EMULGATOR: POSTOPEK EMULZIJE, MOLEKULARNI VIDIKI, APLIKACIJE - KEMIJA - 2026

Emulgator ali emulgator je vsaka spojina, ki lahko stabilizira emulzijo precej časa. Njegova funkcija je v bistvu funkcija "braternizacije" dveh tekočin ali faz, ki v normalnih pogojih ne moreta poenotiti; torej za oblikovanje mešanice homogenega videza.

Klasičen primer obravnavanja pomena emulgatorja je kozarec olja in vode. Olje bo postavljeno na vrhu, z nižjo gostoto, voda pa na dnu. Obe tekočini se ne moreta koalizirati, sta negibljiva (ne moreta se mešati), saj se njuni medmolekulski afiniteti med seboj razlikujejo; voda je polarna, nafta pa nepolarna.

Arašidovo maslo delno dolguje svoji konsistenci in debelini dodanemu emulgatorju. Vir: Pixabay.

Če pa jajčni rumenjak dodamo heterogeni in dvofazni mešanici vode (w) -oil (o), se močno stresi, če se olje dispergira, nastane emulzija voda v olju (brez). in v manjši meri; ali olje v vodi (o / w), če je zdaj razpršena voda. Tako rumenjak postane emulgator.

Iz zgoraj navedenega, če dodamo še druge dodatke, dobimo majonezo. Tako kot majoneza se z dodajanjem emulgatorja naredijo tudi drugi prehrambeni izdelki, kot so margarina, arašidovo maslo, mleko, paradižnikova omaka, prelivi itd.

Postopek emulzije

Postopek tvorbe emulzije. Vir: Gabriel Bolívar.

Emulgator tako omogoča, da se emulzija oblikuje iz dveh nemesljivih tekočin ali zmesi. V / o in o / w emulzije sta dva najpomembnejša primera. Zgornja slika na poenostavljen način prikazuje, kar je bilo razloženo zgoraj.

Upoštevajte, da imamo dve tekočini: modrikasto in rumeno, ki tvorita dvofazno heterogeno zmes. So nepomembne, zato se ne združijo in tvorijo homogeno zmes. Ko pa dodamo emulgator (trden ali tekoč), intervenira tako, da nastanejo kroglice ali razpršeni delci rumene tekočine.

Če bi se rumeni delci uspeli strniti, bi imeli spet rumeno fazo kot na začetku. Manjši kot bodo ti delci, bolj gladka in enotna bo nastala zmes. Zato bi iz te hipotetične mešanice videli zeleno mešanico; ampak da bi rumene delce zlahka predstavljali pod mikroskopom.

Tukaj pridejo stabilizatorji, spojine, ki so odgovorne za preprečevanje koalescence disperziranih delcev in še podaljšajo homogenost emulzije; se pravi, da se ne bo "razrezal" na dve fazi.

Molekularni vidiki emulzije

Molekularno je postopek emulzije dokaj dinamičen in obstaja več teorij, ki poskušajo razložiti delovanje emulgatorja. Vendar pa imajo vsi nekaj skupnega in to je dejstvo, da mora biti emulgator ena ali več amfifilnih (ali amfipatskih) molekul; To so tisti, ki imajo tako apolarni kot polarni značaj.

Amfifilno molekulo lahko primerjamo z lizalico: glava je polarna, hidrofilna; medtem ko je palica ali rep apolarna, hidrofobna. Dve tekočini sta nepomembni, ker je v bistvu njihova polarnostna razlika zelo velika. Emulgator medsebojno deluje z obema tekočinama.

Njena polarna glava je usmerjena v smeri polarne tekočine. Po drugi strani pa želi apolarni rep posegati v apolarno tekočino. Amfifilne molekule ponavadi tvorijo micele, odvisno od prevladujoče tekočine ali faze; recimo kapsule, znotraj katerih so molekule dispergirane tekočine.

Na primer, rumene krogle bi bile obkrožene z amfifilnimi molekulami emulgatorja, katerih zunanji del je v interakciji z neprekinjeno fazo ali tekočino (v večjem deležu, modri), prav tako pa odbija druge krogle. Vendar se miceli premaknejo, kar bo povzročilo, da se slej ko prej končajo ločitve in povzročijo nastanek rumene faze.

