CHẤT NHŨ HÓA: QUÁ TRÌNH NHŨ TƯƠNG, CÁC KHÍA CẠNH PHÂN TỬ, ỨNG DỤNG - HÓA HỌC - 2025

Chất nhũ hóa hoặc chất nhũ hóa là bất kỳ hợp chất nào có khả năng ổn định nhũ tương trong một thời gian đáng kể. Về cơ bản, chức năng của nó là "làm mịn" hai chất lỏng hoặc pha mà trong điều kiện bình thường không thể thống nhất; nghĩa là tạo thành một hỗn hợp đồng nhất.

Ví dụ cổ điển để giải quyết ý nghĩa của chất nhũ hóa là một cốc dầu và nước. Dầu sẽ được định vị ở trên cùng, với tỷ trọng thấp hơn, trong khi nước sẽ ở dưới cùng. Cả hai chất lỏng không thể kết hợp với nhau, chúng không thể trộn lẫn (chúng không thể trộn lẫn với nhau), vì ái lực giữa các phân tử của chúng khác nhau; nước là phân cực, và dầu là không phân cực.

Bơ đậu phộng một phần nhờ vào chất nhũ hóa được thêm vào. Nguồn: Pixabay.

Tuy nhiên, nếu thêm lòng đỏ trứng vào hỗn hợp nước (w) -oil (o) không đồng nhất và hai pha, lắc mạnh, thì nhũ tương nước trong dầu (w / o) sẽ hình thành, nếu dầu bị phân tán. Và ở một mức độ thấp hơn; hoặc dầu trong nước (o / w), nếu bây giờ nó là nước được phân tán. Do đó, lòng đỏ trứng trở thành chất nhũ hóa.

Từ trên, thêm các chất phụ gia khác, chúng ta thu được sốt mayonnaise. Giống như mayonnaise, các sản phẩm thực phẩm khác như bơ thực vật, bơ đậu phộng, sữa, nước sốt cà chua, nước sốt, v.v., được làm bằng cách thêm chất nhũ hóa.

Quá trình nhũ tương

Quá trình hình thành nhũ tương. Nguồn: Gabriel Bolívar.

Do đó, chất nhũ hóa cho phép tạo thành nhũ tương từ hai chất lỏng hoặc hỗn hợp bất hòa. Các nhũ tương w / o và o / w là hai trường hợp quan trọng nhất. Hình ảnh trên cho thấy một cách đơn giản những gì đã được giải thích ở trên.

Lưu ý rằng chúng ta có hai chất lỏng: một màu xanh lam và một chất lỏng màu vàng, tạo nên một hỗn hợp không đồng nhất hai pha. Chúng không thể trộn lẫn, vì vậy chúng không kết hợp với nhau để tạo thành một hỗn hợp đồng nhất. Tuy nhiên, khi chất nhũ hóa được thêm vào (dù rắn hoặc lỏng), nó sẽ can thiệp theo cách mà các hạt cầu hoặc các hạt phân tán của chất lỏng màu vàng được hình thành.

Nếu các hạt màu vàng liên kết lại với nhau, chúng ta sẽ lại có một pha màu vàng như lúc ban đầu. Các hạt này càng nhỏ, hỗn hợp thu được sẽ càng mịn và đồng nhất. Do đó, từ hỗn hợp giả định này, chúng ta sẽ thấy một hỗn hợp màu xanh lá cây; nhưng các hạt màu vàng có thể dễ dàng nhìn thấy dưới kính hiển vi.

Đây là nơi các chất ổn định đi vào, các hợp chất có nhiệm vụ ngăn chặn sự kết tụ của các hạt phân tán, và kéo dài hơn nữa tính đồng nhất của nhũ tương; nghĩa là nó sẽ không "cắt" thành hai giai đoạn.

Các khía cạnh phân tử của nhũ tương

Về mặt phân tử, quá trình tạo nhũ tương khá năng động và có một số lý thuyết cố gắng giải thích hoạt động của chất nhũ hóa. Tuy nhiên, tất cả chúng đều có điểm chung, và đó là thực tế là chất nhũ hóa phải là một hoặc nhiều phân tử amphiphilic (hoặc amphipathic); Đây là những người có cả đặc tính cực và cực.

Phân tử amphiphilic có thể được so sánh như một chiếc kẹo mút: phần đầu là phân cực, ưa nước; trong khi hình que hoặc đuôi là cực, kỵ nước. Hai chất lỏng là không thể trộn lẫn vì về cơ bản sự khác biệt về cực của chúng là rất lớn. Chất nhũ hóa tương tác với cả hai chất lỏng cùng một lúc.

Đầu phân cực của nó được định hướng theo hướng của chất lỏng phân cực. Mặt khác, đuôi apolar tìm cách tương tác với chất lỏng apolar. Tùy thuộc vào chất lỏng hoặc pha chiếm ưu thế, các phân tử amphiphilic có xu hướng hình thành các mixen; nói, viên nang, trong đó các phân tử của chất lỏng phân tán được bao bọc.

