Dispersion System in Food

Food Chemistry I

KAFT 321

อาจารย์เปรมศิริ โรจน์สัจจะกุล

Contents

1. Emulsion

2. Foam

3. Hydrocolloid

Emulsion

Dispersed phase = liquid

Continuous phase = liquid

Microemulsion: Droplets size range 0.01 to 0.1 m

Macroemulsion: Droplets size range ~ 5 m

Emulsion

อิมัลชัน

ระบบคอลลอยด์ที่เป็นของเหลว

ตัวกลาง = ของเหลว

อนุภาคคอลลอยด์ = ของเหลว

ของเหลวชนิดหน่ึงกระจายตัวเป็นหยดเล็กๆ อยู่ในของเหลวอีกชนิด

ของเหลวท้ัง 2 ชนิด ไม่รวมตัวเป็นเน้ือเดียวกัน

เพิ่มความคงตัวของระบบอิมัลชัน

Emulsifying agent or emulsifier

Surface-active agents

ป้องกันไม่ให้อนุภาคคอลลอยด์รวมตัวกัน

อนุภาคคอลลอยด์กระจายตัว และคงตัวอยู่ในตัวกลาง

Emulsion

ตารางที่ 1 ส่วนประกอบที่พบในระบบคอลลอยด์

อาหาร

Macrocomponents Microcomponents

Water Emulsifiers

Lipids Minerals

Proteins Gums

Carbohydrates Flavors

Colors

Preservatives

Vitamins

Emulsion

ระบบอิมัลชันในอาหาร อิมัลชันชนิดน้้ามันในน้า้ (oil in water) = O/W

ตัวกลาง = น้้า

อนุภาคคอลลอยด์= น้้ามัน

น้้านม น้้าสลัด มายองเนส ครีม ไอศกรีม อิมัลชันของเนื้อสัตว์ แป้งโด (dough)

อิมัลชันชนิดน้้าในน้้ามัน (water in oil) = W/O

ตัวกลาง = น้้ามัน

อนุภาคคอลลอยด์ = น้้า

เนย มาการีน

O/W และ W/O emulsion = two phase emulsions

W/O/W หรือ O/W/O emulsion = multiple emulsion

อนุภาคตัวกลาง กระจายอยู่ในอนุภาคคอลลอยด์อีกชั้น

Emulsion

Types of Emulsion

Oil-in-water (O/W) emulsion Water-in-oil (W/O) emulsion

Water

Oil

m

Emulsion

Two-phase-emulsion : O/W or W/O emulsion

Multiple emulsion : W/O/W or O/W/O emulsion

Emulsion Preparation

ใช้พลังงานกลเพื่อให้เกิดอิมัลชัน

เพื่อชนะแรงตึงผิวระหว่างของเหลวทั้งสอง

ใช้แรงเพื่อเคลื่อนที่เม็ดไขมันให้ห่างออกมา

แรงท าให้เกิดความปั่นป่วนอย่างรุนแรงและเหมาะสม

ไขมันได้รับแรงเฉือน = แตกเป็นเม็ดเล็กๆ

O/W emulsion

ละลาย hydrophilic emulsifier ในน้ า

ค่อยๆ เติมน้ ามัน และ กวน

Emulsion

W/O emulsion

ละลาย lipophilic emulsifier ในน้ ามัน

ค่อยๆ เติมน้ า และ กวน

Homogenization

การกวนเพื่อท าให้ของเหลวสองส่วนที่ไม่ละลายเข้าด้วยกัน เกิดเป็นอิมัลชัน

Primary homogenization

การเตรียมอิมัลชันจากของเหลวที่ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน

Coarse emulsion

Secondary homogenization

การท าให้อนุภาคคอลลอยด์ของอิมัลชันมีขนาดเล็กลง

Fine emulsion

Emulsion

Homogenization

เวลาในการผสม

2-3 วินาทีแรก : เม็ดไขมันมีขนาดลดลงอย่างรวดเร็ว

เม็ดไขมันแตกตัวมากกว่ารวมตัวกัน

เม็ดไขมันมีขนาดเล็กท่ีสุด : เวลาในการผสม < 5 นาท ี

เวลาในการผสมมากเกินไป : เม็ดไขมันมีขนาดใหญ่ขึ้น

เมื่อเม็ดไขมันแตกตัวถึงจุดสูงสุด

เกิดการรวมตัวกันของเม็ดไขมัน มากกว่าการแตกตัว

คุณภาพของอิมัลชันลดลง

เพิ่มอุณหภูมิขณะผสม

แรงตึงผิวและความหนืดของเม็ดไขมันลดลง

Emulsion

Homogenization

เพิ่มอุณหภูมิขณะผสม

ประสิทธิภาพของอิมัลซิไฟเออร์ลดลง

การดูดซับอิมัลซิไฟเออร์ทีบ่ริเวณผิวของอนุภาคไขมันลดลง

ผสมอิมัลชันได้ง่ายขึ้น แต่อาจไม่อยู่ตัว

Homogenization methods เครื่องกวน (High Speed Blender)

เครื่องคอลลอยด์มิลล์ (Colloid Mills)

เครื่องโฮโมจีไนเซอร์

(High-pressure valve Homogenizer)

เครื่องอัลตราโซนิก (Ultrasonic Homogenizer)

Emulsion

High Speed Blender

ใบพายติดอยู่กับแกนที่หมุนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า

ความเร็วรอบในการกวน 20-2,000 รอบต่อนาที

เตรียมของเหลวเริ่มต้น มีความหนืดต่้าถึงปานกลาง

ขนาดอนุภาค 2-20 m

Coarse emulsion

Emulsion

Colloid Mill

ของเหลวเริ่มต้นเป็น coarse emulsion มีความหนืดปานกลางถึงสูง

Meat paste, peanut butter

ความเร็วของ rotor 1,000-20,000 รอบต่อนาท ี

ขนาดอนุภาคขึ้นกับ

ช่องว่างระหวา่ง rotor กับ stator

ความเร็วในการหมนุ

ชนิดของ rotor และ stator

ขนาดอนุภาค 1-5 m

Emulsion

High-pressure valve

Homogenizer

ของเหลวเริ่มต้นเป็น coarse emulsion

มีความหนืดต่้าถึงปานกลาง

ใช้แรงดันสูง 3-20 mPa

ขนาดอนุภาค 1 m

Emulsion

Ultrasonic Homogenizer

คลื่นอัลตราโซนิก ( > 20,000 Hz)

ของเหลวเริ่มต้นไม่เป็นเนือ้เดียวกัน

ผ่านคลื่นเสยีงเขา้ไปในของเหลวชนิดใดก่อนแลว้เติมของเหลวอีกชนิดลงไป ของเหลวที่ได้รับคลื่นก่อนเป็นอนุภาคคอลลอยด์

ขนาดอนุภาค < 1 m

Emulsion

ตารางที่ 2 การเปรียบเทียบเครื่องโฮโมจิไนซ์ชนิด

ต่างๆ ที่ใช้ในการเตรียมอิมัลชัน

Homogenizer Throughout Minimum Sample viscosity

droplet

size (m)

High-speed

Blender Batch 2 Low to medium

Colloid mill Continuous 1 Medium to high

High-pressure

Homogenizer Continuous 0.1 Low to medium

Ultrasonic

Probe Batch 0.1 Low to medium

Ultrasonic jet

Homogenizer Continuous 1 Low to medium

Emulsion

กลไกการเกิดอิมัลชัน

ผสมของเหลว 2 ชนิด และเขย่าให้เข้ากัน

แรงตึงผิวท าให้อนุภาคของเหลวรวมตัวเข้าหากัน เกิดการแยกตัวออกจากของเหลวอีกชนิดหน่ึง เพื่อลดแรงตึงผิวให้น้อยที่สุด

ของเหลวแยกตัวลอยอยู่ชั้นบน (creaming)

ของเหลวแยกตัวอยู่ชั้นล่าง (sedimentation)

