Золи, суспензии, гели, пасты

Пасты и гели представляют собой, по сути однотипную дисперсную систему, типа твердо-жидкая. Данная система отличается размерами и концентрацией частиц дисперсной фазы. Золи – являются коллоидными растворами и относятся к высокодисперсным системам. В зависимости от дисперсионной среды различают гидро золи органозоли, пирозоли. Суспензии – являются средне- и грубодисперсными системами.

Гели и пасты являются производными от золей и суспензий.Золи: мука (частицы муки коллоидных размеров), крахмальная патока (фруктоза), вино и вино материалы (белки, дрожжи, микроорганизмы), томатный сок (пектины, частицы мякоти томата), овощные и фруктовые соки (частицы исходного сырья, пектины).

Суспензии: кукурузный крахмал, диффузионный сок сахарной свеклы (пектины, клетчатка), неочищенные растительные масла. Суспензии часто получаются в процессе приготовления пищи. Суспензии используются для некоторых технологических процессов (отбеливание растительного масла основано на использовании суспензии). При увеличении концентрации частиц дисперсной фазы системы из свободнодисперсных систем превращаются в связнодисперсные системы. Связнодисперсные системы, в которые переходят суспензии, называются пастами.

Пасты представляют собой концентрированные системы или осадок, который образуется в результате потерей суспензией седиментационной устойчивости.

Гелеобразование происходит в процессе перехода золя в гель и обусловлено возникновением пространственной структуры. К гелям можно отнести тесто, мармелад.

Эмульсии. Эмульсии представляют собой особый вид дисперсной системы, дисперсная фаза и дисперсионная среда которых являются взаимно нерастворимыми или плохо растворимыми жидкостями.

Специфическим свойством эмульсии является образование дисперсной системы со сферическими частицами дисперсной фазы в широком диапазоне ее концентраций от 0, 01 до 74%.Другим специфическим свойствам эмульсий является их способность к образованию фаз.

Фаза – гомогенная, т.е. одинаковая, однородная во всех точках, система. В зависимости от концентрации дисперсной фазы эмульсии могут быть разбавленными (V_об. ≤ 0, 1%), концентрированными (0, 1 < V_об. ≤ 74%) и высоконцентрированными (74% < V_об. ≤ 99%).

К последнему типу эмульсий относятся: маргарин, содержание масляной фазы в котором до 82%; сливочное масло – от 55 до 82%.

Значительная часть эмульсий относится к средне- и грубодисперсным системам, размеры частиц которых превышают 1 микрон; 1 микрометр. Например, майонез представляет собой концентрированную прямую эмульсию (М/В), где V_об. от 40 до 65%. Размеры жировых шариков от 1 до 10 микрон.

Устойчивость – эмульсий, определяющая время их жизни, является важным фактором, обуславливающим применение эмульсий. Эмульсии менее устойчивы, чем золи – они могут существовать сутками, месяцами, но не десятками лет.

Большинство эмульсий относится к лиофобным системам. Они не могут образовываться самопроизвольно, существуют ограниченное время и нуждаются в стабилизации. Лиофобные эмульсии – нуждаются в повышении их агрегативной устойчивости. Её можно достичь введением веществ – эмульгаторов, способных придать эмульсии устойчивость. Агрегативная устойчивость эмульсий – её устойчивость к процессам слияния капель с образованием агрегатов и с последующей их седиментацией (осаждением).

Разрушение и потеря агрегативной устойчивости проходят несколько стадий.Эмульгаторы, порой, определяют не только устойчивость, но и тип эмульсий.

В зависимости от взаимодействия с жидкой фазой эмульгаторы могут быть гидрофильные и гидрофобные. Гидрофобные эмульгаторы используют для получения эмульсий в пищевой промышленности.

Гидрофильные эмульгаторы наиболее распространены, и определяются как поверхностно-активные вещества (ПАВ).Например, такие ПАВ, как стеарат натрия (С₁₇Н₃₅СООNa) и аналогичные соли других металлов, других жирных кислот.

Получение эмульсий. Для получения эмульсий в пищевой промышленности используют следующие эмульгаторы: желатин, альбумин, крахмал, декстран, лецитин.

Эмульсии могут образовываться самопроизвольно. Искусственно их можно получить в результате механического диспергирования жидкости, гомогенизацией и другими способами.

Самопроизвольное эмульгирование характерно только для лиофильных систем. Полученные в этих условиях эмульсии полидисперсны, т.е. размер их капель характеризуется определенным разбросом.

Механическое диспергирование достигается перемешиванием, встряхиванием или вибрацией. Интенсификация процесса диспергирования возможно и при помощи ультразвука.

Гомогенизация – используется только для получения эмульсий; заключается в продавливании жидкости через тонкие отверстия. Образующиеся тонкие струйки жидкости не устойчивы и распадаются на капли, из которых формируется дисперсная фаза. Гомогенизация позволяет уменьшать размеры капель эмульсий, что повышает её устойчивость.