Emulgatoren in voeding

Inleiding

Ons profielwerkstuk gaat over emulgatoren in voeding.

We hebben dit onderwerp gekozen, omdat we iets met scheikunde en voeding wilde doen. Onze docente kwam toen met een aantal ideeën en dit leek ons wel leuk. We gaan in ons profielwerkstuk kijken welke emulgatoren je hebt, waarvoor ze gebruikt worden en we gaan een paar proefjes doen met een emulgator. In eerste instantie wilde we in een stof de emulgator gaan aantonen, maar dit bleek te moeilijk te zijn. Daarom hebben we er voor gekozen om de stof gewoon helemaal zelf te maken en dan ook gebruik te maken van verschillende hoeveelheden emulgator. We doen een proefje met de emulgator eigeel en een proefje met de emulgator lecithine. Ons doel is om te laten zien wat in onze practica de beste hoeveelheid emulgator is.

Hierboven ziet u een plaatje (blauw met bruin) van een olie in water emulsie.

Emulgatoren

Een emulgator is een stofje/product die gebruikt wordt om twee mengsels die normaal niet oplossen met elkaar, toch te laten verbinden.

In de afbeelding hiernaast zie je 4 verschillende plaatjes. Er volgt nu een uitleg per plaatje.

A. 2 onmengbare vloeistoffen, niet in emulsie.

B. Een emulsie van fase B in fase A.

C. De onstabiele emulsie wordt gebroken en scheidt langzaam.

D. de emulsie wordt gestabiliseerd door een emulgator op het oppervlak van fase B.

In de meeste gevallen bestaan emulgatoren uit een vetminnend (lipofiel) en een waterminnend (hydrofiel) deel. Door deze eigenschappen wordt het mogelijk water en lipiden te mengen. Normaal gesproken stoten water en vetten elkaar af, waardoor een mengel zonder een toegevoegde emulgator makkelijk uit elkaar valt. Eenmaal een emulgator toegevoegd, voorkomt deze afstoting doordat het de waterminnende deel richting het water steekt en de vetminnende deel richting het vet.

Doormidden van de HLB-waarde van de oppervlakte actieve stof wordt aangegeven in hoeverre het hydrofiele of lipofiele karakter domineert. (HLB = hydrofiel lipofiel Balans). Als een stof een hoge HLB-waarde hebben, (van 10 tot 18) zijn ze hydrofiel en zijn geschikt om vetten of oliën met water te mengen. Als stoffen een lage HLB-waarde hebben (van 3 tot 8) zijn ze lipofiel en zijn geschikt om water in olie te mengen.

Waar worden emulgatoren voor gebruikt?

Emulgatoren komen veel voor in het dagelijks leven. Ze komen erg veel voor in bepaalde voedingsmiddelen en cosmetica. In voedingsmiddelen bijvoorbeeld is mayonaise een erg goed voorbeeld is mayonaise. Daarin wordt de natuurlijke emulsie lecithine (zit in eigeel) gebruikt om de azijn met de vetten te laten mengen. Zonder eigeel krijg je een mengsel waarin het azijn drijft op de vetten.

Ook in de cosmetica komen emulgatoren voor. Voorbeelden van emulgatoren die gebruikt worden in de cosmetica zijn Glyceryl Monostearaat en Polysorbaat 20. Doormiddel van deze emulgatoren kunnen bijvoorbeeld crèmes en badolieën worden gemaakt. Een crème bestaat grotendeels uit een emulsie van vet in water of van water in vet, terwijl een badolie vaak een emulgator bevat om de olie deels in het water te verdelen.

Wat voor emulgatoren heb je allemaal/een paar producten waar emulgatoren in zitten.

- Lecithine (is een mengsel van glycolipiden, triglyceriden, en fosfolipiden. In de biochemie wordt er echter een specifieke verbinding mee bedoeld, fosfatidylcholine, een fosfolipide die de hoofdmoot uitmaakt van een fosfatidefractie die uit eidooier (Grieks lekithos - λεκιθος) of sojabonen kan worden geëxtraheerd met hexaan). De commercieel verkrijgbare lecithine werd vroeger vooral uit sojabonen gehaald. De laatste paar jaar wordt lecithine echter ook steeds vaker uit andere bronnen verkregen, bijvoorbeeld uit zonnebloempitten. Een van de redenen hiervoor is dat Sojalecithine als allergeen wordt gezien, producenten moeten sinds november 2005 alle allergenen van hun product op de verpakking te zetten. Dit is vaak een reden voor producenten om naar andere bronnen van lecithine over te gaan.

