком называют “белым кофе”.

ь В мифах многих народов мира присутствует выкармливание знаменитых богов и героев молоком животных (Зевс был вскормлен молоком козы Амалфеи, основатели Рима Ромул и Рем — молоком волчицы, и т. п.).

ь Авиценна был убеждён, что козье молоко позволяет сохранить здоровье и ясность ума.

ь Гиппократ исцелил множество пациентов от чахотки с помощью козьего молока.

ь В Соединенных штатах Америки наиболее ходовая ёмкость упаковки молока в розничной торговле является галлон (пластиковая канистра).

ь Существует поверье, что из творога когда-то делали пуговицы: когда его прессовали на зиму, он становился твёрдым почти как пластмасса, благодаря чему и нашёл такое нестандартное применение.

Заключение

Эмульсии широко применяются в пищевом производстве, имеют различные свойства, химический состав и пищевую ценность.