Ορισμός γαλακτωματοποιητή ή γαλακτωματοποιητή

Ονομάζεται επίσης γαλακτωματοποιητής και γαλακτωματοποιητής, ο γαλακτωματοποιητής είναι μια χημική ουσία ή ένωση που χρησιμοποιείται για να βοηθήσει στην προετοιμασία και τη σταθεροποίηση γαλακτωμάτων. Το γαλάκτωμα είναι ένα υγρό με γαλακτώδη εμφάνιση που περιέχει μικρά σωματίδια ή σταγόνες άλλης αδιάλυτης ουσίας σε εναιώρημα. Αυτό σημαίνει ότι είναι ουσίες που εμποδίζουν τα υγρά που συνήθως δεν αναμειγνύονται να διαχωριστούν σε φάσεις που διακρίνονται εύκολα με γυμνό μάτι.

Τα γαλακτώματα είναι πολύ κοινά σε διάφορους τομείς της καθημερινής ζωής, καθώς και στη χημεία, τη βιολογία και άλλες επιστήμες. Πολλά προϊόντα διατροφής που καταναλώνουμε καθημερινά είναι γαλακτώματα. Μερικά κοινά παραδείγματα είναι το γάλα, το παγωτό, η μαγιονέζα, η μουστάρδα και οι βινεγκρέτ.

Από την άλλη, πολλά χρώματα είναι επίσης γαλακτώματα μεταξύ νερού, ελαίων και ανόργανων χρωστικών. Όλα αυτά τα γαλακτώματα απαιτούν την προσθήκη ενός γαλακτωματοποιητικού παράγοντα για τη διατήρηση της σταθερότητας. Εάν όχι, τελικά θα χωριστούν σε δύο διαφορετικές φάσεις.

Ο όρος γαλακτωματοποιητής προέρχεται από το λατινικό emulsus το οποίο, ανάλογα με τα συμφραζόμενα, μπορεί να γίνει κατανοητό ως αρμέγιστο ή μεικτό. Αυτό αναφέρεται στο γεγονός ότι το γάλα είναι ένα γαλάκτωμα νερού και λίπους με διαλυμένες πρωτεΐνες και σάκχαρα και επίσης στο γεγονός ότι τα γαλακτώματα είναι σταθερά μείγματα μη αναμίξιμων υγρών.

Τύποι γαλακτωματοποιητικών παραγόντων

Οι γαλακτωματοποιητές μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τρία βασικά κριτήρια:

• Σύμφωνα με το ηλεκτρικό του φορτίο σε υδατικά μέσα.
• Ανάλογα με τη διαλυτότητά του ή την υδρόφιλη/λιπόφιλη ισορροπία του
• Σύμφωνα με τις λειτουργικές ομάδες που περιέχουν.

Τύποι γαλακτωματοποιητών ανάλογα με το ηλεκτρικό τους φορτίο σε υδατικά μέσα

Όταν διαλύονται στο νερό, οι γαλακτωματοποιητές μπορούν να ιονιστούν προκαλώντας τέσσερις διαφορετικούς τύπους χημικών ειδών:

• Κατιονικοί γαλακτωματοποιητές: είναι αυτοί που αποκτούν θετικό φορτίο όταν διαλύονται στο νερό. Αυτοί οι γαλακτωματοποιητές είναι αποτελεσματικοί σε όξινο pH αλλά δεν είναι καλοί σε διαλύματα με υψηλές συγκεντρώσεις άλατος, καθώς τα αρνητικά ιόντα του άλατος τείνουν να εξουδετερώνουν το θετικό φορτίο του γαλακτωματοποιητή, περιορίζοντας την αποτελεσματικότητά του.
• Ανιονικοί γαλακτωματοποιητές: είναι πολύ διαδεδομένοι. Σχηματίζουν αρνητικά φορτισμένα ιόντα και είναι ιδιαίτερα χρήσιμα σε διαλύματα με αλκαλικό pH. Δεν είναι επίσης αποτελεσματικά σε μέσα με υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι για τους ίδιους λόγους με τα κατιονικά.
• Μη ιοντικοί ή ουδέτεροι γαλακτωματοποιητές: όπως υποδηλώνει το όνομά τους, δεν σχηματίζουν ιόντα όταν διαλύονται στο νερό. Η αποτελεσματικότητά τους δεν επηρεάζεται από το pH, την παρουσία αλάτων ή την παρουσία άλλων παραγόντων γαλακτωματοποίησης, γι’ αυτό και είναι μερικά από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα στη βιομηχανία, συμπεριλαμβανομένων δημοφιλών γαλακτωματοποιητών όπως μονο- και διγλυκεριδίων.
• Αμφοτερικοί γαλακτωματοποιητές: αυτοί μπορούν να έχουν θετικό και αρνητικό φορτίο σε υδατικό διάλυμα, γεγονός που τους καθιστά χρήσιμους σε ένα ευρύ φάσμα τιμών pH, με εξαίρεση το pH που αντιστοιχεί στο ισοηλεκτρικό του σημείο. Η λεκιθίνη σόγιας είναι από τις πιο δημοφιλείς.

Τύποι γαλακτωματοποιητών ανάλογα με τη διαλυτότητά τους ή την υδρόφιλη/λιπόφιλη ισορροπία τους

Οι γαλακτωματοποιητές μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με μια κλίμακα που δείχνει πόσο υδατοδιαλυτοί ή λιποδιαλυτοί είναι. Αυτή η κλίμακα, που ονομάζεται υδρόφιλη/λιπόφιλη ισορροπία (HLB), πηγαίνει από το μηδέν (0) σε περίπου είκοσι (20) και επιτρέπει, με τη σειρά της, να ταξινομήσει τους γαλακτωματοποιητές σε δύο μεγάλες ομάδες:

• Υδρόφιλοι γαλακτωματοποιητές: Έχουν HLB μεταξύ 10-18, επομένως είναι πολύ πιο διαλυτοί στο νερό παρά στο λάδι. Για το λόγο αυτό, η μεγαλύτερη αλληλεπίδραση συμβαίνει με την υδατική φάση, μειώνοντας την επιφανειακή της τάση σχεδόν στο 0, γεγονός που διευκολύνει τον σχηματισμό γαλακτωμάτων λαδιού σε νερό στα οποία το νερό είναι η συνεχής φάση και το λάδι διασπείρεται σε αυτήν. μικρές σταγόνες.
• Λιπόφιλοι γαλακτωματοποιητές: είναι ακριβώς το αντίθετο από τους υδρόφιλους. Συνήθως έχουν HLB μεταξύ 3 και 6 και επομένως είναι πιο διαλυτά στο λάδι παρά στο νερό. Χρησιμοποιούνται για την παρασκευή γαλακτωμάτων με διασπορά σε νερό.

Τύποι γαλακτωματοποιητών ανάλογα με τις λειτουργικές ομάδες που περιέχουν

Υπάρχει μια πολύ μεγάλη ποικιλία γαλακτωματοποιητών με διαφορετικές συνθέσεις και δομές και για διαφορετικές εφαρμογές. Μόνο στη βιομηχανία τροφίμων διακρίνονται περισσότερες από 14 οικογένειες γαλακτωματοποιητών ανάλογα με τη λειτουργική ομάδα που περιέχουν, μεταξύ των οποίων μπορούν να αναφερθούν πολυσορβικά, μονογλυκερίδια, διγλυκερίδια κ.λπ.

Πώς λειτουργούν οι γαλακτωματοποιητές;

Οι γαλακτωματοποιητές είναι αμφίφιλα μόρια, που σημαίνει ότι ένα μέρος του μορίου (το πολικό ή ιοντικό άκρο του μορίου) είναι υδρόφιλο (διαλυτό στο νερό), ενώ το άλλο μέρος είναι υδρόφοβο ή, το ίδιο, λιπόφιλο (λιποδιαλυτό ) . Αυτό επιτρέπει στους γαλακτωματοποιητές να αλληλεπιδρούν με το νερό και τα λίπη και τα έλαια ταυτόχρονα, επομένως βρίσκεται πάντα στη διεπαφή μεταξύ των δύο.

Το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι οι παράγοντες γαλακτωματοποίησης είναι σε θέση να μειώσουν την επιφανειακή τάση στη διεπιφάνεια των δύο μη αναμίξιμων υγρών, επιτρέποντας το σχηματισμό μικρότερων σταγονιδίων της διεσπαρμένης φάσης εντός της συνεχούς φάσης. Με απλά λόγια, ο γαλακτωματοποιητής διευκολύνει τον αρχικό σχηματισμό του γαλακτώματος.

Εκτός από αυτό, ο γαλακτωματοποιητής βοηθά επίσης να διατηρείται το γαλάκτωμα σταθερό. Αυτό το κάνει εμποδίζοντας τα μικρά σταγονίδια να συνενωθούν μέσω της συνένωσης για να σχηματίσουν μεγαλύτερα σταγονίδια που τελικά συνενώνονται για να διαχωρίσουν μόνιμα τις δύο φάσεις και έτσι να σπάσουν το γαλάκτωμα.

Ο τρόπος με τον οποίο οι γαλακτωματοποιητές το επιτυγχάνουν αυτό εξαρτάται από τον τύπο του γαλακτωματοποιητή. Στην περίπτωση των ιοντικών (κατιονικών ή ανιονικών), αυτό επιτυγχάνεται με ηλεκτροστατική απώθηση μεταξύ σταγονιδίων διεσπαρμένης φάσης που καλύπτονται από ένα στρώμα εξίσου φορτισμένων μορίων. Σε άλλες περιπτώσεις, η συγχώνευση αποτρέπεται από στερική παρεμπόδιση των μορίων του γαλακτωματοποιητή που δεν επιτρέπει στο υγρό μιας σταγόνας να έρθει σε επαφή με αυτό μιας άλλης για να συντήξει. Τέλος, υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες σχηματίζεται ένα στρώμα μορίων νερού σταθερά συνδεδεμένο με το στρώμα του γαλακτωματοποιητή, γεγονός που δυσκολεύει επίσης τη συγχώνευση δύο κοντινών σταγονιδίων.

Παραδείγματα γαλακτωματοποιητών

βιβλιογραφικές αναφορές

Miller, R. (2016). Γαλακτωματοποιητές: Τύποι και χρήσεις. Encyclopedia of Food and Health, 498–502. https://www.researchgate.net/publication/301702384_Emulsifiers_Types_and_Uses

Τα πάντα στο Polymers (24 Ιουλίου 2020). Γαλακτωματοποιητές. Ανακτήθηκε από https://todoenpolimeros.com/2020/07/24/emulsificantes/