امولسیون مخلوطی از دو یا چند مایع است که معمولاً با یکدیگر مخلوط نمی شوند. امولسیون از دو جزء اصلی تشکیل شده است: فاز پراکنده و فاز پیوسته. فاز پراکنده شامل قطرات کوچک یا ذرات یک مایع معلق در مایع دیگر است که فاز پیوسته است. در صورتی که دو مایع را با هم ترکیب و به شدت تکان دهیم، یک مایع به صورت ذرات بسیار ریز با اندازه ذرات کلوئیدی در مایع دیگر پخش می شود. ذرات حاصل از کوچک شدن هر مایع تمایل دارند با هم پیوند برقرار کرده و ذرات بزرگتری را ایجاد کنند و به حالت اولیه بازگردند، به همین دلیل با گذشت زمان دو مایع به طور کامل از هم جدا شده و دو لایه مجزا را تشکیل می دهند. برای پایدار کردن این گونه مخلوطها از ترکیباتی با عنوان امولسیفایر استفاده میشود. امولسیفایرها به جلوگیری از ادغام یا جدا شدن دو فاز کمک میکنند. امولسیونها نقش مهمی در جنبههای مختلف زندگی روزمره ما دارند، از غذایی که میخوریم تا لوازم آرایشی که استفاده میکنیم و حتی در محصولات دارویی.
امولسیون می تواند به اشکال مختلفی مانند آب در روغن- پایه روغنی W/O (پراکنده شدن قطرات آبی در فاز روغن) یا روغن در آب- پایه آبی O/W (پراکنده شدن قطرات روغن در فاز آبی) وجود داشته باشد، بسته به اینکه کدام مایع در دیگری پراکنده شده است.
در امولسیون آب در روغن، قطرات آب در فاز روغنی پراکنده می شوند. این نوع امولسیون معمولا در محصولات مراقبت از پوست مانند کرم ها و لوسیون ها استفاده می شود بدین صورت که یک سد محافظ بر روی پوست ایجاد میکند و به حفظ رطوبت کمک میکند.
امولسیون روغن در آب شامل قطرات روغنی است که در یک فاز آب پراکنده شدهاند. این نوع امولسیون اغلب در لوسیون های مرطوب کننده یافت می شود. این امولسیون سبک است و به راحتی پخش میشود و به سرعت جذب پوست می شود. شیر یک تصویر قابل توجه از امولسیون O/W است که در آن مولکولهای چربی (فاز پراکنده) در آب (محیط پخش کننده) وجود دارد.
به منظور تشکیل یک امولسیون پایدار از فاکتور HLB استفاده میشود. این فاکتور موازنه بین بخش آب دوست و آب گریز مولکول امولسیفایر را نشان میدهد که مقادیری بین 1 تا 20 را به آن اختصاص دادهاند. موادی که به شدت آب گریز هستند مقدار 1 و مواد شدیدا آب دوست مقدار 20 را میگیرند.
امولسیفایرها را اغلب براساس تمایل آنها به آب یا روغن ارزیابی میکنند. اگر امولسیفایر گروههای آبدوست زیادی داشته باشد، دارای خاصیت آبدوستی است و درنتیجه مقدار HLB آن بالا خواهد بود؛ این امولسیون کننده ها قطبی بوده و به دلیل گرایش به فاز آبی باعث تثبیت امولسیون های برپایه O/W میشود. درصورتی که امولسیفایر گروههای آبدوست کمی داشته باشد، خاصیت چربی دوستی یا آبگریزی دارد و مقدار HLB پایینی به خود اختصاص میدهد؛ با توجه به اینکه این گروه خاصیت غیرقطبی دارد امولسیونهای برپایه W/O را تثبیت میکنند.
تمام امولسیفایرهای موجود برای استفاده در امولسیون ها مناسب نیستند. اگر میزان آبدوستی امولسیفایر بسیار زیاد باشد این ماده در آب حل شده و به عنوان حلال در آب مناسب خواهد بود. برای ترکیباتی نیز که خاصیت آبگریزی بسیار بالایی دارند به دلیل قابلیت انحلال بسیار بالا در روغن مناسب استفاده به عنوان امولسیفایر نخواهند بود.
امولسیفایرهای با مقادیر HLB پایین (3 الی 7) معمولاً برای امولسیونهای آب در روغن (W/O)، مناسب تر هستند. امولسیفایرهای با مقادیر HLB بالا (7 الی 19) معمولاً برای امولسیونهای روغن در آب (O/W)، مناسب تر هستند.
بسیاری از انواع خوراکی ها که مورد توجه عموم مردم قرار دارند در دسته امولسیونها قرار میگیرند، به همین دلیل در صنایع غذایی امولسیفایرها ازجمله ترکیبات شیمیایی پرکاربرد به شمار میروند. مهمترین امولسیفایرهایی که در صنایع غذایی بسیار پرکاربرد هستند میتوان به آگار، گوارگام، مونو و دی گلیسیرید، زانتانگام، گلیسیرین، پلی فسفات سدیم، تری سدیم سیترات و کربوکسی متیل سلولز اشاره نمود.
شاید بتوان گفت اولین ماده ای که به صورت طبیعی وجود داشته و یکی از کاربردهای آن به عنوان امولسیفایر تعریف شده است، زرده تخم مرغ است. تخم مرغ حاوی عامل امولسیفایر لسیتین است که آن را برای امولسیفایر مناسب در غذاها کاربردی کرده است، اما با توجه به عمر مصرف کوتاه آن بشر به فکر جایگزین های دیگری برای آن افتاد.
بعد از آن امولسیفایرهای برپایه مونو و دی گلیسیرید که از مشتقات اسیدهای چرب هستند، معرفی شد. امروزه امولسیفایرهای متنوعی وجود دارد که با توجه به مصرف آنها در محصولات غذایی قوانین خاصی برای تولید آن وجود دارد. ازجمله این قوانین لزوم استفاده از محصولات طبیعی خالص و یا محصولات مصنوعی دارای ساختارهای شیمیایی مشابه با محصولات طبیعی است.
دو گرید بسیار مهم این ماده GMS40، GMS60 و GMS90 میباشد.
در میزان خالصسازی درصد مونو گلیسرید تفاوت دارند. GMS90 دارای درصد مونو گلیسرید بالای 95 است در صورتی که GMS40و GMS60 به ترتیب حاوی 40% و 60% مونو گلیسرید میباشد. یکی از تفاوتهای مهم و کاربردی میان GMS90 وGMS40 ، تفاوت میان نقاط ذوب این دو ماده است. GMS90 نسبت به GMS40 و GMS60 در دمای بالاتری ذوب میشود.
بر اساس آمار گزارش شده در وبسایت سازمان تجارت جهانی (ITC)، در سال 2022 کشورهای مالزی، اندونزی، هند، سنگاپور، ایتالیا، ایالات متحده آمریکا، آلمان، بلژیک و اسپانیا، به ترتیب 10 کشور برتر تولیدکننده و صادرکننده گروه کالایی با HS Code: 291570 (گلیسرین مونو استئارات در این گروه قرار دارد) میباشند. ستون آخر جدول، سهم هر کدام از این کشورها را در کل صادرات جهان مربوط به این گروه کالا نشان میدهد.
پیشبینی میشود اندازه بازار (Market Size) مربوط به گلیسرین مونو استئارات از 78/1 میلیارد دلار در سال 2023 به 26/3 میلیارد دلار در سال 2033 با نرخ رشد مرکب سالانه 25/6% برسد.