21.3 Гідрофільно-ліпофільний баланс
Властивості колоїдних ПАР визначаються співвідношенням в їх молекулах полярної функціональної групи (гідрофільна частина молекули) і вуглеводневого радикалу (ліпофільна частина молекули). Це співвідношення називають гідрофільно-ліпофільним балансом (ГЛБ). За шкалою, розробленою Гріффіном, ГЛБ колоїдних ПАР змінюється в інтервалі від 1 до 40 умовних одиниць. Чим краще ПАР розчиняється у воді, тим вище значення її ГЛБ і, навпаки, чим нижче ГЛБ, тим краще речовина розчиняється в неполярних рідинах. Значення ГЛБ будь-якої речовини можна визначити експериментально або розрахувати за спеціальними формулами. ГЛБ є величиною адитивною, його значення розраховується як сума групових чисел: кожна функціональна група має певне значення ГЛБ. Так, для групи --СООNa ГЛБ дорівнює 19,1; для групи --СООН – 2,4; для групи --ОН – 1,9. Значення ГЛБ вуглеводневого радикалу зростає на 0,475 при збільшенні його довжини на кожну групу --СН2.
Для розрахунків ГЛБ органічних речовин застосовують таку формулу:
ГЛБПАР = 7 + ГЛБ(полярної групи) – ГЛБ(радикалу).
За значеннями ГЛБ визначають галузі застосування ПАР. Так, ПАР-змочувачі повинні мати ГЛБ рівним 7...9, емульгатори – 3...5 або 8...13 (залежно від типу емульсії), миючі засоби – 13…15, солюбілізатори – 15…18.
21.4 Солюбілізація
Солюбілізацією або колоїдним розчиненням називається самочинне розчинення у водних розчинах ПАР речовин, які в чистій воді не розчиняються. Насамперед це олії, ліпіди, вуглеводні. Результатом солюбілізації є утворення стабільних прозорих розчинів неполярних речовин у воді.
Солюбілізація сполук у водних розчинах ПАР здійснюється завдяки розчиненню неполярних молекул у вуглеводневій частині міцели. Так, неполярні вуглеводні розчиняються в ядрі міцели, а полярні органічні речовини (спирті, аміни) розташовуються так, щоб їх вуглеводневі ланцюги були напрямлені в об’єм міцели, а полярні групи – у водну фазу.
К
ількість
солюбілізованої речовини збільшується
пропорційно концентрації розчинів ПАР
і різко зростає після утворення в
розчинах пластинчатих міцел (рис.21.3).
Під час розчинення в пластинчатих
міцелах молекули неполярних речовин
проникають в об’єм міцели, розсовуючи
шари молекулярних ланцюгів колоїдних
ПАР. Встановлено, що чим довші радикали
ПАР, тим краще йдуть процеси солюбілізації
в її розчинах. При зменшенні молярної
маси речовин їх колоїдна розчинність
зростає.
Рисунок 21.3 – Будова пластинчастих міцел
Оборотна солюбілізація – колоїдне розчинення води в оліях і жирах у присутності жиророзчинних ПАР має велике значення для харчової промисловості, наприклад, у процесах виробництва маргарину, майонезу тощо.
Процес солюбілізації – це одна з перших стадій засвоєння організмом людини жирів, олій, жиророзчинних вітамінів А і Е. Найбільш високу здатність до солюбілізації жирів мають біологічно-активні колоїдні ПАР – холати і дезоксіхолати натрію, жовчні кислоти.
Лекція № 22. Емульсії
План лекції
1. Класифікація емульсій.
2. Методи визначення типу емульсії.
3. Емульгатори. Одержання, гомогенізація і стабілізація емульсій.
4. Руйнування емульсій. Обернення фаз емульсій.
5. Застосування емульсій в харчовій промисловості.
Рекомендована література: [2]С.105-106,[3]С.528-532,[4]С.139-145.