- Eigeel (Een voorbeeld van een emulsie is mayonaise: hierin zijn water en azijn geëmulgeerd in plantaardige olie door gebruik te maken van de natuurlijke emulgator eigeel.) eigeel bevat een redelijke hoeveelheid vet ( het eiwit heeft dat helemaal niet); het vet wat in het eigeel zit, is bijna allemaal onverzadigd. In het eigeel zitten verschillende vitamine, A, B, D, E en K. Weinig voedingsmiddelen bevatten van nature vitamine D, eigeel heeft dat wel. Een grote eidooier bevat meer dan twee derde van de dagelijks aanbevolen hoeveelheid cholesterol (300 mg).

- Eiwitten (In melk nemen eiwitten de taak van emulgator op zich, ook zitten eiwitten in pindakaas en zijn ze hier de emulgator, maar daar zitten ze in de vorm van pinda’s.)

- Glyceriden (is een verbinding waarin glycerol (hiernaast) een centrale plaats inneemt. Afhankelijk van het aantal hydroxy-groepen spreekt men van een monoglyceride (één hydroxy-groep veresterd), van een diglyceride (twee hydroxy-groepen veresterd) of een triglyceride (alle hydroxy-groepen veresterd). Door het grote aantal verschillende zuren dat voor de verestering gebruikt kan worden is het aantal verschillende mogelijke glyceriden ontzettend groot. ( voorbeelden van Glyceriden zijn margarine & crèmes) In de ingrediëntenlijst van levensmiddelen worden glyceriden aangegeven met E471, E472 en E474.

Hoe zit het met de soorten emulsies.

Men heeft de volgende soorten emulsies:

- w/o – emulsies: Water in olie emulsies, daarbij is de water als fijne druppeltjes in de olie verdeeld. Een aantal voorbeelden zijn margarine en vette crème.

- o/w – emulsies: Olie in water emulsies, daarbij is de olie als fijne druppeltjes in het water verdeeld. Een aantal voorbeelden zijn mayonaise en bodymilk. Bodymilk voelt als crème veel minder vet aan, omdat de continue fase het water is.

Men heeft ook dubbele emulsies:

- w/o/w -emulsies: water in olie in water, je hebt dan eerst een emulsie van water in olie gemaakt, en dan wordt deze emulsie weer in water gedispergeerd.

- o/w/o –emulsies: olie in water in olie, je hebt dan eerst een emulsie van olie in water gemaakt, en dan wordt deze emulsie weer in olie gedispergeerd.

Kun je een emulsie weer omdraaien?

Ja je kunt een emulsie weer omdraaien. Soms is men geïnteresseerd in het omdraaien van een emulsie, bijvoorbeeld bij het karnen van melk tot het kloppen van slagroom.

Als voorbeeld Karnen:

Karnen is het proces waarbij verzuurde room in beweging wordt gebracht, waardoor de vetmembranen in de room breken. De vetdeeltjes klonteren samen en scheiden zich af van de karnemelk. Van die vetdeeltjes wordt boter gemaakt.

• Vroeger deed men dit met de hand, men moest de room dan urenlang stampen in een stampkarn.

• Wat later kwam er een karnton(een horizontaal gemonteerde houten ton die met een zwengel kon worden rondgedraaid). De ton werd voor maximaal 2/3 gevuld met melk. Doordat men ging draaien, maakte de melk een vallende beweging in de ton waardoor de room boven komt drijven.

• Tegenwoordig heeft men voor het karnen een boterbereidingsmachine.

Effect van verschillende hoeveelheden emulgator.

Wij willen met 2 proefjes gaan kijken wat de perfecte hoeveelheid emulgator is. We doen dit met mayonaise en met olie in water. Voor de mayonaise gebruiken we eidooiers en voor de olie in water gebruiken we lecithine. We gaan verschillende potjes maken en door in elk potje een andere hoeveelheid emulgator toe te voegen, kunnen we kijken welke hoeveelheid het beste is.

Eerst wilde we proberen aan te tonen wat voor een emulgator er in verschillende stoffen gebruikt was, maar dit was te lastig om bij ons op school te doen.

