Эмульгаторы

Что такое Эмульсия

Эмульсия – это жидкая лекарственная форма, в которой нерастворимые в воде жидкости (жирные масла, бальзамы) находятся в водной среде во взвешенном состоянии в виде мельчайших капель. Внешне эмульсии имеют сходство с молоком.

Простыми слова, опуская государственные определения ,  эмульсию проще всего представить и понять, как молоко. В случае с молоком это капли молочного жира, равномерно распределённые в воде. Если изучать более глубоко, то мы говорим о смеси трех веществ, два из которых — несмешивающиеся между собой жидкости, а третье — эмульгатор. Одна жидкость — это вода, вторая — молочный жир а эмульгатором выступает комплекс белка и лецитина. 

Самое главное отличие эмульсий от суспензий и других лекарственных форм заключается в том, что Эмульсии могут быть типа масло/вода и вода/масло. Эмульсии могут расслаиваться, но при взбалтывании должны легко восстанавливаться. Для обеспечения устойчивости в состав эмульсий вводят эмульгаторы.

 Применение лекарственных веществ в виде эмульсий позволяет совмещать в одной лекарственной форме несмешивающиеся жидкости, маскировать неприятный вкус масел, смягчать раздражающее действие на слизистую оболочку некоторых лекарственных веществ, вводить в состав лекарства нерастворимые лекарственные вещества. Кроме того, масла в виде эмульсий лучше усваиваются в организме, так как всасывание масел в желудочно-кишечном тракте происходит только в присутствии ПАВ, способных их эмульгировать. К недостаткам эмульсий следует отнести их малую устойчивость, необходимость использования эмульгаторов и длительность приготовления.

По способу приготовления эмульсии подразделяют на масляные (Emulsa oleosa) и семенные (Emulsa seminalia).

Масляные эмульсии готовят из жидких масел: касторового (Oleum Ricini), миндального (Oleum Amygdalarum), рыбьего жира (Oleum jecoris) и др.
Чтобы из масла и воды образовалась эмульсия, необходимо эмульгировать масло, т.е. разделить его на мельчайшие капли. С этой целью масло смешивают со специальными веществами – эмульгаторами. В качестве эмульгаторов исполь­зуют камеди, например камедь абрикосовую (Gummi Armeniacae), а также желатозу (Gelatosa).

Примеры эмульсий

Чаще всего эмульсии встречаются в лекарствах для наружного применения: бепантнен, фенистил, локойд и др; они равномерно наносятся на кожу, быстро всасываются, высыхают, не оставляют жирного блеска и не пачкают одежду. 

Разница между эмульсиями и суспензиями

В этом разделе мы рассмотрим разницу между эмульсиям и суспензиями. Сказать правде в глаза, в случае эмульсий и суспензий тяжело заметить один и тот же препарат в разных лекарственных формах, поэтому сравнительный анализ затруднен и дальнейшее сравнение будет строиться на объективных факторах и свойствах этих лекарственных форм:

Суспензии

Эмульсии

Достоинства

разнообразие способов и удобство приема (жидкая ЛФ);
регулирование терапевтического эффекта: увеличение по сравнению с порошками и таблетками и пролонгирование в сравнении с растворами;
возможность корригирования вкуса, запаха и цвета ЛВ,
что весьма важно для детской практики;
возможность отпуска в виде сухих полуфабрикатов 
(порошков или гранул) — так называемые “сухие” суспензии.

возможность совмещения в одной лекарственной форме несмешивающихся жидкостей;
маскировка неприятного вкуса масел, что имеет существенное значение в детской фармакотерапии;
смягчение раздражающего действия некоторых лекарственных веществ на слизистую оболочку;
масла в виде эмульсий лучше всасываются в желудочно-кишечном тракте;
точность дозировки жидкостей, не смешиваемых с водой;
в форме эмульсий ускоряется процесс гидролиза жиров ферментами в желудочно-кишечном тракте.

