EMÜLGATÖRLER

Gıda endüstrisindeki gelişmeler paralelinde, gerek üretim kapasitesini artırmak ve gerekse dokuyu, reolojik özellikleri veya ürünün raf ömrünü modifiye etmek amacıyla emülgatör niteliğini taşıyan maddelerin kullanımı artmaktadır. Emülgatörler veya emülsifiye edici ajan terimleri, ara yüzey hareketi ile emülsiyon oluşumunu sağlayan kimyasal maddeler için kullanılmaktadır. Surfaktan veya yüzey aktif ajanları gibi diğer terimler de bu tip maddeler için sıkça kullanılmaktadır.

Gıda emülgatörleri hayvansal veya bitkisel orjinli yenilebilir yağ asitlerinin veya gliserol,propilen glikol,sorbitol,sukroz gibi polivalan alkollerin,esterlerinden oluşmaktadır.Bu esterler; laktik, tartarik ve sitrik asit gibi organik asitler ile daha ileri bir esterifikasyona tabi tutularak farklı emülgatör tipleri elde edilmektedir.

Gıda emülgatörlerinin fonksiyonları üç temel grupta toplanmaktadır. Bu fonksiyonlar;

Emülsiyon oluşumunu kolaylaştırmak amacıyla yağ-su ara yüzeyindeki yüzey geriliminin azaltılması ve emülsiyonu stabilize eden ara yüzeyde yağ-su emülgatör arasındaki faz dengesinin oluşturulması,

Gıdalarda dokuyu ve reolojik özellikleri modifiye eden nişasta ve protein bileşenleri ile interaksiyon oluşturulması,

Katı ve sızı yağların kristalizasyonunun modifikasyonu, olarak özetlenebilmektedir.

Emülsiyonlar;

Emülsiyon, birbiriyle karışmayan iki ayrı fazdan birisinin diğeri içersinde küçük damlacıklar halinde dağılması ile oluşan bir karışım olarak tanımlanmaktadır.

Emülsiyonlar genellikle yağ ve su gibi iki sıvı faz içermekte olup; dağılmış damlacıklar dispers veya iç fazı, bu damlacıkları saran diğer sıvı ise sürekli veya dış fazı oluşturmaktadır. Su içersinde yağ(Y/S) tipindeki emülsiyonlarda;yağ, su içersinde damlacıklar halinde dağılmış olup iç fazı, su ise dış fazı oluşturmaktadır.

Emülsiyonların karakteristikleri;

Emülsiyonların görünüşü, partikül büyüklüğüne ve iki fazın kırılma indisleri arasındaki farka bağlı olmaktadır.

Renkleri ise sütümsü- beyaz renkten saydama doğru değişebilmektedir.

Emülsiyon stabilitesi;

Çekim kuvvetlerinin emülsiyonun stabilitesini düşürme eğilimimde olmalarına karşın,itme kuvvetleri dağılmış damlacıkların ayrılmışlığını koruyarak stabiliteyi sağlamaktadır.

Emülsiyonlar, damlacık kümelerinin kremalaşmasını veya birleşmesini önleyici hareketler ile stabilize edilmektedir.Homojenize edilmemiş sütten kremanın ayrılmasına benzetilen kremalaşma, iki fazın farklı spesifik gravitede olmasıyla orta çıkmaktadır.

Gıdalarda bulunan emülsiyon tipleri;

Gıdalarda en fazla rastlanan emülsiyon tipi;süt,mayonez,salata sosu,krema,süt ürünü olmayan kreme ve dondurmada bulunan su içersinde dağılmış yağ(Y/S) şeklinde oluşan emülsiyondur.

Bu tip emülsiyonların özellikleri şöyledir;

Genel olarak elektriği iletirler

Su ile seyreltilebilirler

Suya benzer özellikler gösterirler

Hızlı bir şekilde kurutulabilirler

Yıkanarak kolayca yüzeyden uzaklaştırılabilirler.

Tereyağı ve margarinde bulunan yağ içerisinde dağılmış su tipi emülsiyon ise farklı özellikler göstermektedir.Bu tip emülsiyonların özellikleri de aşağıda sıralanmaktadır:

Daha zayıf bir elektrik iletkenliğine sahiptirler

Çözgen veya yağlar ile seyreltilebilirler

Yıkanarak uzaklaştırılmaları yağ fazından dolayı zor olmaktadır.

Emülsiyonların etki mekanizması;

Emülsiyonların hazırlanması ilk olarak iç fazın parçalanmasını içermektedir.Bu ise mekanik veya kimyasal enerji ile yapılmaktadır. Emülsiyon oluşturulduğu zaman damlacıkların durumundan dolayı fazlar arasındaki ara yüzey artmaktadır.

