1. Hệ nhũ tương
1.1.2 Sự hình thành nhũ tương
1.2 Chất tạo nhũ
1.2.1 Định nghĩa
Là chất làm giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ và từ đó duy trì được sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương. Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hóa có cả phần háo nước (hydrophilic) và phần kị nước (hydrophobic).
Chất nhũ hóa được sử dụng nhằm tạo sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục bằng cách hình thành một bề mặt điện tích trên nó. Đồng thời nó còn làm giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán từ đó giảm được năng lượng hình thành các giọt trong hệ.
Trong quá trình sử dụng, người ta thường dùng giá trị HBL để đánh giá mức độ ưa béo hay ưa nước của chất nhũ hóa. Từ đó có thể lựa chọn loại nào phù hợp với sản phẩm cụ thể.
Nếu HBL cao (có nhiều gốc ưa nước hơn gốc ưa béo) thì chất nhũ hóa này phù hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại.
1.2.2 Phân loại
Phụ gia làm bền nhũ tương chia làm 2 loại:
Các ester của acid béo và các polyol hoặc axit hữu cơ - Mono-&- di-glycerid
Tổ 3 – Nhóm 2 – DHTP4 Page 47 - Sucroester sucroglycerid.
- Ester của propylene glycol. - Ester monoglycerid với acid béo. - Dẫn xuất của acid lactic.
- Ester của sorbitol
Các phospholipid như lecithine.
1.3 Lecithine
1.3.1 Đặc điểm
Lecithine là một thuật ngữ chung để chỉ định bất kỳ nhóm chất béo nào có màu nâu-vàng trong mô động vật và thực vật và trong lòng đỏ trứng, bao gồm acid phosphoric, choline, axit béo, glycerol, glycolipids, chất béo trung tính, và phospholipid (vídụ: phosphatidylcholine, phosphati dylinositol).
- Phân tán trong nước.
- Tan tốt trong dầu, các dung môi không phân cực. - Kí hiệu E 322.
- HLB = 3-4 ( đối với lecithin phân cực thấp ), HLB = 10-12 ( đối với lecithin hiệu chỉnh ).
Tổ 3 – Nhóm 2 – DHTP4 Page 48
1.3.2 Nguồn gốc
Các lecithin từ ban đầu được tìm ra vào năm 1847 bởi nhà hóa học người Pháp và dược sĩ Theodore Gobley để chỉ phosphatidylcholine thuần tuý. Gobley ban đầu tách lecithin từ lòng đỏ trứng và thành lập các công thức hóa học đầy đủ các phosphatidylcholine năm 1874. Gobley đã chứng minh sự hiện diện của lecithin trong tĩnh mạch máu, mật, mô não của con người, trứng cá, thịt gà và não cừu.
Lecithin có thể dễ dàng được chiết xuất từ hóa học (sử dụng hexane ) hoặc bằng máy móc từ như đậu nành và các loại đậu. Nó có độ hòa tan thấp trong nước. Trong dung dịch nước phospholipid có thể hình thành cấu trúc mixel hoặc cấu trúc phiến mỏng, tùy thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ. Điều này dẫn đến một loại chất bề mặt được phân loại là amphipathic. Lecithin được sử dụng như là một chất bổ sung
Tổ 3 – Nhóm 2 – DHTP4 Page 49 trong thực phẩm và sử dụng trong y tế. Trong nấu ăn, đôi khi được sử dụng như một chất nhũ hóa và ngăn ngừa sự bám dính.
1.3.3 Độc tính
Lecithine không độc tính. Trong ngành công nghiệp thực phẩm có sử dụng nhiều như: trong bánh kẹo nó làm giảm độ nhớt, thay thế các nguyên liệu đắt hơn, kiểm soát đường kết tinh và tính dòng chảy của sô cô la, giúp đồng nhất trong việc pha trộn các thành phần, cải thiện dòng đời cho một số sản phẩm, và có thể được sử dụng như một lớp phủ. Trong hệ nhũ tương nó làm ổn định nhũ tương, giảm sự bắn tung tóe trong khi chiên, và cải thiện kết cấu. Lecithine làm giảm các chất béo trong bột nhào, bánh mì, trứng, giúp phân phối các thành phần trong bột, ổn định quá trình lên men, tăng khối lượng lên, bảo vệ các tế bào men trong bột khi đông lạnh, và hoạt động như chất chống dính. Nó cải thiện tính thấm ướt của ưa nước bột (ví dụ như chất béo protein thấp) và bột lipophilic (ví dụ như bột ca cao), kiểm soát bột, và giúp bột phân tán hoàn toàn trong nước.
