Definition af emulgator eller emulgeringsmiddel

Også kaldet en emulgator og emulgator, en emulgator er et kemisk stof eller forbindelse, der bruges til at hjælpe med at forberede og stabilisere emulsioner. En emulsion er en mælkeagtig væske, der indeholder små partikler eller dråber af et andet uopløseligt stof i suspension. Det betyder, at der er tale om stoffer, der forhindrer væsker, der normalt ikke blandes, i at skilles i faser, der let kan skelnes med det blotte øje.

Emulsioner er meget almindelige i forskellige områder af dagligdagen såvel som i kemi, biologi og andre videnskaber. Mange fødevarer, som vi indtager hver dag, er emulsioner. Nogle almindelige eksempler er mælk, is, mayonnaise, sennep og vinaigretter.

På den anden side er mange malinger også emulsioner mellem vand, olier og uorganiske pigmenter. Alle disse emulsioner kræver tilsætning af et emulgeringsmiddel for at opretholde stabiliteten. Hvis ikke, vil de i sidste ende adskilles i to forskellige faser.

Udtrykket emulgator kommer fra det latinske emulsus , der afhængig af sammenhængen kan forstås som malket eller blandet. Dette henviser til, at mælk er en emulsion af vand og fedt med opløste proteiner og sukkerarter og også til, at emulsioner er stabile blandinger af ublandbare væsker.

Typer af emulgeringsmidler

Emulgatorer kan klassificeres efter tre hovedkriterier:

• Ifølge dens elektriske ladning i vandige medier.
• Ifølge dets opløselighed eller hydrofile/lipofile balance
• Alt efter de funktionelle grupper, de indeholder.

Typer af emulgatorer i henhold til deres elektriske ladning i vandige medier

Når de er opløst i vand, kan emulgatorer ionisere, hvilket giver anledning til fire forskellige typer kemiske arter:

• Kationiske emulgatorer: disse er dem, der får en positiv ladning, når de opløses i vand. Disse emulgeringsmidler er effektive ved sur pH, men er ikke gode i opløsninger med høje saltkoncentrationer, da saltets negative ioner har tendens til at modvirke emulgatorens positive ladning, hvilket begrænser dens effektivitet.
• Anioniske emulgatorer: de er meget almindelige. De danner negativt ladede ioner og er særligt anvendelige i opløsninger med alkalisk pH. De er heller ikke effektive i medier med et højt saltindhold af samme grunde som kationiske.
• Ikke-ioniske eller neutrale emulgatorer: som deres navn indikerer, danner de ikke ioner, når de opløses i vand. Deres effektivitet påvirkes ikke af pH, tilstedeværelsen af ​​salte eller tilstedeværelsen af ​​andre emulgeringsmidler, hvorfor de er nogle af de mest udbredte i industrien, herunder populære emulgatorer som mono- og diglycerider.
• Amfotere emulgatorer: disse kan have både en positiv og en negativ ladning i vandig opløsning, hvilket gør dem anvendelige i en lang række pH-værdier, med undtagelse af den pH, der svarer til dets isoelektriske punkt. Sojalecithin er en af ​​de mest populære.

Typer af emulgatorer efter deres opløselighed eller hydrofile/lipofile balance

Emulgatorer kan klassificeres efter en skala, der angiver, hvor vandopløselige eller fedtopløselige de er. Denne skala, kaldet hydrofil/lipofil balance (HLB), går fra nul (0) til omkring tyve (20) og gør det igen muligt at klassificere emulgeringsmidler i to store grupper:

• Hydrofile emulgatorer: De har en HLB mellem 10-18, så de er meget mere opløselige i vand end i olie. Af denne grund sker den største interaktion med den vandige fase, hvilket reducerer dens overfladespænding til næsten 0, hvilket letter dannelsen af ​​olie-i-vand-emulsioner, hvori vand er den kontinuerte fase og olie er dispergeret i den. små dråber.
• Lipofile emulgatorer: de er lige det modsatte af hydrofile. De har normalt en HLB mellem 3 og 6 og er derfor mere opløselige i olie end i vand. De bruges til at fremstille vanddispergerede olieemulsioner.

Typer af emulgatorer i henhold til de funktionelle grupper, de indeholder

Der findes et meget bredt udvalg af emulgatorer med forskellige sammensætninger og strukturer og til forskellige anvendelser. Alene inden for fødevareindustrien kan mere end 14 familier af emulgatorer skelnes efter den funktionelle gruppe, de indeholder, blandt hvilke polysorbater, monoglycerider, diglycerider osv. kan nævnes.

Hvordan virker emulgatorer?

Emulgatorer er amfifile molekyler, hvilket betyder, at den ene del af molekylet (den polære eller ioniske ende af molekylet) er hydrofil (opløselig i vand), mens den anden del er hydrofob eller, hvad der er det samme, lipofil (fedtopløselig ) . Dette gør det muligt for emulgatorer at interagere med vand og fedtstoffer og olier på samme tid, så det er altid placeret i grænsefladen mellem de to.

Nettoeffekten er, at emulgeringsmidlerne er i stand til at sænke overfladespændingen ved grænsefladen mellem de to ikke-blandbare væsker, hvilket tillader dannelsen af ​​mindre dråber af den dispergerede fase i den kontinuerte fase. Enkelt sagt letter emulgatoren den indledende dannelse af emulsionen.

Udover dette er emulgatoren også med til at holde emulsionen stabil. Det gør den ved at forhindre de små dråber i at smelte sammen gennem sammensmeltning for at danne større dråber, der i sidste ende smelter sammen for permanent at adskille de to faser og dermed bryde emulsionen.

Den måde, emulgatorer opnår dette på, afhænger af typen af ​​emulgator. I tilfælde af ioniske (kationiske eller anioniske) opnås dette ved elektrostatisk frastødning mellem spredte fasedråber, der er dækket af et lag af ligeligt ladede molekyler. I andre tilfælde forhindres koalescens af sterisk hindring af emulgatormolekylerne, der ikke tillader væsken fra en dråbe at komme i kontakt med væsken fra en anden for at smelte sammen. Endelig er der tilfælde, hvor der dannes et lag af vandmolekyler, der er fast knyttet til emulgatorlaget, hvilket også gør det svært for to nærliggende dråber at smelte sammen.

Eksempler på emulgatorer

Referencer

Miller, R. (2016). Emulgatorer: typer og anvendelser. Encyclopedia of Food and Health, 498–502. https://www.researchgate.net/publication/301702384_Emulsifiers_Types_and_Uses

Alt i polymerer (24. juli 2020). Emulgatorer. Gendannet fra https://todoenpolimeros.com/2020/07/24/emulsificantes/