EMULGATORS: EMULSIJAS PROCESS, MOLEKULĀRIE ASPEKTI, PIELIETOJUMI - ĶĪMIJA - 2025

Emulgators vai emulgators ir jebkurš savienojums ir spējīgs stabilizēt emulsiju uz ilgu laiku. Tās funkcija būtībā ir divu šķidrumu vai fāžu "brāļošana", kas normālos apstākļos nevar apvienoties; tas ir, lai izveidotu viendabīga izskata maisījumu.

Klasiskais piemērs, lai apskatītu, ko nozīmē emulgators, ir glāze eļļas un ūdens. Eļļa tiks novietota augšpusē ar zemāku blīvumu, bet ūdens būs apakšā. Abi šķidrumi nevar saplūst, tie ir nesajaucami (tos nevar sajaukt), jo to starpmolekulārā saistība atšķiras viens no otra; ūdens ir polārs, un eļļa ir nepolāra.

Zemesriekstu sviests daļēji ir parādā tā konsistences un biezuma dēļ tam pievienotajam emulgatoram. Avots: Pixabay.

Tomēr, ja heterogēnam un divfāzu ūdens (w) -ola (o) maisījumam pievieno olu dzeltenumu, enerģiski kratot, ja eļļa tiek izkliedēta, veidojas emulsija ūdenī eļļā (bez masas) un mazākā mērā; vai eļļu ūdenī (o / w), ja tagad tas ir ūdens, kas ir izkliedēts. Tādējādi olu dzeltenums kļūst par emulgatoru.

No iepriekšminētā, pievienojot citas piedevas, mēs iegūstam majonēzi. Līdzīgi kā majonēze, citi pārtikas produkti, piemēram, margarīns, zemesriekstu sviests, piens, tomātu mērces, mērces utt., Tiek izgatavoti, pateicoties pievienotajam emulgatoram.

Emulsijas process

Emulsijas veidošanās process. Avots: Gabriel Bolívar.

Tādējādi emulgators ļauj emulsiju veidot no diviem nesajaucamiem šķidrumiem vai maisījumiem. W / o un w / emulsijas ir divi vissvarīgākie gadījumi. Augšējais attēls vienkāršotā veidā parāda to, kas tika paskaidrots iepriekš.

Ņemiet vērā, ka mums ir divi šķidrumi: zilgans un dzeltens, kas veido divfāzu neviendabīgu maisījumu. Tie nav sajaukti, tāpēc tie nesadalās, veidojot viendabīgu maisījumu. Tomēr, pievienojot emulgatoru (cietu vai šķidru), tas iejaucas tādā veidā, ka veidojas dzeloņšķidruma globulas vai izkliedētas daļiņas.

Ja dzeltenās daļiņas spētu salikt, mums atkal būtu dzeltenā fāze, kā sākumā. Jo mazākas būs šīs daļiņas, jo vienmērīgāks un vienveidīgāks būs iegūtais maisījums. Tāpēc no šī hipotētiskā sajaukuma mēs redzētu zaļo sajaukumu; bet dzeltenās daļiņas mikroskopā būtu viegli pamanāmas.

Šeit nonāk stabilizatori, savienojumi, kas ir atbildīgi par izkliedēto daļiņu sabiezēšanas novēršanu un vēl vairāk pagarina emulsijas viendabīgumu; tas ir, tas netiks "sagriezts" divās fāzēs.

Emulsijas molekulārie aspekti

Molekulāri emulsijas process ir diezgan dinamisks, un ir vairākas teorijas, kas mēģina izskaidrot emulgatora darbību. Tomēr viņiem visiem ir kaut kas kopīgs, un tas ir fakts, ka emulgatoram jābūt vienai vai vairākām amfifiliskām (vai amfipātiskām) molekulām; Tie ir gan apolāri, gan polāri.

Amfifilisko molekulu var salīdzināt ar konfekti: galva ir polāra, hidrofila; kamēr stienis vai aste ir apolāri, hidrofobiski. Divi šķidrumi nav sajaukti, jo būtībā to polaritātes atšķirība ir ļoti liela. Emulgators vienlaikus mijiedarbojas ar abiem šķidrumiem.

Tā polārā galva ir orientēta polārā šķidruma virzienā. No otras puses, apolārā aste cenšas mijiedarboties ar apolāro šķidrumu. Atkarībā no dominējošā šķidruma vai fāzes, amfifilas molekulas mēdz veidot micellas; teiksim, kapsulas, kurās ir ievietotas izkliedētā šķidruma molekulas.

Piemēram, dzeltenās globulas ieskauj emulgatora amfifīlās molekulas, kuru ārējā daļa mijiedarbojas ar nepārtraukto fāzi vai šķidrumu (lielāka proporcija, zilā krāsā), kā arī atgrūž arī pārējās globules. Tomēr micellas pārvietojas, kas agrāk vai vēlāk izraisīs to atdalīšanos un dzeltenās fāzes parādīšanos.

Emulgatoru pielietojumi

Emulgatori veicina saldējuma krēmveida tekstūru veidošanos. Avots: Pexels.

Bez emulgatoriem vai emulgatoriem nebūtu iespējams izgatavot emulsijas, kurām ir milzīga nozīme pārtikas un farmācijas nozarē. Kaut arī šādu produktu formulējumā ir arī sabiezinātāji un stabilizatori, emulgatori palīdz maisījumiem attīstīt ķermeni un struktūru.

Iegūto emulsiju viskozitāte var būt augstāka nekā oriģinālajiem nesajaucamiem šķidrumiem. Majonēze pierāda šo punktu. Bet arī galīgā viskozitāte var būt zemāka, iegūtais maisījums ir vienmērīgāks. Tādējādi emulgatori ir galvenie ēdiena konsistences un tādējādi arī tā garšu ziņā.

Produkti, kuriem nepieciešami emulgatori

Starp dažiem pārtikas produktiem, kuriem nepieciešami emulgatori, mēs esam:

- Piens ir olbaltumvielu emulsija, kas, pateicoties olbaltumvielu saturam, var darboties kā emulgators.

- Sviests un margarīns, bez emulsijām.

-Pan, tā sacietēšanai un svaigumam.

-Virzieni.

- Šokolādes, ja tie rūpnieciskās ražošanas laikā stieņos vai veidnēs maina savu viskozitāti.

- Saldie krēmi, jo piena olbaltumvielas stabilizē tauku un ūdens kombināciju, papildus pievienojot papildu emulgatorus, tie pārgrupējas (daļēji destabilizējas), lai maisījumā varētu iekļūt gaiss.

-Kepumi.

-Sejas krēmi.

-Lūpu krāsa.

-Optiķi.

-Siers.

-Kūkas.

Emulgatoru piemēri

Tika minēts, ka emulgatoru molekulām principā jābūt amfifiliskām. No otras puses, virsmaktīvajām vielām ir arī šī īpašība. Tomēr tas nenozīmē, ka amfifila molekula ir virsmaktīvā viela (kā tas ir olbaltumvielu gadījumā).

Tāpēc virsmaktīvās vielas ir laba izvēle, izvēloties emulgatoru; kaut arī ir sāļi, kas pilda to pašu funkciju. Jebkura no tām izmantošanas iespējamība būs atkarīga no produkta sastāva un ķīmiskajām īpašībām.

Tāpat ne visi emulgatori ir amfifīli, jo var būt, ka tie mijiedarbojas ar maisījuma komponentiem (olbaltumvielām, taukiem, cukuriem utt.), Tādējādi panākot visa homogenizāciju. Tāpēc visbeidzot tiks uzskaitīti daži emulgatoru piemēri:

-Taukskābju esteri

-Monoglicerīdi

-Diglicerīdi

-Lecitīns (atrodams olu dzeltenumā)

-Gumijas arābu

-Pektīns

-Rūsgaina ciete

-Jelly

-Polietilēnglikols

-Maltitols

-Kalcija citrāts

-Nātrija un kālija laktāti

-Nātrija algināts

-Agar

-Karajas gumija

-Celuloze

-Etoksilētie spirti

- nātrija un kalcija stearoillaktilāts

-Polizorbāti 20, 40, 60 un 80 (pārtikas šķirai)

-Laktitols

Kā redzams, ir pieejami daudzi emulgatori, un katram no tiem ir funkcionalitāte neatkarīgi no tā, vai tie ir pārtikai, krēmiem, sīrupiem, mazgāšanas līdzekļiem, losjoniem utt.

Atsauces

1. Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
2. Wikipedia. (2020). Emulsija. Atgūts no: en.wikipedia.org
3. Enciklopēdijas Britannica redaktori. (2019. gada 20. marts). Emulgators. Encyclopædia Britannica. Atgūts no: britannica.com
4. ES īpašās pārtikas sastāvdaļas. (2020). Emulgatori. Atgūts no: specialtyfoodingredients.eu
5. Viesu autors. (2015. gads, 10. aprīlis). Emulgatori darbā: lietojumi dažādās nozarēs (infografika). Atgūts no: zināšanas.ulprospector.com
6. Ruben. (2012. gada 1. februāris). Emulgatori saldējumā. Atgūts no: icecreamscience.com