Bajo ciertas condiciones, dos líquidos inmiscibles, uno con partículas (gotitas o cristales líquidos) dispersos en el otro en la formación del sistema llamado emulsión. Las emulsiones se utilizan ampliamente en la producción industrial y agrícola, la vida cotidiana y los fenómenos fisiológicos. Emulsión es termodinámicamente sistema inestable, con el fin de llevar a cabo la emulsificación y obtener una cierta estabilidad de la emulsión, para añadir una tercera sustancia que puede reducir la energía interfacial 'esta sustancia se llama emulsionante.

El emulsionante es la clave de la estabilidad de la emulsión, en su mayoría varios tipos de tensioactivos. Sin embargo, no todos los tensioactivos son adecuados como emulsionantes, por lo que la forma de elegir los emulsionantes en la preparación de emulsiones se convierte en una cuestión clave.

Según las diferentes propiedades del aceite disperso en agua o del agua dispersa en aceite, los emulsionantes se dividen a grandes rasgos en tipo agua en aceite (A/A) y tipo aceite en agua (A/A), y la estabilidad de la emulsificación viene determinada principalmente por el equilibrio de grupos hidrófilos y lipofílicos en las moléculas de los emulsionantes. Este equilibrio suele expresarse como valor HLB. Este valor suele ser de 1~20, cuanto más cerca de 1 más lipofílico, cuanto más cerca de 20 más hidrofílico.

La función de los emulsionantes alimentarios se divide principalmente en tres aspectos: ① reducir la tensión interfacial aceite-agua, promover la emulsificación, en la interfaz aceite-agua-emulsionante para formar un equilibrio de fases, estabilización de los emulsionantes; ② interacción con el almidón y las proteínas y otros componentes para mejorar la estructura y las propiedades reológicas de los alimentos; ③ mejorar la cristalización del aceite graso.

Resumen del valor HLB de los emulsionantes más utilizados

Nombre comercial

Nombre chino

Tipo

HLB

—

Ácido oleico

Anión

1

Span 85

Trioleato de sorbitán, anhidro

No iónico

1.8

Arlacel 85

Trioleato de sorbitán

No iónico

1.8

Atlas G-1706

Derivado de sorbitol polioxietilenado de cera de abejas

No iónico

2

Span 65

Tristearato de sorbitán, anhidro

No iónico

2.1

Arlacel 65

Tristearato de sorbitán

No iónico

2.1

Atlas G-1050

Hexastearato de sorbitán polioxietilenado

No iónico

2.6

Emcol EO-50

Éster de ácidos grasos de etilenglicol

No iónico

2.7

Emcol ES-50

Ester de ácido graso de etilenglicol

No iónico

2.7

Atlas G-1704

Derivado de sorbitol polioxietilenado de cera de abejas

No iónico

3

Emcol PO-50

Ester de ácido graso de propilenglicol

No iónico

3.4

Atlas G-922

Monoestearato de propilenglicol

No iónico

3.4

"Puro"

Monoestearato de propilenglicol

No iónico

3.4

Atlas G-2158

Monoestearato de propilenglicol

No iónico

3.4

Emcol PS-50

Éster de ácidos grasos de propilenglicol

No iónico

3.4

Emcol EL-50

Ester de ácido graso de etilenglicol

No iónico

3.6

Emcol PP-50

Ester de ácido graso de propilenglicol

No iónico

3.7

Arlacel C

Sesquioleato de sorbitán, anhidro

No iónico

3.7

Arlacel 83

Sesquioleato de sorbitán, anhidro

No iónico

3.7

AtlasG-2859

Oleato de polioxietileno sorbitán 4,5

No iónico

3.7

Atmul 67

Monoestearato de glicerol

No iónico

3.8

Atmul 84

Monoestearato de glicerol

No iónico

3.8

Tegin 515

Monoestearato de glicerol

No iónico

3.8

Aldo 33

Monoestearato de glicerol

No iónico

3.8

"Puro"

