乳化剤または乳化剤の定義

乳化剤および乳化剤とも呼ばれる乳化剤は、エマルションの調製と安定化を助けるために使用される化学物質または化合物です。乳濁液は乳白色の液体で、懸濁液中に別の不溶性物質の小さな粒子または滴が含まれています。これは、通常は混合しない液体が、肉眼で容易に区別できる相に分離するのを防ぐ物質であることを意味します。

エマルジョンは、化学、生物学、その他の科学だけでなく、日常生活のさまざまな分野で非常に一般的です。私たちが毎日口にしている食品の多くはエマルジョンです。一般的な例としては、牛乳、アイスクリーム、マヨネーズ、マスタード、ビネグレットなどがあります。

一方、多くの塗料は、水、油、無機顔料のエマルジョンでもあります。これらのエマルションはすべて、安定性を維持するために乳化剤を添加する必要があります。そうでない場合、それらは最終的に 2 つの異なる段階に分かれます。

乳化剤という用語はラテン語のemulsusに由来し、文脈に応じて搾乳または混合と理解できます。これは、牛乳がタンパク質と糖が溶解した水と脂肪のエマルジョンであるという事実と、エマルジョンが非混和性液体の安定した混合物であるという事実を指します.

乳化剤の種類

乳化剤は、次の 3 つの主な基準に従って分類できます。

• 水性媒体中の電荷による。
• その溶解性または親水性/親油性バランスによる
• それらに含まれる官能基によると。

水性媒体中の電荷による乳化剤の種類

水に溶解すると、乳化剤はイオン化して 4 種類の化学種を生成します。

• カチオン性乳化剤：これらは、水に溶解すると正電荷を獲得するものです。これらの乳化剤は酸性 pH では効果的ですが、塩の負イオンが乳化剤の正電荷を打ち消す傾向があり、その有効性が制限されるため、塩濃度の高い溶液には適していません。
• アニオン性乳化剤:非常に一般的です。それらは負に帯電したイオンを形成し、アルカリ性 pH の溶液で特に有用です。また、カチオンと同じ理由で、塩分の多い培地では効果がありません。
• 非イオン性または中性乳化剤:その名前が示すように、水に溶解してもイオンを形成しません。それらの有効性は、pH、塩の存在、または他の乳化剤の存在の影響を受けません。そのため、モノグリセリドやジグリセリドなどの一般的な乳化剤を含め、業界で最も広く使用されています.
• 両性乳化剤:水溶液中で正電荷と負電荷の両方を持つことができるため、等電点に対応する pH を除いて、幅広い pH 値で使用できます。大豆レシチンは最も人気のあるものの1つです.

溶解度や親水・親油バランスによる乳化剤の種類

乳化剤は、水溶性または脂溶性を示すスケールに従って分類できます。親水性/親油性バランス (HLB) と呼ばれるこの尺度は、ゼロ (0) から約 20 (20) まであり、乳化剤を 2 つの大きなグループに分類することができます。

• 親水性乳化剤: HLB が 10 ～ 18 であるため、油よりも水によく溶けます。このため、最大の相互作用が水相で発生し、その表面張力がほぼ 0 に低下し、水が連続相で油がその中に分散している水中油型エマルジョンの形成が促進されます。小さな滴。
• 親油性乳化剤：親水性のものとは正反対です。通常、HLB は 3 ～ 6 であるため、水よりも油によく溶けます。水分散油エマルジョンの調製に使用されます。

含まれる官能基による乳化剤の種類

さまざまな組成と構造を持ち、さまざまな用途向けの非常に多種多様な乳化剤があります。食品業界だけでも、含まれる官能基に応じて 14 を超える乳化剤ファミリーを区別することができ、その中にはポリソルベート、モノグリセリド、ジグリセリドなどを挙げることができます。

乳化剤はどのように機能しますか?

乳化剤は両親媒性分子です。つまり、分子の一部 (分子の極性末端またはイオン末端) は親水性 (水に溶ける) であり、他の部分は疎水性または親油性 (脂溶性)です。これにより、乳化剤は水と油脂と同時に相互作用できるため、常に両者の界面に位置します。

正味の効果は、乳化剤が 2 つの不混和性液体の界面での表面張力を低下させ、連続相内に分散相のより小さな液滴を形成できるようにすることです。簡単に言えば、乳化剤はエマルションの初期形成を促進します。

これに加えて、乳化剤はエマルジョンを安定に保つのにも役立ちます。これは、合体によって小さな液滴が合体してより大きな液滴を形成し、最終的に合体して 2 つの相を永久に分離し、エマルジョンを破壊するのを防ぐことによってこれを行います。

乳化剤がこれを達成する方法は、乳化剤の種類によって異なります。イオン (陽イオンまたは陰イオン) の場合、これは、均等に荷電された分子の層で覆われた分散相の液滴間の静電反発力によって実現されます。他の場合では、乳化剤分子の立体障害により、ある液滴の液体が別の液滴の液体と接触して融合することができず、合体が妨げられます。最後に、乳化剤層にしっかりと付着した水分子の層が形成される場合があり、これも近くの 2 つの液滴が合流するのを困難にします。

乳化剤の例

参考文献

ミラー、R. (2016)。乳化剤：種類と用途。食品と健康の百科事典、498–502。https://www.researchgate.net/publication/301702384_Emulsifiers_Types_and_Uses

ポリマーのすべて (2020 年 7 月 24 日)。乳化剤。https://todoenpolimeros.com/2020/07/24/emulsificantes/より転載