مقدمه
 

   همان طور که می دانید روغن و آب در هم حل نمی شوند و آن ها را غیر قابل اختلاط می‌نامند. چنانچه مخلوط روغن و آب را به شدت تكان دهيم دو مايع دريكديگر پخش شده و در نتيجه تشکیل امولسیون می‌دهند. وقتی یک امولسیون برای مدتی ساکن می‌ماند قطره‌های روغن شروع به جدا شدن از آب می‌کنند. برای متوقف کردن این فرایند از امولسی فایر استفاده می‌شود. امولسی‌ فایر در واقع از شکستن امولسیون جلوگیری می‌کند. از نمونه‌های امولسیون در صنایع غذایی می توان به شیر، کره، مارگارین، مایونز و بستنی اشاره کرد.

امولسی فایر‌ها
   امولسی فایر‌ها دسته بزرگی از ترکیبات هستند که به عوامل فعال سطحی یا سورفکتانت نیز معروفند. لغت سورفاکتانت برای مولکول‌هایی به کار می‌رود که به سطوح بین دوفاز فیزیکی مهاجرت کنند و از این رو در آن ناحیه غلظت بیشتری نسبت به سایر قسمت های دو فاز دارند. امولسی فایرها دارای خواص دو گانه چربی دوست (لیپوفیلیک) و آبدوست (هیدروفیلیک) می‌باشند. از طرفی امولسيون‌ها يا به صورت روغن در آب (O/W) و يا آب در روغن (W/O) مي‌باشند. امولسيون روغن درآب امولسيونی است كه در آن قطرات كوچك روغن تشكيل فاز پراكنده‌ایی را مي‌دهند و در آب پخش مي‌شوند درحالي كه در امولسيون آب در روغن قطرات كوچك آب در روغن پخش میگردند.
   با افزودن امولسی فایر به دو مایع که در حالت عادی غیر قابل اختلاط هستند کشش سطحی بین دو فاز کاسته می‌شود و از دو فازی شدن جلوگیری می‌شود. بنابراین دو مایع قادر خواهند بود که یک امولسیون تشکیل بدهند. از آنجا که یک امولسی فایر شامل بخش‌های محلول در آب و بخش‌های محلول در روغن است، وقتی به مخلوط آب و روغن اضافه می‌شود امولسی فایر برروی سطح تماس بین این دو مایع (آب و روغن) به صورت لایه نازکی قرار می‌گیرد به نحوی که بخش آب دوست آن به سمت آب و بخش چربی دوست به سمت روغن متمایل می‌گردد (شکل 1). عملکرد امولسی فایرهای مختلف ارتباط نزدیک به ساختمان شیمیایی آنها دارد.

 
   سورفکتانت‌هایی که عمدتاً در صنایع غذایی استفاده می‌شوند بصورت غیریونی مانند منوآمیل گلیسرول‌ها و استراسیدهای چرب ساکاروز، آنیونی مانند اسیدهای چرب و یا آمفوتری (یون دوقطبی) مانند لکیتین می‌باشد و امولسی فایرهای کاتیونی در صنایع غذایی کاربردی ندارند.
   لکیتین اولین بار از زرده‌ی تخم مرغ و دانه‌ی سویا  بدست آمد. زرده تخم مرغ به عنوان یک نوع امولسی فایر طبیعی در غذا کاربرد دارد. به عنوان مثال در تهیه سس مایونز این نقش را به خوبی ایفا می‌کند. از دیگر امولسی فایر‌ها می توان به صمغ گیاهان، تعدادی از اسیدهای چرب مانند استرات منیزیم، پالمیتات‌ها و گلیسریدها اشاره کرد. پکتین هم که در تعدادی از میوه‌ها یافت می‌شود یکی دیگر از امولسی فایر رایج در صنایع غذایی است.

 

لکیتین(Lecithin)

   از امولسی فایرها تنها در صنایع غذایی استفاده نمی‌شود. از دیگر کاربردهای آن، در صنایع دارویی و آرایشی برای تهیه لوسیون‌های ضدعفونی کننده و کرم‌ها و در صنایع فلزی برای آب کاری فلزات کاربرد دارند.
HLB
   یکی از خصوصيات مهم كه بر اساس آن امولسي فايرها را تقسيم بندي مي‌کنند بر اساس خصوصيت انحلال آن‌ها و یا به اصطلاح HLB مي‌باشد.  HLBمخفف Hydrophilic/Lipophilic Balance است که نسبت آب دوستی و چربي دوستی امولسی فایرها را نشان می‌دهد. بنابراین، براساسHLB ، به هر تركيب يك عدد از صفر تا 20 اختصاص داده می‌شود. به تركيبات محلول در روغن اعداد پايين و اعداد بالاتر به تركيباتي كه تمايل بيشتري به حلالیت در آب دارند اختصاص داده می‌شوند. وقتي تركيبي صد در صد آب دوست استHLB  آن حدود 20 و اگر صد درصد چربي دوست باشد عدد 1 به آن تعلق می‌گيرد.

