Τι είναι ένα γαλάκτωμα; Ορισμός και Παραδείγματα

Ένα γαλάκτωμα είναι ένα από τα πιθανά αποτελέσματα της ανάμειξης δύο υγρών. Ακολουθεί ο ορισμός του γαλακτώματος, τα παραδείγματα, οι τύποι γαλακτωμάτων και μια ματιά στις χρήσεις τους.

Ορισμός γαλακτώματος

Ένα γαλάκτωμα ορίζεται ως ένα μείγμα δύο ή περισσότερων κανονικά μη αναμίξιμων (μη αναμίξιμων) υγρών. Τα γαλακτώματα είναι κολλοειδή, τα οποία είναι ομοιογενή μείγματα που αποτελούνται από σωματίδια μεγαλύτερα από μόρια που διασκορπίζουν το φως, αλλά είναι αρκετά μικρά ώστε να μην διαχωρίζονται. Τα γαλακτώματα αποτελούνται από δύο μέρη:τη φάση διασποράς και το μέσο διασποράς (συνεχής φάση).

Η λέξη emulsion προέρχεται από τη λατινική λέξη emulgere , που σημαίνει «αρμέγω». Το γάλα είναι ένα γαλάκτωμα από λίπος και άλλα συστατικά διασκορπισμένα στο νερό. Γαλακτωματοποίηση είναι η διαδικασία μετατροπής ενός υγρού μείγματος σε γαλάκτωμα.

Τύποι γαλακτωμάτων

Τα γαλακτώματα ταξινομούνται ανάλογα με τη φύση της διασκορπισμένης φάσης και του μέσου διασποράς (ονομάζεται επίσης μέσο διασποράς ή συνεχής φάση):

Λάδι σε νερό (O/W) :Ένα γαλάκτωμα O/W αποτελείται από λάδι (ή άλλο μη πολικό υγρό) διασκορπισμένο σε νερό. Το γάλα είναι ένα καλό παράδειγμα γαλακτώματος O/W, καθώς αποτελείται από σφαιρίδια λίπους (διασπαρμένη φάση) στο νερό (μέσο διασποράς).
Νερό σε λάδι (W/O) :Ένα γαλάκτωμα W/O αποτελείται από νερό διασκορπισμένο σε λάδι. Το βούτυρο και η μαργαρίνη είναι παραδείγματα γαλακτωμάτων W/O. Μικρή ποσότητα νερού διασπείρεται σε μεγαλύτερο όγκο λαδιού.

Παραδείγματα γαλακτώματος

Τα γαλακτώματα είναι κοινά στη μαγειρική και στα καθημερινά προϊόντα. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν:

Λάδι και νερό, όταν ανακινούνται έντονα
Κρόκος αυγού (νερό και λίπος γαλακτωματοποιημένα από λεκιθίνη)
Βινεγκρέτ (γαλάκτωμα λαδιού και νερού)
Βούτυρο (γαλάκτωμα νερού σε λίπος)
Μαγιονέζα (έλαιο σε νερό σταθεροποιημένο από λεκιθίνη στον κρόκο αυγού)
Πολλές ενυδατικές κρέμες (είτε λάδι σε νερό είτε νερό σε λάδι)
Κρέμα σε εσπρέσο (έλαιο καφέ σε νερό)
Σάλτσα Ολλανδέζα

Αν και η φωτοευαίσθητη πλευρά του φωτογραφικού φιλμ ονομάζεται γαλάκτωμα, τεχνικά δεν είναι μια επειδή οι φάσεις δεν είναι υγρές. Το φωτογραφικό γαλάκτωμα είναι αλογονίδιο αργύρου σε ζελατίνη.

Ιδιότητες γαλακτωμάτων

Τα περισσότερα γαλακτώματα φαίνονται θολά ή λευκά επειδή οι ενδιάμεσες φάσεις μεταξύ των συστατικών του μείγματος διασκορπίζουν το φως. Τα αραιωμένα γαλακτώματα μπορεί να φαίνονται ελαφρώς μπλε λόγω του φαινομένου Tyndall. Το αποβουτυρωμένο γάλα είναι ένα παράδειγμα αραιού γαλακτώματος. Τα μικρογαλακτώματα και τα νανογαλακτώματα αποτελούνται από σωματίδια με διάμετρο μικρότερη από 100 nm, τα οποία είναι πολύ μικρά για να διασκορπίσουν το φως. Αυτά τα γαλακτώματα μπορεί να φαίνονται καθαρά.

Επειδή αποτελούνται από υγρά, τα γαλακτώματα στερούνται διατεταγμένης εσωτερικής δομής. Τα σταγονίδια είναι λίγο πολύ ομοιόμορφα κατανεμημένα σε όλο το μέσο διασποράς, αλλά δεν φαίνονται ομοιόμορφα σε μέγεθος υπό μεγέθυνση.

Τα συστατικά των γαλακτωμάτων δεν αναμειγνύονται αυθόρμητα. Απαιτείται ενέργεια, συνήθως με τη μορφή ανακίνησης, ανάδευσης ή ομογενοποίησης με υπερήχους. Εάν χρησιμοποιείται γαλακτωματοποιητής, δύο μη αναμίξιμα υγρά μπορεί να σχηματίσουν ένα σταθερό γαλάκτωμα που δεν διαχωρίζεται με την πάροδο του χρόνου. Διαφορετικά, τα γαλακτώματα επανέρχονται τελικά στην αρχική τους φάση.

Γαλακτωματοποιητές και γαλακτωματοποιητές

Ένας γαλακτωματοποιητής, ένας γαλακτωματοποιητής ή ένας γαλακτωματοποιητής είναι μια ουσία που σταθεροποιεί ένα γαλάκτωμα. Ένας γαλακτωματοποιητής μπορεί να είναι κατιονικός, ανιονικός ή μη πολικός, αλλά έχει και υδρόφιλο (μη πολικό) και υδρόφοβο (πολικό) τμήμα. Αυτό το καθιστά διαλυτό τόσο στο λάδι όσο και στο νερό.

Το αν ένα γαλάκτωμα είναι O/W ή W/O δεν είναι μόνο ζήτημα του ποιο συστατικό υπάρχει στη μεγαλύτερη αναλογία. Ο γαλακτωματοποιητής επηρεάζει επίσης τον τύπο του γαλακτώματος που σχηματίζεται. Οι γαλακτωματοποιητές που είναι πιο διαλυτοί στο νερό παρά στο λάδι επιτρέπουν στο νερό να ενεργεί ως μέσο διασποράς, σχηματίζοντας μια διασπορά ελαίου σε νερό. Οι πρωτεΐνες, τα σαπούνια και τα απορρυπαντικά είναι κοινά γαλακτώματα για την παρασκευή γαλακτωμάτων O/W. Οι γαλακτωματοποιητές που είναι πιο διαλυτοί στο λάδι σχηματίζουν γαλακτώματα νερού σε λάδι. Παραδείγματα αυτών των ουσιών περιλαμβάνουν αλκοόλες μακράς αλυσίδας και άλατα μετάλλων λιπαρών οξέων.

Παραδείγματα κοινών γαλακτωματοποιητών είναι:

Λεκιθίνη σόγιας
Κρόκος αυγού (που περιέχει λεκιθίνη)
Φωσφορικό νάτριο
Κυτταρίνη
Μονογλυκερίδια
Διγλυκερίδια
Μουστάρδα
DATEM (εστέρας μονογλυκεριδίου διακετυλ τρυγικού οξέος)
Στεαροϋλ λακτυλικό νάτριο

Διαφορά μεταξύ γαλακτώματος και κολλοειδούς

Μερικές φορές οι λέξεις "γαλάκτωμα" και "κολλοειδές" χρησιμοποιούνται εναλλακτικά, αλλά δεν σημαίνουν το ίδιο πράγμα. Ένα γαλάκτωμα είναι ένας τύπος κολλοειδούς. Ένα κολλοειδές, με τη σειρά του, είναι ένας τύπος ομοιογενούς μείγματος. Όλα τα γαλακτώματα είναι κολλοειδή, αλλά δεν είναι όλα τα κολλοειδή γαλακτώματα. Ένα γαλάκτωμα είναι ένα κολλοειδές στο οποίο όλες οι φάσεις είναι υγρές. Υπάρχουν και άλλοι τύποι κολλοειδών, που ορίζονται ανάλογα με τις φάσεις τους. Για παράδειγμα, ένα αεροζόλ είναι ένα στερεό διασκορπισμένο σε ένα αέριο (π.χ. καπνός), ενώ ένας αφρός είναι σαν αέριο διασκορπισμένο σε ένα υγρό (π.χ. σαντιγί).

Πώς λειτουργεί η γαλακτωματοποίηση

Η γαλακτωματοποίηση πραγματοποιείται μέσω πολλών μηχανισμών.

Η μηχανική ανάμιξη διασπά τα υγρά σε μικρότερα σωματίδια, επομένως χρειάζεται περισσότερος χρόνος για να διαχωριστούν τα εξαρτήματα. Για παράδειγμα, αν ανακινήσετε ένα μπουκάλι λάδι και νερό, αυτό διαχωρίζεται αρκετά γρήγορα. Εάν χρησιμοποιείτε μπλέντερ, το γαλάκτωμα χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να επανέλθει στην προηγούμενη κατάστασή του.
Μερικοί γαλακτωματοποιητές μειώνουν την επιφανειακή τάση διεπαφής μεταξύ των δύο υγρών, επιτρέποντάς τους να αναμειχθούν. Οι επιφανειοδραστικές ουσίες λειτουργούν χρησιμοποιώντας αυτήν την αρχή.
Μερικοί γαλακτωματοποιητές ενθυλακώνουν ή σχηματίζουν ένα φιλμ πάνω από ένα συστατικό ενός μείγματος. Τα επικαλυμμένα σωματίδια απωθούν το ένα το άλλο, έτσι το περιεχόμενο παραμένει ομοιόμορφα διασκορπισμένο.
Ένα γαλακτωματικό μπορεί να αυξήσει το ιξώδες του υγρού, επομένως είναι ευκολότερο για τα σωματίδια να παραμείνουν αιωρούμενα. Τα παχυντικά σχηματίζουν γαλακτώματα με αυτόν τον τρόπο. Στα παραδείγματα περιλαμβάνονται η ακακία, η γλυκερίνη, η τραγακάνθη και η καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη.

Τρόπος διαχωρισμού εξαρτημάτων γαλακτώματος

Μερικά γαλακτώματα διαχωρίζονται μόνα τους, αλλά άλλα είναι αρκετά σταθερά. Τα γαλακτώματα που κατασκευάζονται με χρήση γαλακτωματοποιητών μπορούν να διαχωριστούν χρησιμοποιώντας θερμοκρασία και βαρύτητα. Οι τεχνικές περιλαμβάνουν:

Θέρμανση
Πάγωμα
Φυγοκέντρηση

Χρήσεις γαλακτώματος

Τα γαλακτώματα έχουν πολλές χρήσεις:

Στη μαγειρική, τα γαλακτώματα βρίσκουν χρήση σε σάλτσες, παγωτά και αρτοσκευάσματα. Ορισμένα ακατέργαστα συστατικά είναι γαλακτώματα, όπως γάλα, βούτυρο και αυγά.
Τα γαλακτώματα χρησιμοποιούνται σε καλλυντικά, προϊόντα προσωπικής υγιεινής και φάρμακα.
Κόλλα, επικόλληση και βαφή χρησιμοποιήστε γαλακτώματα για να αναμίξετε ανόμοια συστατικά.
Τα μικρογαλακτώματα παρέχουν ορισμένα εμβόλια.
Τα μικρογαλακτώματα σκοτώνουν ορισμένα παθογόνα διαταράσσοντας τις κυτταρικές τους μεμβράνες.
Μερικοί πυροσβεστήρες (για πυρκαγιές κατηγορίας Β) χρησιμοποιούν γαλακτωματοποιητές για να παγιδεύουν εύφλεκτους ατμούς με νερό.
Τα γαλακτώματα χρησιμοποιούνται για την παρασκευή συνθετικού λατέξ και άλλων πολυμερών.

Αναφορές

IUPAC (1997). "Γαλάκτωμα". Σύνοψη Χημικής Ορολογίας (2η έκδ.) (το «Χρυσό Βιβλίο»). Επιστημονικές Εκδόσεις Blackwell:Οξφόρδη. ISBN:0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook
Khan, A. Y.; Talegaonkar, S; Iqbal, Ζ; Ahmed, F. J.; Khar, R. K. (2006). "Πολλαπλά γαλακτώματα:Μια επισκόπηση". Τρέχουσα παράδοση φαρμάκων . 3 (4):429–43. doi:10.2174/156720106778559056
Levine, Ira N. (2001). Φυσική χημεία (5η έκδ.). Βοστώνη:McGraw-Hill. Π. 955. ISBN 978-0-07-231808-1.
Silvestre, M.P.C.; Decker, Ε.Α.; McClements, D.J. (1999). «Επίδραση του χαλκού στη σταθερότητα των σταθεροποιημένων γαλακτωμάτων με πρωτεΐνη ορού γάλακτος». Υδροκολλοειδή τροφίμων . 13 (5):419. doi:10.1016/S0268-005X(99)00027-2