Эмульгаторы в Японии

1. Определение эмульгатора

Эмульгаторы – это вещества, которые, концентрируясь на поверхности раздела смешивающихся фаз, обеспечивают возможность образования и сохранения в однородном состоянии смеси веществ несмешивающихся в природе, как, например, вода и масло.
В «Законе о пищевых добавках» Японии эмульгаторы определяются как «Вещества, используемые в целях стабилизации, дисперсии, увлажнения, очистки, пенообразования, пеногашения, разделения продуктов питания».
«Законом о продовольственной санитарии» в Японии разрешено использование следующих эмульгаторов:

эфиры сахарозы и жирных кислот
глицериды жирных кислот
пропиленгликоль
сорбитан
лецитин

В настоящее время в Японии наиболее массово используются эфиры сахарозы и глицериды жирных кислот. Лецитин, являющийся наиболее распространенным пищевым эмульгатором в Росии и странах СНГ, в виду ограниченности свойств, на крупных японских предприятиях с конца 1970-х годов используется ограничено и всегда в комплексе с эфирами сахарозы жирных кислот или глицеридами.

2. Свойства эмульгаторов

Эмульсирование	Дисперсия одного из несмешивающихся веществ в другом и сохранение стабильности полученной структуры.
Дисперсия	Эмульсирование мелкодисперсного порошка в суспензию и сохранение однородности структуры.
Смачивание	Улучшение влагоудерживающих свойств твердых поверхностей.
Увлажнение	Способствование проникновению активных веществ с твердой поверхности во внутрь продукта, улучшение впитываемости и влагопоглощения.
Очистка	Смывание частиц с поверхности (например моющее средство).
Пенообразование	Поддержание объема пены после взмешивания.
Пеногашение	Разрушение пены, образуемой при взмешивании составляющих компонентов.
Разделение	Улучшение отделения готовой продукции от оборудования.
Улучшение сохраняемости	Предотвращение разрушения структуры, сохранение мягкости продукта.
Стерилизация	Предотвращение развития бактерий в продукте.

3. Виды эмульсии

“Масло в Воде”	М/В	Молоко, мороженое, майонез и др.
“Вода в Масле”	В/М	Масло, маргарин и др.
Вода-Масло-Вода	В/М/В	Диспергированные частицы водной фазы содержат в себе частицы В/М
Масло-Вода-Масло	М/В/М	Диспергированные частицы масляной фазы содержат в себе частицы М/В
*Типы В/М/В и М/В/М в основном используются в косметической продукции.

4. Классификация эмульгаторов, используемых в Японии

Натуральные эмульгаторы

Лецитин – один из видов жиров глицерина. Он содержится во всех без исключения животных и растительных тканях и играет важную роль в формировании биологических мембран. В зависимости от природы происхождения лецитин разделяют на желточный (который получают из яичного желтка) и соевый (полученный из соевых бобов).
*лецитин может вызывать пищевые аллергии.

Сапонины обладают высокими пенообразующими свойствами. Среди группы сапонинов выделяют бобовый сапонин, соланин, изоликвиритигенин и др. Сапонины способствуют понижению уровня холестерина, профилактике рака, улучшают иммунитет.
Некоторые вещества из группы сапонинов обладают терпкими и горькими вкусовыми качествами, также выделяют токсичные сапонины.

Стерины – это липофильные вещества, содержащиеся в тканях кожи в свободном состоянии, или образуя эфиры с жирными кислотами. Выделяют фитостерины (стерины растительного происхождения) и холестерины или зоостерины (стерины животного происхождения). Стерины регулируют обмен веществ в клетке и поддерживают увлажнение кожи.

Синтетические эмульгаторы

Эфиры сахарозы жирных кислот разделяются на эфиры сахарозы и жирных кислот и ацетат изобутират сахарозы. Для получения этих добавок используются высшие (стеариновая, олеиновая, пальмитиновая и др.) и низшие (уксусная, изомасляная) жирные кислоты. По сравнению с другими эмульгаторами, обладают широким диапазоном ГЛБ, поэтому также используются для повышения вязкости крахмала, улучшения вкусовых качеств пищи и др.

(1)

Эфиры сахарозы и жирных кислот – широкораспространенный эмульгатор, состоящий из сахарозы и жирных кислот. Обладает широким спектром ГЛБ. Эмульгаторы с высоким числом ГЛБ используются в производстве мороженого, сливок и других молочных изделий, тогда как эмульгаторы с низким числом ГЛБ используются в производстве маргаринов, шоколада и др.

(2)

Ацетат изобутират сахарозы – это эфир сахарозы, уксусного и изомасляного ангидривов. Не растворяется в воде и применяется в качестве стабилизатора (загустителя) и замутнителя безалкогольных напитков.

Эфиры глицерина – также один из широкоиспользуемых в Японии пищевых эмульгаторов. Эфиры глицерина, или глицериды – это гидрофобные эмульгаторы, которые используют для предотвращения отделения частиц воды в эмульсиях В/М, например, маргарин. Также, при взаимодействии с другими гидрофильными эмульгаторами, эфиры глицерина стабилизируют эмульсию М/В. Кроме этого, эфиры глицерина широко используются в производстве хлебобулочных изделий для замедления процесса черствения хлеба.

