EMULGÁTOR: EMULZNÍ PROCES, MOLEKULÁRNÍ ASPEKTY, APLIKACE - CHEMIE - 2025

Emulgátor nebo emulgátor je jakákoliv sloučenina schopná stabilizovat emulzi po značně dlouhou dobu. Jeho funkce je v podstatě funkcí „bratrování“ dvou kapalin nebo fází, které se za normálních podmínek nemohou sjednotit; to znamená vytvořit směs homogenního vzhledu.

Klasickým příkladem toho, co emulgátor znamená, je sklenice oleje a vody. Olej bude umístěn nahoře s nižší hustotou, zatímco voda bude dole. Obě kapaliny se nemohou spojit, jsou nemísitelné (nelze je smíchat), protože jejich intermolekulární afinity se navzájem liší; voda je polární a olej nepolární.

Arašídové máslo vděčí částečně za svou konzistenci a tloušťku přidanému emulgátoru. Zdroj: Pixabay.

Pokud se však k heterogenní a dvoufázové směsi vody (w) -oleje (o) přidá vaječný žloutek, při intenzivním protřepávání se vytvoří emulze voda v oleji (w / o), pokud je olej dispergován av menší míře; nebo olej ve vodě (o / w), pokud je to nyní voda, která je rozptýlena. Vaječný žloutek se tak stává emulgátorem.

Z výše uvedeného, ​​přidáním dalších přísad, získáme majonézu. Stejně jako majonéza se další potravinářské výrobky, jako je margarín, arašídové máslo, mléko, rajčatové omáčky, dresingy atd., Vyrábějí přidáním emulgátoru.

Emulzní proces

Proces tvorby emulze. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Emulgátor tak umožňuje vytvoření emulze ze dvou nemísitelných kapalin nebo směsí. Emise w / o a o / w jsou dva nejdůležitější případy. Obrázek výše ukazuje zjednodušeným způsobem to, co bylo vysvětleno výše.

Všimněte si, že máme dvě tekutiny: namodralé a žluté, které tvoří dvoufázovou heterogenní směs. Jsou nemísitelné, takže se nespojují a vytvářejí homogenní směs. Když se však přidá emulgátor (buď pevný nebo kapalný), zasahuje takovým způsobem, že se vytvoří globule nebo dispergované částice žluté kapaliny.

Pokud by se žluté částice dokázaly spojit, měli bychom znovu žlutou fázi jako na začátku. Čím jsou tyto částice menší, tím bude výsledná směs plynulejší a rovnoměrnější. Z tohoto hypotetického mixu bychom tedy viděli zelený mix; ale že žluté částice by se daly snadno vizualizovat pod mikroskopem.

Zde přicházejí stabilizátory, sloučeniny, které jsou odpovědné za prevenci koalescence dispergovaných částic a dále prodlužují homogenitu emulze; to znamená, že se „nerozřeže“ na dvě fáze.

Molekulární aspekty emulze

Molekulárně je emulzní proces docela dynamický a existuje několik teorií, které se snaží vysvětlit působení emulgátoru. Všichni však sdílejí něco společného, ​​a to je skutečnost, že emulgátor musí být jedna nebo více amfifilních (nebo amfipatických) molekul; To jsou ty, které mají jak nepolární, tak polární charakter.

Amfifilní molekulu lze přirovnat k lízátku: hlava je polární, hydrofilní; zatímco prut nebo ocas jsou nepolární, hydrofobní. Dvě kapaliny jsou nemísitelné, protože jejich rozdíl polarity je v zásadě velmi velký. Emulgátor interaguje s oběma tekutinami současně.

Jeho polární hlava je orientována ve směru polární kapaliny. Na druhé straně se nepolární ocas snaží interagovat s nepolární kapalinou. V závislosti na převládající kapalině nebo fázi mají amfifilní molekuly tendenci tvořit micely; říkají tobolky, v nichž jsou uzavřeny molekuly dispergované kapaliny.

Například by žluté kuličky byly obklopeny amfifilními molekulami emulgátoru, jehož vnější část interaguje s kontinuální fází nebo kapalinou (většího podílu, modrá), a také odpuzuje ostatní kuličky. Nicméně, micely se pohybují, což způsobí, že dříve nebo později skončí separací a způsobí vznik žluté fáze.

Aplikace emulgátorů

Emulgátory přispívají ke smetanovým texturám zmrzliny. Zdroj: Pexels.

Bez existence emulgátorů nebo emulgátorů by nebylo možné vyrábět emulze, které jsou nesmírně důležité v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. I když formulace takových produktů zahrnuje také zahušťovadla a stabilizátory, emulgátory pomáhají směsím rozvíjet tělo a texturu.

Viskozita získaných emulzí může být vyšší než viskozita původních nemísitelných kapalin. Majonéza dokazuje tento bod. Konečná viskozita však může být také nižší, výsledná směs je plynulejší. Emulgátory jsou tedy klíčové pro konzistenci potravin, a tedy i pro jejich příchutě.

Výrobky, které vyžadují emulgátory

Mezi některé z potravin, které vyžadují emulgátory, máme:

-Mléko, což je o / w emulze, schopná působit jako emulgátor díky obsahu bílkovin.

-Butter a margarín, oba bez emulzí.

-Pan, pro jeho ztvrdnutí a svěžest.

-Pokyny.

- čokolády, kde mění svou viskozitu během své průmyslové výroby v tyčích nebo formách.

- Krémy, protože mléčné proteiny stabilizují kombinaci tuků a vody, kromě přidání dalších emulgátorů je přeskupují (částečně destabilizují) tak, aby směs mohla obsahovat vzduch.

- Vážení.

-Faciální krémy.

-Rtěnka.

-Másti.

-Sýr.

- Dorty.

Příklady emulgátorů

Bylo zmíněno, že molekuly emulgátorů musí být v zásadě amfifilní. Na druhé straně mají tuto vlastnost také povrchově aktivní látky. To však neznamená, že amfifilní molekula je povrchově aktivní látka (jako je tomu v případě proteinů).

Proto jsou povrchově aktivní látky při výběru emulgátoru dobrou volbou; ačkoli existují soli, které plní stejnou funkci. Použitelnost jakéhokoli z nich bude záviset na složení a chemických vlastnostech produktu.

Podobně ne všechny emulgátory jsou amfifilní, protože mohou interagovat se složkami směsi (proteiny, tuky, cukry atd.), Čímž se dosahuje homogenizace celku. Proto budou konečně uvedeny některé příklady emulgátorů:

- Estery mastných kyselin

- Monoglyceridy

-Diglyceridy

-Lecitin (nalezený ve vaječném žloutku)

-Arabská guma

-Pektin

-Rusty škrob

-Želé

-Polyethylenglykol

-Maltitol

- Citrát vápenatý

- laktáty sodné a draselné

- Alginát sodný

-Agar

-Karaya guma

-Celulóza

-Etoxylované alkoholy

- stearoyl laktylát sodný a vápenatý

-Polysorbáty 20, 40, 60 a 80 (kvalita potravin)

-Lactitol

Jak je vidět, existuje mnoho emulgátorů a každý z nich má funkčnost, ať už pro potraviny, krémy, sirupy, detergenty, pleťové vody atd.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
2. Wikipedia. (2020). Emulze. Obnoveno z: en.wikipedia.org
3. Editors of Encyclopaedia Britannica. (20. března 2019). Emulgátor. Encyclopædia Britannica. Obnoveno z: britannica.com
4. Speciální potravinové složky EU. (2020). Emulgátory. Obnoveno z: specialtyfoodingredients.eu
5. Hostující autor. (2015, 10. dubna). Emulgátory v práci: Aplikace napříč průmyslovými odvětvími (Infographic). Obnoveno z: knowledge.ulprospector.com
6. Ruben. (1. února 2012). Emulgátory ve zmrzlině. Obnoveno z: icecreamscience.com