Дефиниция на емулгатор или емулгатор

Наричан още емулгатор и емулгатор, емулгаторът е химическо вещество или съединение, използвано за подпомагане на приготвянето и стабилизирането на емулсии. Емулсията е млекоподобна течност, която съдържа малки частици или капки от друго неразтворимо вещество в суспензия. Това означава, че те са вещества, които предотвратяват разделянето на течности, които обикновено не се смесват, на фази, които лесно се различават с просто око.

Емулсиите са много разпространени в различни области на ежедневието, както и в химията, биологията и други науки. Много хранителни продукти, които консумираме всеки ден, са емулсии. Някои често срещани примери са мляко, сладолед, майонеза, горчица и винегрет.

От друга страна, много бои също са емулсии между вода, масла и неорганични пигменти. Всички тези емулсии изискват добавяне на емулгиращ агент за поддържане на стабилност. Ако не, те в крайна сметка ще се разделят на две различни фази.

Терминът емулгатор идва от латинското emulsus , което в зависимост от контекста може да се разбира като издоено или смесено. Това се отнася до факта, че млякото е емулсия от вода и мазнина с разтворени протеини и захари, а също и до факта, че емулсиите са стабилни смеси от несмесващи се течности.

Видове емулгатори

Емулгаторите могат да бъдат класифицирани според три основни критерия:

• Според електрическия си заряд във водна среда.
• Според неговата разтворимост или хидрофилен/липофилен баланс
• Според функционалните групи, които съдържат.

Видове емулгатори според електрическия им заряд във водна среда

Когато се разтворят във вода, емулгаторите могат да се йонизират, което води до четири различни вида химически видове:

• Катионни емулгатори: това са тези, които придобиват положителен заряд, когато се разтварят във вода. Тези емулгатори са ефективни при киселинно рН, но не са добри в разтвори с високи концентрации на сол, тъй като отрицателните йони на солта са склонни да противодействат на положителния заряд на емулгатора, ограничавайки неговата ефективност.
• Анионни емулгатори: те са много разпространени. Те образуват отрицателно заредени йони и са особено полезни в разтвори с алкално pH. Те също не са ефективни в среда с високо съдържание на сол поради същите причини като катионните.
• Нейонни или неутрални емулгатори: както показва името им, те не образуват йони, когато са разтворени във вода. Тяхната ефективност не се влияе от pH, наличието на соли или наличието на други емулгатори, поради което те са едни от най-широко използваните в индустрията, включително популярните емулгатори като моно- и диглицериди.
• Амфотерни емулгатори: те могат да имат както положителен, така и отрицателен заряд във воден разтвор, което ги прави полезни в широк диапазон от стойности на pH, с изключение на pH, съответстващо на неговата изоелектрична точка. Соевият лецитин е един от най-популярните.

Видове емулгатори според тяхната разтворимост или хидрофилен/липофилен баланс

Емулгаторите могат да бъдат класифицирани според скала, която показва колко са водоразтворими или мастноразтворими. Тази скала, наречена хидрофилен/липофилен баланс (HLB), варира от нула (0) до около двадесет (20) и позволява на свой ред да се класифицират емулгаторите в две големи групи:

• Хидрофилни емулгатори: Те имат HLB между 10-18, така че са много по-разтворими във вода, отколкото в масло. Поради тази причина най-голямото взаимодействие възниква с водната фаза, намалявайки нейното повърхностно напрежение до почти 0, което улеснява образуването на емулсии масло във вода, в които водата е непрекъсната фаза и маслото е диспергирано в нея под формата на малки капки.
• Липофилни емулгатори: те са точно обратното на хидрофилните. Те обикновено имат HLB между 3 и 6 и следователно са по-разтворими в масло, отколкото във вода. Използват се за приготвяне на водно-маслени емулсии.

Видове емулгатори според функционалните групи, които съдържат

Има много голямо разнообразие от емулгатори с различни състави и структури и за различни приложения. Само в хранително-вкусовата промишленост могат да бъдат разграничени повече от 14 семейства емулгатори според функционалната група, която съдържат, сред които могат да се споменат полисорбати, моноглицериди, диглицериди и др.

Как действат емулгаторите?

Емулгаторите са амфифилни молекули, което означава, че една част от молекулата (полярният или йонен край на молекулата) е хидрофилна (разтворима във вода), докато другата част е хидрофобна или, което е същото, липофилна (мастноразтворима ) . Това позволява на емулгаторите да взаимодействат с вода и мазнини и масла едновременно, така че винаги да се намира на границата между двете.

Крайният ефект е, че емулгаторите са в състояние да намалят повърхностното напрежение на границата на двете несмесващи се течности, което позволява образуването на по-малки капчици от диспергираната фаза в непрекъснатата фаза. Най-просто казано, емулгаторът улеснява първоначалното образуване на емулсията.

В допълнение към това, емулгаторът също помага да се поддържа стабилна емулсията. Той прави това, като предотвратява сливането на малките капчици чрез коалесценция, за да образуват по-големи капчици, които в крайна сметка се сливат, за да разделят за постоянно двете фази и по този начин да разрушат емулсията.

Начинът, по който емулгаторите постигат това зависи от вида на емулгатора. В случая на йони (катионни или анионни), това се постига чрез електростатично отблъскване между капчици диспергирана фаза, които са покрити от слой от еднакво заредени молекули. В други случаи коалесценцията се предотвратява чрез пространствено препятствие на молекулите на емулгатора, което не позволява течността на една капка да влезе в контакт с тази на друга, за да се слее. И накрая, има случаи, в които се образува слой от водни молекули, здраво закрепени към слоя емулгатор, което също затруднява сливането на две близки капчици.

Примери за емулгатори

Препратки

Милър, Р. (2016). Емулгатори: видове и приложение. Енциклопедия на храните и здравето, 498–502. https://www.researchgate.net/publication/301702384_Emulsifiers_Types_and_Uses

Всичко в полимерите (24 юли 2020 г.). Емулгатори. Възстановено от https://todoenpolimeros.com/2020/07/24/emulsificantes/