Недостатки

нестабильность:
едиментационная (нарушение однородности и точности дозирования);
агрегативная (рекристаллизация);
гидролитическая нестабильность особенно в водных средах;
микробиологическая (для всех нестерильных на водной среде);

малая устойчивость;
сравнительная длительность приготовления;
применение эмульгаторов;
благоприятная среда для развития микроф

Примеры суспензий и эмульсий

Далее будут перечислены примеры лекарств суспензий и лекарств эмульсий:

Суспензии

Эмульсии

  • Циндол (Цинка оксид) ;
  • Нурофен детский (Ибупрофен); 
  • Маалокс (Алгелдрат + Магния гидроксид);
  • Хемомицин (азитромицин) Порошок для приготовления суспензии для приема внутрь (готовая суспензия);
  • Эспумизан (Симетикон);
  • Катионорм капли глазные, (Cationorm);
  • Бензилбензоат;
  • Фенистил (Диметинден):

Диспергационные способы и методы получения эмульсий:

Механический метод. Заключается в непосредственном воздействии на выбранные жидкости для их равномерного смешивания путем дробления более крупных частиц на мелкие. Это может быть классическое смешивание, энергичное встряхивание, гомогенизация и прочее.

Встряхивание обычно не требует применения специальных устройств, т.к. используется для получения небольших объемов и проводится вручную: емкость или пробирку берут в руки и энергично трясут (например, для химических опытов). Смешивание же допустимо и для значительных объемов смесей (в промышленности), поэтому для получения некоторых их них используют специальные аппараты и механизмы. Гомогенизация – это полноценный технологический процесс, требующий наличия специального оборудования. В нем эмульгирование проводится путем пропуска смешанных жидкостей через мелкие отверстия при помощи высокого давления.

Применение ультразвука. Методика заключается в воздействии на смеси высоких частот (20-50 кГц), поэтому подразумевает наличие специализированного оборудования.

Электрические методики. Сложный, но наиболее часто применяемый метод, обладающий рядом преимуществ. При его использовании вещество, подлежащее дроблению, помещается в специальный сосуд, который венчает капиллярная воронка. Последняя соединяется с источником тока (положительный заряд). Сам сосуд подлежит заземлению при помощи помещения в колбу с круглым дном, где присутствует заземленный электрод. В колбу помещается жидкость, которая в будущей эмульсии будет выступать дисперсной средой, а сама смесь образуется методом соединения капель, истекающих из воронки, под воздействием электрического тока.

Размеры частиц в этом методе регулируются величиной зазора между воронкой и жидкостью и, непосредственно, величиной напряжения, и могут достигать 1-10 микрометров. Для повышения устойчивости в эмульсию можно вводить эмульгатор, но большого его количества не требуется. В этом и состоит главный плюс метода – возможность получать сравнительно устойчивые эмульсии обоих типов с высокой монодисперсностью. Из недостатков выделяют невозможность введения эмульгатора в слишком вязкие смеси.

Самопроизвольное эмульгирование.  Подразумевает самостоятельное образование смесей, не требующее энергетических затрат, поступающих извне, например, при попадании двух веществ в зону критической температуры.

Виды

Процесс эмульгации строится на растворении стабилизатора в превалирующей среде. Оба компонента доводятся до одинаковой температуры, жир соединяется с водой и смешивается. После окончания смешивания вы можете увидеть равномерную консистенцию, чья плотность и структура зависят от количества компонентов.

Выделяются две большие группы продукта:

  • Природные эмульгаторы;
  • Синтетические элементы.

Растительные

Растительный эмульгатор – понятие, знакомое каждому. Не удивляйтесь, вы наверняка сталкивались с подобными продуктами. Они имеют естественное происхождение и добываются из продукции путем экстракции.

Среди самых ярких примеров стоит выделить:

  • Лецитин;
  • Агар;
  • Желатин;
  • Пектин;
  • Хитозан;
  • Холестерин;
  • Сапонин;
  • Ланолин.

Синтетические

Существует и вторая большая группа – синтетические добавки. Их получают путем модификации натуральной продукции – такие вещества в подавляющем большинстве безопасны, но имеют ограничение по суточной норме потребления.

Приведем примеры самых распространенных элементов, которые можно встретить на полках магазинов?