   میزان HLB را می‌توان براساس تعداد گروه‌های چربی دوست وآبدوست از طريق فرمول زیر محاسبه نمود:

HLB=∑(hydrophilic group number) -∑(hydrophobic group number) +7
   معیار HLB به انتخاب امولسی فایر مناسب کمک می‌کند به طوری که امولسی فایرهایی با HLB پایین برای سیستم امولسیون آب در روغن (W/O) مناسب هستند و امولسی فایرهایی با HLB بالا برای امولسیون های روغن در آب (O/W) کاربرد دارند.
یک نمونه کاربرد امولسی فایر در تولید صنایع غذایی
   مارگارین، یک امولسیون آب در روغن (water/oil) است که پس از سرد شدن به صورت یک فاز نیمه جامد با ذرات آب پخش و پراکنده در آن، درمی‌آید. با جامد شدن فاز روغنی، پایداری و ثبات محصول به میزان زیادی افزایش می‌یابد.
امولسی فایر‌ها سه عمل مهم را در مارگارین انجام می‌دهند:
1-    کمک به تشکیل امولسیون.
2-    تغییر در ساختمان کریستالی روغن های نباتی.
3-    جلوگیری از به هم چسبیدن و متراکم شدن قطرات آب و پاشیدن آن در حین حرارت دادن مارگارین.
معمولا در مارگارین از مخلوط لسیتین یا استرهای اسید سیتریک و منو و دی گلیسیریدها به عنوان امولسی فایر استفاده می‌شود.
بهترین و موثرترین امولسی فایرها برای جلوگیری از تغییر در وضعیت کریستال های روغن، سوربیتان منو استئارات و استرهای اسید سیتریک منو گلیسریدها می‌باشند.
امولسی فایر مناسب برای مصرف در مارگارین باید در فاز روغنی محلول باشد. سایر امولسی فایرهای مورد مصرف در مارگارین شامل پلی سوربات‌ها و استر‌های اسید‌های چرب پلی گلیسرول هستند.

از دیگر نقش‌های امولسی فایرها در صنایع غذایی
الف- واکنش با نشاسته: اكثر امولسي فاير ها يك اسيد چرب خطي در مولكول خود دارند كه قادر به ايجاد تركيب با مولكول آميلوز است. اين ويژگي در به تاخير انداختن بياتی نان و كيك و كاهش چسبندگی در فرآورده‌های نشاسته‌ای مانند پوره سيب زمينی و پاستاها نقش بسيار مهمی دارد.

ب- ايجاد واكنش متقابل با پروتئين: امولسيون كننده‌ها داراي ساختار يونی، مي‌توانند در بعضی از فرآورده‌های غذايی با پروتئين‌ها وارد واكنش شده و ويژگی ساختاری اصلاح شده‌ای به وجود آورند. مثلا با گلوتن گندم واكنش داده و باعث افزايش الاستیسيته پروتئين شوند در نتيجه حجم نان را افزايش می‌دهند.

ج- اصلاح چسبندگی: برخی از امولسی فاير‌ها در فرآورده‌های غذايی حاوی بلورهای قند كه در چربي پراكنده هستند اضافه مي‌شوند و با ايجاد پوششی روی بلورهای قند، باعث كاهش چسبندگی می‌شوند. اين ويژگی در سیال بودن شكلات مذاب تاثير دارد و از حالت bloom يا شكوفه زدن بر روی شكلات ( ظاهر شدن چربي بر روي سطح شكلات) جلوگيری می‌كند.

د- ايجاد كف: امولسی فايرها كه اسيد چرب اشباع دارند قادر به پايدار كردن كف محلول‌های آبی هستند. بنابراين از عوامل ايجاد كف در دسرهای فوری خامه‌ای، می‌باشند.

ه- اصلاح بافت: عمل پيچيده‌ايی است كه روي نشاسته انجام می‌گيرد و باعث كاهش كلوخه شدن آن می‌شود. بطور مثال يكنواختی در ماكارونی و نان و كيك ايجاد می‌شود.

و- لغزنده كننده: امولسی فايرهايی مانند منو و دی گليسريدهای غير اشباع درچرب كردن منافذ اكسترودرها و درشكل دادن فرآورده‌ها مؤثر مي‌باشند. مانند كاهش چسبندگی آدامس وآبنبات.
ز- تغيير تبلور: تغيير حالت چند شكلی، و در واقع رشد بلورهای چربی می‌باشد كه فرآورده‌هایی مثل مارگارين و روغن‌های قنادی و شكلات ايجاد می‌کنند. بهينه سازی ابعاد بلورها در اين محصول‌ها باعث افزايش حالت خامه‌ايی  و اصلاح نتايج پخت می‌شود. از اين حالت در اصلاح فرآورده‌های شكری و قندی استفاده می‌شود.

ح- مرطوب كنندگی: اين تركيبات به طور معمول خود دارای اثر مرطوب كنندگی هستند. فقط بايد ويژگي ماده‌ای كه می‌بايست مرطوب شود مشخص شود. ممكن است باعث كاهش كشش سطحی بين مايع و جامد شده ودر نتيجه پخش شدن سريع‌تر مايع در سطح ذرات صورت می‌گیرد. مثلا دسرهايی كه با اسپری دراير خشك شده‌اند، پودر نوشابه‌ها، صبحانه‌های فوری، پودر قهوه و ...
ط- اصلاح پراكندگی يك مايع در مايع ديگر به منظور تشكيل محلول‌های زلال: بسياری از طمع ها و رنگ ها به يك امولسيون كننده نياز دارند كه حل شوند.