Эмульсия из рыбьего жира и воды

Некоторые жидкости трудно или вообще невозможно смешать. К ним относятся вода и жиры, вода и эфирные масла, вода и нефтепродукты. Смеси таких веществ называются эмульсиями и потребность в них очень велика. Барьер несмешиваемости удается преодолеть благодаря кавитационным процессам в ультразвуковом поле и получить эмульсии с размерами частиц менее 1..5 мкм. Эмульсии с такими размерами частиц являются устойчивыми длительное время и не расслаиваются в течении нескольких суток и даже месяцев.

Более подробную информацию по ультразвуковому эмульгированию можно посмотреть в монографиях «Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве» и «Применение ультразвука в промышленности».

Наиболее часто ультразвуковое эмульгирование применяется для:

• Приготовление ароматических эмульсий.
• Приготовление пищевых эмульсий.
• Обработка молока.
• Приготовление технологических эмульсий.
• Приготовление топливных эмульсий.

3.4.2 Процессы эмульгирования пищевых продуктов

(Хмелёв В.Н., Попова О.В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве: научная монография/ Алт. гос. Техн. Ун-т. им. И.И. Ползунова. — Барнаул: изд. АлтГТУ, 1997. — 160 с.)

Многие вещества в домашнем хозяйстве используются в виде эмульсий, например, различные майонезы, маргарины, кетчупы и т.п. Дробление жировых частиц молока до микроскопических размеров, т.е. получение мелкодисперсной жировой эмульсии, почти на треть повышает питательную ценность молока. Введение в тесто жировых эмульсий вместо жира улучшает качество хлебобулочных изделий. Жировые эмульсии могут использоваться для смазки форм и листов в хлебопечении, сохраняя до 90 % используемого в настоящее время жира [24]. В парфюмерном производстве очень эффективным является использование ароматических эмульсий эфирных масел. Получение лечебных эмульсий, заключающееся в равномерном распределении лекарственного жидкого препарата в воде, является в обычных условиях сложной задачей.

Устойчивость эмульсий, полученных с применением ультразвука, много выше, чем полученных обычным способом. Ещё одним важнейшим достоинством является сверхтонкое дробление лекарственного препарата (до 0,1–0,05 мкм), изменяющее его свойства настолько, что становится возможным неспецифический путь введения в организм. Например, камфорная эмульсия пригодна для внутривенного введения, а кукурузное масло для парентерального питания. Приготовленная с помощью ультразвука эмульсия оливкового масла в воде (в качестве эмульгатора использован лицитин) оказывается лишенной токсических свойств и способности вызывать жировую эмболию. При приготовлении лекарственных эмульсий с помощью фитомиксера необходимо учитывать, что для каждого вещества существует предельная концентрация получаемой эмульсии.

Максимальная концентрация эмульсий, получаемых с помощью ультразвука без применения стабилизирующих веществ, обычно не превышает 15 % (максимальная концентрация эмульсий, получаемых механическим взбиванием, меньше 15 %). Применение стабилизаторов (эмульгаторов) позволяет получать эмульсии с концентрацией более 50 %. Эта зависимость характерна в основном для эмульсий типа вода — масло, которые менее устойчивы. Полученные с помощью ультразвука эмульсии масел в воде сохраняют свою стабильность в течение нескольких месяцев и без эмульгаторов. При получении эмульсий эфирных масел (розового, укропного, мятного, пихтового, бархатцев и т.п.) эмульгаторы не используются, так как в составе масляной фазы имеется достаточное количество эмульгирующих природных компонентов — спиртов.

При получении лечебных масел (касторового, рыбьего жира, персикового, абрикосового, вазелинового, шиповникового и других) применение стабилизирующего вещества (например, поливинилового спирта в количествах, менее 1 %) позволяет получать более устойчивые эмульсии, чем без стабилизаторов. При использовании касторового масла за 1 мин обработки удается получить устойчивые эмульсии с концентрацией до 10 % без применения стабилизаторов. Эмульсия с концентрацией более 10 % получается грубодисперсной и расслаивается в течение нескольких часов.

Эмульсия касторового масла приготавливается с целью корригирования вкусовых качеств масла для внутреннего применения в педиатрической практике. Полученная в результате УЗ обработки эмульсия приятна на вкус, по виду напоминает молоко и устойчива в течение нескольких часов. Аналогичные результаты получаются при приготовлении эмульсии рыбьего жира. Эмульсия полностью утрачивает неприятный вкус и запах рыбьего жира. Приготовление эмульсий облепихового и шиповникового масел для внутреннего и наружного потребления в объемах 200–300 мл осуществляется в течение 1–2 мин.