  • Е322 работает как антиокислитель и входит в состав марагарина, майонеза, шоколада и мучных изделий;
  • Е471 увеличивает продолжительность хранения продуктов и помогает загустить консистенцию. Можно найти в кремах, выпечке, молочных соусах;
  • Е472b придает пластичности и ускоряет подъем теста;
  • E472c помогает улучшить вязкость, сохраняет первоначальный вид продукции. Добавляется в колбасные и мясные изделия;
  • Е472е придает однородности и вязкости, можно найти его в хлебе, мороженом, печенье;
  • E476 уменьшает растекаемость продукта и улучшает вязкость. Используется в производстве шоколадных изделий;
  • E481 продлевает срок хранения, помогает улучшить однородность массы и предотвращает расслаивание. Присутствует в сырных продуктах, соусах, мучных изделиях.

Ознакомились с самыми популярными компонентами? Пора понять, где именно можно встретить эти обозначения – а именно, практически везде. Редкая продукция обходится без добавления компонентов:

  • Сыры и колбасы;
  • Продукты быстрого приготовления;
  • Мясные изделия;
  • Хлеб, выпечка;
  • Кондитерские изделия;
  • Хлопья, мюсли и другие завтраки;
  • Газированные напитки;
  • Жевательная резинка;
  • Чипсы и сухарики;
  • Мороженое;
  • Кисломолочная продукция.

Мы разобрались с самыми популярными добавками в пищевой промышленности. А вредны ли эмульгаторы, или это утверждение – миф? Необходимо разобраться!

Примеры рецептурных прописей.

№1

Rp.: Emulsii oleosi 100,0

Camphorae  1,0

M.D.S. По 1 чайной ложке 3 раза в день

Т.к. не указана концентрация, готовим 10% эмульсию. Т.к. не указано масло, то берем персиковое.

Камфора растворим в масле при температуре 40 градусов.

Эмульгатор – желатоза.

ППК (оборотная сторона):

Расчет ингредиентов:

М(масл.фаза) = 10 г (персик.масла) + 1 г (камфоры) = 11 г

М(желатозы) = 5,5 г (1/2 от масл.фазы)

Сумма масл.фазы и желатозы = 11+5,5 = 16,5г

V(воды) – необходимо взять 1/2 от этой массы = 16,5/2 = 8,25 мл

Т.к. это эмульсия, то определяем общую массу: М (эмульсии) = 100+1 = 101 г

V воды для разбавления первичной эмульсии: 101 г – (10+1+5,5+8,25) = 76,25 мл

Технология:

В ступке растираем 5,5 г желатозы, добавляем при растирании 8,25мл воды и раствор камфоры в масле (приготовили в фарфоровой чашке на водяной бане при t=40: 10г масла + 1г камфоры). Затем первичную эмульсию разбавляем рассчитанным количеством воды. Переливаем в отпускной флакон. При необходимости процеживаем через марлю.

Rp.: Olei Ricini 10,0

Amyli q.s. ut fiat emulsum 100,0

M.D.S. По 1 десертной ложке 3 раза в день.

ППК (оборотная сторона)

М (эмульгатора-крахмала) = 10/2 = 5г

V (воды) = 100 – 50 г (крахмальный клейстер) – 10г (масла) = 40 мл

Технология приготовления:

Из 5 г крахмала готовят 10% раствор: в фарфоровой чашке отмеривают 40мл воды, нагревают до кипения, добавляют смесь 5 г крахмала + 5мл холодной воды. Полученную смесь нагревают при постоянном помешивании до кипения. Остужаем и к полуостывшей массе при тщательном растирании добавляем 10 г масла. Первичную эмульсию разбавляем оставшимся количеством воды.

Rp.: Emulsii Olei ricini 100,0

Phenilii salicylatis 1,0

M.D.S. По 1 чайной ложке 5 раз в день.

ППК (оборотная сторона)

М (касторого масла) = 10 г (10% от 100 г)

Масса (масл.фазы) = 10 + 1 = 11 г

М (желатозы) = 11/2 = 5,5 г

Технология приготовления:

Для приготовления эмульсии из 10 г подогретого касторового масла; 5,5 г желатозы и 10 мл воды готовим первичную эмульсию. Затем при растирании добавляем в растертый порошок фенилсалицилат. Разбавляем водой до требуемой массы.