Uporaba emulgatorjev

Emulgatorji prispevajo k kremastim teksturam sladoleda. Vir: Pexels.

Brez obstoja emulgatorjev ali emulgatorjev ne bi bilo mogoče narediti emulzij, ki so v prehranski in farmacevtski industriji izjemnega pomena. Medtem ko formulacija takšnih izdelkov vključuje tudi zgoščevalna sredstva in stabilizatorje, emulgatorji pomagajo mešanicam, da razvijejo telo in teksturo.

Viskoznosti dobljenih emulzij so lahko višje od tistih v prvotnih nemesljivih tekočinah. Majoneza to dokazuje. Končna viskoznost pa je lahko tudi nižja, zato je nastala zmes bolj gladka. Tako so emulgatorji ključni pri konsistenci hrane in s tem v njenih okusih.

Izdelki, ki potrebujejo emulgatorje

Med nekaterimi živilskimi izdelki, ki potrebujejo emulgatorje, imamo:

-Mleko je o / w emulzija, ki lahko deluje kot emulgator zaradi svoje vsebnosti beljakovin.

-Better in margarina, obe brez emulzij.

-Pan, za njegovo utrjevanje in svežino.

-Smernice.

-Kokolate, kjer spreminjajo svojo viskoznost med svojo industrijsko proizvodnjo v palicah ali kalupih.

-Lezljive kreme, saj mlečne beljakovine stabilizirajo kombinacijo maščob in vode, poleg dodajanja dodatnih emulgatorjev jih prerazporedite (delno destabilizirajte), tako da lahko mešanica vključi zrak.

-Pijevki.

-Kreme za obraz.

-Šminka.

-Mazila.

-Sir.

Torte.

Primeri emulgatorjev

Omenjeno je bilo, da morajo biti molekule emulgatorjev načeloma amfifilne. Po drugi strani imajo tudi površinsko aktivne snovi to lastnost. Vendar to ne pomeni, da je amfifilna molekula površinsko aktivna snov (tako kot pri beljakovinah).

Zato so površinsko aktivne snovi dobra izbira pri izbiri emulgatorja; čeprav obstajajo soli, ki opravljajo isto funkcijo. Izvedljivost uporabe katerega koli od njih bo odvisna od formulacije in kemijskih lastnosti izdelka.

Prav tako niso vsi emulgatorji amfifilni, saj lahko pride do interakcije s sestavinami mešanice (beljakovinami, maščobami, sladkorji itd.) In tako dosežejo homogenizacijo celote. Zato bomo na koncu našli nekaj primerov emulgatorjev:

-Estri maščobnih kislin

-Monogliceridi

-Digliceridi

-Lecitin (najdemo ga v rumenjaku)

-Guma arabščina

-Pektin

-Rustin škrob

-Jelly

-Polietilen glikol

-Maltitol

-Kalcijev citrat

-Natrijeve in kalijeve laktate

-Natrijev alginat

-Agar

-Karaya guma

-Celuloza

-Etoksilirani alkoholi

- Natrijev in kalcijev stearoil laktilat

-Polysorbates 20, 40, 60 in 80 (razred živil)

-Laktitol

Kot je razvidno, je na voljo veliko emulgatorjev in vsak ima funkcionalnost, bodisi za hrano, kreme, sirupe, detergente, losjone itd.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Wikipedija. (2020). Emulzija. Pridobljeno: en.wikipedia.org
3. Uredniki Encyclopeedia Britannica. (20. marec 2019). Emulgator. Encyclopædia Britannica. Pridobljeno: britannica.com
4. Posebne živilske sestavine EU. (2020). Emulgatorji. Pridobljeno: specialtyfoodingredients.eu
5. Avtor gostov. (2015, 10. april). Emulgatorji pri delu: Uporaba v industriji (Infographic). Pridobljeno: znanje.ulprospector.com
6. Ruben. (1. februar 2012). Emulgatorji v sladoledu. Pridobljeno: icecreamscience.com