Emulgační emulzní proces, molekulární aspekty, aplikace

1200
Basil Manning

A emulgátor nebo emulgátor je jakákoli sloučenina schopná stabilizovat emulzi po značnou dobu. Jeho funkcí v podstatě je „bratříčkování“ dvou kapalin nebo fází, které za normálních podmínek nelze sjednotit; to znamená vytvořit směs homogenního vzhledu.

Klasickým příkladem řešení toho, co emulgátor znamená, je sklenice oleje a vody. Olej bude umístěn nahoře, s nižší hustotou, zatímco voda bude dole. Obě kapaliny se nemohou spojit, jsou nemísitelné (nelze je míchat), protože jejich mezimolekulární afinity se navzájem liší; voda je polární a ropa nepolární.

Arašídové máslo vděčí za část své konzistence a tloušťky přidanému emulgátoru. Zdroj: Pixabay.

Pokud se však do heterogenní a dvoufázové směsi voda (olej) - olej (o) přidá vaječný žloutek, za intenzivního míchání se vytvoří emulze voda v oleji (bez vody), pokud je olej dispergován a menší rozsah; nebo olej ve vodě (o / w), pokud je nyní dispergována voda. Vaječný žloutek se tak stává emulgátorem.

Z výše uvedeného a přidáním dalších přísad také získáme majonézu. Stejně jako majonéza se i jiné potravinářské výrobky, jako je margarín, arašídové máslo, mléko, rajčatové omáčky, dresinky atd., Vyrábějí díky přidání emulgátoru.

Rejstřík článků

  • 1 Emulzní proces
  • 2 Molekulární aspekty emulze
  • 3 Aplikace emulgátorů
    • 3.1 Výrobky vyžadující emulgátory
  • 4 Příklady emulgátorů
  • 5 Reference

Emulzní proces

Proces tvorby emulze. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Emulgátor tak umožňuje vytvoření emulze ze dvou nemísitelných kapalin nebo směsí. Emulze w / o a o / w jsou dva nejdůležitější případy. Obrázek výše zjednodušeným způsobem ukazuje, co bylo vysvětleno výše.

Všimněte si, že máme dvě kapaliny: jednu modravou a druhou žlutou, které tvoří dvoufázovou heterogenní směs. Jsou nemísitelné, takže se nespojují, aby vytvořily homogenní směs. Když je však přidán emulgátor (buď pevný nebo kapalný), zasahuje takovým způsobem, že se tvoří kuličky nebo rozptýlené částice žluté kapaliny.

Pokud by se žluté částice dokázaly spojit, měli bychom znovu žlutou fázi jako na začátku. Čím menší jsou tyto částice, tím bude výsledná směs hladší a rovnoměrnější. Z této hypotetické směsi bychom tedy viděli směs zelených barev; ale žluté částice by byly snadno viditelné pod mikroskopem.

Zde přicházejí stabilizátory, sloučeniny, které jsou odpovědné za prevenci koalescence dispergovaných částic a dále prodlužují homogenitu emulze; to znamená, že se „nerozdělí“ na dvě fáze.

Molekulární aspekty emulze

Molekulárně je proces emulze poměrně dynamický a existuje několik teorií, které se pokoušejí vysvětlit působení emulgátoru. Všichni však sdílejí něco společného, ​​a to je skutečnost, že emulgátorem musí být jedna nebo více amfifilních (nebo amfipatických) molekul; to jsou ty, které mají apolární i polární charakter.

Amfifilní molekulu lze přirovnat k lízátku: hlava je polární, hydrofilní; zatímco prut nebo ocas jsou nepolární, hydrofobní. Dvě kapaliny jsou nemísitelné, protože jejich rozdíl v polaritě je v podstatě velmi velký. Emulgátor interaguje s oběma kapalinami současně.

Jeho polární hlava je orientována ve směru polární kapaliny. Na druhou stranu apolární ocas usiluje o interakci s apolární kapalinou. V závislosti na převládající kapalině nebo fázi mají amfifilní molekuly tendenci tvořit micely; řekněme kapsle, ve kterých jsou uzavřeny molekuly rozptýlené kapaliny.