Het maken van mayonaise:

We hebben op 3 manieren mayonaise gemaakt. Bij nummer 1 hebben we het ei weggelaten, bij nummer 2 hebben we het originele recept gebruikt met 1 ei en bij nummer 3 hebben we 1 ei meer erbij gedaan. We hebben vervolgens de 3 potjes in de koelkast gezet om te kijken wat er gebeurde, bij nummer 2 & 3 gebeurd niets, maar bij nummer 1 zie je duidelijk dat alles naar de bodem zakt, behalve het azijn want dat stijgt juist boven de olie uit. We hebben ook nog gekeken naar welke emulsie het meest vloeibaar was. Nummer 1 was het meest vloeibaar, daarna nummer 3 en nummer 2 was het dikste. Dit hebben we bepaald door een geplastificeerd papiertje met cirkels erop getekend te gebruiken, we hebben daarop elke keer een beetje van de emulsie gedaan en gekeken tot waar deze ongeveer uitliep, hiervan hebben we vervolgens een foto gemaakt. Ook hebben we de temperatuur gemeten van de emulsie. Hoe meer eieren er in de emulsie zaten, hoe kouder de temperatuur werd, hieraan kun je zien dat de eieren kouder waren dan de rest van de ingrediënten. Waarschijnlijk komt dat, omdat de eieren in een plastic tasje mee genomen zijn naar school en het nogal koud was.

Ingrediënten mayonaise:

Per 100 ml, huismerk super de Boer.

Ingrediënten:

Sojaolie 68%, water, scharreleigeel 5%, glucose-fructosestroop, azijn, mosterd(water, mosterdzaden, azijn, zout, suiker, specerijen, verdikkingsmiddel(E415), aroma), zout, tarwezetmeel, gemodificeerd maïszetmeel, voedingszuren (E260, E330), verdikkingsmiddel(E412), conserveermiddel (E202), kruiden, aroma, antioxidant(E385), kleurstof (E160a)

Voedingswaarde:

- 1,0 gram eiwitten

- 3,9 gram koolhydraten (waarvan 3,0 gram suikers)

- 68,0 gram vet

(waarvan :

10,0 gram verzadigd,

17,0 gram enkelvoudig onverzadigd,

40,0 gram meervoudig onverzadigd.)

- 0 gram voedingsvezel

- 0,30 gram natrium

100 ml mayonaise van het superdeboer huismerk bevat 621 Kilocalorieën.

Mayonaise (in het Frans sauce mayonaise) is een koude, witte saus op basis van olie, mosterd en eidooiers. Het is een stabiele emulsie van plantaardige olie in water, waarbij de eidooier als emulgator optreedt, op smaak gebracht met azijn of citroensap. Mayonaise is een beschermde productaanduiding krachtens de Nederlandse Warenwet.

Nodig:

• eidooier

• olie

• mosterd

• eventueel:

o azijn of citroensap

o worcestersaus

o peper en zout

Gebruikt nummer 1 (temperatuur: 18,5 ˚C):

- 1 dl olie

- 3 theelepels azijn

- 1 theelepel mosterd

- Wat zout

- Wat suiker

- Wat peper

Gebruikt nummer 2 (temperatuur: 18 ˚C):

- 1 dl olie

- 1 eidooier

- 3 theelepels azijn

- 1 theelepel mosterd

- Wat zout

- Wat suiker

- Wat peper

Gebruikt nummer 3 (temperatuur 17,5˚C):

- 1 dl olie

- 2 eidooiers

- 3 theelepels azijn

- 1 theelepel mosterd

- Wat zout

- Wat suiker

- Wat peper

Practicum 2: Water+Lecithine+Zonnebloemolie

Inleiding:

In dit proefje gaan we water met zonnebloemolie mengen met behulp van lecithine. We gaan eerst een blanco proef uitvoeren zonder de lecithine. We gaan dan water met zonnebloemolie mengen om te kijken wat de resultaten zijn. We gebruiken dan sudan-III-oplossing om aan te tonen waar het vet zich bevindt. Het vet verkleurt dan roze en je kunt dan duidelijk zien of het bijvoorbeeld drijft op het water of naar de bodem zakt.

Als deze blanco proef is uitgevoerd maken we 4 reageerbuizen met water, zonnebloemolie en 4 verschillende hoeveelheden lecithine. Daarna voegen we nog sudan-III-oplossing toe om te kijken of het vet is opgelost of niet.