Сорбитаны – сложные эфиры ангидросорбита и жирных кислот, не растворимы в воде. Обычно используются вместе с другими эмульгаторами. Спектр использования сорбитанов очень широкий: от стабилизации молочных продуктов и мороженого до жевательной резинки.

Эфиры пропиленгликоля используются вместе с другими эмульгаторами, улучшая пенообразование в мороженом, десертах и т.д., а также обеспечивая стабилильность эффекта других эмульгаторов. Растворяются в тёплых спиртах, гликолях, других органических растворителях; плохо растворяются в воде.

Эфиры полиглицерина: добавки этих групп представляют собой сложные эфиры жирных кислот с полиглицерином. Используются для стабилизации эмульсий В/И и М/В, контроля кристаллизации жиров, дисперсии порошков.

Полисорбаты (PS) - оксиэтилированные сорбитаны, которые обладают прекрасными свойствами стабилизации, пенообразования, дисперсии, увлажнения. Во многих странах, начиная с США и стран ЕС, широко используются как стабилизаторы и солюбилизаторы в производстве шоколада, хлебобулочных изделий, салатных заправок и др.
Пищевая добавка PS 40, использование которой разрешено в странах ЕС, в Японии не используется.

Прочие виды: лактилаты кальция (CSL) и некоторые другие. Использование ограничено.

5. Структура эмульгаторов

Ниже приведены химические формулы основных видов эмульгаторов:

6. Гидрофильность и гидрофобность эмульгаторов

По своей структуре эмульгаторы одновременно состоят из гидрофильных и гидрофобных (липофильных) групп молекул. Представителями гидрофильных групп являются глицерин, сахароза, сорбитан, а представители гидрофобных (липофильных) групп есть жирные кислоты. Эффективность эмульгатора определяется гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) , классификация которого зависит от соотношения гидрофильной и гидрофобной (липофильной) групп молекулы.

7. ГЛБ (гидрофильно-липофильный баланс)

Гидрофильность	Гидрофобность (липофильность)	Величина ГЛБ	Взаимодействие с водой	Область применения
0	100	0	не растворяется
10	90	2	частично растворяется	1 – 3 не пенящиеся вещества
20	80	4	частично растворяется	3 – 6 эмульгаторы типа В/М
30	70	6	частично растворяется
40	60	8	молокообразная эмульсия	7 – 8 смачиватели
50	50	10	плотная молокообр. эмульсия	9 – 11 эмульгаторы типа М/В
60	40	12	прозрачная эмульсия
70	30	14	коллоидный раствор	13 – 15 моющие вещества
80	20	16	коллоидный раствор	15 – 18 солюбилизаторы
90	10	18	коллоидный раствор
100	0	20	коллоидный раствор

ГЛБ пищевых эмульгаторов
Наименование	Гидрофильный	Радикал	ГЛБ
эмульгатора	состав	ОН	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
Эфир сахарозы и жирных кислот	Сахароза	8
Эфир глицерина и жирных кислот	Глицерин	2
Эфир моноглицерина и жирных кислот	Эфиры глицерина и органических кислот	2-5
Эфир полиглицерина и жирных кислот	Полиглицерин	4-12
Эфир сорбитана и жирных кислот	Сорбитан сорбит	2-4
Эфир пропиленгликоля и жирных кислот	Пропиленгликоль	1
Лецитин	Эфир глицерина и фосфорной кислоты

ГЛБ эфиров сахарозы и жирных кислот

Как видно из приведённой выше таблицы, максимальным диапазоном действия обладают Эфиры сахарозы и Эфиры полиглицерина жирных кислот. Диапазон традиционно используемых лецитина и пропиленгликоля достаточно узок и создает определенные ограничения для использования в производстве.

8. Эфиры сахарозы жирных кислот – основной вид пищевого эмульгатора, используемый в Японии

Эфиры сахарозы и жирных кислот - это неионогенные поверхностно-активные вещества, которые состоят из сахарозы (гидрофильная группа) и природной жирной кислоты, (липофильная группа), и имеют общее название эфиры сахарозы. Это наиболее широко используемый в Японии вид эмульгатора, еще в 1970-х годах получивший статус пищевой добавки, безопасность которого подтверждена успешным использованием в разных сферах пищевой промышленности на протяжении 40 лет. Эфиры сахарозы получили наивысшую оценку производителей Японии благодаря своей полной безопасности для здоровья потребителя, высокой эффективности и многообразию свойств, а также универсальности в использовании в производстве.

Формула эфира сахарозы и жирных кислот

9. Из чего производят эфиры сахарозы и жирных кислот?

Эфир сахарозы и жирных кислот – на 100% безопасный для здоровья человека пищевой эмульгатор, производимый из сырья растительного происхождения.

10. Основные свойства и сфера применения эфиров сахарозы жирных кислот

Наиболее массово эфиры сахарозы используются в следующих случаях:

для замедления черствения хлебобулочных и кондитерских изделий;
для стабилизации эмульсии маргарина, мороженного и жиро-содержащих продуках;
для контроля кристаллизации жиров и сахара, а также контроля вязкости шоколадных масс при производстве шоколада и карамели.
для увеличения срока годности продукта
в производстве бисквитов, соусов, сухого молока, баночных напитков, мучных изделий, сурими, салатных заправок, моющих средств, косметики и др.

Подробнее о применении эфиров сахарозы в пищевой промышленности смотрите в разделе «Область Применения»