Sürekli faz içersinde dağılmış olan damlacıkların yakınlaşmasını önleyerek stabil  bir emülsiyon sağlayan maddelere ‘emülsifiye edici ajan’ veya ‘emülgatör’ denilmektedir.Emülgatörler ,ara yüzey hareketi ile stabilizasyonu sağlayacak olan kimyasal bileşeni ortama veren maddelerdir.Emülgatörler ve stabilizörler genelde birlikte kullanılırlar.Emülgatör;emülsiyonu kolaylaştırıcı bir ajan, stabilizör ise emülsiyonun bozulmasını önleyici ajan olarak ifade edilmektedir.

Emülgatörler;iki faz arasındaki yüzeyde bulunan serbest enerjiyi azaltarak ve süreksiz fazı oluşturan damlacıkların etrafında adsorbe edilmiş bir film oluşturarak stabiliteyi sağlamaktadırlar.stabilizasyonun fiziko -kimyasal mekanizması, emülgatör ve iç fazın yapısına bağlı olmaktadır.

Emülgatörlerin etkiledikleri gıda sistemleri;

Gıda sistemlerinin bir çoğu;su,karbonhidratlar, proteinler, katı ve sıvı yağlar içeren karmaşık çoklu faz sistemlerinden oluşmaktadır.Bu çok fazlı sistemler değişik işleme şekilleri ile ortaya çıkmaktadır.Ürünün tüketiciye ulaşmadan önce belirli bir dağılımı ve dikkate alınması gereken belirli bir raf ömrü söz konusu olmaktadır.Tek düze bir kalite ve raf ömrünün sağlanması için emülgatörler gibi katkı maddelerine gereksinim duyulmaktadır.

Hidrofilik ve lipofilik özelliklerine sahip kimyasal yapılarından dolayı ampifilik maddeler olan emülgatörler, gıda sistemleri içerisinde aşağıdaki fonksiyonlardan birini veya birkaçını yerine getirmektedirler;

Emülsiyon stabilitesini korumak,katı yağ globüllerini aglomerasyonunu kontrol etmek ve havalandırılmış sistemlerin stabilitesini sağlamak,

Nişasta bileşenleriyle oluşturulan kompleks sayesinde nişasta içeren ürünlerin raf ömrünü ve dokusunu iyileştirmek,

Gluten proteinleriyle yapılan interaksiyon sonucu buğday hamurlarının reolojik özelliklerini modifiye etmek,

Katı yağların kristal yapısını ve polimorfizmi kontrol edecek katı yağ bazlı ürünlerin kıvam ve dokusunu düzeltmek.

Ara yüzey geriliminin  azaltılması;

Emülgatör molekülleri, hidrofilik –lipofilik özelliklerinden dolayı hava-su veya yağ-su ara yüzeylerinde bağlantı sağlayabilmektedirler ve ara yüzeyde emülgatörlerin adsorpsiyonu sonucunda gerilim azalmaktadır.

Ara yüzey film oluşturulması;

Termodinamik açıdan stabil bir sistem olmayan  emülsiyon zamanla iki sıvı faza ayrılmaktadır.Emülsiyon stabilitesinde en önemli iki nokta,dağılmış yağ damlacıklarının birleşerek kümeleşmesine engel olmaktır.

Katı yağ globüllerinin aglomerasyonu;

Çırpılabilir Emülsiyonların içerdikleri proteinler,söz konusu ürünlerin sıvı formda kalabilmeleri için gerekli olan stabiliteyi büyük bir oranda sağlamaktadır.Bu tip emülsiyonlarda emülgatörlerin fonksiyonları,çırpılmış kremaya iyi bir hacim ile köpük yapısı kazandırmak ve sinerezise karşı stabilizasyon sağlamak olarak sıralanabilmektedir.

Aerasyon ve köpük stabilitesinin sağlanması;

Katı yağ içerikli havalandırılmış kek hamuru;un partiküllerinin süspansiyon halinde olduğu,yumurta proteinleri ve şekerin çözündüğü kompleks bir emülsiyon/köpük sistemi olup yumurta proteinleri kek hamurunun stabilizasyonunda önemli rol oynamaktadırlar.

Nişasta kompleksinin oluşturulması:

Genel olarak makarna ve makarna türü diğer gıdalar,işlenmiş patates ürünleri veya nişasta ile ön jelatinlenmiş tatlılarda olduğu gibi nişasta içeren gıdalarda;emülgatörler dokuyu  düzelmek için kullanılmaktadır.

…