Monoestearato de glicerol

No iónico

3.8

Ohlan

Lanolina hidroxilada

No iónico

4

AriasG-1727

Derivado de sorbitol polioxietilenado de cera de abejas

No iónico

4

Emcol PM-50

Ester de ácido graso de propilenglicol

No iónico

4.1

Span 80

Monooleato de sorbitán

No iónico

4.3

Arlacel 80

Monooleato de sorbitán

No iónico

4.3

Atlas G-917

Monolaurato de propilenglicol

No iónico

4.5

AtlasG-385l

Monolaurato de propilenglicol

No iónico

4.5

EmcolPL-50

Éster de ácidos grasos de propilenglicol

No iónico

4.5

Span 60

Monoestearato de sorbitán

No iónico

4.7

Arlacel 60

Monoestearato de sorbitán

No iónico

4.7

AtlasG-2139

Monooleato de dietilenglicol

No iónico

4.7

Emcol DO-50

Ester de ácido graso de dietilenglicol

No iónico

4.7

AtlasG-2146

Monoestearato de dietilenglicol

No iónico

4.7

Emcol DS-50

Ester de ácido graso de dietilenglicol

No iónico

4.7

Ameroxol OE-2

Polioxietileno (2EO) oleil éter

No iónico

5

AtlasG-1702

Derivado de sorbitol polioxietilenado de cera de abejas

No iónico

5

Emcol DP-50

Ester de ácido graso de dietilenglicol

No iónico

5.1

Aldo 28

Monoestearato de glicerol

No iónico

5.5

Tegin

Monoestearato de glicerol

No iónico

5.5

Emcol DM-50

Ester de ácido graso de dietilenglicol

No iónico

5.6

Glucato-SS

Metilglucósido sesquistearato caseína

No iónico

6

AtlasG-1725

Derivado de sorbitol polioxietilenado de cera de abejas

No iónico

6

AtlasG-2124

Monolaurato de dietilenglicol

No iónico

6.1

Emcol DL-50

Ester de ácido graso de dietilenglicol

No iónico

6.1

Glaurin

Monolaurato de dietilenglicol

No iónico

6.5

Span 40

Monopalmitato de sorbitán

No iónico

6.7

Arlacel 40

Monopalmitato de sorbitán

No iónico

6.7

AtlasG-2242

Dioleato de polioxietileno

No iónico

7.5

AtlasG-2147

Monoestearato de tetraetilenglicol

No iónico

7.7

AtlasG-2140

Monooleato de tetraetilenglicol

No iónico

7.7

AtlasG-2800

Dioleato de polioxipropileno y manitol

No iónico

8

Atlas G-1493

Derivado del ácido oleico de la lanolina sorbitán polioxietilenada

No iónico

8

Atlas G-1425

Derivado de lanolina de sorbitol polioxietilenado

No iónico

8

Atlas G-3608

Estearato de polioxipropileno

No iónico

8

Solulan 5

Éter de lanolina polioxietilenado (5EO)

No iónico

8

Span 20

Laurato de sorbitán

No iónico

8.6

Arlacel 20

Laurato de sorbitán

No iónico

8.6

Emulphor VN-430

Ácido graso polioxietilenado

No iónico

8.6

Atbs G-2111

Oleato de polioxietileno oxipropileno

No iónico

9

Atlas G-1734

Derivado de sorbitol polioxietilenado de cera de abejas

No iónico

9

Atlas G-2125

Monolaurato de tetraetilenglicol

No iónico

9.4

Brij 30

Polioxietilen lauril éter

No iónico

9.5

Tween 61

Monoestearato de sorbitán anhidro polioxietilenado (4EO)

No iónico

9.6

Atlas G-2154

Monoestearato de hexoetilenglicol

No iónico

9.6

Splulan PB-5

Éter de lanolina de polioxipropileno (5PO)

No iónico

10

Preadolescente 81

Monooleato de sorbitán polioxietilenado(5EO)

No iónico

10

Atlas G-1218

Ésteres polioxietilénicos de ácidos grasos mixtos y ácidos resínicos

No iónico

10.2

Atlas G-3806

Éter cetílico de polioxietileno

No iónico

10.3

Tween 65

Polioxietileno (20EO) tristearato de sorbitán anhidro

No iónico

10.5

Atlas G-3705

Polioxietilen lauril éter

No iónico

10.8

Preadolescentes 85

Trioleato de sorbitán anhidro polioxietilenado (20EO)

No iónico

11

Atlas G-2116

Oleato de polioxietileno oxipropileno

No iónico

11

Atlas G-1790

Derivado polioxietilenado de lanolina

No iónico

11

Atlas G-2142

Monooleato de polioxietileno

No iónico

11.1

Myrj 45

Monoestearato de polioxietileno

no iónico

11.1

Atlas G-2141

Monooleato de polioxietileno

No iónico

11.4

Monooleato de P.E.G.400

Monooleato de polioxietileno

No iónico

11.4

Atlas G-2076

Monopalmitato de polioxietileno

No iónico

11.6

S-541

Monoestearato de polioxietileno

No iónico

11.6

Monoestearato de P.E.G.400

Monoestearato de polioxietileno

No iónico

11.6

Atlas G-3300

Sulfonato de alcarilo

Aniónico

11.7

–

Oleato de trietanolamina

aniónico

12

Ameroxl OE-10

Polioxietileno (10EO) oleil éter

No iónico

12

Atlas G-2127

Monolaurato de polioxietileno

No iónico

12.8

Igepal CA-630

Polioxietileno alquil fenol

No iónico

12.8

Solulan 98

Derivado acetilado de lanolina polioxietilenada (10EO)

