EMULGATOR: POSTUPAK EMULZIJE, MOLEKULARNI ASPEKTI, PRIMJENE - KEMIJA - 2025

Emulgator ili emulgator svaki spoj koji stabilizira emulziju za dulje vrijeme. Njegova je funkcija u osnovi da "braterizira" dvije tekućine ili faze koje se u normalnim uvjetima ne mogu objediniti; to jest da se dobije mješavina homogenog izgleda.

Klasičan primjer da se riješi što emulgator znači čaša ulja i vode. Ulje će biti smješteno na vrhu, s manjom gustoćom, dok će voda biti na dnu. Obje tekućine se ne mogu sjediniti, one su se ne miješaju (ne mogu se miješati), jer se međumolekularni afiniteti međusobno razlikuju; voda je polarna, a ulje nepolarno.

Kikiriki maslac dijelom duguje konzistenciju i debljinu dodanom emulgatoru. Izvor: Pixabay.

Međutim, ako se žumanka doda jajnoj i dvofaznoj vodenoj (w) -oil (o) smjesi, snažno se tresući, ako se ulje dispergira, formirat će se emulzija voda-u-ulju (w / o). i u manjoj mjeri; ili ulje u vodi (o / w), ako je to sada voda koja se raspršuje. Dakle, žumanjak jaje postaje emulgator.

Iz navedenog, dodajući ostale aditive, dobivamo majonezu. Poput majoneze, dodavanjem emulgatora napravljeni su i drugi prehrambeni proizvodi poput margarina, kikirikijevog maslaca, mlijeka, umaka od rajčice, preljeva itd.

Postupak emulzije

Postupak stvaranja emulzije. Izvor: Gabriel Bolívar.

Emulgator tako omogućava da se emulzija stvori iz dvije ne miješljive tekućine ili smjese. W / o i o / w emulzije su dva najvažnija slučaja. Slika iznad pokazuje na pojednostavljeni način ono što je gore objašnjeno.

Imajte na umu da imamo dvije tekućine: plavkastu i žutu, koja čine dvofaznu heterogenu smjesu. Oni su nemjerljivi, pa se ne zbližuju te stvaraju homogenu smjesu. Međutim, kada se dodaje emulgator (bilo kruti ili tekući), on intervenira na takav način da nastaju globule ili disperzirane čestice žute tekućine.

Kad bi se žute čestice uspile stopiti, imali bismo opet žutu fazu kao u početku. Što su ove čestice manje, to će glatka i ujednačenija biti dobivena smjesa. Stoga bismo iz ove hipotetičke smjese vidjeli zelenu mješavinu; ali da bi se žute čestice lako vizualizirale pod mikroskopom.

Tu dolaze stabilizatori, spojevi koji su zaduženi za izbjegavanje koalescencije disperziranih čestica i još više produžuju homogenost emulzije; to jest, neće se "razrezati" u dvije faze.

Molekularni aspekti emulzije

Molekularno je postupak emulzije prilično dinamičan i postoji nekoliko teorija koje pokušavaju objasniti djelovanje emulgatora. Međutim, svi imaju zajedničko nešto i to je činjenica da emulgator mora biti jedna ili više amfifilnih (ili amfipatskih) molekula; To su oni koji imaju i apolarni i polarni karakter.

Amfifilna molekula može se usporediti s lizalicom: glava je polarna, hidrofilna; dok je štap ili rep apolarni, hidrofobni. Dvije tekućine su nemjerljive jer je razlika u polaritetu u osnovi velika. Emulgator uzajamno djeluje s obje tekućine.

Njegova polarna glava usmjerena je u smjeru polarne tekućine. S druge strane, apolarni rep nastoji komunicirati s apolarnom tekućinom. Ovisno o prevladavajućoj tekućini ili fazi, amfifilne molekule imaju tendenciju da formiraju micele; recimo, kapsule, unutar kojih se nalaze molekule dispergirane tekućine.

Na primjer, žute globule bi bile okružene amfifilnim molekulama emulgatora, čiji vanjski dio djeluje u kontinuiranoj fazi ili tekućini (u većem udjelu, plavi), a odbija i ostale globule. Međutim, micele se kreću, što će uzrokovati da se prije ili kasnije završe razdvajati i stvoriti pojavu žute faze.

Primjene emulgatora

Emulgatori doprinose kremastoj teksturi sladoleda. Izvor: Pexels.

Bez postojanja emulgatora ili emulgatora, ne bi bilo moguće napraviti emulzije, koje su od ogromne važnosti u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji. Iako formulacija takvih proizvoda također sadrži sredstva za zgušnjavanje i stabilizatore, emulgatori pomažu smjesama u razvoju tijela i teksture.

Viskoznosti dobivenih emulzija mogu biti veće od onih originalnih nemiješajućih tekućina. Majoneza dokazuje ovu točku. No konačna viskoznost također može biti niža, a dobivena smjesa je glađa. Dakle, emulgatori su ključni u dosljednosti hrane i, prema tome, u njezinim okusima.

Proizvodi kojima su potrebni emulgatori

Među nekim prehrambenim proizvodima koji zahtijevaju emulgatore imamo:

-Mleko je emulzija za masnoću koja može djelovati kao emulgator zahvaljujući svom sadržaju proteina.

-Beter i margarin, obje bez emulzija.

-Pan, zbog stvrdnjavanja i svježine.

-Directions.

-Kokolati, gdje mijenjaju svoju viskoznost tijekom svoje industrijske proizvodnje u barovima ili kalupima.

-Ledne kreme, budući da mliječni proteini stabiliziraju kombinaciju masti i vode, uz dodatak dodatnih emulgatora, oni se pregrupiraju (djelomično destabiliziraju) tako da mješavina može uključiti zrak.

-Cookies.

-Kreme za lice.

-Ruž.

-Ointments.

-Sir.

-Cakes.

Primjeri emulgatora

Spomenuto je da molekule emulgatora u principu moraju biti amfifilne. Surfaktanti, s druge strane, također posjeduju ovu karakteristiku. Međutim, to ne znači da je amfifilna molekula površinski aktivna tvar (kao što je slučaj s proteinima).

Stoga su tenzidi dobar izbor pri odabiru emulgatora; iako postoje soli koje obavljaju istu funkciju. Izvodljivost bilo koje od njih ovisit će o sastavu i kemijskim svojstvima proizvoda.

Isto tako, nisu svi emulgatori amfifilni, jer mogu komunicirati s komponentama mješavine (bjelančevinama, masnoćama, šećerima itd.) I tako postići homogenizaciju cjeline. Stoga će, na kraju, biti navedeni neki primjeri emulgatora:

Esteri masnih kiselina

-Monoglycerides

digliceridi

-Lecitin (nalazi se u žumanjku)

-Guma arapski

-Pektin

-Rest škrob

-Žele

-Polietilen glikol

-Maltitol

-Kalcijev citrat

-Na natrijevi i kalijev laktati

-Nodium alginat

-Agar

-Karaya guma

-Celuloza

-Etoksilirani alkoholi

- Natrijum i kalcijev stearoil laktilat

-Polysorbates 20, 40, 60 i 80 (razred hrane)

-Lactitol

Kao što se može vidjeti, na raspolaganju je mnogo emulgatora, a svaki od njih ima svoju funkcionalnost, bilo za hranu, kreme, sirupe, deterdžente, losione itd.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Wikipedia. (2020). Emulzija. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
3. Urednici Encyclopaedia Britannica. (20. ožujka 2019.). Emulgator. Encyclopædia Britannica. Oporavilo od: britannica.com
4. EU specijalni prehrambeni sastojci. (2020). Emulgatori. Oporavak od: specialtyfoodingredients.eu
5. Autor gostiju. (2015., 10. travnja). Emulgatori na djelu: Primjene u industriji (Infographic). Oporavak od: znanje.ulprospector.com
6. Ruben. (1. veljače 2012.). Emulgatori u sladoledu. Oporavilo od: icecreamscience.com