Emulgatorji so aditivi za živila, ki se uporabljajo kot pomoč pri mešanju dveh snovi, ki se sicer ne mešata (npr. olje in voda). Emulgatorji so sestavljeni iz hidrofilne glave, ki veže polarni del (npr. vodo) in lipofilnega repa, ki veže nepolarni del (npr. maščobo). Ko emulgator dodamo tekočinam, ki jih sicer ni mogoče zmešati, se molekule postavijo vzdolž tako imenovane medfazne plasti, kjer se maščoba loči od vode. Pri tem je emulgator nameščen tako, da je njegova hidrofilna glava obrnjena proti vodni fazi, lipofilni rep pa proti oljni fazi, kar omogoča, da se na primer voda in olje povežeta. Rezultat je stabilna, homogena in gladka emulzija.

Kako delujejo emulgatorji

Pri proizvodnji živilskih izdelkov igrajo emulgatorji pomembno vlogo pri zagotavljanju želenega videza, okusa, teksture in roka uporabnosti. Dandanes se emulgatorji uporabljajo v mnogih živilih, kot so margarine, majoneza, omake, sladkarije, konzervirana hrana in vrsta pekovskih izdelkov. Z njimi proizvajalci dosegajo želene lastnosti izdelka, ki jih narekuje sodobni potrošnik.

Emulgatorji, ki se uporabljajo v proizvodnji hrane, so bodisi naravnega (rastlinskega oz. živalskega) ali sinteznega izvora. Na primer, emulgator lecitin (E 322), ki se pogosto uporablja v čokoladah, je mogoče pridobiti iz sojinih zrn (olja), jajc, jeter, arašidov ali pšeničnih kalčkov. Pektin (E 440), prav tako zelo razširjen emulgator, je sicer naravno prisoten tudi v sadju.

Zakonodaja

Uporabo emulgatorjev, tako kot drugih aditivov, ureja posebna evropska zakonodaja, ki temelji na presoji varnosti uporabe in opredeljuje postopek za odobritev, pogoje uporabe in označevanje.

Zakonodaja EU predvideva, da mora biti uporaba aditivov v živilih koristna, varna in mora obstajati tehnološka potreba po njihovi uporabi. Uporaba aditiva mora zato zadosti enemu ali več naslednjih namenov:

  • ohranjati mora hranilno kakovost živila;
  • zagotavljati nujno potrebne sestavine ali komponente živil za posebne prehranske namene;
  • okrepiti kakovost ali stabilnost živil ali izboljšati njihove organoleptične lastnosti, na način, da ne prihaja do zavajanja potrošnika;
  • izboljšati živilo pri izdelavi, predelavi, pripravi, obdelavi, pakiranju, transport ali skladiščenju hrane, skupaj z encimi in aromami, vendar pri tem zagotavljati, da aditivi niso uporabljeni v namene prikrivanja surovin nižje kakovosti ali nehigienskih proizvodnih praks.

Zakonodajno je zahtevano, da so vsi dodani aditivi, navedeni na seznamu sestavin na označbi izdelka, bodisi s svojim imenom ali pripadajočo E-številko. Poleg tega mora biti opredeljena tehnološka funkcija, ki jo aditiv v živilu ima (npr. emulgator: E 466 oz. emulgator: karboksimetilceluloza).

Trenutno je za uporabo v Evropski Uniji odobrenih približno 60 aditivov v kategoriji »emulgatorji, stabilizatorji, želirna sredstva in zgoščevalci«.

Odobreni emulgatorji in najpogostejša raba

E številka aditiva

Specifično ime

Živila v katerih se pogosteje uporabljajo

E 322

Lecitini

Čokolada in čokoladni izdelki

E 407

Karagenan

Smetana, mlečni napitki z okusi, ledena kava, mlečni sladoledi, zamrznjene/hlajene slaščice

E 412

Guar gumi

Mlečni izdelki, izdelki na osnovi soje, zamrznjeni deserti na vodni osnovi, namazi za pripravo sendvičev.

E 415

Ksantan gumi

Majoneza, namazi za pripravo sendvičev, solatni prelivi, omake.

E 432-436

Polisorbati

Fini pekovski izdelki, nadomestki mleka in smetane, sladoledi, deserti, sladkarije.

E 460-469

Celuloze vključno z karboksimetil celulozo

Prehranska dopolnila, sladila, nadomestki obrokov, zamrznjeni deserti na vodni osnovi, mesni nadomestki.

E 471

Mono- in digliceridi maščobnih kislin

Mlečni sladoledi, margarine, torte, pecivo, zamrznjeni deseti, sendviči.

