Введение
Полисорбат 80 (E433), широко известный как Tween 80, является основным компонентом в пищевой эмульсионной промышленности. Благодаря высокому значению HLB и универсальности, он имеет решающее значение для создания стабильных эмульсий типа «масло в воде» (O/W). Однако для раскрытия его полного потенциала недостаточно просто добавить его в резервуар.
В этом практическом руководстве рассматривается, как выбрать правильную оценку и использовать имеющиеся ресурсы. синергия поверхностно-активных веществ, а также разработать надежные процессы для обеспечения стабильности при производстве напитков, мороженого и хлебобулочных изделий.
1. Технические основы: выбор сорта и определение целевого показателя HLB.
Перед началом лабораторных испытаний крайне важно понимать химические параметры вашего поверхностно-активного вещества.
Основные технические характеристики: Полисорбат 80
- Химическое название: Полиоксиэтилен (20) сорбитан моноолеат
- Распространенное название: Подросток 80
- Значение HLB: 15.0 (Высокий гидрофильно-липофильный баланс)
- Растворимость: Растворим в воде и этаноле; нерастворим в растительных маслах.
- Основная функция: Эмульгатор типа «масло в воде», солюбилизатор, смачивающий агент.
- Согласие: E433 (ЕС) / 21 CFR 172.840 (США)
Стратегия HLB 15.0
Поскольку полисорбат 80 имеет показатель HLB 15,0, он обладает высокой гидрофильностью (любит воду). Это делает его превосходным средством для:
- Растворяющие ароматизаторы в воду (например, в прозрачные напитки).
- Создание эмульсий типа масло/вода там, где необходим мелкий размер капель.
Соответствие требуемому значению HLB:
Для оптимальной стабильности большинству растительных масел требуется показатель HLB 10–12. Использование только полисорбата 80 (HLB 15,0) может оказаться слишком гидрофильным.
- Решение: Смешайте полисорбат 80 с липофильным (маслолюбивым) поверхностно-активным веществом, например, Span 80 (сорбитан моноолеат) (HLB 4.3).
- Расчет: Регулируя соотношение Tween 80 к Span 80, вы можете точно поразить любую цель HLB в диапазоне от 4,3 до 15,0.
2. Синергетические системы: оптимизация смесей поверхностно-активных веществ.
Полисорбат 80 наиболее эффективен в составе системы. Использование одного поверхностно-активного вещества часто требует более высоких дозировок, что может привести к появлению посторонних привкусов. Смешивание создает синергия.
| Соэмульгатор | Цель синергии | Механизм и применение |
|---|---|---|
| Span 80 (сорбитан моноолеат) | Целенаправленный контроль HLB | General Emulsion: “Золотая пара”. Span 80 заполняет масляную сторону границы раздела фаз, а Tween 80 распространяется на водную сторону, создавая более прочную и жесткую пленку, чем любой из этих поверхностно-активных веществ по отдельности. |
| Моно-/Диглицериды | Прочность и мягкость | В хлебопечении: моно- и диглицериды взаимодействуют с крахмалом (придают тесту мягкость), а Tween 80 укрепляет тесто и стабилизирует границу раздела воздух-вода. Это снижает общее необходимое потребление PS80. |
| Лецитин | Сенсорное равновесие | Заправки/наполнители: лецитин находится на границе раздела фаз масла, а PS80 — в водной фазе. Эта смесь помогает замаскировать “химический” привкус и улучшает ощущение во рту. |
| Крахмалы OSA | Стабильность облачных вычислений | Напитки: Крахмал обеспечивает стерическую стабилизацию (предотвращает “звон” или расслоение масла в горлышке), а PS80 снижает поверхностное натяжение, способствуя образованию мелких капель. |
3. Проектирование технологического процесса: температура и сдвиг.
Даже идеальная формула потерпит неудачу при неправильном процессе.
Порядок предварительного растворения и добавления
- Увлажнение: Несмотря на водорастворимость, предварительное смешивание PS80 с масляной фазой или теплой водной фазой обеспечивает быстрое диспергирование.
- Белки: Всегда увлажняйте белки. первый. Слишком раннее добавление PS80 может привести к вытеснению белков из межфазной области из-за конкурентной адсорбции, что потенциально может дестабилизировать систему.
Температурный и сдвиговой профиль
- Температурный диапазон: 40–60°C Это идеальный вариант. Он снижает вязкость и ускоряет растворение, не ухудшая качество чувствительных ароматических масел.
- Стратегия среза:
- Низкий сдвиг: Для первоначального увлажнения.
- Высокоскоростное сдвиговое воздействие/гомогенизация: Необходимо для достижения целевого размера капель.
- D90 < 1–2 мкм: Для обеспечения стандартной физической стабильности (молочный вид).
- D90 < 200 нм: Для большей ясности (наноэмульсии).
4. Краткие инструкции по применению (дозировка и советы)
Прозрачные ароматизированные напитки: прозрачность и растворимость
- Цель: Кристально чистый внешний вид и стабильное растворение вкусовых веществ.
- Подход: Используйте PS80 в низких концентрациях (ppm) с высокоскоростной предварительной смесью. Часто используется в сочетании с пропиленгликолем в качестве сорастворителя.
- Цель: Размер капель должен быть меньше длины волны света (< 100-200 нм).
Мороженое: контроль над взбиванием и таянием
- Цель: Контролируемая агломерация жира для достижения сухости и взбитости (введение воздуха).
- Подход: 0.1% – 0.2% PS80 тоже в деле.
- Механизм: PS80 вытесняет белок с поверхности жировых шариков, обеспечивая частичное слияние. Эта структура задерживает воздух, создавая кремообразную текстуру и замедляя таяние.
- Сенсорная проверка: Если дозировка превышает 0,25%, следите за появлением “воскового” привкуса во рту.
Растительное молоко: обогащение кальцием
- Цель: Стабильность эмульсии в присутствии ионов кальция и при нагревании.
- Подход: PS80 (0,05–0,15%) + геллановая камедь или пектин.
- Процесс: Для предотвращения флокуляции используйте двухступенчатую гомогенизацию (например, 200/50 бар).
5. Устранение неполадок при составлении рецептуры (дерево решений)
При достижении нормативных или органолептических пределов используйте эту логику для корректировки формулы, а не отказывайтесь полностью от полисорбата 80.
- Проблема: “Мыльный” или горьковатый привкус?
- Решение: Не заменяйте полностью. Смешайте с Лецитин или Спан 60 (сорбитан моностеарат) чтобы смягчить сенсорное воздействие или снизить дозировку PS80 до <0,1%.
- Проблема: расслоение жиров в шоколаде (жиро-непрерывное расслоение)?
- Решение: Полисорбат 80 является гидрофильным (водолюбивым). Для систем на масляной основе он не подходит. Переключитесь на PGPR (E476) или Размах 60/65.
- Проблема: На этикетке требуется "чистая этикетка"?
- Решение: Оценивать Экстракт квиллайи или Камедь акации. Примечание: Для этого требуются значительно более высокие нормы расхода, что может привести к увеличению размера капель.
6. Тестирование стабильности и соответствие стандартам
Контрольный список для быстрой проверки стабильности:
- Тепловой: Имитация пастеризации/УВТ и выдержка при температуре 40 °C.
- Изменение pH: Проверяйте заданный диапазон pH ±0,5 единиц, чтобы убедиться, что эмульсия не разрушается в кислой среде.
- Заморозка-оттаивание: 3–5 циклов для замороженных десертов.
- Центрифуга: Ускоренная проверка образования кремообразной массы (например, 3000 об/мин в течение 15 мин).
Заявление об ограничении ответственности:
Разрешения на использование, максимально допустимые уровни содержания и маркировка различаются в зависимости от страны и категории продуктов питания. Всегда проверяйте действующие местные правила (EU E433, заключения EFSA, 21 CFR 172.840) и подтверждайте технические характеристики продукта у своего поставщика перед началом коммерческой деятельности.
Готовы приступить к разработке рецептуры?
Обеспечьте успех своего проекта, используя ингредиенты высокой чистоты.
- Купить полисорбат 80 (Твин 80) – пищевой.
- Купить сорбитан моноолеат (Span 80) – для коррекции HLB.
- [Для получения образца свяжитесь с нашей технической командой]