№4

Recipe:Coffeini Natrii Benzoatis                  1,0

Extracti Belladonnae             0,15

Mentholi                                 1,0

Emulsii oleosi                         200,0

M.D.S. По 1 столовой ложке 3 раза в день.

Выписана жидкая лекарственная форма для внутреннего применения, микстура эмульсия (концентрированная типа м/в).

Проверить дозы кофеина и экстракта красавки.

Готовят по массе, методом диспергирования. Эмульсию готовят 10%, т.к. не указана концентрация масла. Можно использовать оливковое, персиковое, подсолнечное. Лекарственные вещества вводят в соответствии с их растворимостью:

Ментол – растворим в масле (растворяют в масле).

Кофеина натрия бензоат – растворим в воде (растворяют в воде).

Экстракт красавки густой добавляют в виде раствора 1:2 каплями в соответствии с надписью на этикетке в последнюю очередь.

Эмульгатор – желатоза.

ППК (оборотная сторона)

  1. Масса масла 20,0 – 10% от 200 г.
  2. Масса желатозы = ½ от массы раствора ментола в масле т.е. (20+1)/2 = 10,5
  3. Воды для первичной эмульсии = (20,0+10,5)/2 = 15,25
  4. Воды для разбавления первичной эмульсии = 200 – (20,0+10,5+15,25) = 154,75
  5. Общая масса = 200 г

Технология:

Готовят масляный раствор. В фарфоровой чашке на водяной бане растворяют в масле ментол.

Готовят водный раствор. В подставке в 154 мл воды растворяют кофеин бензоат натрия. Раствор фильтруют во флакон оранжевого стекла.

Приготовление первичной эмульсии. В большую ступку помещают желатозу и 15 мл воды, растирают до растворения желатозы, далее по каплям добавляют раствор ментола в масле. Эмульгируют движениями пестика по спирали в одну сторону до характерного потрескивания до тех пор, пока весь масляный раствор не будет заэмульгирован.

Из флакона частями при перемешивании добавляют раствор кофеина бензоата натрия.

Готовую эмульсию переносят во флакон известной массы. Если необходимо, то добавляют воды.

Очистку проводят при необходимости. Флакон укупоривают. Оформляют: «Внутреннее. Микстура», «Беречь от детей», «Хранит а прохладном, защищенном от света месте», «Перед употреблением взбалтывать».

Эмульгаторы в косметике. Эмульгаторы в составе косметических средств

Для получения кремовой основы недостаточно просто смешать масло и воду. Понятно, что такая смесь будет нестабильна и быстро расслоится. Чтобы обеспечить устойчивость эмульсии, применяются специальные вещества — эмульгаторы . От них зависят стабильность, однородность и консистенция кремов.

Молекула эмульгатора имеет вытянутую форму, один ее полюс связывает воду, а другой — жиры. От характера применяемого эмульгатора зависит тип получаемой эмульсии («вода в масле» или «масло в воде»).

В качестве эмульгаторов в косметике используются:

  • различные ПАВ (поверхностно-активные вещества) — катионные, анионные, амфотерные, неионогенные
  • натуральные эмульгаторы растительного и животного происхождения
  • синтетические и полусинтетические полимеры — карбопол, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и др.
  • эмульгаторы на основе силиконов.

Самыми сильными и наиболее дешевыми эмульгаторами являются поверхностно-активные вещества (ПАВ) моющего действия. Они содержатся практически в каждом креме. Обычно их используют для усиления действия других эмульгаторов.

При нанесении на кожу ПАВ расслаивают липидный барьер кожи. Плохо то, что они могут проникнуть довольно глубоко в кожу, вплоть до клеток зародышевого слоя эпидермиса. Также удручает, что они разрушают клеточную липидную мембрану.

И все же в способности ПАВ разрушать липидный барьер кожи есть свои плюсы. Дело в том, что большинство активных добавок водорастворимы и не могут самостоятельно проникнуть через эпидермальный барьер. Правильно подобранные и сбалансированные системы ПАВ увеличивают проницаемость рогового слоя для активных компонентов, которые иначе остались бы на поверхности кожи.

