Emulsionante: processo de emulsão, aspectos moleculares, aplicações - Ciência - 2023

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UMA emulsificante ou emulsionante é qualquer composto capaz de estabilizar uma emulsão por um tempo considerável. Sua função em essência é "confraternizar" dois líquidos ou fases que em condições normais não podem se unificar; isto é, para formar uma mistura de aparência homogênea.

O exemplo clássico para abordar o que significa um emulsificante é o de um copo de óleo e água. O óleo ficará posicionado na parte superior, com densidade menor, enquanto a água ficará na parte inferior. Ambos os líquidos não podem coalescer, são imiscíveis (não podem ser misturados), visto que suas afinidades intermoleculares diferem uma da outra; a água é polar e o óleo não é polar.

No entanto, se uma gema de ovo for adicionada à mistura heterogênea e bifásica de água (w) -óleo (o), agitando vigorosamente, uma emulsão de água em óleo (w / o) se formará, se o óleo for disperso e em menor grau; ou óleo em água (o / w), se agora for a água que está dispersa. Assim, a gema de ovo se torna o emulsificante.

Do exposto, acrescentando outros aditivos, obtemos a maionese. Como a maionese, outros produtos alimentícios como margarina, manteiga de amendoim, leite, molhos de tomate, molhos, etc., são feitos graças à adição de um emulsificante.

Processo de Emulsão

O emulsionante permite assim que uma emulsão seja formada a partir de dois líquidos ou misturas imiscíveis. As emulsões w / o e o / w são os dois casos mais importantes. Na imagem acima, o que foi explicado acima é mostrado de forma simplificada.

Observe que temos dois líquidos: um azulado e um amarelo, que formam uma mistura heterogênea bifásica. Eles são imiscíveis, portanto não se aglutinam para formar uma mistura homogênea. No entanto, quando o emulsionante é adicionado (sólido ou líquido), ele intervém de tal forma que se formam glóbulos ou partículas dispersas do líquido amarelo.

Se as partículas amarelas conseguissem se aglutinar, teríamos uma fase amarela novamente como no início. Quanto menores forem essas partículas, mais lisa e uniforme será a mistura resultante. Portanto, a partir dessa mistura hipotética, veríamos uma mistura verde; mas que sob o microscópio as partículas amarelas seriam facilmente visualizadas.

É aí que entram os estabilizantes, compostos que são responsáveis por evitar a coalescência das partículas dispersas e alongar ainda mais a homogeneidade da emulsão; ou seja, não será "dividido" em duas fases.

Aspectos moleculares da emulsão

Molecularmente, o processo de emulsão é bastante dinâmico e existem várias teorias que tentam explicar a ação do emulsificante. No entanto, todos eles compartilham algo em comum, que é o fato de que o emulsificante deve ser uma ou mais moléculas anfifílicas (ou anfipáticas); Estes são aqueles que têm caráter apolar e polar.

A molécula anfifílica pode ser comparada a um pirulito: a cabeça é polar, hidrofílica; enquanto a haste ou cauda é apolar, hidrofóbica. Dois líquidos são imiscíveis porque essencialmente sua diferença de polaridade é muito grande. O emulsificante interage com os dois líquidos ao mesmo tempo.

Sua cabeça polar é orientada na direção do líquido polar. Por outro lado, a cauda apolar busca interagir com o líquido apolar. Dependendo do líquido ou fase predominante, as moléculas anfifílicas tendem a formar micelas; digamos, cápsulas, dentro das quais as moléculas do líquido disperso são encerradas.

Por exemplo, os glóbulos amarelos viriam a ser circundados pelas moléculas anfifílicas do emulsificante, cuja parte externa interage com a fase contínua ou líquida (em maior proporção, azul), e também repele os outros glóbulos. Porém, as micelas se movem, o que fará com que mais cedo ou mais tarde acabem se separando e dando origem ao aparecimento da fase amarela.

Aplicações de emulsificantes

Sem a existência de emulsionantes ou emulsionantes, não seria possível fazer emulsões, que têm enorme importância na indústria alimentícia e farmacêutica. Embora a formulação de tais produtos também incorpore agentes espessantes e estabilizantes, os emulsificantes ajudam as misturas a desenvolver o corpo e a textura.

As viscosidades das emulsões obtidas podem ser superiores às dos líquidos imiscíveis originais. A maionese prova esse ponto. Mas a viscosidade final também pode ser menor, a mistura resultante sendo mais lisa. Assim, os emulsificantes são fundamentais na consistência dos alimentos e, portanto, em seus sabores.

Produtos que requerem emulsionantes

Entre alguns dos produtos alimentícios que requerem emulsionantes, temos:

-O leite, por ser uma emulsão o / a, capaz de atuar como emulsificante graças ao seu conteúdo protéico.

-Manteiga e margarina, ambas sem emulsões.

-Pan, pelo seu endurecimento e frescura.

-Instruções.

-Chocolates, onde modificam sua viscosidade durante sua produção industrial em barras ou moldes.

- Sorvete, já que as proteínas do leite estabilizam a combinação de gorduras e água, além da adição de emulsificantes extras reagrupam (desestabilizam parcialmente) para que a mistura possa incorporar ar.

-Biscoitos.

- Cremes faciais.

-Lápis labial.

-O unguentos.

-Queijo.

-Bolos.

Exemplos de emulsificantes

Foi mencionado que as moléculas do emulsionante devem, em princípio, ser anfifílicas. Os surfactantes, por outro lado, também possuem essa característica. No entanto, isso não significa que uma molécula anfifílica seja um surfactante (como é o caso das proteínas).

Portanto, os surfactantes são uma boa escolha ao escolher um emulsificante; embora existam sais que desempenham a mesma função. A viabilidade de uso de qualquer um deles dependerá da formulação e das propriedades químicas do produto.

Da mesma forma, nem todos os emulsionantes são anfifílicos, pois pode ser que interajam com os componentes de uma mistura (proteínas, gorduras, açúcares, etc.), conseguindo assim a homogeneização do todo. Portanto, e finalmente, alguns exemplos de emulsificantes serão listados:

- Ésteres de ácidos graxos

-Monoglicerídeos

-Diglicerídeos

-Lecitina (encontrada na gema do ovo)

-Chiclete arabico

-Pectina

-Amido enferrujado

-Geléia

-Polietileno glicol

-Maltitol

-Citrato de cálcio

-Lactatos de sódio e potássio

-Alginato de sódio

-Agar

-Borracha Karaya

-Celulose

- Álcoois etoxilados

- Estearoil lactilato de sódio e cálcio

-Polisorbatos 20, 40, 60 e 80 (grau alimentício)

-Lactitol

Como pode ser visto, existem diversos emulsificantes disponíveis, e cada um possui uma funcionalidade, seja para alimentos, cremes, xaropes, detergentes, loções, etc.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Wikipedia. (2020). Emulsão. Recuperado de: en.wikipedia.org
Os editores da Encyclopaedia Britannica. (20 de março de 2019). Emulsionante. Encyclopædia Britannica. Recuperado de: britannica.com
Ingredientes alimentares de especialidade da UE. (2020). Emulsificantes. Recuperado de: specialfoodingredients.eu
Autor convidado. (2015, 10 de abril). Emulsificantes em ação: aplicações entre as indústrias (infográfico). Recuperado de: knowledge.ulprospector.com
Ruben. (1 de fevereiro de 2012). Emulsionantes em sorvetes. Recuperado de: icecreamscience.com