Ví dụ, lecithin là chất nhũ hóa mà giữ ca cao và bơ ca cao với một lớp phủ ngoài . Trong bơ thực vật, đặc biệt là bơ có chứa hàm lượng chất béo cao (> 75%), lecithin được thêm vào là "chống bắn tung tóe" khi chiên .
Đó là sự chấp thuận của Thực phẩm và Dược Hoa Kỳ cho người tiêu dùng với trạng thái “ thường được công nhận như an toàn”. Lecithin được EU thừa nhận như là một phụ gia thực phẩm, được chỉ định bởi số E322. Có nghiên cứu cho thấy lecithin có nguồn gốc từ đậu nành có tác dụng đáng kể vào việc giảm cholesterol và chất béo trung tính, trong khi tăng HDL (cholesterol tốt) cấp trong máu. Tuy nhiên, các nghiên cứu về lecithin đậu nành đã không phù hợp và mâu thuẫn nhau từ những năm 1920.
1.3.4 Cơ chế tác dụng
Cơ chế cụ thể của lecithine xảy ra trong hệ nhũ tương như sau. Phản ứng hóa học tạo các chất mong muốn sẽ xảy ra khi ta đưa lecithine vào các hệ nhũ tương này để làm bền hệ nhũ tương.
Tổ 3 – Nhóm 2 – DHTP4 Page 50 Có 2 cách để các phân tử chất phản ứng gặp nhau:
- Cách thứ nhất: Các phân tử phản ứng của lecithine thấm qua lớp màng chất hoạt hóa bề mặt ra ngoài và gặp nhau. Nhưng thực tế thì phản ứng theo cách này là rất nhỏ, không đáng kể.
- Cách thứ hai: Khi các hạt vi nhũ tương của lecithin và phospholipid của dầu gặp nhau, nếu có đủ lực tác động thì 2 hạt nhỏ có thể tạo thành một hạt lớn hơn. Các chất phản ứng trong 2 hạt nhỏ sẽ hòa trộn, phản ứng xảy ra trong lòng hạt lớn và sản phẩm mong muốn được tạo thành
Khi các phân tử lecthine và phospholipid của dầu gặp nhau sẽ tạo nên sức căng bề mặt. Khi 2 chất lỏng không tan trộn lẫn với nhau thì giữa bề mặt phân pha của 2 chất lỏng này sẽ xuất hiện các ứng suất do sức căng bề mặt tạo nên. Năng lượng bề mặt là đại lượng tỉ lệ thuận với sức căng bề mặt và diện tích phân pha. Để ổn định hệ nhũ tương người ta cần cho các chất hoạt đồng bề mặt như lecithine. Các chất này làm giảm sức căng bề mặt của nước, góp phần giảm năng lượng bề mặt. Do đó làm bền hệ nhũ tương.
1.4 Lauryl sunfate
Tổ 3 – Nhóm 2 – DHTP4 Page 51
Cấu tr c không gian của Lauryl Sunfate.
Lauryl sulfate là một chất tẩy rửa và chất hoạt động bề mặt được tìm thấy trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân ( xà phòng, dầu gội đầu, kem đánh răng,…) Lauryl sulfate là chất tạo bọt rất hiệu quả.
Công thức hóa học của nó là CH3(CH2)10CH2(OCH2CH2)nOSO3-. Đôi khi số đại diện n được quy định trong tên, ví dụ lauryl-2 sulfate. Các sản phẩm thương mại
không đồng nhất trong số các nhóm ethoxyl, trong đó số n là trung bình, n được phổ biến cho các sản phẩm thương mại là n = 3.
1.4.2 Nguồn gốc
Lauryl sulfate được điều chế bởi ethoxylation của rượu dodecyl. Kết quả các ethoxylate được chuyển thành một este của axít sulfuric. Lauryl sulfate natri (còn gọi là sodium dodecyl sulfate hay SLS) được sản xuất tương tự, nhưng không có ethoxylation SLS và lauryl sulfate ammonium (ALS) thường được sử dụng thay thế trong các sản phẩm tiêu dùng.
Laurylsulfate là chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong nhiều sản phẩm mỹ phẩm để làm sạch kem. Nó tương tự như xà phòng.