12/07/2021
Chất nhũ hóa là một chất phụ gia được sử dụng rộng rãi trong sản xuất mỹ phẩm và thực phẩm. Tuy nhiên, khi hỏi chất nhũ hóa là gì thì không phải ai cũng có câu trả lời. Chính vì vậy, bài viết về chất nhũ hóa ngày hôm nay chính là bài viết mà bạn đọc không nên bỏ qua.
Chất nhũ hóa là gì ?
Chất nhũ hóa là một chất có năng lực làm giảm sức căng mặt phẳng của những pha trong hệ nhũ tương, giúp duy trì được sự không thay đổi cấu trúc của hệ. Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hóa bao gồm 2 thành phần, đó là phần háo nước và phần háo béo .
Chất nhũ hóa được thêm vào khi sản xuất mỹ phẩm, thực phẩm để tạo sự ổn định cho hệ keo phân tán trong pha liên tục bằng cách hình thành một bề mặt điện tích trên nó. Ngoài ra, nó cũng giúp làm giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán để giảm năng lượng hình thành các giọt trong hệ.
Hiện nay, chất nhũ hóa đa phần là những ester của acid béo và rượu. Dưới đây là chuỗi phản ứng hóa học của hợp chất nhũ hóa :
R – OH + CH3 – ( CH2 ) n – COOH -> CH3 – ( CH2 ) n – CO.O – R + H2O
Trong đó R là Alcohol chain và n là Fatty acid chain Carbons number .
Mức độ ưa béo hay ưa nước được nhìn nhận bằng chỉ số HBL. Nếu HBL thấp, tức là có chứa nhiều gốc ưa nước hơn so với gốc ưa béo, thì chất nhũ hóa đó tương thích với hệ nước trong dầu và ngược lại .
HLB = Hydrophilic. Balance/Lipophilic
Chất nhũ hóa là gì ?
Vai trò của chất nhũ hóa
Nhũ tương là một hệ phân tán cao của hai chất lỏng mà thường thì, chúng không hề hòa tan được với nhau. Chất nhũ hóa giúp tạo độ bền cho nhũ tương bằng cách ngăn cản hỗn hợp tự tách ra thành những thành phần riêng không liên quan gì đến nhau .
Chất nhũ hóa có 2 phần là phần phân cực và phần không phân cực. Phần phân cực hoàn toàn có thể tạo link hydro để link với những chất lỏng ưa nước còn phần không phân cực sẽ tạo nên lực van der Waals để link với những chất kỵ nước. Nhờ đó, chất nhũ hóa giúp làm giảm sức căng mặt phẳng tại mặt phẳng tiếp xúc giữa hai chất lỏng, từ đó làm giảm sức căng mặt phẳng của một chất lỏng .
Nếu có hơn hai chất lỏng không hòa tan với nhau thì chất nhũ hóa sẽ làm tăng diện tích quy hoạnh tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó .
Khi thêm chất nhũ hóa vào trong một chất lỏng thì những phân tử của chúng có khuynh hướng tạo đám micelle khi được nồng độ tạo đám tới hạn. Nếu chất lỏng là nước thì những phân tử sẽ nối đuôi kỵ nước lại với nhau, đồng thời quay đầu ưa nước ra và tạo nên những hình dạng khác nhau như hình cầu, hình tròn trụ hoặc màng .
Vai trò của chất nhũ hóa
Phân loại chất nhũ hóa
Hiện nay, chất nhũ hóa được chia làm 2 loại chính, gồm có :
- Chất nhũ hóa thực sự : Có thực chất là những chất diện hoạt. Nó gồm có chất diện hoạt anion, chất diện hoạt cation, chất diện hoạt lưỡng tính và chất diện hoạt không ion hóa .
- Chất nhũ hóa không thay đổi : Có thực chất là những chất đại phân tử, những polyme vạn vật thiên nhiên hoặc tự tạo. Nó gồm có những sterol, những hydratcarbon, những polyme tổng hợp, những chất rắn được làm mịn hơn size giọt và những saponin .
