ЕМУЛГАТОР: ЕМУЛСИОНЕН ПРОЦЕС, МОЛЕКУЛЯРНИ АСПЕКТИ, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

Един емулгатор или емулгатор е всяко съединение може да стабилизира емулсия за значителен период от време. Функцията му е по същество да „братеризира“ две течности или фази, които при нормални условия не могат да се обединят; тоест да се образува смес с хомогенен вид.

Класическият пример за справяне с това какво означава емулгатор е този на чаша масло и вода. Маслото ще бъде разположено в горната част, с по-ниска плътност, докато водата ще бъде на дъното. И двете течности не могат да се слеят, те са несмесими (не могат да се смесват), тъй като междумолекулните им афинитети се различават един от друг; водата е полярна, а маслото - неполярно.

Фъстъченото масло дължи частично своята консистенция и дебелина на добавения емулгатор. Източник: Pixabay

Ако обаче се добави яйчен жълтък към хетерогенната и двуфазна водна (w) -ойл (о) смес, разклащайки се енергично, ще се образува емулсия вода-в-масло (w / o), ако маслото се диспергира. и в по-малка степен; или масло във вода (o / w), ако сега това е водата, която се диспергира. Така яйченият жълтък се превръща в емулгатора.

От горното, добавяйки други добавки, получаваме майонезата. Подобно на майонезата, други хранителни продукти като маргарин, фъстъчено масло, мляко, доматени сосове, дресинги и др., Се правят чрез добавяне на емулгатор.

Емулсионен процес

Процес на образуване на емулсия. Източник: Габриел Боливар.

По този начин емулгаторът позволява образуването на емулсия от две несмешими течности или смеси. W / o и o / w емулсии са двата най-важни случая. Изображението по-горе показва по опростен начин това, което беше обяснено по-горе.

Обърнете внимание, че имаме две течности: синкава и жълта, които образуват двуфазна хетерогенна смес. Те са несмесими, така че не се слепват и образуват хомогенна смес. Когато обаче се добави емулгаторът (твърд или течен), той се намесва по такъв начин, че да се образуват глобули или диспергирани частици от жълтата течност.

Ако жълтите частици успеят да се слеят, щяхме отново да имаме жълта фаза, както в началото. Колкото по-малки са тези частици, толкова по-гладка и по-равномерна ще бъде получената смес. Следователно от този хипотетичен микс щяхме да видим зелена смес; но че жълтите частици ще бъдат лесно визуализирани под микроскоп.

Тук влизат стабилизаторите, съединения, които са отговорни за предотвратяване на коалесценцията на диспергираните частици и допълнително удължават хомогенността на емулсията; това означава, че няма да се "разсее" на две фази.

Молекулни аспекти на емулсията

Молекулно процесът на емулсията е доста динамичен и има няколко теории, които се опитват да обяснят действието на емулгатора. Всички обаче споделят нещо общо и това е фактът, че емулгаторът трябва да е една или повече амфифилни (или амфипатни) молекули; Това са тези, които имат както аполарен, така и полярни характер.

Амфифилната молекула може да се сравни с близалка: главата е полярна, хидрофилна; докато пръчката или опашката са тополови, хидрофобни. Две течности са несмесими, защото по същество разликата им в полярността е много голяма. Емулгаторът взаимодейства с двете течности едновременно.

Полярната му глава е ориентирана в посока на полярната течност. От друга страна, аполарната опашка се стреми да взаимодейства с аполарната течност. В зависимост от преобладаващата течност или фаза, амфифилните молекули са склонни да образуват мицели; да речем, капсули, вътре в които са затворени молекули на диспергираната течност.

Например, жълтите глобули биха били заобиколени от амфифилни молекули на емулгатора, чиято външна част взаимодейства с непрекъснатата фаза или течност (в по-голяма пропорция, синя), а също така отблъсква останалите глобули. Мицелите обаче се движат, което ще доведе до това, че рано или късно те ще свършат отделянето и ще доведат до появата на жълтата фаза.

Приложения на емулгатори

Емулгаторите допринасят за кремообразните текстури на сладолед. Източник: Pexels

Без съществуването на емулгатори или емулгатори не би било възможно да се правят емулсии, които са от огромно значение в хранителната и фармацевтичната промишленост. Докато съставът на такива продукти включва също сгъстители и стабилизатори, емулгаторите помагат на смесите да развият тялото и текстурата.

Вискозитетите на получените емулсии могат да бъдат по-високи от тези на оригиналните несмешими течности. Майонезата доказва това. Но крайният вискозитет също може да бъде по-нисък, като получената смес е по-гладка. По този начин емулгаторите са ключови в консистенцията на храната и следователно в нейните аромати.

Продукти, които изискват емулгатори

Сред някои от хранителните продукти, които изискват емулгатори, имаме:

-Млякото, като o / w емулсия, способно да действа като емулгатор благодарение на съдържанието на протеин.

-Бутер и маргарин, двете без емулсии.

-Пан, за неговото втвърдяване и свежест.

-Directions.

-Шоколади, където те променят своя вискозитет по време на индустриалното си производство в барове или форми.

- Ледените кремове, тъй като млечните протеини стабилизират комбинацията от мазнини и вода, в допълнение към добавянето на допълнителни емулгатори ги прегрупират (частично дестабилизират), така че сместа да може да включва въздух.

-Бисквитки.

-Кремове за лице.

-Lipstick.

-Ointments.

-Сирене.

-Cakes.

Примери за емулгатори

Беше споменато, че по принцип молекулите на емулгаторите трябва да са амфифилни. Повърхностноактивните вещества, от друга страна, също притежават тази характеристика. Това обаче не означава, че една амфифилна молекула е повърхностно активно вещество (какъвто е случаят с протеините).

Следователно повърхностноактивните вещества са добър избор при избора на емулгатор; въпреки че има соли, които изпълняват същата функция. Възможността за използване на който и да е от тях ще зависи от състава и химичните свойства на продукта.

По същия начин, не всички емулгатори са амфифилни, тъй като може да се окаже, че те взаимодействат с компонентите на смес (протеини, мазнини, захари и др.), Като по този начин постигат хомогенизацията на цялото. Следователно и накрая ще бъдат изброени някои примери за емулгатори:

-Естери на мастни киселини

-Monoglycerides

-Diglycerides

-Лецитин (намира се в яйчния жълтък)

-Гум арабски

-Pectin

-Рустик нишесте

-Jelly

-Полиетилен гликол

-Maltitol

-Калциев цитрат

-Натриеви и калиеви лактати

-Натриев алгинат

-Agar

-Карая каучук

целулоза

-Етоксилирани алкохоли

- Натриев и калциев стеароил лактилат

-Полисорбати 20, 40, 60 и 80 (клас храна)

-Lactitol

Както се вижда, налични са много емулгатори и всяка от тях има функционалност, независимо дали за храна, кремове, сиропи, почистващи препарати, лосиони и т.н.

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Wikipedia. (2020). Емулсия. Възстановено от: en.wikipedia.org
3. Редакторите на Encyclopaedia Britannica. (20 март 2019 г.). Емулгатор. Encyclopædia Britannica. Възстановено от: britannica.com
4. Хранителни съставки на ЕС. (2020). Емулгатори. Възстановено от: specialtyfoodingredients.eu
5. Автор на гостите. (2015 г., 10 април). Емулгатори на работа: приложения във всички индустрии (инфографики). Възстановени от: znanje.ulprospector.com
6. Рубен. (1 февруари 2012 г.). Емулгатори в сладолед. Възстановено от: icecreamscience.com