Definisjon av emulgeringsmiddel eller emulgeringsmiddel

Også kalt en emulgator og emulgator, en emulgator er en kjemisk substans eller forbindelse som brukes til å forberede og stabilisere emulsjoner. En emulsjon er en melkeaktig væske som inneholder små partikler eller dråper av et annet uløselig stoff i suspensjon. Det betyr at de er stoffer som hindrer væsker som normalt ikke blandes i å skille seg i faser som er lett å skille med det blotte øye.

Emulsjoner er svært vanlige i ulike områder av dagliglivet, så vel som i kjemi, biologi og andre vitenskaper. Mange matvarer som vi spiser hver dag er emulsjoner. Noen vanlige eksempler er melk, iskrem, majones, sennep og vinaigretter.

På den annen side er mange malinger også emulsjoner mellom vann, oljer og uorganiske pigmenter. Alle disse emulsjonene krever tilsetning av et emulgeringsmiddel for å opprettholde stabiliteten. Hvis ikke, vil de til slutt skilles i to forskjellige faser.

Begrepet emulgator kommer fra det latinske emulsus som avhengig av konteksten kan forstås som melket eller blandet. Dette refererer til det faktum at melk er en emulsjon av vann og fett med oppløste proteiner og sukker og også til at emulsjoner er stabile blandinger av ublandbare væsker.

Typer emulgeringsmidler

Emulgatorer kan klassifiseres i henhold til tre hovedkriterier:

• I henhold til dens elektriske ladning i vandige medier.
• I henhold til dens løselighet eller hydrofile/lipofile balanse
• I henhold til funksjonsgruppene de inneholder.

Typer emulgatorer i henhold til deres elektriske ladning i vandige medier

Når de er oppløst i vann, kan emulgatorer ionisere og gi opphav til fire forskjellige typer kjemiske arter:

• Kationiske emulgatorer: disse er de som får en positiv ladning når de oppløses i vann. Disse emulgeringsmidlene er effektive ved sur pH, men er ikke gode i løsninger med høye saltkonsentrasjoner, siden de negative ionene i saltet har en tendens til å motvirke den positive ladningen til emulgatoren, og begrenser dens effektivitet.
• Anioniske emulgatorer: de er veldig vanlige. De danner negativt ladede ioner og er spesielt nyttige i løsninger med alkalisk pH. De er heller ikke effektive i medier med høyt saltinnhold av samme grunner som kationiske.
• Ikke-ioniske eller nøytrale emulgatorer: som navnet indikerer, danner de ikke ioner når de oppløses i vann. Effektiviteten deres påvirkes ikke av pH, tilstedeværelsen av salter eller tilstedeværelsen av andre emulgeringsmidler, og det er derfor de er noen av de mest brukte i industrien, inkludert populære emulgatorer som mono- og diglyserider.
• Amfotere emulgatorer: disse kan ha både positiv og negativ ladning i vandig løsning, noe som gjør dem nyttige i et bredt spekter av pH-verdier, med unntak av pH som tilsvarer dets isoelektriske punkt. Soyalecitin er en av de mest populære.

Typer emulgatorer i henhold til deres løselighet eller hydrofile/lipofile balanse

Emulgatorer kan klassifiseres etter en skala som angir hvor vannløselige eller fettløselige de er. Denne skalaen, kalt hydrofil/lipofil balanse (HLB), går fra null (0) til rundt tjue (20) og lar på sin side klassifisere emulgeringsmidler i to store grupper:

• Hydrofile emulgatorer: De har en HLB mellom 10-18, så de er mye mer løselige i vann enn i olje. Av denne grunn skjer den største interaksjonen med den vandige fasen, og reduserer overflatespenningen til nesten 0, noe som letter dannelsen av olje-i-vann-emulsjoner der vann er den kontinuerlige fasen og olje er dispergert i den. små dråper.
• Lipofile emulgatorer: de er akkurat det motsatte av hydrofile. De har vanligvis en HLB mellom 3 og 6 og er derfor mer løselige i olje enn i vann. De brukes til å fremstille vanndispergerte oljeemulsjoner.

Typer emulgatorer i henhold til funksjonelle grupper de inneholder

Det finnes et veldig bredt utvalg av emulgatorer med forskjellige sammensetninger og strukturer og for forskjellige bruksområder. Bare i næringsmiddelindustrien kan mer enn 14 familier av emulgatorer skilles ut i henhold til den funksjonelle gruppen de inneholder, blant annet kan nevnes polysorbater, monoglyserider, diglyserider, etc.

Hvordan fungerer emulgatorer?

Emulgatorer er amfifile molekyler, som betyr at den ene delen av molekylet (den polare eller ioniske enden av molekylet) er hydrofil (oppløselig i vann), mens den andre delen er hydrofob eller, hva er det samme, lipofil (fettløselig ) . Dette gjør at emulgatorer kan samhandle med vann og fett og oljer samtidig, så det er alltid plassert i grensesnittet mellom de to.

Nettoeffekten er at emulgeringsmidlene er i stand til å senke overflatespenningen ved grenseflaten mellom de to ublandbare væskene, og tillater dannelse av mindre dråper av den dispergerte fasen i den kontinuerlige fasen. Enkelt sagt letter emulgatoren den første dannelsen av emulsjonen.

I tillegg til dette bidrar emulgatoren også til å holde emulsjonen stabil. Det gjør dette ved å hindre de små dråpene fra å koalesere gjennom koalescens for å danne større dråper som til slutt koaleserer for å permanent skille de to fasene og dermed bryte emulsjonen.

Måten emulgatorer oppnår dette på avhenger av typen emulgator. Når det gjelder ioniske (kationiske eller anioniske), oppnås dette ved elektrostatisk frastøtning mellom spredte fasedråper som er dekket av et lag med like ladede molekyler. I andre tilfeller forhindres koalescens ved sterisk hindring av emulgatormolekylene som ikke tillater væsken fra en dråpe å komme i kontakt med den til en annen for å smelte sammen. Til slutt er det tilfeller hvor det dannes et lag med vannmolekyler som er godt festet til emulgatorlaget, noe som også gjør det vanskelig for to nærliggende dråper å smelte sammen.

Eksempler på emulgatorer

Referanser

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

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