В домашних условиях и аптеках можно приготавливать также:

— жидкость Шинкаренко (4,5 части рыбьего жира, 4,5 части воды, 1 часть поли-винилового спирта ) для наружного применения, хорошо распределяющуюся по поверхности мокнущих ожоговых ран;

— водновазелиновую эмульсию, стабилизированную поливиниловым спиртом (4:4:2), используемую как наружное защитное средство;

— для внутреннего и наружного потребления можно получать эмульсии мугроля, альбихтола, сульфиднострептоцидовую, стрептоцидовую, синтомициновую, нафталанской нефти, лечебных грязей и др.

При приготовлении эмульсий лечебных масел необходимо учитывать следующее.

1. Устойчивость эмульсий убывает в следующей последовательности: эфирные масла — рыбий жир — касторовое масло — вазелиновое масло.

2. Эмульсии эфирных и лечебных масел наиболее устойчивы при их получении при 40–45оС.

3. С помощью ультразвука трудно получить эмульсии высокой концентрации из очень вязких жидкостей: ланолина, глицерина и т.п.

4. При приготовлении эмульсий инструмент колебательной системы рекомендуется располагать ближе к границе раздела масло — вода.

5. Во избежание загрязнений трудноудаляемыми маслами рекомендуется приготавливать эмульсии в стеклянной посуде (например, стандартных стеклянных банках, стаканах и т.п.).

Эмульгирование с помощью ультразвука является наиболее эффективным способом получения эмульсий, и в том числе эмульсий из животных и растительных жиров [25]. Анализ возможностей получения и применения эмульсий позволяет рекомендовать их для производства колбасных изделий, вводя жировые эмульсии в фарш колбасных изделий вместо жира-сырца. Добавление в фарш эмульсии свиного жира позволяет увеличить его водосвязывающую способность, а, следовательно, повысить выход продукции и улучшить её качество. Используемые в этом случае эмульсии являются высококонцентрированными и поэтому при их получении необходимо использовать мощные стабилизирующие вещества с длинными молекулами, придающими эмульсиям высокую устойчивость. Наиболее доступным и эффективным эмульгирующим и стабилизирующим веществом является желатин. Разрушение в результате УЗ воздействия структуры раствора желатина способствует эффективной стабилизации эмульсии, т.к. отдельные капельки жира попадают внутрь ячеек сплошной сетки. Благодаря способности обломков структуры желатина к быстрому сращиванию, мельчайшие капельки жира остаются внутри ячеек восстановленной сетки и после снятия ультразвукового воздействия.

Технология получения жировых эмульсий заключается в последовательном получении с помощью УЗ аппарата раствора желатина и постепенном введении в раствор эмульгируемого расплавленного жира [26]. Максимальная эмульгирующая эффективность наблюдается при содержании желатина от 0,25 % до 1,0 %. Дальнейшее увеличение концентрации желатина не дает существенного эффекта, поэтому применение желатина в концентрациях более 0,75–1,0 нецелесообразно. При отсутствии желатинового раствора можно использовать в качестве стабилизатора эмульсий бульоны, получаемые при выварке кости или варке ветчинных изделий. Еще одним из самых доступных стабилизаторов является обезжиренное порошковое молоко. В этом случае для приготовления эмульсии свиного жира с концентрацией до 30 % необходима концентрация порошкового молока до 10 %. Получаемая при этом эмульсия является однородной и устойчивой в течение длительного времени.

Известно, что введение жировых эмульсий при производстве сосисок позволяет резко сократить выдержку мяса в рассоле, снизить затраты труда и использовать в производстве сборный и костный жиры. По данным, приведенным в той же работе, питание больных колбасными изделиями, содержащими жировые эмульсии, дает положительные результаты при лечении заболеваний печени и желчного пузыря. Кроме того, при введении в фарш высокодисперсной жировой эмульсии можно получать высококачественный готовый продукт из дефростированного мяса без предварительной выдержки в посоле.

Эмульгирующее действие ультразвука используется также для получения ароматических эмульсий в пищевой промышленности. В настоящее время широко используются маслянистые экстракты пряностей вместо порошкообразных специй. Высокая ароматичность экстрактов позволяет вводить их в количестве, в 20–30 раз меньшем, чем при использовании натуральных пряностей. Водные эмульсии получают из экстракта (например, душистого перца) при требующихся соотношениях воды и экстракта. Получаемые эмульсии сохраняют стабильность в течение неcкольких недель и даже месяцев.

При приготовлении эмульсий из экстрактов специй не следует предпринимать специальных мер охлаждения обрабатываемой жидкости, т.к. интенсивность запаха душистого перца не уменьшается при нагревании эмульсии до 100 oС и даже при её кипячении.

Введение жировых эмульсий вместо жира в хлебобулочные изделия (5 % подсолнечного масла) повышает их качество. Так, удельный объем хлеба увеличивается в этом случае в 1,3 раза, пористость в 1,1 раза, сжимаемость в 1,11 раза.

Во всех перечисленных случаях применение эмульсий, полученных с помощью ультразвука, дает положительные результаты.