Breaking

การรวมตัวของอนุภาคคอลลอยด์ (น้ ามัน) จนน้ ามันแยกออกจากน้ า

ขนาดอนุภาคคอลลอยด์เล็กมาก = พื้นที่ผิวมาก

ขนาดอนุภาคคอลลอยด์ใหญ่ = พื้นที่ผิวน้อย

Emulsion

OilOil

WaterWater

Oil

Water

Agitation

Separate rapidly into two

clear defined layers

OilOil

WaterWater

Oil

Water

Agitation

Separate rapidly into two

clear defined layers

Emulsion

Emulsion

Temporary emulsion

การเกิดอิมัลชันชั่วระยะเวลาสั้นๆ

Emulsion

Permanent emulsion

เติม emulsifying agents or emulsifiers

Emulsifier= protective coating ให้กับอนุภาคน้ ามัน

Emulsifier แทรกตัวอยู่ระหว่างผิวของอนุภาคและตัวกลาง

อนุภาคคอลลอยด์จะไม่สามารถรวมตัวกันได้

อิมัลชันมีความคงตัว

Emulsion

การท้าอิมัลชันชนิด o/w ให้มีความคงตัว

ท้าให้อนุภาคคอลลอยด์มีประจุไฟฟ้าอยู่ที่ผิว

An anionic surfactant gives the emulsion droplets a negative charge: fatty acids

Emulsion

การท้าให้อิมัลชันมีความคงตัว

ท้าให้เกิดฟิล์มของโปรตีน หรือ สารลดแรงตึงผิว รอบๆ อนุภาคคอลลอยด์

โปรตีน ที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์ที่ดี ต้องคลายเกลียวได้ง่ายที่ผิวร่วมระหว่างน้้ามันกับน้้า

น้้านม : ฟิล์มที่ล้อมรอบอนุภาคไขมันเป็น

complex film ของ ฟอสโฟลิพิด

คอลเลสเตอรอล สเทอรอยด์ และโปรตีน

Emulsion

การท้าให้อิมัลชันมีความคงตัว

น้ านม

การโฮโมจิไนเซชัน และการให้ความร้อน

เม็ดไขมันแตกออก ขนาดเล็กลง

ระบบอิมัลชันคงตัวอยู่ได้หลังจากการฆ่าเช้ือ โดย

โปรตีนเคซีน และ โปรตีนเวย์ เกิดการคลายเกลียว

โปรตีนถูกดูดซับที่ผิวระหว่างไขมันและน้ า

เม็ดไขมันถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของโปรตีน กระจายตัวอยู่ในเฟสของน้ า

โมเลกุลของโปรตีนท าหน้าที่กีดขวางไม่ให้เม็ดไขมันรวมตัวกัน

Emulsion

Emulsifier

W/O emulsion : แคลเซียมโอลีเอต คอเลสเทอรอล

O/W emulsion : โปรตีน เดกซ์ทริน เลซิทิน โมโนและ

ไดกลีเซอร์ไรด์

มายองเนส : ไข่แดง (เลซิทิน)

phosphatidyl chlorine

Emulsion

Lecithin

สารประกอบของไขมันและฟอสฟอรสั

โมเลกุลประกอบด้วย phosphoric acid, chlorine, fatty acid, glycerol, glycolipids, triglycerides, and phospholipids

e.g. phosphatidyl chloline, phosphatidyl ethanolamine, phosphatidyl inositol, and phosphatidic acid

พบมากใน ไข่แดง นม สมอง ตับ ไต ถั่วเปลือกแข็ง ปลา ธัญพืช น้ ามันพืช และสัตว์

กระจายตัวในน้ าได้ดี ละลายได้ดีในน้ ามันขณะอุ่น

เป็นอิมัลซิไฟเออร์ที่ด:ี มีทั้งส่วนท่ีเป็น lipohpilic และ lipophobic

ไวต่อความร้อนมาก temp. > 70C จะเสื่อมเสียเร็ว

Emulsion

Lecithin การเติมเลซิทินในผลิตภัณฑ์อาหาร

มาการีน ท าให้น้ ารวมตัวกับน้ ามัน และป้องกันการกระเด็นของน้ ามัน

เครื่องดื่มโกโก้ ช่วยท าให้ส่วนผสมที่ไม่ค่อยละลายน้ า สามารถลายน้ าได้เร็วขึ้น

การท้าให้อิมัลชันมีความคงตัว ท าให้อิมัลชันมีความหนืดสูงขึ้น

เติม แป้ง ไฮโดรคอลลอยด์ หรือ สารเพิ่มความหนืด (thickener)

อนุภาคคอลลอยด์เคลื่อนที่ช้าลง Brownian movement ลดลง อนุภาคไม่มีโอกาสที่จะรวมตัวกัน

Emulsion

การท้าให้อิมัลชันมีความคงตัว

ท าให้อิมัลชันมีความหนืดสูงขึ้น

ไม่เกิดการแยกตัว

การสูญเสียความคงตัวของระบบอิมัลชัน Flocculation : อนุภาคในเฟสที่กระจายตัวมาเกาะกลุ่มกัน