E 473-474

Saharozni estri maščobnih kislin in saharozni gliceridi

Zamrznjeni deserti, pastile, žvečilni gumiji, želeji, rastlinski napitki, žitne in energijske ploščice.

E 475

Poliglicerolni estri maščobnih kislin

Torte, pecivo in slaščice, piškoti, mešanice za pripravo pekovskih izdelkov, zamrznjeni deserti.

E 476

Poliglicerol poliricinoleat

Čokolada in čokoladni izdelki, zamrznjeni izdelki na mlečni osnovi, margarine.

E 481-482

Stearoil laktilati

Fini pekovski izdelki, žita za zajtrk, deserti, kruhi.

E 491-495

Sorbitan estri

Torte, pecivo in slaščice, mešanice za pripravo pekovskih izdelkov, čokolada in čokoladni izdelki.

Predelane mesnine

Glavne sestavine klobas in salam so mesne beljakovine, maščoba in voda, ki so med seboj povezane v stabilno emulzijo. Emulgatorji stabilizirajo to emulzijo in fino porazdelijo maščobo po izdelku. Pri mesnih izdelkih z nizko vsebnostjo maščob so emulgatorji pogosto odgovorni za to, da so ti po okusu primerljivi z njihovimi polnomastni različicami. V živilski industriji se za proizvodnjo predelanih mesnin pogosto uporabljajo mono in digliceridi maščobnih kislin (E 471) in estri citronske kisline (E 472c).

Kruh in pekovski izdelki

Kruh in pekovske izdelke se proizvaja tako s pomočjo emulgatorjev kot tudi brez. Prednost emulgatorjev je v tem, da že 0,5 % dodatka emulgatorja zadostuje za večji volumen, mehkejšo strukturo in daljšo obstojnost kruha. V kruhu se uporabljata dve vrsti emulgatorjev: takšni, ki strukturo testa učvrstijo (npr. diacetilestri vinske kisline (E 472e) in natrijev ali kalcijev stearoil-2-laktilat (E 481, E 482)) in tisti, ki testo mehčajo (npr. mono in digliceridi maščobnih kislin (E 471)). Emulgatorji, ki učvrstijo strukturo testa naredijo testo močnejše, rezultat pa je kruh z izboljšano teksturo in večjim volumnom. Emulgatorji za mehčanje testa pa omogočajo mehkejšo strukturo in podaljšajo rok uporabnosti.

Pri peki kruha in drugih pekovskih izdelkov je tvorba emulzije sekundarnega pomena. Glavna naloga emulgatorjev je tvorba kompleksov z ogljikovimi hidrati, beljakovinami in povečana aeracija. Tvorba kompleksov z beljakovinami, učvrsti glutensko mrežo in s tem poveča stabilnost testa, s čimer se izboljša volumen in struktura sredice. Tvorjenje kompleksov s škrobom (predvsem interakcija z amilozo) pa prispeva k bolj enakomerni poroznosti sredice in upočasnjenemu staranju kruha.

Čokolada

Večina čokoladnih izdelkov vsebuje 0,5 % lecitina (E 322) ali amonijevega fosfatida (E 442). Emulgatorji v čokoladi skrbijo za ustrezno viskoznost čokolade. Posledično je mogoče čokolado oblikovati v čokoladne ploščice, tablice itd. Tako pri samem postopku obdelave čokolade kot pri shranjevanju pa je potrebno biti pozoren na temperaturo. Če je bila čokolada shranjena pri previsokih ali prenizkih temperaturah, je lahko njena površina videti motna ali bela. Temu rečemo "razcvet", pri katerem zaradi nepravilnega shranjevanja ali temperiranja na površino čokolade preideta maščoba in/ali sladkor in na njen pustita belkast sijaj. Tak izdelek je za potrošnika manj privlačen. Površinsko aktivne snovi dodane čokoladi (emulgatorji) omogočajo, da maščoba obda sicer hidrofilen in lipofoben sladkor. Dodatek emulgatorja tako zmanjša viskoznost čokolade in poveča toleranco prisotne vlage, zaradi česar prispeva tudi k preprečevanju »razcveta«.