Sau đây, tất cả chúng ta sẽ cùng tìm hiểu và khám phá chi tiết cụ thể về những chất này :
1. Chất nhũ hóa thực sự
-
Cấu trúc:
Là chất có cấu trúc lưỡng phân, gồm có một đầu thân dầu và một đầu thân nước .
– Đầu thân nước là những nhóm phân cực như – OH, – COOH, – SO3H, – NH, … với năng lực nhũ hóa tăng dần, đơn cử là – OH ( alcol ) HLB= f1.HLB1+ f2.HLB2+ … + fi.HLBi+ …
-
Cơ chế nhũ hoá:
Chất nhũ hóa diện hoạt sẽ tập trung chuyên sâu trên mặt phẳng phân làn của hai pha và làm giảm sức căng mặt phẳng hai pha cũng như làm giảm nguồn năng lượng để phân tán hai pha vào nhau, nhờ đó, nhũ tương dễ hình thành. Chất này thân với pha nào thì sẽ kéo mặt phẳng hai pha lõm về phía pha đó, biến pha đó thành thiên nhiên và môi trường phân tán trong khi pha còn lại sẽ đóng vai trò làm giọt phân tán khi hình thành sự cân đối .
-
Phân loại:
– Chất nhũ hóa diện hoạt cation
Là loại có đặc tính phân ly trong nước và tạo cation. Chúng tương kỵ với anion và có độc tính cao. Đại diện của nhóm chất này là những hợp chất amoni bậc 4 như cetrimide, benzalkonium clorid ( thường phối hợp với alcol cetostearylic ) và hợp chất pyridium như hexadecyl pyridinium clorid .
Chất nhũ hóa diện hoạt cation đa phần được sử dụng để tạo nhũ tương dầu trong nước và chúng thường được dùng phối hợp với những chất nhũ hóa không ion hóa tan trong dầu để tạo nên hệ nhũ tương bền vững và kiên cố. Tuy nhiên, vì có độc tính cao nên chúng chỉ được sử dụng cho nhũ tương dùng ngoài với tỉ lệ thích hợp. Benzalkonium clorid là loại được dùng phổ cập trong sản xuất chất sát khuẩn của nhiều chế phẩm thuốc .
– Chất nhũ hóa diện hoạt anion
Là loại khi phân ly trong nước sẽ tạo ra anion, tương kỵ với cation và có độc tính cao. Đại diện của nhóm chất này là alkylsulfat như natri laurylsulfat, natri cetostearyl sulfat, những xà phòng như natri, amoni hoặc kali stearate, triethanolamine stearate hay oleat ( tạo nhũ tương dầu trong nước ), calci oleat ( tạo nhũ tương nước trong dầu ), những sulfonate hữu cơ như natri docusate ( tạo nhũ tương dầu trong nước ) .
Các chất nhũ hóa diện hoạt anion hoàn toàn có thể tạo nhũ tương dầu trong nước hoặc nước trong dầu nhưng do có độc tính cao nên chúng chỉ được dùng cho những chế phẩm nhũ tương dùng ngoài .
– Chất nhũ hóa diện hoạt lưỡng tính
Là chất nhũ hóa tồn tại ở dạng cation khi pH thấp và anion khi pH cao. Khi nồng độ pH của thiên nhiên và môi trường tiến đến pH đẳng điện thì năng lực nhũ hóa của chất nhũ hóa lưỡng tính bị giảm nhũ hóa và tạo thành nhũ tương dầu trong nước. Các chất nhũ hóa điển hình là lipoid, lecithin, muối amoni bậc 4, sphingomyelin, những acid amino sulfonic hoặc ester sulfat, phosphatidylcholine, …
Chất nhũ hóa diện hoạt lưỡng tính hoàn toàn có thể tạo nhũ tương dầu trong nước hoặc nước trong dầu và được sử dụng đa phần trong sản xuất mỹ phẩm chăm nom da tóc, ít dùng trong ngành dược .