Například žluté kuličky by byly obklopeny amfifilními molekulami emulgátoru, jehož vnější část interaguje s kontinuální fází nebo kapalinou (většího podílu, modrá), a také odpuzuje ostatní kuličky. Micely se však pohybují, což způsobí, že se dříve či později nakonec oddělí a vznikne žlutá fáze..

Aplikace emulgátorů

Emulgátory přispívají ke krémovým strukturám zmrzliny. Zdroj: Pexels.

Bez existence emulgátorů nebo emulgátorů by nebylo možné vyrábět emulze, které mají v potravinářském a farmaceutickém průmyslu obrovský význam. Zatímco formulace takových produktů také zahrnuje zahušťovadla a stabilizační činidla, emulgátory pomáhají směsím rozvíjet tělo a texturu..

Viskozity získaných emulzí mohou být vyšší než viskozity původních nemísitelných kapalin. Majonéza to dokazuje. Ale konečná viskozita může být také nižší, výsledná směs je hladší. Emulgátory jsou tedy klíčové v konzistenci potravin, a tedy i v jejich příchutích..

Výrobky, které vyžadují emulgátory

Mezi některé z potravinářských výrobků, které vyžadují emulgátory, patří:

-Mléko jako emulze o / v, schopné působit jako emulgátor díky obsahu bílkovin.

-Máslo a margarín, oba bez emulzí.

-Chléb pro jeho vytvrzení a svěžest.

-Obvazy.

-Čokolády, kde mění svoji viskozitu během průmyslové výroby v tyčinkách nebo formách.

-Zmrzliny, protože mléčné bílkoviny stabilizují kombinaci tuků a vody, kromě přidání dalších emulgátorů se přeskupují (částečně destabilizují), takže směs může obsahovat vzduch.

-Sušenky.

-Pleťové krémy.

-Rtěnka.

-Masti.

-Sýry.

-Dorty.

Příklady emulgátorů

Bylo zmíněno, že molekuly emulgátoru musí být v zásadě amfifilní. Tuto vlastnost mají na druhou stranu také povrchově aktivní látky. To však neznamená, že amfifilní molekula je povrchově aktivní látka (jako je tomu v případě proteinů)..

Proto jsou povrchově aktivní látky dobrou volbou při výběru emulgátoru; i když existují soli, které plní stejnou funkci. Možnost použití kteréhokoli z nich bude záviset na složení a chemických vlastnostech produktu..

Podobně ne všechny emulgátory jsou amfifilní, protože mohou interagovat se složkami směsi (bílkoviny, tuky, cukry atd.), Čímž se dosáhne homogenizace celku. Proto budou uvedeny některé příklady emulgátorů:

-Estery mastných kyselin

-Monoglyceridy

-Diglyceridy

-Lecitin (nachází se ve vaječném žloutku)

-Arabská guma

-Pektin

-Oxidovaný škrob

-Želé

-Polyethylenglykol

-Maltitol

-Citrát vápenatý

-Mléčnany sodné a draselné

-Alginát sodný

-Agar

-Karaya guma

-Celulóza

-Ethoxylované alkoholy

- Stearoyllaktát sodný vápenatý

-Polysorbáty 20, 40, 60 a 80 (pro potravinářský průmysl)

-Lactitol

Jak je vidět, je k dispozici mnoho emulgátorů a každý z nich má určité funkce, ať už jde o potraviny, krémy, sirupy, čisticí prostředky, krémy atd..

Reference

  1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. vydání). Učení CENGAGE.
  2. Wikipedia. (2020). Emulze. Obnoveno z: en.wikipedia.org
  3. Redaktoři Encyclopaedia Britannica. (20. března 2019). Emulgátor. Encyklopedie Britannica. Obnoveno z: britannica.com
  4. Speciální potravinové přísady EU. (2020). Emulgátory. Obnoveno z: specialtyfoodingredients.eu
  5. Hostující autor. (2015, 10. dubna). Emulgátory při práci: Aplikace napříč průmyslovými odvětvími (Infographic). Obnoveno z: knowledge.ulprospector.com
  6. Rubene. (1. února 2012). Emulgátory ve zmrzlině. Obnoveno z: icecreamscience.com

Zatím žádné komentáře