امولسیفایر

امولسیفایر چیست ؟

برای آشنایی با مفهم امولسیفایر ابتدا باید بدانیم امولسیون چیست؟ امولسیون نوعی کلوئید مایع در مایع است که در ان ذرات و قطرات ریزمایعی دیگر بدون اینکه در مایع اصلی درامیزد در ان پراکنده شده است . به طور کلی امولسیون از دو مایع امتزاج ناپذیر مانند آب و روغن تشکیل شده است که ذرات روغن به صورت قطرات ریز در حجم اب پراکنده شده است. شاید همه شما تجربه مخلوط کردن اب و روغن را داشته باشید . هنگاهی که محلول ابی حاوی روغن را تکان بدهید ذرات روغن در اب پراکنده و معلق میشوند اما پس از ثابت نگه داشتن ظرف دو فاز اب و روغن از یکدیگر جدا شده و ثابت میمانند. امولسیفایر ماده ای است که با کاهش دادن سرعت واکنش های شیمیایی باعث پایداری امولسیون میشود .به عبارتی امولسیفایر میتواند از جدا شدن دو فاز امتزاج ناپذیر جلوگیری کند و ذرات را در کنار هم نگه دارد. امولسیفایر ها علاوه بر پایدار کردن دو فاز قابلیت کاهش چسبندگی ، کنترل کریستالیزاسیون و جلوگیری از جداسازی از دیگر کاربردهای این ماده است.

 

انواع امولسیفایر ها

بر اساس نوع بار

آنیونی :دارای بار منفی بر روی بخش فعال مولکول هستند.

کاتیونی:دارای بار مثبت بر روی بخش مولکول هستند.

غیر یونی:فاقد بارر الکتریکی و دو بخش ابدوست و اب گریز هستند.

آمفوتریک: با توجه به میزان اسیدیته محیط و PH کاتیونی یا انیونی میشوند.

بر اساس کاربرد

صنایع غذایی

برخی از امولسیفایر ها که در خانواده سورفکتانت یا مواد فعال کننده سطحی قرار دارند به طور عمده در تولید محصولات غذایی مورد استفاده قرار میگیرند .

برخی از انواع رایج در صنایع غذایی شامل زرده تخم مرغ (که در آن عامل اصلی امولسیون کننده لسیتین است) ، لسیتین سویا ، خردل ، استرهای اسیدی دیاستیل تارتاریک مونوگلیسیریدها (DATEM) ، PolyGlycerol Ester (PGE) ، Sorbitan Ester (SOE) و PG استر (PGME).

صنایع ارایشی بهداشتی و داروسازی

از امولسیفایرها اغلب در تولید محصولات زیبایی مانند کرم و لوسیون برای مخلوط کردن آب با روغنهای به کار رفته استفاده می شود. آب موجود در امولسیون های روغنی برای محصولات سنگین تر و چرب تر استفاده می شود (به عنوان مثال کرم های شب و ضد افتاب ها). روغن موجود در امولسیون های آبی در محصولات سبک تر استفاده می شود (به عنوان مثال لوسیون های مرطوب کننده یا کرم های روز).

به طور کلی امولسیفایر ها یک سیستم ناهمگن هستند که حداقل حاوی یک مایع قابل امتزاج بوده که در مایعی دیگر به شکل قطره های بسیار ریز پخش میشود . این سیستم ها پایداری کمی دارند و برای افزایش پایداری انها میتوان مواد فعال سطحی به ان اضافه کرد.

مواد شوینده نوعی امولسیفایر هستند که با روغن و آب در تعامل میباشند ، در نتیجه رابط بین روغن و قطرات آب در حالت تعلیق تثبیت می شود. این اصل در ساخت صابون ها ، برای از بین بردن چربیها مورد استفاده قرار می گیرد.