– Chất nhũ hóa không ion hóa
Bao gồm các chất nhũ hóa tan trong nước để tạo thành nhũ tương dầu trong nước và các chất nhũ hóa tan trong dầu để tạo thành nhũ tương nước trong dầu. Cả hai loại này đều có thể được sử dụng đồng thời trong cùng một công thức nhũ tương có tác dụng duy trì sự ổn định trạng thái phân tán của nhũ tương bằng cách tạo ra một lớp áo kép bao phủ bề mặt phân cách của hai pha.
Chất nhũ hóa không ion hóa tương hợp được với nhiều dược chất và những thành phần khác trong công thức nhũ tương với đại diện thay mặt là những chất nhũ hóa tan trong dầu như span, … chất nhũ hóa tan trong nước như những dẫn chất polyoxyethylen như tween, poloxamer ( lutrol ), cremophor, cetomacrogol hay những alcol polyoxyethylenglycol ether như ceteth 20 và cetomacrogol 1000 .
2. Các chất nhũ hóa không thay đổi
Các chất nhũ hóa không thay đổi chịu sự tác động ảnh hưởng của nồng độ, chất điện giải, chất hút nước, pH nên dễ bị biến tính trong quy trình dữ gìn và bảo vệ. Tuy nhiên nhóm chất nhũ hóa này có mùi vị dễ chịu và thoải mái, không độc và ít gây kích ứng nên được sử dụng trong nhũ tương uống, tiêm hoặc dùng tại chỗ .
-
Cấu trúc :
Có thực chất là những chất đại phân tử, những polyme vạn vật thiên nhiên hoặc tự tạo và không có năng lực làm giảm sức căng của mặt phẳng phân làn pha nên chúng không thực sự có công dụng nhũ hóa .
-
Cơ chế nhũ hóa :
Mặc dù không làm giảm sức căng mặt phẳng ngăn cách pha nhưng chất nhũ hóa không thay đổi có năng lực làm tăng độ nhớt pha ngoại hoặc hấp phụ lên mặt phẳng ngăn cách pha, từ đó cân đối tỷ trọng hai pha và không thay đổi hệ nhũ tương .
-
Phân loại :
– Các polymer tổng hợp giúp làm tăng độ nhớt cho nhũ tương ( dầu trong nước ) : Dẫn xuất cellulose như CMC, Na CMC, HPMC hoặc PEG, carbomer .
– Các sterol như cholesterol ( tạo nhũ tương nước trong dầu ), natri cholat hay natri tauro cholat ( tạo nhũ tương dầu trong nước ) .
– Các hydratcarbon tạo nhũ tương uống dầu trong nước như gôm arabic, gôm xanthan, gôm adragant hoặc acid alginic .
– Các saponin tạo nhũ tương nước trong dầu dùng ngoài như cồn bồ hòn, cồn bồ kết, …. Tuy nhiên, saponin chỉ được dùng ngoài vì nó hoàn toàn có thể gây phá máu .
– Các chất rắn được làm mịn hơn kích cỡ giọt tạo nhũ tương dầu trong nước như hectorit, magnesi nhôm silicat, bentonite, kaolin .
Các giải pháp phối hợp của chất nhũ hóa
Các chất nhũ hóa hoàn toàn có thể được hòa tan từ bên ngoài hoặc được tạo thành từ quy trình phối hợp hai pha .
1. Phương pháp hòa tan chất nhũ hóa từ bên ngoài
Hòa tan chất nhũ hóa vào pha dầu, sau đó thêm pha nước vào hoặc hòa tan chất nhũ hóa vào pha nước rồi thêm pha dầu vào. Đây là chiêu thức được áp dùng với hầu hết những chất nhũ hóa như cremophor, tween, span, những alkylsulfat, … Tuy nhiên, vì mất nhiều thời hạn để chuyển dời chất nhũ hóa từ pha dầu hoặc pha nước đến mặt phẳng ngăn cách pha nên quy trình nhũ hóa diễn ra chậm và kém không thay đổi .