No iónico

13

Atlas G-1431

Derivado de lanolina de sorbitol polioxietilenado

No iónico

13

Atlas G-1690

Polioxietileno alquil aril éter

No iónico

13

S-307

Monolaurato de polioxietileno

No iónico

13.1

P.E.G 400 monolurato

Monolaurato de polioxietileno

No iónico

13.1

Atlas G-2133

Polioxietilen lauril éter

No iónico

13.1

Atlas G-1794

Aceite de ricino polioxietilenado

No iónico

13.3

Emulphor EL-719

Aceite vegetal polioxietileno

No iónico

13.3

Preadolescentes 21

Monolaurato de sorbitán anhidro polioxietilenado (4EO)

No iónico

13.3

Renex 20

Éster polioxietilénico con ácidos grasos y ácidos resínicos

No iónico

13.5

Atlas G-1441

Derivado de lanolina de sorbitol polioxietilenado

No iónico

14

Solulan C-24

Polioxietileno (24EO) colesteril éter

No iónico

14 Solulan PB-20

Solulan PB-20

Éter de lanolina de polioxipropileno(20PO)

No iónico

14

NP10

TX10

No iónico

14.5

Atlas G-7596j

Monolaurato de sorbitán polioxietilenado anhidro

No iónico

14.9

Tween 60

Monoestearato de sorbitán anhidro polioxietilenado (20EO)

No iónico

14.9

Ameroxol OE-20

Polioxietileno (20EO) oleil éter

No iónico

15

Glucamato SSE-20

Sesquioleato de polioxietileno(20EO)metilglucósido

No iónico

15 Glucamato

Solulan 16

Éter de lanolina polioxietileno(16EO)

No iónico

15

Solulan 25

Polioxietileno(25EO) éter de lanolina

No iónico

15

Solulan 97

Derivado acetilado de lanolina polioxietilenada (9EO)

No iónico

15

Tween 80

Monooleato de sorbitán anhidro polioxietilenado (20EO)

No iónico

15

Myrj 49

Monoestearato de polioxietileno

No iónico

15

Altlas G-2144

Monooleato de polioxietileno

No iónico

15.1

Atlas G-3915

Polioxietileno oleil éter

No iónico

15.3

Atlas G-3720

Polioxietileno octadecanol

No iónico

15.3

Atlas G-3920

Alcohol oleílico polioxietilenado

No iónico

15.4

Emulphor ON-870

Alcohol graso polioxietilenado

No iónico

15.4

Atlas G-2079

Monopalmitato de polietilenglicol

No iónico

15.5

Tween 40

Óxido de polietileno (20EO) Monopalmitato de sorbitán anhidro

No iónico

15.6

Atlas G-3820

Alcohol cetílico polioxietilenado

No iónico

15.7

Atlas G-2162

Estearato de polioxietileno oxipropileno

No iónico

15.7

Atlas G-1741

Derivado de lanolina de sorbitol polioxietilenado

No iónico

16

Myrj 51

Monoestearato de polioxietileno

No iónico

16

Atlas G-7596P

Monolaurato de sorbitán anhidro polioxietilenado

No iónico

16.3

Atlas G-2129

Monolaurato de polioxietileno

No iónico

16.3

Atlas G-3930

Polioxietileno oleil éter

No iónico

16.6

Entre 20

Monolaurato de sorbitán anhidro polioxietilenado (20EO)

No iónico

16.7

Brij 35

Polioxietilen lauril éter

No iónico

16.9

Myrj 52

Monoestearato de polioxietileno

No iónico

16.9

Myrj 53

Monoestearato de polioxietileno

No iónico

17.9

-Oleato de sodio

Oleato de sodio

Aniónico

18

Atlas G-2159

Monoestearato de polioxietileno

No iónico

18.8

-Oleato de potasio

Oleato de potasio

Aniónico

20

Atlas G-263

N-hexadecil-N-etilmorfolinoetil sulfato de sodio

Catiónico

25-30

Texapon K-12

Lauril sulfato sódico puro

Aniónico

40

Valor HLB y selección del emulsionante óptimo[1]

Cada emulsionante tiene un valor HLB específico, y a menudo es difícil que un único emulsionante cumpla los requisitos de emulsificación de un sistema multicomponente. Normalmente, se mezclan varios emulsionantes con diferentes valores de HLB para formar un emulsionante híbrido, que no sólo puede cumplir los requisitos de sistemas complejos, sino que también mejora enormemente el efecto de emulsificación. Para emulsionar un sistema aceite-agua, se pueden seguir los siguientes pasos para seleccionar el mejor emulsionante.

