Definizione di emulsionante o agente emulsionante

Chiamato anche emulsionante ed emulsionante, un emulsionante è una sostanza chimica o un composto utilizzato per aiutare a preparare e stabilizzare le emulsioni. Un’emulsione è un liquido dall’aspetto lattiginoso che contiene piccole particelle o gocce di un’altra sostanza insolubile in sospensione. Ciò significa che sono sostanze che impediscono ai liquidi che normalmente non si mescolano di separarsi in fasi facilmente distinguibili ad occhio nudo.

Le emulsioni sono molto comuni in diverse aree della vita quotidiana, così come in chimica, biologia e altre scienze. Molti prodotti alimentari che consumiamo ogni giorno sono emulsioni. Alcuni esempi comuni sono latte, gelato, maionese, senape e vinaigrette.

D’altra parte, molte vernici sono anche emulsioni tra acqua, oli e pigmenti inorganici. Tutte queste emulsioni richiedono l’aggiunta di un agente emulsionante per mantenere la stabilità. In caso contrario, alla fine si separeranno in due fasi diverse.

Il termine emulsionante deriva dal latino emulsus che, a seconda del contesto, può essere inteso come munto o misto. Ciò si riferisce al fatto che il latte è un’emulsione di acqua e grasso con proteine ​​e zuccheri disciolti e anche al fatto che le emulsioni sono miscele stabili di liquidi immiscibili.

Tipi di emulsionanti

Gli emulsionanti possono essere classificati secondo tre criteri principali:

• Secondo la sua carica elettrica in mezzi acquosi.
• Secondo la sua solubilità o equilibrio idrofilo/lipofilo
• Secondo i gruppi funzionali che contengono.

Tipi di emulsionanti in base alla loro carica elettrica in mezzi acquosi

Quando disciolti in acqua, gli emulsionanti possono ionizzarsi dando origine a quattro diversi tipi di specie chimiche:

• Emulsionanti cationici: sono quelli che acquistano carica positiva quando disciolti in acqua. Questi emulsionanti sono efficaci a pH acido ma non vanno bene in soluzioni con elevate concentrazioni saline, in quanto gli ioni negativi del sale tendono a contrastare la carica positiva dell’emulsionante, limitandone l’efficacia.
• Emulsionanti anionici: sono molto comuni. Formano ioni caricati negativamente e sono particolarmente utili in soluzioni con pH alcalino. Inoltre non sono efficaci in terreni con un alto contenuto di sale per gli stessi motivi dei cationici.
• Emulsionanti non ionici o neutri: come indica il loro nome, non formano ioni se disciolti in acqua. La loro efficacia non è influenzata dal pH, dalla presenza di sali o dalla presenza di altri agenti emulsionanti, motivo per cui sono tra i più utilizzati nell’industria, inclusi emulsionanti popolari come i mono- e digliceridi.
• Emulsionanti anfoteri: possono avere sia una carica positiva che una carica negativa in soluzione acquosa, il che li rende utili in un’ampia gamma di valori di pH, ad eccezione del pH corrispondente al suo punto isoelettrico. La lecitina di soia è una delle più popolari.

Tipi di emulsionanti in base alla loro solubilità o equilibrio idrofilo/lipofilo

Gli emulsionanti possono essere classificati secondo una scala che indica quanto sono idrosolubili o liposolubili. Questa scala, chiamata bilancio idrofilo/lipofilo (HLB), va da zero (0) a circa venti (20) e permette, a sua volta, di classificare gli emulsionanti in due grandi gruppi:

• Emulsionanti idrofili: hanno un HLB compreso tra 10 e 18, quindi sono molto più solubili in acqua che in olio. Per questo motivo, la maggiore interazione avviene con la fase acquosa, riducendone la tensione superficiale quasi a 0, che facilita la formazione di emulsioni olio-in-acqua in cui l’acqua è la fase continua e l’olio è disperso in essa sotto forma di piccole gocce.
• Emulsionanti lipofili: sono esattamente l’opposto di quelli idrofili. Di solito hanno un HLB compreso tra 3 e 6 e sono quindi più solubili in olio che in acqua. Sono usati per preparare emulsioni di olio disperso in acqua.

Tipi di emulsionanti in base ai gruppi funzionali che contengono

Esiste un’ampia varietà di emulsionanti con diverse composizioni e strutture e per diverse applicazioni. Nella sola industria alimentare si possono distinguere più di 14 famiglie di emulsionanti in base al gruppo funzionale che contengono, tra cui si possono citare i polisorbati, i monogliceridi, i digliceridi, ecc.

Come funzionano gli emulsionanti?

Gli emulsionanti sono molecole anfifiliche, il che significa che una parte della molecola (l’estremità polare o ionica della molecola) è idrofila (solubile in acqua), mentre l’altra parte è idrofobica o, che è lo stesso, lipofila (liposolubile ) . Ciò consente agli emulsionanti di interagire contemporaneamente con acqua e grassi e oli, quindi si trova sempre all’interfaccia tra i due.

L’effetto netto è che gli agenti emulsionanti sono in grado di abbassare la tensione superficiale all’interfaccia dei due liquidi immiscibili, consentendo la formazione di goccioline più piccole della fase dispersa all’interno della fase continua. In poche parole, l’emulsionante facilita la formazione iniziale dell’emulsione.

Oltre a questo, l’emulsionante aiuta anche a mantenere stabile l’emulsione. Lo fa impedendo alle piccole goccioline di fondersi attraverso la coalescenza per formare goccioline più grandi che alla fine si uniscono per separare permanentemente le due fasi e quindi rompere l’emulsione.

Il modo in cui gli emulsionanti ottengono questo risultato dipende dal tipo di emulsionante. Nel caso degli ionici (cationici o anionici), ciò si ottiene per repulsione elettrostatica tra goccioline di fase disperse che sono ricoperte da uno strato di molecole ugualmente cariche. In altri casi la coalescenza è impedita dall’impedimento sterico delle molecole emulsionanti che non permette al liquido di una goccia di entrare in contatto con quello di un’altra per fondersi. Infine, ci sono casi in cui si forma uno strato di molecole d’acqua saldamente attaccate allo strato emulsionante, che rende anche difficile la fusione di due goccioline vicine.

Esempi di emulsionanti

Riferimenti

Miller, R. (2016). Emulsionanti: tipi e usi. Enciclopedia dell’alimentazione e della salute, 498–502. https://www.researchgate.net/publication/301702384_Emulsifiers_Types_and_Uses

Tutto in polimeri (24 luglio 2020). Emulsionanti. Estratto da https://todoenpolimeros.com/2020/07/24/emulsificantes/