EMULGATOR: EMULSJONSPROSESS, MOLEKYLÆRE ASPEKTER, APPLIKASJONER - KJEMI - 2025

En emulgator eller emulgator er enhver forbindelse som er i stand til å stabilisere en emulsjon i lang tid. Dens funksjon er hovedsakelig den å "fraternisere" to væsker eller faser som under normale forhold ikke kan forene; det vil si for å danne en blanding av homogent utseende.

Det klassiske eksemplet for å ta tak i hva en emulgator betyr er det av et glass olje og vann. Oljen vil bli plassert øverst, med en lavere tetthet, mens vannet vil være i bunnen. Begge væskene kan ikke samles, de er ikke blandbare (de kan ikke blandes), siden deres intermolekylære tilknytninger er forskjellige fra hverandre; vann er polart, og olje er ikke-polært.

Peanøttsmør skylder delvis sin konsistens og tykkelse på den tilsatte emulgatoren. Kilde: Pixabay.

Imidlertid, hvis en eggeplomme tilsettes den heterogene og bifasiske vann (w) -olje (o) -blandingen, og rister kraftig, vil en vann-i-olje-emulsjon (w / o) dannes, hvis oljen er spredt og i mindre grad; eller olje i vann (o / w), hvis det nå er vannet som er spredt. Dermed blir eggeplommen emulgator.

Fra ovenstående, tilsetning av andre tilsetningsstoffer, får vi majones. Som majones, er andre matprodukter som margarin, peanøttsmør, melk, tomatsauser, dressinger, etc. laget av en emulgator.

Emulsjonsprosess

Prosess for dannelse av en emulsjon. Kilde: Gabriel Bolívar.

Emulgatoren tillater således en emulsjon å dannes fra to blandbare væsker eller blandinger. W / o og o / w emulsjoner er de to viktigste tilfellene. Bildet over viser på en forenklet måte hva som ble forklart over.

Legg merke til at vi har to væsker: en blålig og en gul, som utgjør en bifasisk heterogen blanding. De er ikke blandbare, så de ikke sammenfaller og danner en homogen blanding. Når emulgatoren tilsettes (enten fast eller flytende), griper den imidlertid inn på en slik måte at det dannes kuler eller spredte partikler av den gule væsken.

Hvis de gule partiklene klarte å samles, ville vi ha en gul fase igjen som i begynnelsen. Jo mindre disse partiklene er, desto glattere og mer jevn blir den resulterende blanding. Derfor ville vi fra denne hypotetiske blandingen se en grønn blanding; men at de gule partiklene lett kunne visualiseres under mikroskopet.

Det er her stabilisatorene kommer inn, forbindelser som er ansvarlige for å forhindre koalescensen av de spredte partiklene, og forlenge homogeniteten til emulsjonen ytterligere; det vil si at den ikke "kuttes" i to faser.

Molekylære aspekter ved emulsjonen

Molekylært er emulsjonsprosessen ganske dynamisk, og det er flere teorier som prøver å forklare virkningen av emulgatoren. Imidlertid deler de alle noe felles, og det er det faktum at emulgatoren må være en eller flere amfifile (eller amfipatiske) molekyler; Dette er de som har både apolar og polær karakter.

Det amfifile molekylet kan sammenlignes med en lollipop: hodet er polart, hydrofilt; mens stangen eller halen er apolar, hydrofob. To væsker er ikke blandbare fordi egentlig polaritetsforskjellen deres er veldig stor. Emulgatoren samvirker med begge væskene samtidig.

Det polare hodet er orientert i retning av den polare væsken. På den annen side søker den apolare halen å samvirke med den apolare væsken. Avhengig av den dominerende væske eller fase, har amfifile molekyler en tendens til å danne miceller; si kapsler, innenfor hvilke molekyler av den spredte væsken er lukket.