อนุภาคคอลลอยด์เคลื่อนที่แบบ Brownian movement

การเร่งการเกาะกลุ่มกันของอนุภาคคอลลอยด์

เพิ่มอุณหภูมิ : เพิ่มพลังงานให้ระบบ อนุภาคเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น

เพสต่อเนื่องไม่มีคุณสมบัติเหมาะต่อการกระจายตัวของอนุภาคคอลลอยด ์

เติมไอออน (สารละลายอิเล็กโทรไลต)์

ปรับ pH

Emulsion

การสูญเสียความคงตัวของระบบอิมัลชัน

Flocculation : อนุภาคในเฟสที่กระจายตัวมาเกาะกลุ่มกัน

การแก้ไขหลังการเกิด flocculation

การตี หรือกวน

ปรับ pH

ปรับความเข้มข้นของไอออน

Coalescence

การหลอมรวมตัวของอนุภาคคอลลอยด์เป็นอนุภาคทีใ่หญ่ขึ้น

Emulsion

Emulsion

Emulsion

ความแตกต่างระหวา่ง Flocculation & Coalescence

Flocculation Coalescence อนุภาคมีขนาดและรปูร่างเดิม อนุภาคสูญเสียรูปร่าง มีขนาดใหญ่ขึ้น Reversible reaction Non-reversible reaction

Orthokinetic flocculation

การกวนเบาๆ ท้าให้อิมัลชันรวมตัวกนั อนุภาคขนาดเล็ก และขนาดใหญ่มีความเร็วในการเคลื่อนที่

แตกต่างกัน ฟิล์มของ protective colloid ถูกท้าลาย อนุภาคขนาดใหญ่เคล่ือนทีเ่ร็วเข้าไปกระทบกับอนุภาคขนาดเล็ก

ที่เคลื่อนที่ช้ากวา่ และจับตัวกัน

การกวนด้วยความเร็วสูง อนุภาคคอลลอยดแ์ตกออกเป็นเม็ดเล็กๆ อิมัลชันมีความคงตัว

Emulsion

Aggregation การรวมมวล

การหลอมรวมตัวเกิดต่อเนื่องเกิดอนุภาคคอลลอยด์ขนาดใหญ ่

ความแตกต่างระหว่าง ความหนาแน่นของอนุภาคคอลลอยด์และเฟสต่อเน่ือง มีมาก

น้ ามันกับน้ า แยกช้ันเป็นครีม : น้ ามันลอยอยู่บนของเหลว (creaming)

โปรตีนกับน้ า :

การรวมมวลเป็นไปอย่างรวดเร็ว

โปรตีนแยกชั้นตกตะกอน (sedimentation)

การรวมมวลเกิดขึ้นอย่างช้าๆ

โปรตีนมีเวลาจัดเรียงอนุภาคอย่างมีระเบียบ

เกิดโครงสร้างของเจล สามารถอุ้มน้ าไว้ได้

Emulsion

Partial coalescence

เกิดการหลอมรวมตัวบางส่วนของเม็ดไขมันบางส่วน

อนุภาคคอลลอยด์มีการเกาะกลุ่มและการหลอมรวมตัว

การลดอุณหภูมิ : น้้ามัน ผลึกน้้ามัน

มองเป็นรูปร่างของผลึกน้้ามันเป็นอนุภาคชัดเจน

ผลึกน้้ามันเชื่อมต่อเม็ดไขมันเข้าด้วยกัน

เกิดเป็นรูปร่างของอนุภาคไขมันที่เกิดการหลอมรวมตัวกันบางส่วน

ผลิตภัณฑ์ที่มีการตีอัดอากาศ: ไอศกรีม วิปป์ครีม

มีโครงสร้างของเม็ดไขมันที่อุ้มฟองอากาศ

Emulsion

Partial coalescence วิปป์ครีม

ปั่นแยกไขมันออกจากของแข็งในนมที่ละลายน้ า

การตีอัดอากาศ ที่อุณหภูมิต่ า

ฟองอากาศคงตัวอยู่ได้โดยอนุภาคเม็ดไขมันท่ีเกิดการหลอมรวมตัวบางส่วนท าหน้าที่เป็นอนุภาคห่อหุ้มฟองอากาศ