Синтетические эмульгирующие и структурообразующие компоненты имеют сложные и малопонятные названия: моностеарат глицерина, стеарат, моноглицерид дистиллированный и пр. Однако с этими «ненатуральными» компонентами приходится мириться, так как без них просто невозможно сделать крем.

Стеарин, например, вполне приемлем для кожи — ведь стеариновая кислота обнаружена в составе жиров, выделяемых сальными железами человека.

Искусственные эмульгаторы производят и на основе этиленоксида. К ним относят, в частности, макрогели и полисорбаты.

В качестве эмульгаторов для эмульсии «вода в масле» применяют моноглицериновый эфир.

Для получения кремов типа «масло в воде» используют эмульгаторы калиевые, натриевые, триэтаноламиновые и аммонийные мыла жирных кислот (стеариновой, олеиновой и др.).

Выпускают также эмульгаторы, содержащие эфиры фосфорной кислоты, — эмульсионные воски.

Сложнейшие производные cахаров и глицерина — эмульгаторы нового поколения, например глицериновый эфир жирных кислот и полиглицериновый эфир жирных кислот. По химическому составу они максимально приближаются к животным и растительным жирам, которые обычно употребляются в пищу. Кроме того, эти новые эмульгаторы созданы по образу и подобию естественных субстанции, содержащихся в коже.

Натуральные структурообразующие вещества хорошо совместимы с кожей. Это воски (пчелиный воск, воск жожоба, канделилы), гидроколлоиды (агар, пектин, желатин, холестерин), хитозан, ланолин, лецитин и пр. Например, воск очень полезeн, так как образует на поверхности кожи пленку, защищающую ее от вредных воздействий окружающей среды и предотвращает обезвоживание.

Однако эмульгирующая способность натуральных веществ слабее, чем у ПАВ. Кроме того, косметика на их основе получается более дорогой, что следует помнить всем потребителям.

Теперь попробуем найти практическое применение полученной информации. Как определить качество косметики с точки зрения использованных в ней эмульгаторов?

  • Дешевая косметика содержит много детергентов (синтетических ПАВ), представляющих собой самый дешевый и простой способ стабилизации эмульсий.
  • Явный признак неправильного применения эмульгаторов — вода или жир, которые выливаются из баночки только что купленного крема.
  • Эмульгаторы не должны реагировать с другими компонентами, вызывать раздражение кожи, проявлять токсическое действие, иметь неприятный запах.

Мальабсорбция

Наиболее серьезным нарушением всасывания считается синдром мальабсорбции. Он бывает наследственной этиологии и приобретенным. Основной патофизиологической характеристикой является нарушение всасывания веществ в тонком кишечнике. Симптоматика: болезненный вздутый живот, диарея, стеаторея, жирный блестящий стул. При тяжелых формах наблюдается значительное снижение веса, авитаминозы, нарушение структуры кожи и слизистых — сухость, воспаление, ломкие гнутые ногти, выпадение волос. Страдает и нервная система — может возникнуть вегетососудистая дистония, слабость, расстройства сна. В тяжелых случаях в брюшной полости начинает скапливаться жидкость, могут быть периферические отеки, парестезии, нарушение зрения.

Классификация эмульгаторов

Известно несколько способов классификации эмульгаторов по различным классификационным признакам (таблица 1).

Таблица 1 – Классификация эмульгаторов

В анионных (анионактивных) эмульгаторах гидрофильными группами могут быть ионные формы карбоксильных и сульфонильных групп, в катионактивных — ионные формы соединений аммония с третичным или четвертичным атомом азота (третичные или четвертичные аммониевые основания и соли), в неионогенных эмульгаторах — гидроксильные и кетогруппы, эфирные группировки и др. В цвиттер-ионных эмульгаторах роль гидрофильных групп выполняют ионные группировки, имеющие одновременно и положительный, и отрицательный заряды. Например, в молекуле лецитина гидрофильная группировка состоит из отрицательно заряженного остатка фосфорной кислоты и катионной группы четвертичного аммониевого основания холина.

Основные виды пищевых эмульгаторов являются неионогенными ПАВ. Исключение составляет цвиттер-ионный лецитин.