Beli razcvet čokolade

Sladoled

Sladoled je eno bolj zapletenih živil v živilski industriji, saj vsebuje ledene kristale, zrak in maščobne delce razpršene v nezamrznjeni fazi sladkorjev, beljakovin in stabilizatorjev. V sladolednih mešanicah je prisotnih dovolj beljakovin za ustrezno emulgiranje mešanice, zato emulgatorji za emulgiranje maščobe v klasičnem smislu niso potrebni. Njihov mehanizem delovanja je najpogosteje v spodbujanju destabilizacije maščobnih delcev. Emulgatorji zmanjšajo medfazno napetost med maščobo in vodo, kar povzroči izpodrivanje beljakovin iz površine maščobnih delcev. To posledično zmanjša stabilnost maščobnih delcev, kar prispeva k boljšemu mešanju sladoledne mešanice in homogeno porazdelitev vpihanega zraka v končnem izdelku. Emulgatorji tako pripomorejo k bolj gladki teksturi sladoleda in tudi zagotovijo, da se ta po serviranju ne topi prehitro. Izboljšajo tudi stabilnost pri zamrzovanju in odmrzovanju. Pri izdelavi sladoleda se najpogosteje uporabljajo mono in digliceridi maščobnih kislin (E 471), lecitini (E 322) in polisorbati (E 432, E 436). Vse to velja tudi za druge sladice, kot so sorbet, mlečni napitki in zamrznjeni deserti.

Tradicionalni emulgator v sladoledih po starih receptih je jajčni rumenjak, katerega uporaba se je zaradi novih, učinkovitejših in cenejših emulgatorjev po večini opustila. Dandanes se uporaba jajčnega rumenjaka večinoma prakticira le za pripravo nekaterih sladoledov v »francoskem« stilu in tradicionalnih sladoledov z jajčno kremo (angl. custard).

 

Margarine

Pri margarinah emulgatorji prispevajo k stabilnosti, teksturi in okusu. Potrebno je zagotoviti, da so vodne kapljice fino razpršene v maščobni fazi, za kar se pogosto uporabljajo mono in digliceridi maščobnih kislin (E 471) in lecitini (E 322).

Različne vrste margarine zahtevajo različne emulgatorje, odvisno od tega, kateri kriteriji morajo biti izpolnjeni. Pri margarinah, ki se segrevajo v ponvi lahko prihaja do neželenega škropljenja vročih vodnih kapljic, do česar pride ko se vodne kapljice ob topljenju ločijo od maščobe, združijo skupaj in začnejo evaporirati iz ponve. Za preprečevanje tega pojava je ključno, da vodne kapljice ostanejo razpršene v maščobni fazi tudi ob topljenju margarine, za kar se pogosto uporabljajo estri mono in digliceridov citronske kisline (E472c). Pri margarinah, ki se uporabljajo pri peki peciva, je medtem bolj pomembno, da omogočajo ustrezno mešanje testa in njegovo enakomerno konsistenco ter želeni volumen. V ta namen se pogosteje uporabljajo estri poliglicerola  (E 477) in estri mlečne kisline.

 
 

Viri

  • Cox S., Sandall A., Smith L., Rossi M. in Whelan, K. 2021. Food additive emulsifiers: a review of their role in foods, legislation and classifications, presence in food supply, dietary exposure, and safety assessment. Nutrition Reviews, 79(6), 726-41
  • European Food Information Council (EUFIC). 2022. What are emulsifiers and what are common examples used in food?. Dostopno na: https://www.eufic.org/en/whats-in-food/article/what-are-emulsifiers-and-what-are-common-examples-used-in-food
  • Fajs M. 2006. Uporaba emulgatorjev na osnovi monogliceridov v pekarstvu. Diplomska naloga, Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo.European Commission. EU register on nutrition and health claims. Dostopno na: http://ec.europa.eu/food/safety/labelling_nutrition/claims/register/public/?event=register.home Dostop: 25-1-2019.
  • Goff H. D. in Hartel R. W. 2013. Ice Cream: 7th edition. New York: Springer.
  • Hasenhuettl G. L. in Hartel R. W. 2008. Food emulsifiers and their applications: 3rd edition. New York: Springer.
  • Lapajne P. 2019. Viskoznost čokolade. Diplomsko delo, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo.
  • Madsen, J. 1987. Emulsifiers Used in Margarine, Low Calorie Spread, Shortening, Bakery Compound and Filling. Fett/Lipid, 89: 165-172. https://doi.org/10.1002/lipi.19870890409
  • Uprava Republike Slovenije za varno hrano, veterinarstvo in varstvo rastlin. Aditivi, encimi in arome za živila ter ekstrakcijska topila za proizvodnjo živil. Dostopno na: https://www.gov.si/teme/aditivi-encimi-in-arome-za-zivila-ter-ekstrakcijska-topila-za-proizvodnjo-zivil/
  • Uredba (ES) št. 1333/2008 Evropskega parlamenta in Sveta z dne 16. decembra 2008 o aditivih za živila.
  • Uredba (EU) št. 1169/2011 Evropskega parlamenta in Sveta z dne 25. oktobra 2011 o zagotavljanju informacij o živilih potrošnikom.