امولسیفایر های طبیعی

موم زنبور عسل

به عنوان یک امولسیفایر 100 درصد طبیعی در تولید محصولات ارایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار میگیرد.استفاده از این ماده با ایجاد یک لایه طبیعی مانند محافظی بر روی پوست عمل میکند و در تولید محصولاتی مانند کرم های مرطوب کننده ،رژلب و نرم کننده لب،روغن بدن،رو؛ن ماساژو..کاربرد دارد

موم Candelilla

موم کاندیلیلا یک جایگزین عالی وگان برای موم زنبور عسل است .این ماده از بوته ی candelilla ساخته شده است. بافتی مشابه موم زنبور عسل دارد در حالی که کمی متراکم تر از موم زنبور عسل است ، موم کاندیللا به راحتی در پوست جذب می شود و سرشار از مواد مغذی است.

موم Carnauba

موم کارنوبا یک موم خوراکی است که از یک نوع نخل برزیلی ساخته شده است. این یکی از سخت ترین مومهای طبیعی موجود است و درخشندگی در مواد آرایشی طبیعی را فراهم می کند. بسیار نرم کننده است و رطوبت را به پوست منتقل می کند.

موم سبوس برنج

این ماده نیز یکی دیگر از جایگزین های مناسب برای وگان است که در تولید محصولات ارایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار میگرد.

لیستین

مایع لسیتین یک چربی طبیعی است که در گیاهان و حیوانات یافت می شود. لسیتین امولسیفایر است و با کاهش پوستی و خشکی ، سلامت پوست را احیا می کند. همچنین در محصولات زیبایی طبیعی به عنوان تثبیت کننده ، نگهدارنده ملایم ، مرطوب کننده و نرم کننده استفاده می شود. این ماده از سویا تهیه می شود و محلول آن است.

می توان گفت امولسیفایر های طبیعی 100 درصد از طبیعت به دست نمی ایند . یک مثال خوب برای این مواد که به آن polawax نیز گفته می شود. این ماده از پالم تهیه شده و عاری از مواد افزودنی است . این ماده از نقطه ذوب بالایی برخوردار است و می تواند به ایجاد یک کرم فوق العاده صاف کمک کند. نکته منفی استفاده از موم امولسیون کننده این است که شما در کنار ان مجبور به استفاده از ماده نگهدارنده هستید زیرا معمولاً در حال مخلوط کردن آب با روغن هستید بدون استفاده از نگهدارنده مناسب قادر به نگهداری از این محصولات برای مدت طولانی را نخواهید داشت .

به طور کلی امولسیفایر ها به سه گروه تقسیم میشوند

مواد جامد ریزی که به راحتی پخش می شوند :finely divided solids

Naturally occurring materials: موادی که در طبیعت وجود دارند

Surface-active materials: مواد فعال سطحی

امروزه با توجه به صنعتی شدن جوامع و مشغله روزمره افراد تولید نان به سمت اتوماتیک و نیمه اتوماتیک شدن میرود .در فرایند اماده سازی خمیر و تولید نان های مختلف از افزودنی های طبیعی و مصنوعی مختلفی استفاده میشود .در تولید نان از امولسیفایر ها به دلیل خواص زیادی مانند کنترل کننده حباب های گاز،بهبود دهنده و نگهدارنده ،بهبود مقاومت خمیر،و افزایش نرمی و لطافت نان استفاده میشود.

برای افزایش کیفیت و بهبود خواص نان امولسیفایر های مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند مانند:مونو و دی گلیسیرید ها ،مونو گلیسیرید های استیلی شده ،مونو و دی گلیسیریدهای دی استیل اسید تارتاریک،گلیسیرین مونو استئارات ،مونو و دی گلیسیرید های اتوکسیل شده ،استرهای لاکتیل اسیدهای چرب،استرهای پلی گلیسرول اسیدهای چرب،مونو و دی استرهای پروپیلن گلیکول،لاکتیلات های استئارویل کلسیم و سدیم ،سدیم استئارویل -2-لاکتیکات،فورمات استریل سدیم ،استر سوربیتال مونو استئارات سوربیتال،مونو گلیسیریدهای سوکسینیل دار،استر ساکاروز

برخی از مواد طبیعی مانند فسفولیپیدها و استرول ها و همچنین صمغ های محلول در آب نیز میتوانند به عنوان عامل امولسیفایر مورد استفاده قرار گیرند.