Ví dụ, các hạt cầu màu vàng sẽ được bao quanh bởi các phân tử lưỡng tính của chất nhũ hóa, mà phần bên ngoài của chúng tương tác với pha liên tục hoặc chất lỏng (có tỷ lệ lớn hơn, màu xanh lam), và cũng đẩy lùi các hạt cầu khác. Tuy nhiên, các mixen di chuyển, điều này sẽ dẫn đến việc sớm muộn gì chúng cũng sẽ tách ra và làm xuất hiện pha màu vàng.

Các ứng dụng của chất nhũ hóa

Chất nhũ hóa góp phần vào kết cấu kem của kem. Nguồn: Pexels.

Nếu không có sự tồn tại của chất nhũ hóa hoặc chất tạo nhũ, sẽ không thể tạo ra nhũ tương, vốn có tầm quan trọng to lớn trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Trong khi công thức của các sản phẩm như vậy cũng kết hợp các chất làm đặc và chất ổn định, chất nhũ hóa giúp hỗn hợp phát triển cơ thể và kết cấu.

Độ nhớt của nhũ tương thu được có thể cao hơn độ nhớt của chất lỏng không pha trộn ban đầu. Mayonnaise chứng minh quan điểm này. Nhưng độ nhớt cuối cùng cũng có thể thấp hơn, hỗn hợp thu được sẽ mịn hơn. Do đó, chất nhũ hóa đóng vai trò quan trọng trong tính nhất quán của thực phẩm và do đó, trong hương vị của nó.

Sản phẩm yêu cầu chất nhũ hóa

Trong số một số sản phẩm thực phẩm yêu cầu chất nhũ hóa, chúng tôi có:

-Sữa, là một nhũ tương o / w, có khả năng hoạt động như một chất nhũ hóa nhờ vào hàm lượng protein của nó.

-Butter và bơ thực vật, cả hai đều có dạng nhũ tương.

-Pan, để làm cứng và tươi.

-Hướng.

- Sôcôla, nơi chúng thay đổi độ nhớt của chúng trong quá trình sản xuất công nghiệp ở dạng thanh hoặc khuôn.

- Kem, vì protein sữa ổn định sự kết hợp của chất béo và nước, ngoài việc bổ sung các chất nhũ hóa bổ sung sẽ tập hợp lại chúng (làm mất ổn định một phần) để hỗn hợp có thể kết hợp với không khí.

-Bánh quy.

- Kem dưỡng da mặt.

-Son môi.

- Thuốc mỡ.

-Phô mai.

-Bánh.

Ví dụ về chất nhũ hóa

Người ta đã đề cập rằng các phân tử của chất nhũ hóa về nguyên tắc phải là amphiphilic. Mặt khác, chất hoạt động bề mặt cũng có đặc tính này. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là phân tử amphiphilic là chất hoạt động bề mặt (như trường hợp của protein).

Do đó, chất hoạt động bề mặt là một lựa chọn tốt khi chọn chất nhũ hóa; mặc dù có những muối thực hiện cùng một chức năng. Tính khả thi của việc sử dụng bất kỳ loại nào trong số chúng sẽ phụ thuộc vào công thức và tính chất hóa học của sản phẩm.

Tương tự như vậy, không phải tất cả các chất nhũ hóa đều là amphiphilic, vì chúng có thể tương tác với các thành phần của hỗn hợp (protein, chất béo, đường, v.v.), do đó đạt được sự đồng nhất của toàn bộ. Do đó, và cuối cùng, một số ví dụ về chất nhũ hóa sẽ được liệt kê:

-Este axit béo

-Monoglycerid

-Diglycerides

-Lecithin (có trong lòng đỏ trứng)

-Gum tiếng Ả Rập

-Pectin

- Tinh bột gỉ

-Thạch

-Polyetylen glycol

-Maltitol

-Canxi citrat

-Sodium và kali lactat

-Sodium alginate

-Agar

-Karaya cao su

-Cellulose

- Rượu etoxyl hóa

- Natri và canxi stearoyl lactylat

-Polysorbates 20, 40, 60 và 80 (cấp thực phẩm)

-Lactitol

Có thể thấy, có rất nhiều chất nhũ hóa có sẵn và mỗi chất đều có một chức năng, cho dù dùng cho thực phẩm, kem, siro, chất tẩy rửa, kem dưỡng da, v.v.

Người giới thiệu

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
2. Wikipedia. (Năm 2020). Nhũ tương. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
3. Các biên tập viên của Encyclopaedia Britannica. (Ngày 20 tháng 3 năm 2019). Chất nhũ hóa. Encyclopædia Britannica. Phục hồi từ: britannica.com
4. Thành phần Thực phẩm Đặc sản của EU. (Năm 2020). Chất nhũ hóa. Đã khôi phục từ: specialfoodingredient.eu
5. Tác giả Khách mời. (2015, ngày 10 tháng 4). Chất nhũ hóa tại nơi làm việc: Ứng dụng trong các ngành (Infographic). Được khôi phục từ: knowledge.ulpros Inspector.com
6. Ruben. (1 tháng 2 năm 2012). Chất nhũ hóa trong kem. Được khôi phục từ: icecreamscience.com