For eksempel ville de gule kuleformene bli omringet av amfifile molekyler i emulgatoren, hvis ytre del samvirker med den kontinuerlige fasen eller væsken (med større andel, blå), og også frastøter de andre kulene. Imidlertid beveger micellene seg, noe som vil føre til at de før eller siden vil ende opp med å skilles og gi opphav til utseendet til den gule fasen.

Bruksområder for emulgatorer

Emulgatorer bidrar til kremete teksturer av iskrem. Kilde: Pexels.

Uten eksistensen av emulgatorer eller emulgatorer, ville det ikke være mulig å lage emulsjoner, som er av enorm betydning i mat- og farmasøytisk industri. Mens formuleringen av slike produkter også inneholder fortykningsmidler og stabilisatorer, hjelper emulgatorer blandinger med å utvikle kropp og struktur.

Viskositeten til de oppnådde emulsjoner kan være høyere enn for de opprinnelige, ikke blandbare væskene. Majones beviser dette poenget. Men den endelige viskositeten kan også være lavere, den resulterende blandingen blir jevnere. Dermed er emulgatorer nøkkelen til konsistensen av mat og derfor i smakene.

Produkter som krever emulgatorer

Blant noen av matvarene som krever emulgatorer har vi:

-Melk, som er en o / w-emulsjon, i stand til å fungere som en emulgator takket være proteininnholdet.

-Butter og margarin, begge uten emulsjoner.

-Pan, for sin herding og friskhet.

-Retninger.

-Sjokolader, der de endrer viskositeten under sin industrielle produksjon i barer eller muggsopp.

-Ikremer, da melkeproteinene stabiliserer kombinasjonen av fett og vann, i tillegg til at ekstra emulgatorer grupperes dem (delvis destabiliserer) slik at blandingen kan innlemme luft.

-Cookies.

-Fasiale kremer.

-Lipstick.

-Ointments.

-Ost.

-Cakes.

Eksempler på emulgatorer

Det ble nevnt at molekylene til emulgatorene i prinsippet må være amfifile. Surfaktanter derimot har også denne egenskapen. Dette innebærer imidlertid ikke at et amfifilt molekyl er et overflateaktivt middel (som tilfellet er med proteiner).

Derfor er overflateaktive midler et godt valg når du velger en emulgator; selv om det er salter som utfører samme funksjon. Muligheten for å bruke noen av dem vil avhenge av formulering og kjemiske egenskaper til produktet.

På samme måte er ikke alle emulgatorer amfifile, siden det kan være at de interagerer med komponentene i en blanding (proteiner, fett, sukker, etc.), og oppnår således homogeniseringen av helheten. Derfor, og til slutt, vil noen eksempler på emulgatorer bli listet opp:

-Fettsyreestere

-Monoglycerides

-Diglycerides

-Lecithin (funnet i eggeplomme)

-Gummi arabisk

-Pectin

-Rusty stivelse

-Gelé

-Polyetylenglykol

-Maltitol

-Kalsiumsitrat

-Sodium og kaliumlaktater

-Sodiumalginat

-Agar

-Karaya gummi

-cellulose

-Ethoxylated alkoholer

- Natrium og kalsium stearoyllaktylat

-Polysorbater 20, 40, 60 og 80 (matvarekvalitet)

-Lactitol

Som det er sett, er det mange emulgatorer tilgjengelig, og hver og en har en funksjonalitet, enten det er til mat, kremer, sirup, vaskemidler, kremer osv.

referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi (8. utg.). CENGAGE Læring.
2. Wikipedia. (2020). Emulsjon. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
3. Redaktørene av Encyclopaedia Britannica. (20. mars 2019). Emulgator. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: britannica.com
4. EU spesialiserte matingredienser. (2020). Emulgatorer. Gjenopprettet fra: specialtyfoodingredients.eu
5. Gjesteforfatter. (2015, 10. april). Emulgatorer på jobb: Applications Across Industries (Infographic). Gjenopprettet fra: kunnskap.ulprospector.com
6. Ruben. (1. februar 2012). Emulgatorer i iskrem. Gjenopprettet fra: icecreamscience.com