EMULGERINGSMEDEL: EMULSIONSPROCESS, MOLEKYLÄRA ASPEKTER, APPLIKATIONER - KEMI - 2026

En emulgator eller emulgator är vilken förening som helst som kan stabilisera en emulsion under en betydande tid. Dess funktion är väsentligen att "fraternisera" två vätskor eller faser som under normala förhållanden inte kan förena; det vill säga för att bilda en blandning av homogent utseende.

Det klassiska exemplet för att ta itu med vad en emulgator betyder är det för ett glas olja och vatten. Oljan kommer att placeras upptill med en lägre densitet medan vattnet kommer att ligga i botten. Båda vätskorna kan inte sammanfalla, de är oblandbara (de kan inte blandas), eftersom deras intermolekylära förhållanden skiljer sig från varandra; vatten är polärt och olja är icke-polärt.

Jordnötssmör är delvis skyldig sin konsistens och tjocklek till dess tillsatta emulgator. Källa: Pixabay.

Men om en äggula tillsätts till den heterogena och bifasiska blandningen av vatten (w) -olja (o), skakande kraftigt, kommer en vatten-i-olja-emulsion (w / o) att bildas, om oljan sprids och i mindre grad; eller olja i vatten (o / w), om det nu är vattnet som sprids. Således blir äggulan emulgeringsmedel.

Från ovanstående, genom att lägga till andra tillsatser, får vi majonnäs. Liksom majonnäs görs andra livsmedelsprodukter som margarin, jordnötssmör, mjölk, tomatsås, dressingar etc. tack vare tillsatsen av en emulgator.

Emulsionsprocess

Process för bildning av en emulsion. Källa: Gabriel Bolívar.

Emulgeringsmedlet tillåter således en emulsion att bildas av två icke blandbara vätskor eller blandningar. W / o- och o / w-emulsioner är de två viktigaste fallen. Bilden ovan visar på ett förenklat sätt vad som förklarades ovan.

Observera att vi har två vätskor: en blåaktig och en gul, som utgör en bifasisk heterogen blandning. De är oblandbara, så de sammanfaller inte och bildar en homogen blandning. Men emulgeringsmedlet tillsätts (antingen fast eller flytande), ingriper det på ett sådant sätt att kulor eller dispergerade partiklar av den gula vätskan bildas.

Om de gula partiklarna lyckades sammanfogas skulle vi ha en gul fas igen som i början. Ju mindre dessa partiklar är, desto jämnare och mer enhetlig blir den resulterande blandningen. Därför från denna hypotetiska mix skulle vi se en grön blandning; men att de gula partiklarna lätt skulle kunna visualiseras under mikroskopet.

Det är här stabilisatorerna kommer in, föreningar som är ansvariga för att förhindra koalescensen av de dispergerade partiklarna och ytterligare förlänga emulsionens homogenitet; det vill säga det kommer inte "skära" i två faser.

Molekylära aspekter av emulsionen

Molekylärt är emulsionsprocessen ganska dynamisk och det finns flera teorier som försöker förklara emulgeringsverkan. Men de delar alla något gemensamt, och det är det faktum att emulgeringsmedlet måste vara en eller flera amfifila (eller amfifatiska) molekyler; Dessa är de som har både apolär och polär karaktär.

Den amfifila molekylen kan jämföras med en klubba: huvudet är polärt, hydrofilt; medan stången eller svansen är apolär, hydrofob. Två vätskor är oblandbara eftersom deras polaritetsskillnad egentligen är mycket stor. Emulgeringsmedlet interagerar med båda vätskorna samtidigt.

Det polära huvudet är orienterat i den polära vätskans riktning. Å andra sidan försöker den apolära svansen att interagera med den apolära vätskan. Beroende på den dominerande vätskan eller fasen tenderar amfifila molekyler att bilda miceller; säga kapslar, inom vilka molekyler av den dispergerade vätskan är inneslutna.

Till exempel skulle de gula kulorna omges av de amfifila molekylerna i emulgeringsmedlet, vars yttre del interagerar med den kontinuerliga fasen eller vätskan (med större andel, blå), och avvisar också de andra kulorna. Emellertid rör sig micellerna, vilket kommer att orsaka att de förr eller senare kommer att hamna upp och separera och ge upphov till utseendet på den gula fasen.

Användning av emulgeringsmedel

Emulgatorer bidrar till glassens krämiga strukturer. Källa: Pexels.

Utan förekomsten av emulgeringsmedel eller emulgatorer skulle det inte vara möjligt att göra emulsioner, som är av enorm betydelse inom livsmedels- och läkemedelsindustrin. Medan formuleringen av sådana produkter också innehåller förtjockningsmedel och stabilisatorer, hjälper emulgatorer blandningar att utveckla kropp och struktur.

Viskositeten hos erhållna emulsioner kan vara högre än de för de ursprungliga blandbara vätskorna. Majonnäs bevisar detta. Men den slutliga viskositeten kan också vara lägre, varvid den resulterande blandningen blir jämnare. Emulgatorer är alltså nyckeln till livsmedlets konsistens och därför i dess smaker.

Produkter som kräver emulgatorer

Bland några av de livsmedelsprodukter som kräver emulgatorer har vi:

-Mjölk, som är en o / w-emulsion, kan fungera som en emulgator tack vare sitt proteininnehåll.

-Butter och margarin, båda utan emulsioner.

-Pan, för dess härdning och friskhet.

-Directions.

-Choklad, där de modifierar sin viskositet under sin industriella produktion i stänger eller formar.

-Isk krämer, eftersom mjölkproteiner stabiliserar kombinationen av fett och vatten, förutom att tillsats av extra emulgeringsmedel omgrupperas dem (delvis destabiliseras) så att blandningen kan införliva luft.

-Småkakor.

-Facial krämer.

-Läppstift.

-Ointments.

-Ost.

-Cakes.

Exempel på emulgeringsmedel

Det nämndes att molekylerna i emulgatorerna måste vara amfifila i princip. Tensidmedel har å andra sidan också denna egenskap. Detta innebär emellertid inte att en amfifil molekyl är ett ytaktivt medel (som är fallet med proteiner).

Därför är tensider ett bra val när du väljer en emulgator; även om det finns salter som utför samma funktion. Möjligheten att använda någon av dem beror på produktens formulering och kemiska egenskaper.

På samma sätt är inte alla emulgatorer amfifila, eftersom det kan vara så att de interagerar med komponenterna i en blandning (proteiner, fetter, socker, etc.) och därigenom uppnår homogeniseringen av helheten. Därför kommer slutligen några exempel på emulgeringsmedel att listas:

-Fettsyraestrar

-Monoglycerides

-Diglycerides

-Lecitin (finns i äggula)

-Gummi arabicum

-Pektin

-Rusty stärkelse

-Gelé

-Polyetylenglykol

-Maltitol

-Kalciumcitrat

-Sodium och kaliumlaktater

-Sodiumalginat

-Agar

-Karaya gummi

-Cellulosa

-Ethoxylerade alkoholer

- Natrium- och kalciumstearoyllaktylat

-Polysorbater 20, 40, 60 och 80 (livsmedelskvalitet)

-Lactitol

Som framgår finns det många emulgatorer tillgängliga och var och en har en funktionalitet, vare sig det gäller mat, krämer, sirap, tvättmedel, lotioner etc.

referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
2. Wikipedia. (2020). Emulsion. Återställd från: en.wikipedia.org
3. Redaktörerna för Encyclopaedia Britannica. (20 mars 2019). Emulgeringsmedel. Encyclopædia Britannica. Återställd från: britannica.com
4. EU: s specialiserade livsmedelsingredienser. (2020). Emulgeringsmedel. Återställs från: specialtyfoodingredients.eu
5. Gästförfattare. (2015, 10 april). Emulgatorer på jobbet: Applications Across Industries (Infographic). Återställd från: kunskap.ulprospector.com
6. Ruben. (1 februari 2012). Emulgatorer i glass. Återställs från: icecreamscience.com