EMULGAATTORI: EMULSIOPROSESSI, MOLEKYYLINÄKÖKOHDAT, SOVELLUKSET - KEMIA - 2026

Emulgointiaine tai emulgointiaine on mikä tahansa yhdiste, joka kykenee stabiloimaan emulsio huomattavan pitkään. Sen tehtävä on pääasiassa kahden nesteen tai faasin "fraternisointi", jotka normaaliolosuhteissa eivät voi yhtyä; eli homogeenisen ulkonäön seoksen muodostamiseksi.

Klassinen esimerkki emulgointiaineen käsittelemiseksi on lasillinen öljyä ja vettä. Öljy sijoitetaan yläosaan, alhaisemmalla tiheydellä, kun taas vesi on alaosassa. Molemmat nesteet eivät voi yhdistyä, ne ovat sekoittumattomia (niitä ei voi sekoittaa), koska niiden molekyylien väliset affiniteetit eroavat toisistaan; vesi on polaarista ja öljy ei ole polaarista.

Maapähkinävoi johtuu lisätyn emulgaattorinsa osittain konsistenssista ja paksuudesta. Lähde: Pixabay.

Kuitenkin, jos munankeltuainen lisätään heterogeeniseen ja kaksifaasiseen veden (w) -öljyn (o) seokseen voimakkaasti ravistaen, muodostuu vesi öljyssä -emulsio (w / o), jos öljy dispergoituu ja vähemmässä määrin; tai öljyä vedessä (o / w), jos nyt vesi on hajonnut. Täten munankeltuaisesta tulee emulgointiainetta.

Ylläolevasta lisättäessä muita lisäaineita saadaan majoneesi. Kuten majoneesi, muut elintarviketuotteet, kuten margariini, maapähkinävoi, maito, tomaattikastikkeet, kastikkeet jne., Valmistetaan emulgaattorin lisäämisen ansiosta.

Emulsioprosessi

Emulsion muodostumisprosessi. Lähde: Gabriel Bolívar.

Emulgointiaine mahdollistaa emulsion muodostumisen kahdesta sekoittumattomasta nesteestä tai seoksesta. W / o- ja o / w-emulsiot ovat kaksi tärkeintä tapausta. Yllä oleva kuva näyttää yksinkertaistetulla tavalla, mitä edellä selitettiin.

Huomaa, että meillä on kaksi nestettä: sinertävä ja keltainen, jotka muodostavat kaksifaasisen heterogeenisen seoksen. Ne ovat sekoittumattomia, joten ne eivät yhdisty muodostaen homogeeninen seos. Kun emulgointiainetta lisätään (joko kiinteää tai nestemäistä), se puuttuu siten, että muodostuu keltaisen nesteen globuleja tai dispergoituneita hiukkasia.

Jos keltaiset hiukkaset onnistuisivat yhdistymään, meillä olisi jälleen keltainen faasi kuten alussa. Mitä pienemmät nämä hiukkaset ovat, sitä sileämpi ja yhtenäisempi tuloksena oleva seos on. Siksi tästä hypoteettisesta sekoituksesta voisimme nähdä vihreän sekoituksen; mutta että keltaiset hiukkaset näkyisivät helposti mikroskoopin alla.

Tässä tulee stabilisaattoreita, yhdisteitä, jotka ovat vastuussa dispergoituneiden hiukkasten koalistumisen estämisestä ja pidentävät emulsion homogeenisuutta edelleen; eli se ei "leikkaudu" kahteen vaiheeseen.

Emulsion molekyylinäkökohdat

Molekyylillä emulsioprosessi on melko dynaaminen, ja on olemassa useita teorioita, jotka yrittävät selittää emulgaattorin vaikutusta. Niillä kaikilla on kuitenkin jotain yhteistä, ja se on tosiasia, että emulgaattorin on oltava yksi tai useampi amfifiilinen (tai amfipaattinen) molekyyli; Näillä on sekä apolaarista että polaarista luonnetta.

Amfifiilistä molekyyliä voidaan verrata tikkariin: pää on polaarinen, hydrofiilinen; kun taas sauva tai häntä on apolaarinen, hydrofobinen. Kaksi nestettä eivät ole sekoittuvia, koska pohjimmiltaan niiden napaisuusero on erittäin suuri. Emulgaattori on vuorovaikutuksessa molempien nesteiden kanssa samanaikaisesti.

Sen napapää on suunnattu polaarisen nesteen suuntaan. Toisaalta apolaarinen häntä yrittää olla vuorovaikutuksessa apolaarisen nesteen kanssa. Hallitsevasta nesteestä tai faasista riippuen, amfifiiliset molekyylit pyrkivät muodostamaan misellejä; esimerkiksi kapselit, joihin dispergoidun nesteen molekyylit suljetaan.

Esimerkiksi keltaisia ​​palloja ympäröivät emulgaattorin amfifiiliset molekyylit, joiden ulko-osa on vuorovaikutuksessa jatkuvan faasin tai nesteen kanssa (suurempi osa, sininen) ja hylkää myös muut palloja. Mitsellit kuitenkin liikkuvat, mikä aiheuttaa sen, että ennemmin tai myöhemmin ne lopulta erottuvat ja aiheuttavat keltaisen faasin ulkonäön.

Emulgointiaineiden sovellukset

Emulgointiaineet vaikuttavat jäätelön kermaisiin tekstuuriin. Lähde: Pexels.

Ilman emulgointiaineita tai emulgointiaineita ei olisi mahdollista valmistaa emulsioita, joilla on erittäin suuri merkitys elintarvike- ja lääketeollisuudessa. Vaikka tällaisten tuotteiden formulaatio sisältää myös sakeutusaineita ja stabilointiaineita, emulgointiaineet auttavat seoksia kehittämään vartaloa ja rakennetta.

Saatujen emulsioiden viskositeetit voivat olla korkeammat kuin alkuperäisten sekoittumattomien nesteiden. Majoneesi todistaa tämän. Mutta lopullinen viskositeetti voi myös olla alhaisempi, saatu seos on sileämpi. Siksi emulgointiaineet ovat avain ruoan konsistenssiin ja siten sen makuihin.

Tuotteet, jotka vaativat emulgointiaineita

Joidenkin emulgointiaineita vaativien elintarvikkeiden joukossa meillä on:

- Maito on o / w-emulsio, joka proteiinipitoisuutensa ansiosta voi toimia emulgointiaineena.

- Voi ja margariini, molemmat ilman emulsioita.

-Pan, sen kovettumiseen ja raikkauteen.

-Directions.

- Suklaa, jossa ne modifioivat viskositeettiaan teollisuuden aikana tankoissa tai muoteissa.

- Jäätelövoiteet, koska maitoproteiinit stabiloivat rasvojen ja veden yhdistelmän, ylimääräisten emulgaattorien lisäyksen lisäksi ryhmittelevät ne (osittain destabilisoivat) siten, että seokseen voi sisältyä ilmaa.

-Keksit.

-Kasvovoiteet.

-Huulipuna.

-Ointments.

-Juusto.

-Cakes.

Esimerkkejä emulgointiaineista

Mainittiin, että emulgointiaineiden molekyylien on periaatteessa oltava amfifiilisiä. Toisaalta pinta-aktiivisilla aineilla on myös tämä ominaisuus. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että amfifiilinen molekyyli olisi pinta-aktiivinen aine (kuten proteiinien kohdalla).

Siksi pinta-aktiiviset aineet ovat hyvä valinta valittaessa emulgointiainetta; vaikka on suoloja, jotka suorittavat saman toiminnon. Niiden käytön toteutettavuus riippuu tuotteen formulaatiosta ja kemiallisista ominaisuuksista.

Samoin kaikki emulgaattorit eivät ole amfifiilisiä, koska ne voivat olla vuorovaikutuksessa seoksen komponenttien (proteiinien, rasvojen, sokereiden jne.) Kanssa, jolloin saadaan aikaan kokonaisuuden homogenisointi. Siksi ja lopuksi luetellaan joitain esimerkkejä emulgointiaineista:

-Rasvahappoesterit

-Monoglycerides

-Diglycerides

-Lesitiini (löytyy munankeltuaisesta)

-Gum arabialainen

-Pectin

- Ruosteinen tärkkelys

-Hyytelö

-Polyetyleeniglykoli

-Maltitol

-Kalsiumsitraatti

-Natrium- ja kaliumlaktaatit

-Natriumalginaatti

agar-

-Karaya-kumi

-Selluloosa

-Etoksyloidut alkoholit

- natrium- ja kalsiumstearoyylilaktylaatti

-Polyysorbaatit 20, 40, 60 ja 80 (ruokalaatu)

-Lactitol

Kuten voidaan nähdä, saatavilla on monia emulgointiaineita, ja jokaisella niistä on toiminnallisuus, olipa kyse ruoasta, voiteista, siirapeista, pesuaineista, voiteista jne.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Wikipedia. (2020). Emulsio. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
3. Encyclopaedia Britannican toimittajat. (20. maaliskuuta 2019). Emulgointiaine. Encyclopædia Britannica. Palautettu osoitteesta: britannica.com
4. EU: n erikoisruoka-aineosat. (2020). Emulgointiaineita. Palautettu osoitteesta: specialtyfoodingredients.eu
5. Vieraskirjailija. (2015, 10. huhtikuuta). Emulgointiaineet työssä: Applications Across Industries (Infographic). Palautettu osoitteesta: information.ulprospector.com
6. Ruben. (1. helmikuuta 2012). Emulgointiaineet jäätelössä. Palautettu osoitteesta: icecreamscience.com