Language
Country/Area
No result found
ừ sữa đến sô cô la: nhũ tương Ramsden đang thay đổi ngành công nghiệp thực phẩm như thế nà
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, độ ổn định của nhũ tương rất quan trọng để cải thiện chất lượng và giá trị thị trường của sản phẩm. Nhũ tương Ramsden, còn được gọi là nhũ tương Pickering, đã cách mạng hóa đáng kể quá trình sản xuất và tạo công thức của nhiều sản phẩm thực phẩm thông qua việc sử dụng các hạt rắn. Bài viết này sẽ khám phá các tính chất của nhũ tương Ramsden và các ứng dụng quan trọng của chúng trong ngành thực phẩm.
Khái niệm nhũ tương Ramsden có từ năm 1903, khi Walter Ramsden lần đầu tiên quan sát hiện tượng này và S.U. Pickering đã mô tả thêm về dạng nhũ tương vào năm 1907.
Đặc điểm đặc biệt của nhũ tương Ramsden là chúng có khả năng ổn định hỗn hợp nước và dầu tốt hơn bằng cách thêm các hạt rắn. Các hạt này có thể hấp phụ ở giao diện nước-dầu, do đó ngăn chặn sự kết tụ của các giọt dầu nhỏ, có thể cải thiện thêm tính ổn định của nhũ tương. Các nhũ tương như vậy có thể ở dạng dầu trong nước hoặc nước trong dầu, nhưng cũng có những hệ phức tạp hơn như nhũ tương nước trong nước và dầu trong dầu.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các đặc tính của hạt, chẳng hạn như tính kỵ nước, hình dạng, kích thước, cũng như nồng độ chất điện phân của pha liên tục và tỷ lệ thể tích của hai pha, có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của nhũ tương.
Khi dầu và nước được trộn lẫn, mà không có chất ổn định nào được thêm vào, các giọt dầu sẽ tự hòa vào nhau do năng lượng giảm. Tuy nhiên, khi chúng ta thêm các hạt rắn, chúng sẽ hấp thụ vào giao diện và tránh quá trình hợp nhất này. Đặc điểm góc tiếp xúc của các hạt này phản ánh tính kỵ nước của chúng. Nếu góc tiếp xúc của hạt thấp, hạt sẽ bị ướt phần lớn bởi giọt nước, khiến việc ngăn chặn sự hợp nhất của các giọt nước trở nên khó khăn. Trong các ứng dụng thực tế, độ ổn định đạt mức tối ưu khi góc tiếp xúc khoảng 90°.
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, dạng nhũ tương Ramsden phổ biến nhất là nhũ tương nước trong dầu, vì hầu hết các hạt hữu cơ đều ưa nước. Ví dụ, sữa đồng nhất là nhũ tương ổn định Ramsden có các protein sữa (casein) có khả năng hấp phụ trên bề mặt các giọt chất béo trong sữa và hoạt động như chất hoạt động bề mặt, do đó thay thế màng các giọt chất béo trong sữa bị hư hỏng trong quá trình đồng nhất. Ngoài sữa, các sản phẩm như sôcôla ít béo, nước sốt trộn salad và bơ thực vật cũng có thể sử dụng nhũ tương Ramsden trong công thức của chúng để cải thiện độ ổn định.
Với sự quan tâm ngày càng tăng đến các vấn đề về môi trường, sức khỏe và chi phí, nghiên cứu về nhũ tương Ramsden đã tiến triển nhanh chóng, đặc biệt là trong 20 năm qua.
Theo thời gian, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các hạt nano tổng hợp, có kích thước và thành phần có thể được kiểm soát chính xác, có thể đóng vai trò là chất ổn định cho nhũ tương Ramsden. Tuy nhiên, gần đây, các hạt hữu cơ tự nhiên cũng ngày càng được chú ý do có tính đột phá về hiệu quả chi phí và khả năng phân hủy sinh học, đồng thời có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên tái tạo. Những phát hiện này mở ra tiềm năng cho các giải pháp xanh hơn trong sản xuất thực phẩm.
Ngoài ra, nhũ tương Ramsden còn có tác dụng tuyệt vời trong các ứng dụng như kích thích dầu khí và xử lý nước. Một số nhũ tương Ramsden thậm chí vẫn ổn định trong điều kiện dạ dày và có khả năng chống lại quá trình phân giải mỡ bất thường ở dạ dày, khiến chúng có khả năng hữu ích trong hệ thống cung cấp qua đường uống và tăng cảm giác no.
Điều đáng chú ý là việc sử dụng các "hạt Janus" lưỡng tính, các hạt kỵ nước ở một mặt và ưa nước ở mặt còn lại, cũng giúp cải thiện độ ổn định của nhũ tương Ramsden.
Các hạt Janus này có năng lượng hấp phụ cao hơn trên giao diện lỏng-lỏng, do đó tăng cường độ ổn định tổng thể của nhũ tương. Tương tự như vậy, các hạt latex có thể được ổn định Ramsden và cuối cùng tạo thành lớp vỏ hoặc nang thấm, được gọi là lớp vỏ keo. Các giọt nhũ tương Ramsden cũng thích hợp làm khuôn mẫu cho các vi nang, tạo thành các nang không thấm nước. Ngoài ra, dạng giữ này cũng có thể được áp dụng cho nhũ tương nước trong nước (tức là các phân tán dung dịch polyme nước tách pha) và quá trình này cũng có thể đảo ngược được. Mặc dù vậy, các bong bóng siêu nhỏ ổn định của Ramsden cũng có triển vọng ứng dụng tốt trong các chất cản quang siêu âm.
Với việc nghiên cứu và ứng dụng nhũ tương Ramsden sâu hơn, tác động của nó đối với ngành công nghiệp thực phẩm sẽ ngày càng sâu sắc hơn. Ngành sản xuất thực phẩm sẽ phát triển theo hướng nào trong tương lai?
