EMULGATOR: EMULSIONSVERFAHREN, MOLEKULARE ASPEKTE, ANWENDUNGEN - CHEMIE - 2025

Ein Emulgator oder Emulgator ist jede Verbindung, die eine Emulsion für eine beträchtliche Zeit stabilisieren kann. Seine Funktion besteht im Wesentlichen darin, zwei Flüssigkeiten oder Phasen zu "verbrüdern", die sich unter normalen Bedingungen nicht vereinigen können. das heißt, eine Mischung von homogenem Aussehen zu bilden.

Das klassische Beispiel für die Bedeutung eines Emulgators ist das eines Glases Öl und Wasser. Das Öl wird oben mit einer geringeren Dichte positioniert, während das Wasser unten ist. Beide Flüssigkeiten können nicht verschmelzen, sie sind nicht mischbar (sie können nicht gemischt werden), da sich ihre intermolekularen Affinitäten voneinander unterscheiden. Wasser ist polar und Öl ist unpolar.

Erdnussbutter verdankt ihre Konsistenz und Dicke teilweise dem zugesetzten Emulgator. Quelle: Pixabay.

Wenn jedoch dem heterogenen und zweiphasigen Gemisch aus Wasser (w) -Öl (o) unter heftigem Schütteln ein Eigelb zugesetzt wird, bildet sich eine Wasser-in-Öl-Emulsion (w / o), wenn das Öl dispergiert wird und in geringerem Maße; oder Öl in Wasser (o / w), wenn jetzt das Wasser dispergiert ist. So wird das Eigelb zum Emulgator.

Aus den obigen Angaben erhalten wir unter Zugabe weiterer Zusatzstoffe die Mayonnaise. Wie Mayonnaise werden auch andere Lebensmittel wie Margarine, Erdnussbutter, Milch, Tomatensaucen, Dressings usw. durch Zugabe eines Emulgators hergestellt.

Emulsionsprozess

Prozess der Bildung einer Emulsion. Quelle: Gabriel Bolívar.

Der Emulgator ermöglicht somit die Bildung einer Emulsion aus zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten oder Gemischen. Die W / O- und O / W-Emulsionen sind die beiden wichtigsten Fälle. Das Bild oben zeigt vereinfacht, was oben erklärt wurde.

Beachten Sie, dass wir zwei Flüssigkeiten haben: eine bläuliche und eine gelbe, die eine zweiphasige heterogene Mischung bilden. Sie sind nicht mischbar und verschmelzen daher nicht zu einer homogenen Mischung. Wenn der Emulgator jedoch zugesetzt wird (ob fest oder flüssig), greift er so ein, dass sich Kügelchen oder dispergierte Partikel der gelben Flüssigkeit bilden.

Wenn die gelben Partikel zusammenwachsen könnten, hätten wir wie am Anfang wieder eine gelbe Phase. Je kleiner diese Partikel sind, desto glatter und gleichmäßiger wird die resultierende Mischung. Daher würden wir aus dieser hypothetischen Mischung eine grüne Mischung sehen; Die gelben Partikel lassen sich jedoch leicht unter dem Mikroskop sichtbar machen.

Hier kommen die Stabilisatoren ins Spiel, Verbindungen, die dafür verantwortlich sind, das Zusammenwachsen der dispergierten Partikel zu verhindern und die Homogenität der Emulsion weiter zu verlängern. Das heißt, es wird nicht in zwei Phasen "geschnitten".

Molekulare Aspekte der Emulsion

Molekular ist der Emulsionsprozess ziemlich dynamisch und es gibt verschiedene Theorien, die versuchen, die Wirkung des Emulgators zu erklären. Sie alle haben jedoch etwas gemeinsam, und das ist die Tatsache, dass der Emulgator ein oder mehrere amphiphile (oder amphipathische) Moleküle sein muss; Dies sind diejenigen, die sowohl unpolaren als auch polaren Charakter haben.

Das amphiphile Molekül kann mit einem Lutscher verglichen werden: Der Kopf ist polar, hydrophil; während der Stab oder Schwanz unpolar, hydrophob ist. Zwei Flüssigkeiten sind nicht mischbar, da ihr Polaritätsunterschied im Wesentlichen sehr groß ist. Der Emulgator interagiert gleichzeitig mit beiden Flüssigkeiten.

Sein Polkopf ist in Richtung der polaren Flüssigkeit ausgerichtet. Andererseits versucht der unpolare Schwanz, mit der unpolaren Flüssigkeit zu interagieren. In Abhängigkeit von der vorherrschenden Flüssigkeit oder Phase neigen amphiphile Moleküle dazu, Mizellen zu bilden; B. Kapseln, in denen Moleküle der dispergierten Flüssigkeit eingeschlossen sind.

Zum Beispiel würden die gelben Kügelchen von den amphiphilen Molekülen des Emulgators umgeben sein, deren äußerer Teil mit der kontinuierlichen Phase oder Flüssigkeit (mit größerem Anteil blau) wechselwirkt und auch die anderen Kügelchen abstößt. Die Mizellen bewegen sich jedoch, was dazu führt, dass sie sich früher oder später trennen und das Auftreten der gelben Phase hervorrufen.

Anwendungen von Emulgatoren

Emulgatoren tragen zu den cremigen Texturen von Eis bei. Quelle: Pexels.

Ohne die Existenz von Emulgatoren oder Emulgatoren wäre es nicht möglich, Emulsionen herzustellen, die in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie von enormer Bedeutung sind. Während die Formulierung solcher Produkte auch Verdickungsmittel und Stabilisatoren enthält, helfen Emulgatoren den Gemischen, Körper und Textur zu entwickeln.

Die Viskositäten der erhaltenen Emulsionen können höher sein als die der ursprünglichen nicht mischbaren Flüssigkeiten. Mayonnaise beweist diesen Punkt. Die Endviskosität kann aber auch niedriger sein, wobei die resultierende Mischung glatter ist. Emulgatoren sind daher entscheidend für die Konsistenz von Lebensmitteln und damit für ihre Aromen.

Produkte, die Emulgatoren benötigen

Unter einigen Lebensmitteln, die Emulgatoren benötigen, haben wir:

-Milch ist eine O / W-Emulsion, die dank ihres Proteingehalts als Emulgator fungieren kann.

-Butter und Margarine, beide ohne Emulsionen.

-Pan, für seine Aushärtung und Frische.

-Richtungen.

-Chocolates, bei denen sie ihre Viskosität während ihrer industriellen Produktion in Stäben oder Formen ändern.

-Eiscremes, da die Milchproteine ​​die Kombination von Fetten und Wasser stabilisieren, gruppieren sie sich zusätzlich zur Zugabe zusätzlicher Emulgatoren neu (teilweise destabilisieren), so dass die Mischung Luft enthalten kann.

-Kekse.

- Gesichtscremes.

-Lippenstift.

-Salben.

-Käse.

-Kuchen.

Beispiele für Emulgatoren

Es wurde erwähnt, dass die Moleküle der Emulgatoren grundsätzlich amphiphil sein müssen. Tenside besitzen andererseits auch diese Eigenschaft. Dies bedeutet jedoch nicht, dass ein amphiphiles Molekül ein Tensid ist (wie dies bei Proteinen der Fall ist).

Daher sind Tenside eine gute Wahl bei der Auswahl eines Emulgators; obwohl es Salze gibt, die die gleiche Funktion erfüllen. Die Machbarkeit der Verwendung hängt von der Formulierung und den chemischen Eigenschaften des Produkts ab.

Ebenso sind nicht alle Emulgatoren amphiphil, da sie möglicherweise mit den Bestandteilen eines Gemisches (Proteine, Fette, Zucker usw.) interagieren und so die Homogenisierung des Ganzen erreichen. Daher und schließlich werden einige Beispiele für Emulgatoren aufgeführt:

-Fettsäureester

-Monoglyceride

-Diglyceride

-Lecithin (gefunden in Eigelb)

-Gummi arabicum

-Pektin

-Rustige Stärke

-Gelee

-Polyethylenglykol

-Maltitol

-Calciumcitrat

-Natrium- und Kaliumlactate

-Natriumalginat

-Agar

-Karaya-Gummi

-Zellulose

-Ethoxylierte Alkohole

- Natrium- und Calciumstearoyllactylat

-Polysorbate 20, 40, 60 und 80 (Lebensmittelqualität)

-Lactitol

Wie zu sehen ist, gibt es viele Emulgatoren, und jeder hat eine Funktionalität, ob für Lebensmittel, Cremes, Sirupe, Reinigungsmittel, Lotionen usw.

Verweise

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