استفاده از این مواد در صنایع غذایی در تکمیل فرایند پخت ضروری است . این مواد در محصولات خوراکی که برای مدت طولانی نگهداری میشوند مورد استفاده قرار میگرند .این مواد به دلیل دارا بودن خواص اب دوستی و ابگریزی باعث افزایش پایداری ترمودینامیکی در سطح بین دو فاز اب و روغن میشوند .

عملکرد

با اضافه کردن این مواد به محلول مایع که شامل دو فاز غیر قابل امتزاج است با کاهش میزان کشش سطحی بین دو مایع از دو فازی بودن محلول کاسته میشود و بدین ترتیب دو مایع میتواندد یک امولسیون تشکیل بدهند.به دلیل اینکه امولسیفایر شامل دو بخش محلول در اب و محلول در چربی است زمانی که به محلول حاوی اب و روغن اضافه میشود به صورت لایه نازکی در سطح تماس این دو فاز قرار میگیرد به صورتی که سمت اب دوست ان در سمت فاز ابی و بخش ابگریز ان در فاز روغنی قرار میگیرد.میتوان گفت عملکرد یک امولسیفایر رابطه تنگاتنگی با ساختمان شیمیایی آن دارد.

نقش امولسیفایر در صنعت غذا

علاوه بر موارد ذکر شده امولسیفایر ها خواص بسیاری دارند آنها را برای استفاده در صنعت مطلوب میسازد. از جمله نقس های دیگر این مواد میتوان به واکنش با نشاسته ،واکنش با پروتئی ها،اصلاح چسبندگی،تولید کف،اصلاح بافت،لغزنده کننده،تغییر تبلور،مرطوب کنندگی،و اصلاح پراکندگی یک مایع در مایعی دیگر و…

اغلب امولسیون کننده ها در مولکول خود یک اسید چرب خطی دارند که میتواند با مولکول امیلوز ترکیب شود. این اتفاق باعث میشود محصولاتی مانند کیک و نان دیرتر بیات شوند و با حفظ کیفیت و تازگی ماندگاری انها در طول زمان افزایش یابد . به علاوه در برخی محصولات غذایی و فراوره های حاوی نشاسته مانند پاستا و ماکارونی ها این ماده میزان چسبندگی را کنترل کرده و کاهش میدهد.

این مواد میتوانند با واکنش با گلوتن موجود در گندم الاستیسیته را افزایش داده و به این ترتیب حجم نان را افزایش دهند.

افزودن امولسی فایر در برخی محصولات غذایی که دارای کریستال های قندی محلول در چربی هستند میتواند با ایجاد یه لایه ثانویه بر روی بلورهای قندی میزان چسبندگی را کاهش داده و به این ترتیب بر میزان سیالیت برخی محصولات مایع مانند شکلات های مذاب تاثیر گذار باشند.

در مواد در برخی محصولات غذایی مانند دسرهای خامه ای به دلیل وجود اسید چرب در ساختمان مولکولی میتواند باعث پایدار شدن کف در محلول آبی میشود.

تفاوت امولسیفایر با سورفکتانت چیست؟

امولسیون کننده ها نوعی سورفکتانت هستند که به منظور افزایش پایداری امولسیون ها مورد استفاده قرار میگیرند .این مواد به دلیل دو سر اب دوست و اب گریز قادر هستند در محلول های دو فازی اب و روغن با احاطه کردن ذرات روغن توسط سر اب گریز خود مانند لایه ای انها را در برگرفته و اجازه ترکیب شدن با هم را به انها نمیدهد و بدین ترتیب محلول از حالت امولسیون خود خارج نمیشود.

مضرات امولسیفایر ها

یکی از مواد با خاصیت امولسیون کنندگی که از گیاهان دریای استخراج میشود کاراگینان است این ماده در تولید محصولات غذایی و لبنی و برخی از دسر ها و ژله ها مورد استفاده قرار میگیرد . در ازمایش هایی که به منور بررسی تاثیرات مصرف این ماده بر روی حیوانات ازمایشگاهی صورت پذیرفت مشخص شد این ماده میتواند منجر به سرطان و یا زخم در حیوان بشود. اما تا امروز در مورد اسیب زا بودن این ماده بر روی انسان چیزی ثابت نشده است.

https://www.beei.com/blog/types-of-emulsifiers-how-high-pressure-homogenization-creates-stable-emulsions