Definition av emulgeringsmedel eller emulgeringsmedel

Kallas även emulgeringsmedel och emulgeringsmedel, ett emulgeringsmedel är ett kemiskt ämne eller en förening som används för att förbereda och stabilisera emulsioner. En emulsion är en mjölkaktig vätska som innehåller små partiklar eller droppar av ett annat olösligt ämne i suspension. Det betyder att det är ämnen som förhindrar att vätskor som normalt inte blandas separeras i faser som är lätta att urskilja med blotta ögat.

Emulsioner är mycket vanliga inom olika områden av det dagliga livet, såväl som inom kemi, biologi och andra vetenskaper. Många livsmedelsprodukter som vi konsumerar varje dag är emulsioner. Några vanliga exempel är mjölk, glass, majonnäs, senap och vinägretter.

Å andra sidan är många färger också emulsioner mellan vatten, oljor och oorganiska pigment. Alla dessa emulsioner kräver tillsats av ett emulgeringsmedel för att bibehålla stabiliteten. Om inte kommer de så småningom att delas upp i två olika faser.

Termen emulgeringsmedel kommer från latinets emulsus som beroende på sammanhanget kan förstås som mjölkad eller blandad. Detta syftar på att mjölk är en emulsion av vatten och fett med lösta proteiner och sockerarter och även till att emulsioner är stabila blandningar av oblandbara vätskor.

Typer av emulgeringsmedel

Emulgeringsmedel kan klassificeras enligt tre huvudkriterier:

• Enligt dess elektriska laddning i vattenhaltiga medier.
• Enligt dess löslighet eller hydrofil/lipofila balans
• Beroende på vilka funktionella grupper de innehåller.

Typer av emulgeringsmedel enligt deras elektriska laddning i vattenhaltiga medier

När de löses i vatten kan emulgeringsmedel joniseras vilket ger upphov till fyra olika typer av kemiska arter:

• Katjoniska emulgeringsmedel: dessa är de som får en positiv laddning när de löses i vatten. Dessa emulgeringsmedel är effektiva vid surt pH men är inte bra i lösningar med höga saltkoncentrationer, eftersom saltets negativa joner tenderar att motverka emulgeringsmedlets positiva laddning, vilket begränsar dess effektivitet.
• Anjoniska emulgeringsmedel: de är mycket vanliga. De bildar negativt laddade joner och är särskilt användbara i lösningar med alkaliskt pH. De är inte heller effektiva i media med hög salthalt av samma skäl som katjoniska.
• Nonjoniska eller neutrala emulgeringsmedel: som namnet indikerar bildar de inte joner när de löses i vatten. Deras effektivitet påverkas inte av pH, närvaron av salter eller närvaron av andra emulgeringsmedel, varför de är några av de mest använda i branschen, inklusive populära emulgeringsmedel som mono- och diglycerider.
• Amfotera emulgeringsmedel: dessa kan ha både en positiv och en negativ laddning i vattenlösning, vilket gör dem användbara inom ett brett spektrum av pH-värden, med undantag för pH som motsvarar dess isoelektriska punkt. Sojalecitin är en av de mest populära.

Typer av emulgeringsmedel enligt deras löslighet eller hydrofila/lipofila balans

Emulgeringsmedel kan klassificeras enligt en skala som anger hur vattenlösliga eller fettlösliga de är. Denna skala, som kallas hydrofil/lipofil balans (HLB), går från noll (0) till cirka tjugo (20) och gör det i sin tur möjligt att klassificera emulgeringsmedel i två stora grupper:

• Hydrofila emulgeringsmedel: De har en HLB mellan 10-18, så de är mycket mer lösliga i vatten än i olja. Av denna anledning sker den största interaktionen med vattenfasen, vilket minskar dess ytspänning till nästan 0, vilket underlättar bildningen av olja-i-vatten-emulsioner i vilka vatten är den kontinuerliga fasen och olja är dispergerad i den. små droppar.
• Lipofila emulgeringsmedel: de är precis motsatsen till hydrofila. De har vanligtvis en HLB mellan 3 och 6 och är därför mer lösliga i olja än i vatten. De används för att framställa vattendispergerade oljeemulsioner.

Typer av emulgeringsmedel beroende på de funktionella grupper de innehåller

Det finns ett mycket brett utbud av emulgeringsmedel med olika sammansättningar och strukturer och för olika tillämpningar. Bara inom livsmedelsindustrin kan fler än 14 familjer av emulgeringsmedel särskiljas efter den funktionella grupp de innehåller, bland vilka polysorbater, monoglycerider, diglycerider etc. kan nämnas.

Hur fungerar emulgeringsmedel?

Emulgeringsmedel är amfifila molekyler, vilket innebär att en del av molekylen (molekylens polära eller joniska ände) är hydrofil (löslig i vatten), medan den andra delen är hydrofob eller, vad är detsamma, lipofil (fettlöslig ) . Detta tillåter emulgeringsmedel att interagera med vatten och fetter och oljor samtidigt, så det är alltid placerat i gränssnittet mellan de två.

Nettoeffekten är att emulgeringsmedlen kan sänka ytspänningen vid gränsytan mellan de två oblandbara vätskorna, vilket möjliggör bildandet av mindre droppar av den dispergerade fasen i den kontinuerliga fasen. Enkelt uttryckt underlättar emulgeringsmedlet den initiala bildningen av emulsionen.

Utöver detta hjälper emulgermedlet även till att hålla emulsionen stabil. Den gör detta genom att förhindra de små dropparna från att koalescera genom koalescens för att bilda större droppar som slutligen sammansmälter för att permanent separera de två faserna och därmed bryta emulsionen.

Hur emulgeringsmedel uppnår detta beror på typen av emulgeringsmedel. När det gäller joner (katjoniska eller anjoniska) uppnås detta genom elektrostatisk repulsion mellan spridda fasdroppar som är täckta av ett lager av lika laddade molekyler. I andra fall förhindras koalescens av steriskt hinder av emulgatormolekylerna som inte tillåter att vätskan från en droppe kommer i kontakt med en annan droppe för att smälta samman. Slutligen finns det fall där ett lager av vattenmolekyler som är stadigt fästa på emulgeringsmedelsskiktet bildas, vilket också gör det svårt för två närliggande droppar att smälta samman.

Exempel på emulgeringsmedel

Referenser

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

Allt i polymerer (24 juli 2020). Emulgeringsmedel. Återställd från https://todoenpolimeros.com/2020/07/24/emulsificantes/