2. Phương pháp tạo thành chất nhũ hóa khi phối hợp hai pha
Đây là giải pháp được sử dụng hầu hết để tạo ra xà phòng. Vì được tạo thành ngay ở mặt phẳng ngăn cách pha nên thời hạn nhũ hóa sẽ diễn ra nhanh và không thay đổi hơn. Khi khuấy trộn, những acid và kiềm sẽ tính năng với nhau ngay lập tức nên hoàn toàn có thể nhũ hóa để tạo giọt nhỏ, tạo nhũ tương không thay đổi và có độ mịn hơn .
Các ứng dụng nổi bật của chất nhũ hóa
1. Chất nhũ hóa trong thực phẩm
Chất nhũ hóa là nguyên vật liệu quan trọng dùng trong sản xuất nước giải khát, những loại bánh kẹo, bơ, sữa chua, kem, … nhằm mục đích tạo cảm xúc ngon miệng và lê dài thời hạn sử dụng cho loại sản phẩm .
- Chất nhũ hóa tự nhiên dùng trong sản xuất sữa chua thường được chiết xuất từ rong biển và gelatin. Chúng có năng lực tạo thành gel cấu trúc giúp bền cấu trúc và chống tách lớp ở những loại sản phẩm có hàm lượng chất béo sữa thấp .
- Trong sản xuất kem, Moonoglyceride, ester polyoxyethyene sorbitan của acid béo được sử dụng phổ cập nhằm mục đích làm tăng màng protein bao quanh bọt khí trong kem .
- Lexithin được sử dụng trong ngành sản xuất socola với vai trò là tạo cấu trúc và chống hiện tượng kỳ lạ nở hoa trên mặt phẳng loại sản phẩm. Liều lượng lexithin tương thích là từ khoảng chừng 0,3 – 0,5 % .
- Diglyceride được dùng trong sản xuất sữa với công dụng tạo lớp membarene mỏng dính bao quanh những giọt béo có trong sữa, giúp duy trì sự không thay đổi mặt phẳng xúc tiếp của những giọt béo trong quy trình đồng nhất sữa .
- Triglyceride, ester đường của của acid béo và ester sorbitan của acid béo được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo .
- Trong sản xuất ngũ cốc, chất nhũ hóa làm tăng thời hạn dữ gìn và bảo vệ của bột, giảm thời hạn trộn, tăng năng lực hấp thụ nước của bột ngũ cốc .
- Trong thành phần của Mayonnaise có dầu ăn, chất nhũ hóa, đường, muối, acid acetic, …
Vai trò của chất nhũ hóa trong thực phẩm
2. Chất nhũ hóa trong mỹ phẩm
Với năng lực hòa lần dầu và nước mà chất nhũ hóa trở thành nguyên do không hề thiếu trong những loại kem, sữa dưỡng da, …
- Cyclomethicone với đặc tính không tạo cảm xúc nhờn rít mà tạo cảm xúc mượt mà trên da được sử dụng trong sản xuất những loại kem dưỡng thể, loại sản phẩm chăm nom tóc, dầu tắm, xịt phòng, …
- Thành phần của son lì có những chất nhũ hóa như sáp ong, sáp candelilla hoặc sáp carnauba, ..
- Thành phần của dầu gội có sáp nhũ hóa sữa, sáp nhũ hóa mềm, cetyl alcohol, …
-
Các loại kem trị mụn cần các loại chất nhũ hóa giống như sáp nhũ hóa chống trôi, cetyl alcohol, sáp nhũ hóa mềm mượt,..
Vai trò của chất nhũ hóa trong ngành mỹ phẩm
Đó là một số thông tin về chất nhũ hóa là gì mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hy vọng nó sẽ mang lại cho các bạn những kiến thức hữu ích. Truy cập ngay https://blogchiase247.net/ để xem thêm nhiều bài viết hay và ý nghĩa hơn.
Xem thêm:
