ЕМУЛЬГАТОР: ПРОЦЕС ЕМУЛЬСІЇ, МОЛЕКУЛЯРНІ АСПЕКТИ, ЗАСТОСУВАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Емульгатор або емульгатор являє собою будь-яке з'єднання , здатне стабілізувати емульсію , в протягом значного часу. Його функція, по суті, полягає в тому, щоб "братернізувати" дві рідини або фази, які в нормальних умовах не можуть об'єднатись; тобто утворювати суміш однорідного вигляду.

Класичний приклад вирішення того, що означає емульгатор, - це стакан олії та води. Олія буде розташовуватися вгорі, з меншою щільністю, тоді як вода буде внизу. Обидві рідини не можуть злитися, вони не змішуються (їх не можна змішувати), оскільки їх міжмолекулярні спорідненості відрізняються одна від одної; вода полярна, а нафта неполярна.

Арахісове масло частково завдячує консистенції та товщині доданому емульгатору. Джерело: Pixabay.

Однак, якщо до гетерогенної та двофазної суміші води (w) -oil (o) додадуть яєчний жовток, енергійно струшуючи, якщо масло буде дисперговано, утвориться емульсія вода-в-маслі. і в меншій мірі; або масло у воді (o / w), якщо зараз це вода, яка диспергована. Таким чином, яєчний жовток стає емульгатором.

З вищесказаного, додаючи інші добавки, отримуємо майонез. Як і майонез, інші харчові продукти, такі як маргарин, арахісове масло, молоко, томатні соуси, заправки тощо, виготовляються завдяки додаванню емульгатора.

Емульсійний процес

Процес утворення емульсії. Джерело: Габріель Болівар.

Емульгатор дозволяє таким чином утворювати емульсію з двох не змішуваних рідин або сумішей. Емульсії без введення / виведення є двома найважливішими випадками. На зображенні вище спрощеним чином показано те, що було пояснено вище.

Зауважимо, що у нас є дві рідини: синювата та жовта, які складають двофазну неоднорідну суміш. Вони не змішуються, тому не зливаються, утворюючи однорідну суміш. Однак при додаванні емульгатора (твердого або рідкого) він втручається таким чином, що утворюються глобули або дисперсні частинки жовтої рідини.

Якби жовті частинки зуміли злитися, ми мали б знову жовту фазу, як і на початку. Чим менше цих частинок, тим більш гладкою і рівномірною буде отримана суміш. Тому з цієї гіпотетичної суміші ми побачили б зелену суміш; але що жовті частинки легко візуалізуються під мікроскопом.

Ось тут надходять стабілізатори, сполуки, які відповідають за запобігання злиття дисперсних частинок та ще більше подовжують однорідність емульсії; тобто він не «розрізається» на дві фази.

Молекулярні аспекти емульсії

Молекулярно процес емульсії досить динамічний і існує кілька теорій, які намагаються пояснити дію емульгатора. Однак усі вони мають щось спільне, і це факт, що емульгатор повинен бути однією або декількома амфіфільними (або амфіпатними) молекулами; Це ті, що мають як неполярний, так і полярний характер.

Амфіфільну молекулу можна порівняти з льодяником: голова полярна, гідрофільна; в той час як стрижень або хвіст - тополярний, гідрофобний. Дві рідини не змішуються, оскільки по суті їх різниця в полярності дуже велика. Емульгатор взаємодіє з обома рідинами одночасно.

Його полярна голівка орієнтована в бік полярної рідини. З іншого боку, аполярний хвіст прагне взаємодіяти з неполярною рідиною. Залежно від переважаючої рідини або фази, амфіфільні молекули, як правило, утворюють міцели; скажімо, капсули, всередині яких укладені молекули дисперсної рідини.

Наприклад, жовті глобули опинилися б в оточенні амфіфільних молекул емульгатора, зовнішня частина яких взаємодіє з безперервною фазою або рідиною (більшою часткою, синій), а також відштовхує інші глобули. Однак міцели рухаються, що спричинить, що рано чи пізно вони закінчаться відокремленням і породжують появу жовтої фази.

Застосування емульгаторів

Емульгатори сприяють кремовим текстурам морозива. Джерело: Пікселі.

Без існування емульгаторів чи емульгаторів не можна було б зробити емульсії, які мають величезне значення у харчовій та фармацевтичній промисловості. Хоча в склад таких продуктів також входять загущувачі та стабілізатори, емульгатори допомагають сумішам розвивати тіло та текстуру.

В'язкість отриманих емульсій може бути вище, ніж у вихідних несмешивающихся рідин. Майонез доводить це. Але кінцева в'язкість може бути і нижчою, отримана суміш більш гладка. Таким чином, емульгатори є ключовими в консистенції їжі і, отже, в її ароматизаторах.

Продукти, яким потрібні емульгатори

Серед деяких харчових продуктів, які потребують емульгаторів, ми маємо:

-Молоко, будучи о / ш емульсією, здатне діяти як емульгатор завдяки вмісту білка.

-Бутер і маргарин, обидва без емульсій.

-Пан, за його затвердіння і свіжість.

-Напрямки.

-Шоколади, де вони змінюють свою в'язкість під час промислового виробництва в барах або формах.

-Морозиві креми, оскільки молочні білки стабілізують поєднання жирів і води, крім додавання додаткових емульгаторів перегрупують їх (частково дестабілізують), щоб суміш могла включати повітря.

-Кукі.

-Кредити для обличчя.

-Ліпка.

-Мази.

-Сир.

-Карти.

Приклади емульгаторів

Згадувалося, що молекули емульгаторів в принципі повинні бути амфіфільними. Поверхнево-активні речовини, з іншого боку, також володіють цією характеристикою. Однак це не означає, що амфіфільна молекула є поверхнево-активною речовиною (як це стосується білків).

Тому поверхнево-активні речовини - хороший вибір при виборі емульгатора; хоча є солі, які виконують ту саму функцію. Доцільність використання будь-якого з них буде залежати від рецептури та хімічних властивостей продукту.

Так само не всі емульгатори є амфіфільними, оскільки, можливо, вони взаємодіють із компонентами суміші (білками, жирами, цукрами тощо), тим самим досягаючи гомогенізації цілого. Тому, нарешті, будуть перелічені деякі приклади емульгаторів:

-Ефіри жирної кислоти

-Моногліцериди

-Дігліцериди

-Лецитин (міститься в яєчному жовтку)

-Дума арабська

-Пектин

-Іржавий крохмаль

-Джелі

-Поліетиленгліколь

-Малтитол

-Цітрат кальцію

-Натрієві та калієві лактати

-Натрію альгінату

-Агар

-Карая гума

-Целюлоза

-Етоксильовані спирти

- стеароїллактилат натрію та кальцію

-Полісорбати 20, 40, 60 та 80 (харчовий клас)

-Лактитол

Як видно, доступно багато емульгаторів, і кожен з них має функціонал, будь то для їжі, кремів, сиропів, миючих засобів, лосьйонів тощо.

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. Вікіпедія. (2020). Емульсія. Відновлено з: en.wikipedia.org
3. Редактори Encyclopeedia Britannica. (20 березня 2019 р.). Емульгатор. Encyclopædia Britannica. Відновлено: britannica.com
4. Спеціальні харчові інгредієнти ЄС. (2020). Емульгатори. Відновлено з: specialtyfoodingredients.eu
5. Гість Автор. (2015 р., 10 квітня). Емульгатори на роботі: додатки в різних галузях промисловості (інфографіка). Відновлено з сайту: znanje.ulprospector.com
6. Рубен. (1 лютого 2012 р.). Емульгатори в морозиві. Відновлено з: icecreamscience.com