Спреды сегодня – это продукты с разной жирностью, текстурой и потребительскими свойствами. Чем меньше в продукте жира, тем сложнее задача для технолога: меняется баланс жировой и водной фаз, а вместе с ним – процессы, отвечающие за структуру и стабильность эмульсии. Как добиться нужных характеристик продукта? Важную роль в этом играют эмульгаторы. Специалисты ГК «ЭФКО» рассказывают, как правильно их подобрать и на что обратить внимание.
Снижение жирности изменяет не только соотношение жировой и водной фаз, но и физико-химические процессы, определяющие формирование структуры продукта. Увеличение объема водной фазы, рост площади межфазной поверхности и изменение условий кристаллизации жира существенно повышают требования к получаемой эмульсии. Это термодинамически неустойчивая система: вода и жир стремятся уменьшить площадь контакта, поэтому без стабилизации водные капли постепенно сливаются между собой, провоцируя разрушение (расслоение) эмульсии.
Задача эмульгатора заключается в снижении межфазного натяжения и формировании защитного адсорбционного слоя вокруг водных капель. Это облегчает образование эмульсии, препятствует коалесценции и обеспечивает более равномерное распределение дисперсной фазы в жировой среде. Однако эффективность эмульгатора определяется не только его способностью снижать межфазное натяжение, но и особенностями взаимодействия с жировой фазой, которые становятся особенно важными при изменении жирности продукта.
На первый взгляд, достаточно подобрать эмульгатор с подходящим индексом гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ, HLB), однако в реальных производственных условиях одного этого показателя оказывается недостаточно. На эффективность эмульгатора оказывают влияние температура плавления, скорость кристаллизации, состав жировой смеси, содержание твердой фракции, характер распределения кристаллов и даже скорость охлаждения продукта после эмульгирования.
Одним из параметров, косвенно характеризующих свойства таких эмульгаторов, как моно- и диглицериды, является йодное число, отражающее степень ненасыщенности входящих в их состав жирных кислот. Чем ниже йодное число, тем выше содержание насыщенных кислот, выше температура плавления и тем более жесткую структуру способен формировать эмульгатор. Напротив, увеличение йодного числа свидетельствует о росте доли ненасыщенных кислот, благодаря чему повышается пластичность жировой фазы и изменяется характер взаимодействия эмульгатора с кристаллизующимся жиром.
По мере снижения массовой доли жира изменяется не только соотношение жировой и водной фаз, но и сама структура эмульсии. Увеличение объема водной фазы приводит к росту площади межфазной поверхности и повышает вероятность коалесценции водных капель. Одновременно уменьшается объем жировой фазы, формирующей структурный каркас продукта.
В высокожирных спредах с массовой долей жира около 72-82 % основная задача эмульгатора заключается в стабилизации сравнительно небольшого количества водной фазы. Для таких систем наиболее эффективно применение моно- и диглицеридов с низким йодным числом, например «Экомулс» DMG 3.
В рецептурах с массовой долей жира 52-65 % возрастают требования к пластичности и стабильности структуры. Для подобных продуктов могут использоваться моно- и диглицериды со средним йодным числом, например «Экомулс» DMG 60.
Наиболее сложными с технологической точки зрения остаются низкожирные спреды (39-50 % м.д.ж.), где значительно возрастает объем водной фазы и требования к эмульгирующей системе. В таких рецептурах эффективным решением является использование более пластичных моно- и диглицеридов с высоким йодным числом, например «Экомулс» DMG 130, а при необходимости (актуально для спредов 39-41 % м.д.ж.) их сочетание с «Экомулс» PGPR, который дополнительно снижает межфазное натяжение и способствует формированию более устойчивой эмульсии.
Эффективность эмульгирующей системы определяется не только стабильностью межфазного слоя, но и процессами, происходящими при охлаждении продукта. Во время кристаллизации жировой фазы формируется пространственный каркас, который обеспечивает пластичность, термостабильность и способность удерживать водную фазу. При разработке рецептур важно учитывать процессы структурообразования. Для управления кристаллизацией могут использоваться специализированные ингредиенты, например ЖСН «Кристаллизатор» 01, который применяется для повышения твердости и устойчивости структуры спредов за счет формирования дополнительных центров кристаллизации.
Существуют также продукты, к которым предъявляются дополнительные требования. Речь идет о спредах, предназначенных для взбивания в крем и использовании в отделочных кондитерских полуфабрикатах. В подобных системах эмульгатор, помимо стабилизации эмульсии, должен способствовать удержанию воздуха и формированию устойчивой пены. Для решения подобных задач применяются эмульгаторы на основе эфиров полиглицерина и жирных кислот (PGE). В ассортименте «ЭФКО» данное направление представлено продуктом «Экомулс» PGE, предназначенным для спредов и жировых продуктов, используемых для взбивания в крем. Здесь эмульгатор выступает как инструмент управления аэрированием продукта. В комплексе с эфирами полиглицерина и жирных кислот, зачастую используют именно «Экомулс» DMG 60, который в данном случае повышает влагопоглощающую способность готового продукта, что играет важную роль при формировании крема.
Практические рекомендации по выбору эмульгирующей системы в таблице 1.
Современный ассортимент функциональных ингредиентов позволяет технологу достаточно гибко управлять качеством и стабильностью готового продукта. Использование моно- и диглицеридов с различным йодным числом, специализированные эмульгаторы PGPR и PGE, а также кристаллизаторы – дают возможность создавать продукты с различной массовой долей жира, текстурой и функциональными свойствами. Однако максимальная эффективность таких решений достигается лишь тогда, когда их выбор основан на понимании механизмов формирования продукта.
В конечном итоге задача технолога заключается не просто в том, чтобы соединить воду и жир, а в том, чтобы создать устойчивую систему, способную сохранять свои свойства на протяжении всего срока хранения. И чем глубже понимание процессов, происходящих на границе раздела фаз и внутри кристаллической жировой решетки, тем более предсказуемым становится результат.
Если у вас есть вопросы, технологи ГК «ЭФКО» готовы на них ответить и провести консультацию как на вашем предприятии, так и в R&D-центре нашей компании. Напишите нам: tpp@efko.ru
Подписывайтесь на официальный канал масложирового направления ГК «ЭФКО» в MAX! Все о пищевых ингредиентах: технологии, инновации, новости, интервью, аналитика, кейсы.