ไอศกรีม

รักษาความคงตัว ไม่เกิดการแยกช้ันของไขมัน และการแตกของฟองอากาศโดย

อนุภาคเม็ดไขมันเกิดการหลอมรวมบางส่วนท าหน้าที่เป็นอนุภาคห่อหุ้มฟองอากาศ

อาศัยการเปลี่ยนสถานะของเฟสของน้ าเป็นผลึกน้ าแข็งจากการลดอุณหภูมิ

Emulsion

วิปป์ครีม (whipped cream)

Emulsion

การเกิดการหลอมรวมตัวบางส่วนของผลึกไขมัน (fat crystal) และ น้ ามัน (liquid fat)

ไอศกรีม

Butter Structure

Emulsion

การท้าลายอิมัลชัน แยกอิมัลซิไฟเออร์ออก

ท าลายฟิล์มที่อนุภาคคอลลอยด์ดูดซับ

ท าให้ประจุที่ผิวของอนุภาคคอลลอยด์หมดไป

Physical methods

การหมุนเหว่ียง (centrifugation)

การลดความหนืดด้วยความร้อน

การก าจัดน้ าออก

การคนหรือกวน (stir)

วิธีทางเคมี :

เติมสารอิเล็กโทรไลต์ที่มีประจุตรงข้ามกับอนุภาคคอลลอยด ์

เติมคอลลอยด์ที่มีประจุตรงข้ามกับอนุภาคคอลลอยด์

เติมสารเคมีเพื่อท าปฏิกิริยากับอิมัลซิไฟเออร ์ให้เป็นสารประกอบใหม ่

Emulsion

การท้าลายอิมัลชัน การแช่แข็ง O/W emulsion

อิมัลชันแตกตัว

น้ าเกิดผลึกดันเม็ดไขมันไปอยู่รวมกัน

สารอิเล็กโทรไลต์มีความเข้มข้นเพิ่ม ประจุบนเม็ดน้ ามันลดลง

น้ าเกิดการเย็นตัวยิ่งยวด

เกิดผลึกน้ าแข็งขนาดใหญ่ดันเม็ดไขมันให้มีรูปร่างเปล่ียนไป มีรูปร่างยาวตามลักษณะผลึกน้ าแข็ง

น้ ามันถูกดันมาสัมผัสกัน

เมื่อ temp. ของผิวเม็ดน้ ามันใกล้จุดเยือกแข็ง

โมเลกุลของอิมัลซิไฟเออร์หยุดเคลื่อนไหว

เม็ดน้ ามันเกิดการรวมตัว

เมื่อน าอิมัลชันมาละลายน้ าแข็ง

เม็ดน้ ามันมีขนาดใหญ่ขึ้น

Emulsion

การเปลี่ยนระบบอิมัลชัน (Phase Inversion)

O/W emulsion W/O emulsion

W/O emulsion O/W emulsion

เกิดเนื่องจากสภาวะเหมาะส้าหรับอิมลัชันระบบใหม่มากกว่า

เกิดเนื่องจาก

อนุภาคคอลลอยดม์ีความเข้มข้นสูงเกินไป

เฟสกระจายมีความเข้มข้น

มากเกินไป

การใส่เกลือบางชนิด

การใช้ความรอ้นสูง

การแช่แข็ง

เค้กเนยที่อยู่ในรูป batter

(O/W emulsion)

อบ (W/O emulsion)

ตารางที่ 4 คุณสมบัติของโปรตีนที่ใชเ้ป็นอิมัลซิไฟเออร์ในการท าให้ เกิดอิมัลชันและการรักษาความคงตัวของอิมัลชัน

ผลิตภัณฑ์ ความสามารถในการ ความคงตัวของอิมัลชัน

โปรตีน ท าให้เกิดอิมัลชัน (EC) (ES, %) ภายหลัง (g น้ ามัน/ g โปรตีน) 24 ชั่วโมง 14 วัน

Soy flour 184 100 100

Liquid egg

white 215 0.0 2.5

Casein 336 5.2 41.0

Whey

Powder 190 100 100

Soluble

Collagen 16 92.2 83.1

Meat

Protein 216 4.2 6.0

Bovine

Albumin 296 0.7 11.1

Emulsion

Emulsion

Emulsifying capacity, EC

ปริมาณน้้ามันเป็นกรัมที่สารอิมัลซิไฟเออร์สามารถท้าให้เกิดเป็นอิมัลชัน

Emulsion stability, ES

ปริมาณน้้ามันที่แยกชั้นภายหลังเก็บรักษา 24 ชม. และ 14 วัน

Emulsion

Mayonnaise ไขมันเป็นองค์ประกอบหลัก

อิมัลชันของน้ ามันในน้ า

ไข่แดงเป็นอิมัลซิไฟเออร์

ประกอบด้วย น้ าส้มสายชู น้ ามันสลัด ไข่แดง เกลือ น้ าตาล และเครื่องเทศอื่นๆ

ประกอบด้วยน้ ามันไม่น้อยกว่ารอ้ยละ 65

Salad dressing ประกอบด้วย น้ าส้มสายชู น้ ามันสลัด ไข่แดง แป้งสุก (starch

paste) เกลือ น้ าตาล และเครื่องเทศ

แป้งสุกท าหน้าที่เป็น thickener ให้ความข้นและความคงตัวและเป็น protective colloid ขัดขวางไม่ให้หยดน้ ามันรวมตัวกัน

แป้งสาลี แป้งข้าวโพด แป้งที่ผ่านการดัดแปร

ประกอบด้วยไขมันไม่น้อยกวา่ร้อยละ 30 และไม่เกินร้อยละ 65 และไข่แดงไม่น้อยกว่าร้อยละ 4

Foam

Dispersed phase (เฟสกระจาย) = แก็ส

Continuous phase (เฟสต่อเนื่อง) = ของเหลว

ฟองอากาศถูกล้อมรอบด้วยฟิล์มบางๆ ของของเหลว

การท้าให้อากาศกระจายตัวเป็นฟองเล็กๆ แทรกอยู่ในของเหลว

เครื่องตี เครื่องปั่น

Foaming agents = สารช่วยท าให้เกิดโฟม

ช่วยให้โฟมมีความคงตัวอยู่ได้นานขึ้น

Foam

Foam structure

Foam

ชนิดของโฟม

โฟมชนิดไม่คงตัว (unstable foam)

โฟมที่เกิดจากการละลายของกรดไขมัน ที่มีน้ าหนักโมเลกุลต่ า

Surfactants = ช่วยให้โฟมมีความคงตัวได้นาน

โฟมชนิดคงตัว (metastable foam)

โฟมที่เกิดจากโปรตีน

ไม่ต้องอาศัยสารช่วยท าให้เกิดโฟม

การตีท าให้เกิดการรวมตัวกันของโปรตีน

เกิดการแข็งตัวของโปรตีนที่ผิวของอนุภาคฟองอากาศ

โฟมเกิดความคงตัว

โฟมของไข่ขาว (meringues)

โฟมของเจลาติน (marshmallow)

โพมจากนม (whipped cream)

Foam

โพมจากนม (milk foam)

Source: http://www.jimseven.com/2006/06/13/foams/

Surfactant = whey protein (beta-lactoglobulin)

Foam

ปัจจัยที่มีผลต่อความคงตัวของโฟม

ความหนืดของอิมัลชัน

ของเหลวมีความหนืดสงู โฟมมีความคงตัว

ของเหลวที่มีแรงตึงผิวต่้า

ของเหลวมีพื้นที่เพิ่มขึ้นรอบๆ ฟองอากาศ

ฟองอากาศไม่บีบตัว แตกเร็วเกินไป

ของเหลวความดันไอต่้า

ของเหลวระเหยได้ช้า กลายเป็นไอได้ยาก

สารช่วยท้าให้โฟมแข็งตัว

โปรตีนเสียสภาพจากการตี ท้าให้โฟมมีความแข็งตัว

การมีประจุไฟฟ้าอยู่บนผิวของฟิล์ม

Foam

สารท้าลายโฟมและสารยับยั้งการเกิดโฟม

Antifoaming agents

สเปรย์ อีเทอร์ (ether) และออกทานอล (octanal) ลงบนโฟม = การท าลายโฟม

ท าให้มี surface activity สูง

ความดันที่ผิวโฟมเพิ่มขึ้น

แทรกตัวไปแทนท่ีสารช่วยท าให้เกิดโฟม ตามฟิล์มของของเหลว

โฟมไม่สามารถคงตัวอยู่ได้

การยับยั้งการเกิดโฟม

การใส่พอลิเอไมด์ และซิลิโคนลงใน boiler

ป้องกันไม่ให้เกิดโฟม หรือฟองอากาศขณะน้ าเดือด

Foam

ความคงตัว : คุณภาพไข่ขาว ความเข้มข้นของโปตีนในไข่ขาว pH อุณหภูมิ การตี การมีน้้าตาลปน

ไข่ขาวที่มีความข้น (thick white) เกิดโฟมได้ดีกว่าไข่ขาวที่มีเนื้อบาง (thin white)

ไข่ขาวเนื้อบางเกิดฟิล์มได้ปริมาณ > ไข่ขาวข้น

การเติมน้้าหรือไข่แดง : โฟมมีความคงตัวลดลง

ชนิดของโฟมในอาหาร โฟมของไข่ขาว (Egg white foams)

Meringue

Foam

ชนิดของโฟมในอาหาร

โฟมของเจลาติน (Gelatin foams)

สารละลายเจลาติน ที่ room temp. ท าให้เกิดโฟมได้ทันที

มีแรงตึงผิวต่ า

การแช่แข็งโฟม : เจลาตินที่เกาะอยู่ที่ผิวของอนุภาคโฟมจะแข็งตัว

โฟมมีความคงตัว โฟมค่อนข้างแข็ง เมื่อเจลาตินยังเย็นจัดอยู่

การท าเจลาตินโฟม

ละลายเจลาติน ปล่อยให้มีความหนืดเท่ากับครีม

ตีสารละลายเจลาตินให้เกิดโฟม โดย เครื่อง rotary beater

แช่เย็นให้โฟมแข็งตัว

Foam

ชนิดของโฟมในอาหาร

การท าเจลาตินโฟม

ถ้าปล่อยให้สารละลายเจลาตินเริ่มแข็งตัว

การตีให้เป็นโฟม มีอนุภาคเล็กๆ ท่ีสัมผัสได้ด้วยลิ้น

คุณภาพของโฟมเสีย

Gelatinous particles = อนุภาคเล็กๆ ที่เกิดจากการตีโฟมเมื่อเจลาตินเริ่มแข็งตัว

เจลาตินโฟมที่มีคุณภาพ: เน้ือเนียน เนื้อสัมผัสสม่ าเสมอ

ปริมาตรของเจลาตินโฟม เพิ่มขึ้น 3 เท่าของปริมาตรเริ่มต้น

Foam

ชนิดของโฟมในอาหาร

การท าเจลาตินโฟม

การตีไม่เพียงพอ

ปริมาตรโฟมลดลง

มีของเหลวเหลืออยู่มาก

การใส่กลิ่นในเจลาตินโฟม

ใส่สารให้กลิ่นในปริมาณมากกว่าผลิตภัณฑ์อื่น

การเกิดโฟมท าให้ความเข้มข้นของสารให้กลิ่นลดลง

โฟมของผลิตภัณฑ์นม (Dairy foams)

โปรตีนในน้ านมมีแรงตึงผิวต่ าท าให้เกิดโฟมได้ง่าย

Foam

ชนิดของโฟมในอาหาร

โฟมของผลิตภัณฑ์นม (Dairy foams)

เตรียมจากนมผงปราศจากไขมัน (skimmed milk)

โฟมที่มีปริมาตรมากแต่ไม่ค่อยคงตัว

เติมเจลาตินเพื่อเพิ่มความคงตัว

ครีม

เม็ดไขมันที่แยกตัวออกจากนม

Whipping cream มีไขมัน ~ 35%

เกิดโฟมที่มีความคงตัวเมื่อเย็นจัด

ถ้าความเย็นไม่เพียงพอ

» ลักษณะเน้ือเป็นของเหลว

» โฟมมีความคงตัวยาก

Foam

heavy whipping cream whipped cream

Marshmallow

การตีอากาศเข้าไปในน้้าเชื่อมผสมโปรตีน

ไม่มีไขมันเป็นส่วนประกอบ

อากาศท้าหน้าที่เพิ่มปริมาตรและท้าให้เนื้อสัมผัสนุ่มเบา

กระบวนการผลิต ต้มส่วนผสมที่เป็นน้้าเชื่อมจนได้ความเข้มข้นที่ก้าหนด

ท้าให้เย็น

เติมสารท้าให้เกิดเจลแล้วตีจนได้โฟม

สารท้าให้เกิดเจล

ไข่ขาวจะให้เจลที่เบาและค่อนข้างนิ่ม

เจลาตินจะได้เจลที่มีความเหนียวหนืดเล็กน้อย เนื้อเจลจะเบามาก

Hydrocolloid

โพลิเมอร์ที่มีน้ าหนักโมเลกุลสูง

ละลายในน้ าปริมาณมากได้ด ี

ท าให้สารละลายข้นหนืด

โมเลกุลของไฮโดรคอลลอยด์ดูดซับน้ าและคลายตัวออก ไม่เกาะเกี่ยวกันแน่นหนา กลายเป็นโมเลกุลสายตรงยาว

ท าให้เกิดเจล

ท าให้เกิดความคงตัว โดยการอุ้มสารทั้งท่ีละลายน้ าและไม่ละลายน้ า ไว้ในรูปของการแขวนลอย ไม่มีการแยกชั้น

วุ้น (Agar) Colloidal polygalactoside

Agarose & agaropectin

สกัดได้จากสาหร่าย

ละลายได้ดีในน้ าที่ร้อน > 90C

ต้องละลายให้หมดก่อนน าไปผสมกับส่วนประกอบอื่น

Hydrocolloid

วุ้น (Agar)

มีประสิทธิภาพในการเกิดเจลสูงมาก

เพียงร้อยละ 1-2 ก็ท าให้เกิดเจลได ้

คาราจีแนน (Carrageenan) โพลีแซคคาไรด์ที่สกัดจากสาหร่ายสีแดง

ที่ผลิตได้มี 3 ชนิด

คาราจีแนน แคปปา (kappa ()-carrageenan)

คาราจีแนนไอโอตา (iota ()-carrageenan)

คาราจีแนแลมบ์ดา (lambda ()-carrageenan)

ประกอบด้วยน้ าตาล D-galactose ต่อสลับกันด้วย

-(1-3) และ -(1-4) บางจุดมีซัลเฟตเกาะอยู่

จ านวนและต าแหน่งของหมู่ซัลเฟต ท าให้คาราจีแนนแตกต่างกัน

คาราจีแนน แคปปา และ คาราจีแนน ไอโอตาเท่าน้ันท่ีเกิดเจลได้

Hydrocolloid

คาราจีแนน (Carrageenan)

คาราจีแนนแคปปาละลายในน้ าอุ่น 60-70C

คาราจีแนนไอโอตาละลายในน้ าอุ่น 55C

คาราจีแนนแลมป์ดาละลายได้ในน้ าเย็น

เจลาติน (Gelatin)

โปรตีนท่ีได้จากการไฮโดรไลซ์คอลลาเจน (fibrous protein collagen) ได้แก่

เน้ือเยื้อเกี่ยวพัน (connective tissue), กระดูก และ เอ็นของสัตว ์

หนังหมู หนังวัว และกระดูก

ท าให้เกิดเจล เป็นสารให้ความหนืด ช่วยให้เกิดความคงตัว เป็นอิมัลซิไฟเออร์ รักษาสภาพคอลลอยด์ ช่วยจับฟองอากาศ และท าให้สารละลายใส

Hydrocolloid

กัมอาคะเซีย หรือ กัมอาระบิก

(Gum acacia or gum arabic)

โพลีแซคคาไรด์จากเรซินที่ซึมออกมาจากกิ่งก้านและล าต้น

Acacia Senegal (L.) Wild เจริญได้ดีตามริมขอบทะเลทราย

เพกติน (Pectin)

โพลีแซคคาไรด์จากผนังเซลล์ของพืช

ทางการค้า

สกัดจากเปลือกผลไม้ตระกูลส้ม : ส้ม มะนาว

สกัดกากแอปเปิ้ล

Egg White Foam

Foamy Fluffy: Large bubbles, very loose with a cloudy, yellowish liquid developing into bubbles.

Egg White Foam

#Soft Peak: Bubbles have tightened into a white foam with a soft ribbon that folds back into itself. You can pull the whites into a "2-3 centimeters peak" but they won't hold the shape.

Egg White Foam

#Firm Peaks: Glossy, firm and smooth like fresh heavy cream. You can pull whites into a peak that will curl but not stand.

Egg White Foam

#Stiff Peaks: Glossy and very stiff. Best for baking chiffon cakes.

Egg White Foam

#Over Beaten: If egg whites are beaten to dry and dull, they are over-beaten. Watch carefully, because egg whites can go from stiff to dry and over-beaten in as little as 30 seconds.