Materiaal:

- Reageerbuizen en een reageerbuisrek

- Water en een spuitflesje

- Sudan-III-oplossing in een flesje met een druppelpipet

- Lecithine

- Theelepeltje

- Reageerbuis dopje voor het schudden

- Een gasbrander en een Reageerbuisknijper

Methode:

Eerst deden we een blanco proef met water, zonnebloemolie en sudan-III-oplossing. WE deden water tot ongeveer 2 vingers dikte in de reageerbuis met 1 vinger dikte aan zonnebloemolie in de reageerbuis. We voegen daarna de sudan-III-oplossing toe. Vervolgens hadden we de buis geschud en de resultaten konden worden afgelezen.

De andere vier reageerbuizen werden genummerd van 1 t/m 4.

In iedere reageerbuis werd 2 vingers water en 1 vinger zonnebloemolie gedaan.

Vervolgens werd er in reageerbuis 1 één mespuntje lecithine toegevoegd. In de andere reageerbuizen werd de hoeveelheid steeds 1 mespuntje meer gedaan. Dus uiteindelijk kwam in reageerbuis 4 de grootste hoeveelheid lecithine gedaan, namelijk 4 mespuntjes. Vervolgens werden alle 4 de reageerbuisjes goed geschud nadat er een reageerbuisdopje op de reageerbuis werd gedaan. Toen alles goed geschud was, werd er in ieder buisje 2 tot 3 druppels sudan-III-oplossing gedaan om te kijken of het vet goed was opgelost doormiddel van de lecithine.

Reageerbuizen Inhoud Kleur

1 Water(2 vingers)

Zonnebloemolie(1 vinger)

Lecithine (1 mespuntje)

Sudan-III-oplossing

(3 druppels) Troebel met het vet nog duidelijk te zien op de bovenkant van het water

2 Water (2 vingers)

Zonnebloemolie(1 vinger)

Lecithine (2 mespuntjes)

Sudan-III-oplossing

(3 druppels) Iets meer geelgekleurd maar nog steeds erg troebel en het vet is nog te zien liggend op het water

3 Water (2 vingers)

Zonnebloemolie(1 vinger)

Lecithine (3 mespuntjes)

Sudan-III-oplossing

(3 druppels) Erg geel en het vet is nog maar nauwlijks tezien op het water

4 Water (2 vingers)

Zonnebloemolie(1 vinger)

Lecithine (4 mespuntjes)

Sudan-III-oplossing

(3 druppels) Geel en het vet is niet meer tezien in de inhoud van de reageerbuis

5 (De blanco proef) Water (2 vingers)

Zonnebloemolie(1 vinger)

Sudan-III-oplossing

(3 druppels) Duidelijke scheiding tussen het water en de zonnebloemolie omdat het water doorzichtig is en de zonnebloemolie roodgekleurd door de sudan-III-oplossing

Resultaten:

Conclusie van practicum 2:

Uit de resultaten is gebleken dat lecithine wel degelijk in staat is om vet met water te mengen. Dit werd duidelijk naarmate het vet steeds moeilijker aan te tonen werd met het sudan-III-oplossing. Je zag steeds minder rood in de reageerbuis en dat moet betekenen dat de lecithine goed zijn werk heeft.

Bronnen

- http://nl.wikipedia.org/wiki/Eigeel

- http://nl.wikipedia.org/wiki/Lecithine

- http://nl.wikipedia.org/wiki/Emulgator

- http://nl.wikipedia.org/wiki/Emulsie

- http://nl.wikipedia.org/wiki/Karnen

- http://images.google.com/images?hl=nl&gbv=2&tbs=isch%3A1&sa=1&q=margarine&aq=f&oq=&start=0

- http://images.google.com/images?hl=nl&gbv=2&tbs=isch%3A1&sa=1&q=lecitine&aq=f&oq=&start=0

- http://images.google.com/images?hl=nl&gbv=2&tbs=isch%3A1&sa=1&q=bodymilk&aq=f&oq=&start=0

- http://images.google.com/images?hl=nl&gbv=2&tbs=isch%3A1&sa=1&q=badolie&aq=f&oq=&start=0

- http://images.google.com/images?hl=nl&gbv=2&tbs=isch%3A1&sa=1&q=water+in+olie+emulsie&aq=f&oq=&start=0

- http://images.google.com/images?hl=nl&gbv=2&tbs=isch%3A1&sa=1&q=karnen&aq=f&oq=&start=0