20. Стабильность мясных эмульсий. Разрушение мясных эмульсий - криминг, флокуляция, коалесценция. Физико-химические факторы влияющие на реологию и стабильность мясных эмульсий.

Стабильность эмульсий - это понятие кинетическое. С течением времени ряд самопроизвольных процессов приводит к следующим основным видам разрушений эмульсий: кримингу ,флокуляции, коалисценции. Скорость криминга хорошо описывается уравнением Стокса,для скорости движения незаряженной изолированной капли в Ньютоновской среде:

Vs=2A²│ρ-ρ0│g/9η

A- радиус капли, см; ρ-плотность дисперсной среды,гр/см3

ρ0-плотность дисперсионной фазы,гр/см3; g-ускорение свободного падения,м/с2

η-динамическая вязкость среды, Па с

Уравнение Стокса указывает 3 пути замедления криминга в разбавленныхэмульсиях-1-это уменьшение размеров капель эмульсии, нр при гомогенизации под давлением. Поскольку пищевые эмульсии являются полидисперсными, размер наибольших капель является критическим, т.е. определяющим скорость всего процесса. На практике даже после сильной гомогенизации, частичный криминг происходит из-за наличия в эмульсии капель, диаметр которых более 5мкм. Величина А2 рассчитывается

А² =ΣniAi5степени/ΣniAi3cтепень, где N - число капель с радиусом А. Число таких капель можно измерить с помощью специальных счетчиков. Такие испытания чаще всего проводят при подборе рецептур, либо для определения характеристик определенного оборудования, нр штуцеров Теоретически криминг может быть устранен выравниванием плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды. Поскольку разность плотностей растительного масла и воды составляет 102 кг/м3 эту разницу можно сократить на 50%.При создании условий, соответствующей кристаллизации масел ,а т ж добавлением сахара и спирта (при этом происходит выравнивание плотностей)Процесс криминга можно увеличить увеличивая вязкость основной фазы, если позволяют требования ,предъявляемые к эмульсии.

Флокуляция. Это самопроизвольный процесс, сопровождающийся уменьшением свободной энергии системы. Благодаря снижению поверхностной энергии в местах контакта капель при сохранении общей поверхности раздела.

Исследование агрегации капель затруднено, поскольку это явление не сопровождается макроэффектами. Кроме того эмульсии являются полидисперсными системами: получение много компонентов и разные размеры эмульсии. Отследить эти системы можно только статистически. Для начальной скорости флокуляции применяют светорассеивание, если при разбавлении образцов свойство эмульсии не изменяется. Для исследования флокуляции в грубых эмульсиях применяют оптическую, а более тонко измельченных электронную спектроскопию. Однако все получаемые данные не вполне однозначно отражают флокуляционные процессы, поскольку при приготовлении образца, процесс флокуляции видоизменятся, не отражает действительную картину процесса.

Физических тестов для определения агрегативной устойчивости эмульсии не существует, но изучение этой стадии очень важно, поскольку она предшествует коалисценцию и влияет на реологические свойства эмульсии.

Коалисценция. Это необратимый процесс окончательного разрушения эмульсии уменьшение свободной в результате коалисценции обеспечивается площади поверхности раздела (S) при постоянстве межфазного натяжения. Экспериментальное разделение флокуляции и коалисценции во времени не возможен ,для низкомолекулярных ПАВ поскольку эти 2 процесса следуют один за другим накладываясь во времени и в пространстве друг на друга. Для высокомолекулярных ПАВ (какими являются белки) интервал времени между флокуляции и коалисценции может быть значительна.

Влияние рН на коалисценцию.

Это один из параметров, который оценивается при стабилизации эмульсий с участием белков. При этом рассматривается 4 основных факторов влияния рН на стабильность эмульсии.

1.не полная растворимость некоторых белков в их изоэлектрической точке.

2. при PI (где I –электростатическое отталкивание между молекулами белка) минимальном жесткость слоев межфазных адсорбционных слоев максимальна. Это может способствовать стабилизации капель, против их деформации и разрушения.

3. поверхностный потенциал белковых пленок = 0, при рН=РI, при этом электростатическое отталкивание припятствует разрыву белковых межфазных адсорбционных слоев.

4. электростатическое отталкивание между отдельными частями молекулы адсорбированного белка – минимальна при рН=РI, что приводит к формированию более компактной конфигурации, следовательно снижается эффективность сферической стабилизации.

В настоящие время не существует обобщенной теории стабильности эмульсии, которую могли бы применить в практических целях. Эмпирическим путем выделено ряд физических факторов, влияющих на реогичность и стабильность эмульсии.

На креминг существенно влияют: размер капель, характер распределения капель на размерам, разность плотности дисперсионной фазы и дисперсионной среды, вязкость динамической фазы.

На флокуляцию существенно влияют: характер распределения капель по размерам, вязкость динамической среды, электростатическое и макромолекулярное взаимодействие между каплями.

На коалисценцию существенно влияют: характер распределения капель по размерам, вязкость динамической среды, вязкость дисперсионной среды и адсорбционных слоев, толщину межфазного адсорбционного слоя, кристаллизацию масляной фазы.

На реологию эмульсии влияют: характер распределения капель по размерам, вязкость динамической среды, кристаллизацию масляной фазы. В меньшей степени влияют: вязкость адсорбционных слоев, толщину межфазного адсорбционного слоя, макромолекулярное взаимодействие между каплями, кристаллизация водной фазы, размер капель, вязкость дисперсионной среды, электростатическое между каплями.