ЭМУЛЬГАТОР: ПРОЦЕСС ЭМУЛЬСИИ, МОЛЕКУЛЯРНЫЕ АСПЕКТЫ, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

Эмульгатор или эмульгатор представляет собой любое соединение , способное стабилизировать эмульсию , в течение значительного времени. Его функция, по сути, состоит в том, чтобы «братать» две жидкости или фазы, которые при нормальных условиях не могут объединиться; то есть образовывать смесь однородного вида.

Классический пример того, что означает эмульгатор, - это стакан масла и воды. Масло будет располагаться вверху с более низкой плотностью, а вода - внизу. Обе жидкости не могут сливаться, они не смешиваются (их нельзя смешивать), так как их межмолекулярное сродство отличается друг от друга; вода полярна, а масло неполярно.

Арахисовое масло частично обязано своей консистенцией и густотой добавленному эмульгатору. Источник: Pixabay.

Однако, если к гетерогенной двухфазной смеси вода (w) - масло (o) добавить яичный желток при интенсивном встряхивании, образуется эмульсия вода в масле (w / o), если масло диспергировано. и в меньшей степени; или масло в воде (м / в), если теперь диспергирована вода. Таким образом, яичный желток становится эмульгатором.

Из вышеперечисленного, добавляя другие добавки, получаем майонез. Как и майонез, другие пищевые продукты, такие как маргарин, арахисовое масло, молоко, томатные соусы, заправки и т. Д., Производятся благодаря добавлению эмульгатора.

Эмульсионный процесс

Процесс образования эмульсии. Источник: Габриэль Боливар.

Таким образом, эмульгатор позволяет образовывать эмульсию из двух несмешивающихся жидкостей или смесей. Эмульсии в / в и в / в - два наиболее важных случая. На изображении выше в упрощенном виде показано то, что было объяснено выше.

Обратите внимание, что у нас есть две жидкости: голубоватая и желтая, которые составляют двухфазную гетерогенную смесь. Они не смешиваются, поэтому не сливаются с образованием однородной смеси. Однако при добавлении эмульгатора (твердого или жидкого) он действует таким образом, что образуются глобулы или диспергированные частицы желтой жидкости.

Если бы желтым частицам удалось слиться, у нас снова была бы желтая фаза, как в начале. Чем меньше эти частицы, тем более гладкой и однородной будет полученная смесь. Следовательно, из этой гипотетической смеси мы увидим зеленую смесь; но желтые частицы можно было бы легко увидеть под микроскопом.

Здесь на помощь приходят стабилизаторы, соединения, которые несут ответственность за предотвращение слипания диспергированных частиц и дальнейшее увеличение однородности эмульсии; то есть он не будет «разрезан» на две фазы.

Молекулярные аспекты эмульсии

Молекулярно процесс эмульсии довольно динамичен, и существует несколько теорий, которые пытаются объяснить действие эмульгатора. Однако все они имеют что-то общее, и это тот факт, что эмульгатор должен быть одной или несколькими амфифильными (или амфипатическими) молекулами; Это те, которые имеют как аполярный, так и полярный характер.

Амфифильную молекулу можно сравнить с леденцом: голова полярная, гидрофильная; в то время как стержень или хвост неполярны, гидрофобны. Две жидкости несмешиваемы, потому что разница их полярностей очень велика. Эмульгатор взаимодействует с обеими жидкостями одновременно.

Его полярная головка ориентирована в направлении полярной жидкости. С другой стороны, аполярный хвост стремится взаимодействовать с аполярной жидкостью. В зависимости от преобладающей жидкости или фазы амфифильные молекулы имеют тенденцию к образованию мицелл; скажем, капсулы, внутри которых заключены молекулы диспергированной жидкости.

Например, желтые глобулы будут окружены амфифильными молекулами эмульгатора, внешняя часть которых взаимодействует с непрерывной фазой или жидкостью (в большей степени синей), а также отталкивает другие глобулы. Однако мицеллы движутся, что рано или поздно приведет к их разделению и появлению желтой фазы.

Применение эмульгаторов

Эмульгаторы придают мороженому кремообразную текстуру. Источник: Pexels.

Без эмульгаторов или эмульгаторов было бы невозможно получать эмульсии, которые имеют огромное значение в пищевой и фармацевтической промышленности. Хотя в состав таких продуктов также входят загустители и стабилизаторы, эмульгаторы помогают смеси развивать консистенцию и текстуру.

Вязкость получаемых эмульсий может быть выше вязкости исходных несмешивающихся жидкостей. Майонез подтверждает это. Но конечная вязкость также может быть ниже, чтобы полученная смесь была более гладкой. Таким образом, эмульгаторы играют ключевую роль в консистенции пищи и, следовательно, в ее вкусе.

Продукты, требующие эмульгаторов

Среди некоторых пищевых продуктов, требующих эмульгаторов, есть:

-Молоко, представляющее собой эмульсию масло / вода, способное действовать как эмульгатор благодаря содержанию белка.

-Сливочное масло и маргарин, оба без эмульсий.

-Сковорода, за его твердость и свежесть.

-Направления.

-Шоколад, где они изменяют свою вязкость во время промышленного производства в прутках или формах.

-Мороженое кремы, поскольку молочные белки стабилизируют комбинацию жиров и воды, помимо добавления дополнительных эмульгаторов, они перегруппировываются (частично дестабилизируют), так что смесь может включать воздух.

-Печенье.

-Кремы для лица.

-Lipstick.

-Ointments.

-Сыр.

-Cakes.

Примеры эмульгаторов

Было упомянуто, что молекулы эмульгаторов в принципе должны быть амфифильными. С другой стороны, поверхностно-активные вещества также обладают этой характеристикой. Однако это не означает, что амфифильная молекула является поверхностно-активным веществом (как в случае с белками).

Поэтому ПАВ - хороший выбор при выборе эмульгатора; хотя есть соли, выполняющие ту же функцию. Возможность использования любого из них будет зависеть от рецептуры и химических свойств продукта.

Точно так же не все эмульгаторы являются амфифильными, так как они могут взаимодействовать с компонентами смеси (белками, жирами, сахарами и т. Д.), Тем самым достигая гомогенизации целого. Поэтому, наконец, будут перечислены некоторые примеры эмульгаторов:

-Эфиры жирных кислот

-Monoglycerides

-Diglycerides

-Лецитин (содержится в яичном желтке)

-Гуммиарабик

-Пектин

-Ржавый крахмал

-Желе

-Полиэтиленгликоль

-Maltitol

-Цитрат кальция

-Лактаты натрия и калия

-Альгинат натрия

-Agar

-Карайя резина

-Целлюлоза

-Этоксилированные спирты

- стеароилактилат натрия и кальция

-Полисорбаты 20, 40, 60 и 80 (пищевой)

-Lactitol

Как можно видеть, доступно множество эмульгаторов, и каждый из них имеет свои функции, будь то еда, кремы, сиропы, моющие средства, лосьоны и т. Д.

Ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
2. Wikipedia. (2020). Эмульсия. Получено с: en.wikipedia.org
3. Редакторы энциклопедии Британника. (20 марта 2019 г.). Эмульгатор. Encyclopdia Britannica. Получено с: britannica.com
4. Специальные пищевые ингредиенты ЕС. (2020). Эмульгаторы. Получено с: specialtyfoodingredients.eu
5. Гость Автор. (2015, 10 апреля). Эмульгаторы в действии: применение в различных отраслях (инфографика). Получено с: knowledge.ulprospector.com
6. Рубен. (1 февраля 2012 г.). Эмульгаторы в мороженом. Получено с: icecreamscience.com