I. Determinación del valor óptimo de HLB para el sistema aceite-agua

Seleccione un par de emulsionantes con grandes diferencias en los valores de HLB, por ejemplo, Span-60 (HLB = 4,3) y Tween-80 (HLB = 15), formulados en una serie de emulsionantes mezclados con diferentes valores de HLB en diferentes proporciones, y luego utilice esta serie de emulsionantes mezclados para hacer una serie de emulsiones de un sistema aceite-agua especificado. La eficacia de emulsificación de cada emulsión (se puede representar por el tiempo de estabilidad de la emulsión, también se puede representar por otras propiedades estables), y el HLB calculado del emulsionante mixto, gráfico, una curva en forma de campana, y la curva con el pico más alto del valor HLB correspondiente que está emulsionando el sistema especificado del valor HLB requerido.

Obviamente, el valor HLB más adecuado puede obtenerse utilizando un emulsionante mixto, pero este emulsionante puede no ser el de mejor eficacia. La eficiencia de un emulsionante significa que la concentración de emulsionante necesaria para estabilizar la emulsión especificada es la más baja y barata. El emulsionante que es caro pero requiere una concentración mucho menor también puede ser más eficiente que el emulsionante que es más barato y más concentrado.

II. Determinación del emulsionante

Partiendo de la premisa de mantener el valor HLB requerido del sistema de emulsificación seleccionado, se seleccionan y mezclan varios pares de emulsificantes de modo que el valor HLB de cada emulsificante mezclado sea el valor determinado por el método anterior. El sistema especificado se emulsiona con estos emulsionantes, se mide la estabilidad y se compara la eficacia de emulsificación hasta encontrar el par de emulsionantes más eficaz.

Cabe señalar que aquí no se menciona la concentración de los emulgentes, pero esto no afecta a este método de selección, ya que el valor HLB necesario para la preparación de una emulsión estable tiene poco que ver con la concentración de los emulgentes. Es en la región de inestabilidad de la emulsión, cuando la concentración del emulsionante es muy baja o la concentración de la fase interna es demasiado alta, cuando este método se ve afectado [2].

Al seleccionar un emulsionante utilizando el método del HLB, no sólo debe tenerse en cuenta el valor óptimo del HLB, sino también la afinidad del emulsionante con la fase dispersa y el medio dispersante. Un emulsionante ideal no sólo debe tener una gran afinidad con la fase oleosa, sino también con la fase acuosa.

Al mezclar un emulsionante con un valor HLB pequeño con un emulsionante con un valor HLB grande, se forma una película mixta con una fuerte afinidad tanto por la fase oleosa como por la fase acuosa, que puede ocuparse de ambos requisitos al mismo tiempo. Por lo tanto, el uso de emulsionantes mixtos es más eficaz que el uso de un único emulsionante.

En resumen, el método para decidir la fórmula de emulsionante necesaria para la emulsificación de un sistema especificado consiste en elegir un par de emulsionantes arbitrariamente, cambiar la proporción de mezcla dentro de un cierto rango y, a continuación, cambiar los tipos y las proporciones de los emulsionantes compuestos para obtener el valor HLB más alto, pero manteniendo el valor HLB requerido, hasta encontrar la mayor eficacia del emulsionante compuesto.

En la preparación de emulsiones estabilizadas, la selección del emulsionante más adecuado para conseguir el mejor efecto de emulsificación es la cuestión clave. No existe una teoría perfecta para la selección de emulsionantes.

El valor HLB de los tensioactivos tiene un gran valor en la selección de emulsionantes y la determinación de la dosificación de emulsionantes compuestos, y su ventaja se refleja principalmente en su aditividad, que puede calcularse de forma sencilla; el problema es que no se tienen en cuenta otros factores en el valor HLB, especialmente la influencia de la temperatura, que es especialmente destacada en los emulsionantes no iónicos con gran dosificación en los últimos años.

Además, el valor HLB sólo puede predecir a grandes rasgos el tipo de emulsión que se formará, y no puede dar la concentración de emulsionante en el momento de la emulsificación óptima, ni predecir la estabilidad de la emulsión resultante. Por lo tanto, aplicar el valor HLB para seleccionar los emulsionantes es un método más eficaz, pero también tiene ciertas limitaciones y debe consultarse en combinación con otros métodos en las aplicaciones prácticas.