Definiția emulgatorului sau agentului emulgator

Numit și emulgator și emulgator, un emulgator este o substanță sau un compus chimic folosit pentru a ajuta la prepararea și stabilizarea emulsiilor. O emulsie este un lichid cu aspect lăptos care conține particule mici sau picături dintr-o altă substanță insolubilă în suspensie. Aceasta înseamnă că sunt substanțe care împiedică lichidele care nu se amestecă în mod normal să se separe în faze ușor de distins cu ochiul liber.

Emulsiile sunt foarte frecvente în diferite domenii ale vieții de zi cu zi, precum și în chimie, biologie și alte științe. Multe produse alimentare pe care le consumăm în fiecare zi sunt emulsii. Câteva exemple comune sunt laptele, înghețata, maioneza, muștarul și vinaigretele.

Pe de altă parte, multe vopsele sunt, de asemenea, emulsii între apă, uleiuri și pigmenți anorganici. Toate aceste emulsii necesită adăugarea unui agent de emulsionare pentru a menține stabilitatea. Dacă nu, în cele din urmă se vor separa în două faze diferite.

Termenul de emulgator provine din latinescul emulsus care, în funcție de context, poate fi înțeles ca muls sau mixt. Aceasta se referă la faptul că laptele este o emulsie de apă și grăsime cu proteine ​​și zaharuri dizolvate și, de asemenea, la faptul că emulsiile sunt amestecuri stabile de lichide nemiscibile.

Tipuri de agenți de emulsionare

Emulgatorii pot fi clasificați după trei criterii principale:

• În funcție de sarcina sa electrică în medii apoase.
• După solubilitate sau echilibru hidrofil/lipofil
• După grupele funcţionale pe care le conţin.

Tipuri de emulgatori în funcție de sarcina lor electrică în medii apoase

Când sunt dizolvați în apă, emulgatorii se pot ioniza dând naștere la patru tipuri diferite de specii chimice:

• Emulgatori cationici: sunt cei care capătă o sarcină pozitivă atunci când sunt dizolvați în apă. Acești emulgatori sunt eficienți la pH acid, dar nu sunt buni în soluții cu concentrații mari de sare, deoarece ionii negativi ai sării tind să contracareze sarcina pozitivă a emulgatorului, limitând eficacitatea acestuia.
• Emulgatori anionici: sunt foarte frecventi. Ele formează ioni încărcați negativ și sunt deosebit de utile în soluții cu pH alcalin. De asemenea, nu sunt eficienți în mediile cu un conținut ridicat de sare din aceleași motive ca și cationicii.
• Emulgatori neionici sau neutri: după cum indică numele lor, nu formează ioni atunci când sunt dizolvați în apă. Eficacitatea lor nu este afectată de pH, prezența sărurilor sau prezența altor agenți emulgatori, motiv pentru care sunt unii dintre cei mai utilizați în industrie, inclusiv emulgatori populari precum mono- și digliceridele.
• Emulgatori amfoteri: aceștia pot avea atât o sarcină pozitivă, cât și una negativă în soluție apoasă, ceea ce îi face utili într-o gamă largă de valori ale pH-ului, cu excepția pH-ului corespunzător punctului său izoelectric. Lecitina de soia este una dintre cele mai populare.

Tipuri de emulgatori după solubilitatea lor sau echilibrul hidrofil/lipofil

Emulgatorii pot fi clasificați după o scară care indică cât de solubili în apă sau liposolubili sunt. Această scară, numită echilibru hidrofil/lipofil (HLB), merge de la zero (0) la aproximativ douăzeci (20) și permite, la rândul său, clasificarea agenților de emulsionare în două mari grupe:

• Emulgatori hidrofili: Au un HLB între 10-18, deci sunt mult mai solubili în apă decât în ​​ulei. Din acest motiv, cea mai mare interacțiune are loc cu faza apoasă, reducând tensiunea superficială a acesteia la aproape 0, ceea ce facilitează formarea de emulsii ulei-în-apă în care apa este faza continuă și uleiul este dispersat în ea sub formă de picaturi mici.
• Emulgatori lipofili: sunt exact opusul celor hidrofile. Au de obicei un HLB între 3 și 6 și, prin urmare, sunt mai solubili în ulei decât în ​​apă. Sunt folosite pentru a prepara emulsii de ulei dispersat în apă.

Tipuri de emulgatori în funcție de grupele funcționale pe care le conțin

Există o varietate foarte mare de emulgatori cu diferite compoziții și structuri și pentru diferite aplicații. Doar in industria alimentara se pot deosebi peste 14 familii de emulgatori dupa grupa functionala pe care o contin, dintre care se pot mentiona polisorbatii, monogliceridele, digliceridele etc.

Cum funcționează emulgatorii?

Emulgatorii sunt molecule amfifile, ceea ce înseamnă că o parte a moleculei (capătul polar sau ionic al moleculei) este hidrofilă (solubilă în apă), în timp ce cealaltă parte este hidrofobă sau, ceea ce este la fel, lipofilă (solubilă în grăsimi ) . Acest lucru permite emulgatorilor să interacționeze cu apa și grăsimile și uleiurile în același timp, astfel încât acesta este întotdeauna situat la interfața dintre cele două.

Efectul net este că agenții de emulsionare sunt capabili să scadă tensiunea superficială la interfața celor două lichide nemiscibile, permițând formarea de picături mai mici ale fazei dispersate în cadrul fazei continue. Mai simplu spus, emulgatorul facilitează formarea inițială a emulsiei.

În plus, emulgatorul ajută și la menținerea stabilă a emulsiei. Face acest lucru prin împiedicarea picăturilor mici de a se coalesce prin coalescență pentru a forma picături mai mari care în cele din urmă se unesc pentru a separa definitiv cele două faze și astfel rupe emulsia.

Modul în care emulgatorii realizează acest lucru depinde de tipul de emulgator. În cazul ionicilor (cationici sau anionici), acest lucru se realizează prin repulsie electrostatică între picăturile de fază dispersate care sunt acoperite de un strat de molecule încărcate egal. În alte cazuri, coalescența este împiedicată prin împiedicarea sterica a moleculelor de emulgator care nu permite lichidului unei picături să intre în contact cu cel al altei pentru a fuziona. În cele din urmă, există cazuri în care se formează un strat de molecule de apă atașat ferm de stratul de emulgator, ceea ce îngreunează, de asemenea, fuziunea a două picături din apropiere.

Exemple de emulgatori

Referințe

Miller, R. (2016). Emulgatori: tipuri și utilizări. Enciclopedia Alimentației și Sănătății, 498–502. https://www.researchgate.net/publication/301702384_Emulsifiers_Types_and_Uses

Totul în polimeri (24 iulie 2020). Emulgatori. Recuperat de pe https://todoenpolimeros.com/2020/07/24/emulsificantes/