По химической природе они относятся к производным одноатомных и многоатомных спиртов, моно- и дисахаридов, структурными компонентами которых являются остатки кислот различного строения.

Применяемые в пищевой промышленности ПАВ — это не индивидуальные вещества, а многокомпонентные смеси. Химическое название препарата при этом соответствует лишь основной части продукта.

В зависимости от особенностей химической природы эмульгатора, а также специфики пищевой системы, в которую он вводится, некоторые из представителей этого функционального класса пищевых добавок могут иметь смежные технологические функции, например функции стабилизаторов (см. табл. 1.1, функциональный класс 21) или антиоксидантов (см. табл. 1.1, функциональный класс 5). По тем же причинам пищевые добавки других функциональных классов могут проявлять в пищевых системах эмульгирующую способность. К добавкам, способным проявлять эмульгирующие свойства, относятся: краситель Е181 (таннины пищевые); загустители Е405 (пропил енгликольальгинат), Е413 (трагакант), Е461—Е466 (производные целлюлозы с простой эфирной связью), подсластители Е420 (сорбит), Е965 (мальтит), Е967 (ксилит), пеногаситель Е900 (полидиметилсилоксан).

Перечень эмульгаторов, разрешенных к применению при производстве пищевых продуктов, приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Пищевые эмульгаторы, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов

В отдельный функциональный класс выделены эмульгирующие соли — пищевые добавки, основная технологическая функция которых также связана с образованием и стабилизацией дисперсных систем, состоящих из двух или более несмешивающихся фаз, путем снижения межфазного поверхностного натяжения. К этому функциональному классу относятся соли-плавители и комплексообразо-ватели, применение которых, например при изготовлении плавленых сыров, позволяет предупредить отделение жира благодаря взаимодействию молекул эмульгирующей соли с белковыми молекулами сырной массы.

По химической природе пищевые добавки этого функционального класса, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов, представляют собой преимущественно соли фосфорных кислот с щелочными и щелочноземельными металлами, а также соли этих металлов с отдельными органическими кислотами (таблица 3).

Таблица 3 – Эмульгирующие соли, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов

Фумиганты

Фумиганты (ф.) — это пестициды в виде газов. Некоторые активные ингредиенты (д.в.) под давлением существуют как жидкости, а при снижении давления они превращаются в газы. Другие действующие вещества — это летучие жидкости, даже когда находятся в обычных контейнерах (таре), поэтому их препаративные формы не находятся под давлением. Еще есть твердые препаративные формы, выделяют газы в условиях высокой влажности или при наличии водяного пара.

Преимущества: фумиганты токсичны для многих видов животных; могут проникать в труднодоступные места — трещины, щели, древесину, а также плотно заполненные зоны (почва и зерно); за одну обработку уничтожают большое количество вредителей.

Недостатки: необходимо, чтобы место применения было огорожено, закрыто или охранялось; очень токсичны для людей и живых организмов; требуют использования защитного снаряжения, включая противогаз, а также специального оборудования для применения; некоторые фумиганты могут вызывать ожоги при попадании под плотную одежду или другие средства защиты.

Эмульгатор Т2

В пищевой промышленности существует много добавок и стабилизаторов. А в косметологии одним из самых распространенных является эмульгатор Т2. Это смесь сложных неполных эфиров стеариновой кислоты и полиглицеринов, которые имеют растительное происхождение.

Добавка имеет вид сметанообразной белой массы, которая получена в результате расплавления данного эмульгатора в очень горячей воде при температуре 80-90 градусов.

Т2 является компонентом кремов и лосьонов эмульсионного типа, он обязательно должен входить в их состав, потому что определяет стабильность, однородность, устойчивость, создает правильную консистенцию, обеспечивает высокое качество.

Продукты применения: крема, лосьоны для лица, очищающие средства в виде крема, маски, кондиционеры, кремообразные шампуни для волос, косметика.

Такие пищевые эмульгаторы безопасны для нашего организма, если не переусердствовать с их количеством. Это доказано научными исследованиями и подтверждено исследовательскими лабораториями. Будьте внимательны и обязательно читайте состав продукта перед его покупкой!

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий