Spis treści:
- Czym jest emulgator?
- Rodzaje emulgatorów
- Najczęściej stosowane emulgatory spożywcze
- Typowe zastosowania emulgatorów w żywności
- Czy emulgatory są szkodliwe dla zdrowia?
Czym jest emulgator?
Emulgator to substancja chemiczna, która jest powszechnie stosowana m.in. w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym. Wyróżnia się wiele rodzajów emulgatorów. Do najpopularniejszych emulgatorów, stosowanych w żywności, należą:
- lecytyna sojowa,
- mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych,
- polisorbaty,
- karagen,
- polirycynooleinian poliglicerolu,
- guma arabska,
- pektyny,
- stearynian sodu.
Jaką rolę pełni emulgator?
Emulgatory stosuje się w celu wymieszania dwóch substancji, które zwykle rozdzielają się po połączeniu, np. olej i woda. Jeśli dodasz krople oleju do wody, to olej się z nią nie połączy i pozostanie w oddzielnych kropelkach. Emulgatory zamieniają olej i wodę w gładką emulsję, czyli mieszaninę, w której malutkie granulki tłuszczu są równomiernie rozprowadzone w całej cieczy.
Emulgatory w żywności nadają produktom gładszą konsystencję i lepszy smak, a także wydłużają ich okres przydatności do spożycia.
Emulgatory w strukturze chemicznej cząsteczki mają dwa różne końce. Jeden koniec jest hydrofilowy (lubi wodę, nie lubi oleju), a drugi hydrofobowy (nienawidzi wody, kocha olej). Kiedy do emulsji typu olej w wodzie dodasz emulgator, otacza on kropelkę oleju swoimi hydrofobowymi końcami, podczas gdy jego hydrofilowe końce są skierowane w przeciwnym kierunku i są przyciągane przez cząsteczki wody. W emulsji typu woda w oleju orientacja emulgatora jest odwrotna.
Jakie są rodzaje emulgatorów?
Istnieją różne rodzaje emulgatorów, z których każdy posiada unikalne właściwości i zastosowania. Emulgatory ze względu na charakter jonowy można podzielić na dwie grupy: jonowe i niejonowe. Emulgatory można też podzielić ze względu na ich pochodzenie - naturalne lub syntetyczne oraz stan fizyczny - sproszkowane lub płynne.
Emulgatory jonowe
Emulgatory jonowe można podzielić na: anionoaktywne i kationoaktywne.
Emulgatory anionoaktywne dobrze działają, gdy woda jest głównym składnikiem. Są one jak magnes, który ściąga tłuste składniki do wody. Przykładami emulgatorów anionoaktywnych są mirystynian sodu i stearynian sodu. Oba emulgatory stosowane są do produkcji margaryn, pieczywa i produktów cukierniczych.
Emulgatory kationoaktywne działają przeciwnie do emulgatorów anionoaktywnych. Dobrze sprawdzają się, gdy olej jest głównym składnikiem w mieszaninie. Emulgatory kationoaktywne rzadko stosuje się w przemyśle spożywczym.
Emulgatory niejonowe
Emulgatory niejonowe nie mają ładunku elektrycznego. Działają zarówno w emulsjach olejowo-wodnych, jak i wodno-olejowych. Są jak naturalne pośredniki, które pomagają połączyć oba składniki. Przykładami emulgatorów niejonowych są polisorbat 80 (E433) i mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych (E471). Polisorbat 80 jest stosowany w produkcji lodów, margaryn i majonezów, a mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych wykorzystywane są do produkcji sosów, margaryn i pieczywa.
Emulgatory naturalne i syntetyczne
Emulgatory naturalne są pozyskiwane z surowców pochodzenia roślinnego, zwierzęcego lub mineralnego. Zazwyczaj składają się z substancji obecnych w naturze, takich jak lipidy, białka lub węglowodany, które posiadają zdolność do stabilizowania emulsji. Emulgatory naturalne mogą być bardziej przyjazne dla środowiska i zdrowsze, ponieważ pochodzą z naturalnych źródeł. Na przykład emulgator lecytyna (E322), powszechnie stosowana w wyrobach czekoladowych, może pochodzić z nasion soi, jaj, orzeszków ziemnych czy kiełków pszenicy. Pektyna (E440), również często stosowany emulgator, występuje naturalnie w owocach, takich jak jabłka i gruszki. Emulgatory naturalne nie są jednak zbyt skuteczne, gdy określony produkt wymaga dodatku emulgatora w dużych ilościach.
Emulgatory syntetyczne są produkowane w laboratoriach, przy użyciu procesów chemicznych. Ich struktura jest bardzo podobna do emulgatorów naturalnych. Emulgatory syntetyczne często cechuje wyższa stabilność, w porównaniu do naturalnych emulgatorów, co sprawia, że są one atrakcyjne dla producentów żywności. Do emulgatorów syntetycznych zalicza się polisorbat, mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych i stearynian sodu.
Emulgatory stałe i płynne
Emulgatory stałe w temperaturze pokojowej mają postać stałą lub woskową. Przyczyniają się do zagęszczania i stabilizacji emulsji, zapewniając jej jednocześnie bogatą, kremową konsystencję. Przykład to woski emulgujące np. stearynian glicerolu i niektóre estry kwasów tłuszczowych.
Emulgatory płynne przybierają postać cieczy w temperaturze pokojowej. Są stosowane do stabilizacji emulsji o niskiej lepkości, dzięki czemu ma ona lekką i płynną konsystencję. Przykłady to niektóre emulgatory polimerowe i emulgatory etoksylowane polisorbatami.
Najczęściej stosowane emulgatory spożywcze
Poniżej znajdziesz opis najpopularniejszych emulgatorów dodawanych do żywności.
Emulgator E322 - lecytyna
Lecytyna jest naturalnym emulgatorem pozyskiwanym z roślin, zazwyczaj z nasion soi, słonecznika lub rzepaku i czasami z żółtek jaj. Lecytyna występuje naturalnie w produktach spożywczych, takich jak czerwone mięso, owoce morza, jaja czy rośliny strączkowe. Jest często stosowana w przemyśle spożywczym jako emulgator, zagęstnik i stabilizator. Przykładowo, pomaga zapewnić spójną, kremową konsystencję sosu sałatkowego i zapobiega sklejaniu się plasterków sera w opakowaniu. Jest powszechnie używana w produkcji czekolady, margaryn, napojów, zup i gotowych sosów.
Emulgator E407 - karagen
Karagen jest emulgatorem naturalnego pochodzenia. Jest to polisacharyd ekstrahowany z czerwonych wodorostów. Karagen, jako emulgator, ma zdolność do tworzenia stabilnych emulsji tłuszczowo-wodnych i wodno-tłuszczowych. Emulgator E407 dodaje się do produktów takich jak jogurty, mleka roślinne, śmietany, lody czy produkty mięsne. W Polsce ostatnio popularne stały się puddingi proteinowe, które mają w swoim składzie karagen. Wokół karagenu pojawiło się wiele kontrowersji, ponieważ niektóre badania sugerują, że może on powodować zespół jelita drażliwego, wzdęcia czy inne problemy trawienne. Jednak wiele z tych badań zostało przeprowadzone na zwierzętach i wyizolowanych komórkach. Potrzeba więcej badań na ludziach, aby potwierdzić lub wykluczyć związek między emulgatorem E407 (karagenem) a problemami trawiennymi. Jeśli obserwujesz u siebie nieprzyjemne objawy po spożyciu produktów z karagenem, spróbuj zmniejszyć ich ilość.
Emulgator E414 - guma arabska
Guma arabska jest naturalnym emulgatorem pochodzenia roślinnego, pozyskiwanym z żywicy akacji. Guma arabska stosowana jest głównie jako emulgator, stabilizator lub zagęszczacz w żywności i napojach. Gumę arabską można znaleźć w deserach, takich jak żelki, niskotłuszczowe lody i cukierki bez cukru. Stosuje się ją również w napojach gazowanych, piwach, musztardzie, kremowych produktach mlecznych, sorbetach i serach. Jest bezpieczna do spożycia, nawet dla kobiet w ciąży i dzieci. Emulgator E414 wykazuje pewne właściwości zdrowotne m.in. stanowi pożywkę dla korzystnych bakterii w jelitach i może zmniejszać ryzyko chorób sercowo-naczyniowych.
Emulgatory E432-E436 - polisorbaty
Polisorbaty są syntetycznymi emulgatorami, które powstają w wyniku reakcji kwasu tłuszczowego, sorbitanu i tlenku etylenu. Nazwa obejmuje szereg polisorbatów, takich jak polisorbat 20, 60, 65 i 80. Jednak polisorbaty 60 i 80 są najczęściej stosowane w produkcji żywności. Emulgatory E432-E436 można znaleźć w margarynie, maśle orzechowym, lodach, wypiekach i produktach mlecznych.
Wokół polisorbatów pojawiło się wiele kontrowersji. Badanie na myszach wykazało, że emulgator E433 - polisorbat 80, zmniejsza różnorodność mikrobiomu jelita cienkiego. Naukowcy twierdzili, że polisorbat 80 oraz karboksymetyloceluloza (E466), wywierają trwały, pozornie szkodliwy wpływ na skład i funkcjonowanie mikrobioty. W 2017 r. FDA zakończyła przegląd karboksymetylocelulozy sodowej i polisorbatu 80. Stwierdzono, że oba emulgatory pozostają bezpieczne do spożycia w obecnie ustalonych normach, a badania sugerujące ich szkodliwość są nieuzasadnione.
Emulgator E471 - mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych
Mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych są naturalnie występującymi emulgatorami. Są naturalnie obecne w tłuszczach spożywczych, w tym w olejach z różnych nasion, jednak ich stężenie w tych produktach jest zwykle niskie. Produkcję przemysłową osiąga się głównie w wyniku reakcji glicerydu z trójglicerydami (tłuszczami) i gliceryną. Emulgator E471 często można znaleźć w odżywkach dla niemowląt, sosach sałatkowych, maśle orzechowym, czekoladzie, mrożonkach, a także pieczywie i wyrobach cukierniczych. Oprócz swojej funkcjonalności jako emulgatorów, mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych można również stosować jako jadalne powłoki nakładane bezpośrednio na powierzchnię żywności, w tym świeżych owoców i warzyw, w celu ochrony przed ich szybkim psuciem i rozkładem. Mono- i diglicerydy są uznane przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) jako emulgatory ogólnie bezpieczne do spożycia.
Emulgator E476 - polirycynooleinian poliglicerolu
Polirycynooleinian poliglicerolu jest emulgatorem syntetycznym, wytwarzanym z glicerolu i kwasów tłuszczowych. Emulgator jest powszechnie stosowany w produkcji czekolady, aby zmniejszyć lepkość masy czekoladowej i ułatwić proces formowania i pokrywania produktów czekoladowych. Dodaje się go również do margaryn, kremów i lodów, aby poprawić ich konsystencję i teksturę. Emulgator E476 - polirycynooleinian poliglicerolu, jest uznany przez FDA za bezpieczny do spożycia, o ile jest używany w zgodzie z wytycznymi dotyczącymi dopuszczalnych poziomów spożycia (ADI).
Typowe zastosowania emulgatorów w żywności
W każdym z produktów spożywczych emulgatory spełniają ważną rolę w utrzymaniu odpowiedniej konsystencji, tekstury i stabilności, co przekłada się na ich jakość i trwałość. Dzięki emulgatorom producenci żywności mogą uzyskać pożądane cechy organoleptyczne i zachować świeżość produktów przez dłuższy czas. Sprawdź funkcję emulgatorów w poszczególnych produktach spożywczych:
- pieczywo - wystarczy dodać do ciasta niewielką ilość emulgatora, aby uzyskać większą puszystość i jednolitą strukturę. W pieczywie stosuje się dwa rodzaje emulgatorów: środki wzmacniające ciasto (np. mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych estryfikowane kwasem octowym E472e) oraz środki zmiękczające ciasto (np. mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych E471). W przypadku chleba tostowego, emulgatory pomagają w zapobieganiu szybkiemu wchłanianiu wilgoci, co pozwala na dłuższe zachowanie świeżości,
- margaryny - emulgatory pomagają w utworzeniu stabilnej emulsji tłuszczowo-wodnej. Zapewniają one odpowiednią konsystencję margaryny, zarówno w temperaturze pokojowej, jak i podczas smarowania lub pieczenia. Do produkcji margaryny powszechnie stosuje się mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych oraz lecytynę,
- lody - emulgatory używane do produkcji lodów pomagają w równomiernej dystrybucji tłuszczu i wody, zapobiegając tworzeniu się dużych kryształków lodu. Dzięki temu, konsystencja lodów jest gładsza i bardziej kremowa. Mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych (E471), lecytyna (E322) i polisorbaty (E432-E436) są powszechnie stosowane w produkcji lodów, ale także sorbetów, mrożonych jogurtów czy koktajli mlecznych,
- czekolada - emulgatory są używane do produkcji czekolady, aby zapewnić jej odpowiednią konsystencję i teksturę, poprzez równomierne rozprowadzenie cząsteczek tłuszczu i kakao. Pomagają również w zapobieganiu wytrącania się tłuszczu podczas przechowywania, co utrzymuje czekoladę w jednolitej, gładkiej postaci. Emulgatory, które często dodaje się do czekolady, to lecytyna E322, fosfatydy amonu E422 i polirycynooleinian poliglicerolu E476.
Czy emulgatory są szkodliwe dla zdrowia?
Emulgatory są zatwierdzone przez Agencję ds. Żywności i Leków jako dozwolone i bezpieczne do spożycia, nawet przez dzieci i kobiety w ciąży, o ile są używane w odpowiednich ilościach i zgodnie z zaleceniami regulacyjnymi.
W Polsce dopuszczalne ilości dodatków do żywności reguluje rozporządzenie Ministra Zdrowia z 2010 i 2011 roku. Emulgatory są oznaczane w żywności numerami od 400 do 499, razem ze środkami spulchniającymi i żelującymi. Obecnie, w Unii Europejskiej, dopuszczalne do spożycia jest ok. 60 dodatków do żywności pod nazwą “emulgatory, środki zagęszczające, spulchniające, żelujące itp.”. Zawsze przed numerem emulgatora znajduje się litera “E”. Zgodnie z dyrektywą Komisji Europejskiej, dodatki do żywności, w tym emulgatory, mogą być dodane do listy emulgatorów bezpiecznych do spożycia, gdy:
- istnieje technologiczna konieczność ich użycia;
- dodatek do żywności nie służy do wprowadzania w błąd konsumenta;
- udowodniono, że użycie danego dodatku do żywności nie stanowi ryzyka dla zdrowia konsumenta.
Bezpieczne dawki emulgatorów
Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) ustala dopuszczalne do spożycia, dzienne dawki emulgatorów (ADI). Są to ilości, które można spożywać codziennie, zanim zaczną stanowić zagrożenie dla zdrowia. Niektóre emulgatory, np. lecytyny i mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych, nie mają określonego ADI. Dzieje się tak dlatego, że w badaniach nie potwierdzono, aby nawet bardzo wysokie dawki powodowały jakiekolwiek niepokojące skutki zdrowotne.
Poniżej znajdziesz wartości ADI dla wybranych emulgatorów, dodawanych do żywności:
- mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych (E471-E472f) - 25 mg/kg masy ciała na dobę,
- polisorbaty (E432-E436) - 25 mg/kg masy ciała na dobę,
- pektyny (E440) - 0-40 mg/kg masy ciała na dobę,
- estry sorbitanowe (E491-E494) - 25 mg/kg masy ciała na dobę,
- stearoilolaktylany (E481-E482) - 75 mg/kg masy ciała na dobę,
- laktulany (E481-E483) - 75 mg/kg masy ciała na dobę,
- karagen (E407) - 75 mg/kg masy ciała na dobę,
- polirycynooleinian poliglicerolu (E476) - 7,5 mg/kg masy ciała na dobę.
Potencjalna szkodliwość emulgatorów
W badaniu przeprowadzonym w 2017 r. zidentyfikowano szkodliwe działanie emulgatorów. Według badania emulgatory zwiększają ryzyko chorób zapalnych jelit, takich jak choroba Leśniowskiego-Crohna i wrzodziejące zapalenie jelita grubego, które mogą prowadzić do ciężkich objawów. Badanie wykazało również, że emulgatory powodują schorzenia takie jak cukrzyca typu 2 oraz choroby układu krążenia i choroby wątroby. Jednak potrzebne są dalsze badania, aby zrozumieć wpływ emulgatorów spożywczych na zdrowie człowieka. Na ten moment Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) uznała emulgatory dopuszczone do spożycia za bezpieczne dla zdrowia.
Emulgator a alergia i nietolerancja
Emulgatory mogą być przyczyną alergii lub nietolerancji pokarmowych u niektórych osób, choć występują one stosunkowo rzadko. Objawy alergii pokarmowej mogą obejmować: wysypkę skórną, swędzenie, obrzęk warg, języka lub gardła, trudności w oddychaniu, nudności, wymioty, biegunkę, a w przypadkach ciężkich reakcji - wstrząs anafilaktyczny. Objawy nietolerancji pokarmowej mogą obejmować: wzdęcia, bóle brzucha, biegunkę, zaparcia, nudności, wymioty, zgagę, refluks żołądkowo-przełykowy.
Do emulgatorów, które najczęściej wywołują reakcje alergiczne i nietolerancje pokarmowe należą:
- lecytyna,
- mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych,
- polisorbaty,
- guma arabska,
- karagen,
- estryfikowane mono- i diglicerydy.
W takich przypadkach, ważne jest śledzenie etykiet produktów spożywczych i unikanie spożycia emulgatorów, które powodują reakcję alergiczną lub nieprzyjemne objawy ze strony układu pokarmowego. Jeśli po spożyciu produktu zawierającego konkretny emulgator, wystąpi u ciebie reakcja alergiczna, natychmiast skonsultuj się z lekarzem.
Źródła:
Shah R., Kolanos R., DiNovi M., Mattia A., Kaneko K.: Dietary exposures for the safety assessment of seven emulsifiers commonly added to foods in the United States and implications for safety. Food Additives & Contaminants: Part A. 2017, 34(6), 905-917.
Whitehurst, Robert J. Emulsifiers in Food Technology. Oxford: Blackwell Pub., 2004. 179.
Blekas G.: Food Additives: Classification, Uses and Regulation. Encyclopedia of Food and Health. 2016, 731-736.
Czytaj także:
Szkodliwość sorbinianu potasu. Czy trzeba się go obawiać i gdzie najczęściej można go znaleźć?Glutaminianu sodu jest szkodliwy? Tylko jeśli należysz do tej grupy osób
Inozynian disodowy (E631): co to jest i czy jest szkodliwy? „Doznania smakowe mogą zaburzyć proces odchudzania”
