Emulsi adalah campuran dari dua atau lebih jenis cairan di mana, satu adalah seperti tetesan, ukuran kecil atau bahkan ultramatroskopis, yang didistribusikan satu sama lain. Emulsi biasanya dibentuk dari komponen cairan baik dalam bentuk alami atau, lebih sering, menggunakan mekanisme seperti agitasi, yang disediakan bahwa cairan campuran ini tidak memiliki jenis kelarutan timbal balik.
Emulsi dikatakan distabilkan oleh beberapa zat yang membentuk film pada permukaan tetesan atau yang memberi mereka semacam stabilitas mekanis. Bentuk emulsi yang tidak stabil akhirnya terpisah menjadi dua bentuk lapisan cair.
Emulsi stabil dihancurkan dengan menghancurkan atau dengan menonaktifkan zat pengemulsi — misalnya dengan penambahan zat pihak ketiga yang sesuai atau bahkan dengan proses pembekuan atau dengan pemanasan.
Beberapa emulsi umum adalah susu (di mana dispersi molekul lemak atau tetesan dalam larutan berair) dan juga mentega (yang merupakan dispersi butiran partikel dari larutan larutan dalam lemak).
Pengertian Emulsi.
Emulsi adalah istilah yang mengacu pada suatu koloid yang terdiri dari dua atau lebih jenis cairan yang tidak homogen dimana salah satu cairan mengandung dispersi dari berbagai bentuk cairan.
Emulsi adalah campuran dua atau lebih cairan yang keadaan normalnya tidak dapat bercampur. Emulsi adalah bagian dari kelas yang lebih umum dari sistem dua fase materi yang disebut koloid. Meskipun istilah koloid dan emulsi kadang-kadang digunakan secara bergantian, emulsi harus digunakan ketika kedua fase, tersebar dan kontinu, adalah cairan. Dalam emulsi, satu cairan (fase terdispersi) terdispersi dalam yang lain (fase kontinu). Contoh emulsi termasuk vinaigrette, susu yang dihomogenisasi, dan beberapa cairan pemotongan untuk pengerjaan logam.
Dua cairan dapat membentuk berbagai jenis emulsi. Sebagai contoh, minyak dan air dapat membentuk, pertama, emulsi minyak-dalam-air, di mana minyak adalah fase terdispersi, dan air adalah fase kontinu. (Lipoprotein, digunakan oleh semua organisme hidup yang kompleks, adalah salah satu contohnya.) Kedua, mereka dapat membentuk emulsi air-dalam-minyak, di mana air adalah fase terdispersi dan minyak adalah fase kontinu. Beberapa emulsi juga dimungkinkan, termasuk emulsi “air dalam minyak dalam air” dan emulsi “minyak dalam air dalam minyak”. [1]
Emulsi, sebagai cairan, tidak menunjukkan struktur internal statis. Tetesan yang tersebar dalam fase kontinu (kadang-kadang disebut sebagai “media dispersi”) biasanya diasumsikan terdistribusi secara statistik.
Istilah “emulsi” juga digunakan untuk merujuk pada sisi sensitif-foto dari film fotografi. Emulsi fotografi semacam itu terdiri dari partikel koloid perak halida yang didispersikan dalam matriks gelatin. Emulsi nuklir mirip dengan emulsi fotografi, kecuali bahwa mereka digunakan dalam fisika partikel untuk mendeteksi partikel elementer berenergi tinggi.
Contoh Emulsi.
Emulsi pada dasarnya terdiri dari dispersi dua cairan yang tidak dapat bercampur satu sama lain. Salah satu cairan bertindak sebagai media dispersi dan yang lainnya akan bertindak sebagai fase terdispersi.
Dengan kata-kata sederhana, emulsi adalah koloid di mana fasa terdispersi dan medium dispersi adalah cairan. Minyak dan campuran air adalah contoh emulsi saat dikocok bersama. Bentuk minyak turun dan kemudian menyebar ke seluruh air.
Istilah emulsi juga diterapkan pada sekelompok sistem campuran yang disebut sebagai larutan, atau gel atau suspensi. Sebagai contoh, emulsi fotografis adalah gel agar-agar yang terdiri dari kristal-kristal kecil yang tersebar di dalamnya. Beberapa contoh emulsi lain termasuk mentega yang merupakan emulsi air dalam lemak dan kuning telur yang mengandung lesitin.
Sifat Emulsi.
- Emulsi mengandung kontinu dan tersebar dengan batas antara fase yang disebut “antarmuka”.
- Emulsi memiliki penampilan yang keruh karena banyak antarmuka fasa menyebarkan cahaya yang melewati emulsi.
- Emulsi muncul dalam warna putih ketika cahaya tersebar dalam proporsi yang sama.
Jika emulsi encer, maka frekuensi tinggi dan jenis cahaya dengan panjang gelombang rendah akan tersebar dalam fraksi lebih banyak, dan emulsi jenis ini akan muncul dengan warna biru. Ini juga disebut sebagai efek Tyndall.
Jenis Emulsi.
Emulsi dapat diklasifikasikan berdasarkan sifat-sifat fase terdispersi dan media dispersi.
1) Minyak dalam air (O / W):
Dalam jenis emulsi ini, minyak akan menjadi fase terdispersi dan air akan menjadi media dispersi. Contoh terbaik untuk emulsi o / w adalah susu. Dalam susu, gumpalan lemak (yang bertindak sebagai fase terdispersi) tersuspensi dalam air (yang bertindak sebagai media dispersi).
2) Air dalam minyak (W / O):
Dalam jenis ini, air akan menjadi fase terdispersi dan minyak akan menjadi media dispersi. Margarin (sebaran yang digunakan untuk membumbui, memanggang, dan bekerja) adalah contoh air dalam emulsi minyak.
Agen pengemulsi / Emulsifier
Pengemulsi adalah zat yang ditambahkan ke emulsi untuk tujuan stabilisasi. Berbagai ciri pengemulsi diberikan di bawah ini:
- Mereka adalah zat yang memiliki ujung hidrofilik (polar) serta ujung hidrofobik (non-polar).
- Mereka larut dalam air dan minyak.
- Pengemulsi membentuk lapisan antara fase terdispersi dan media dispersi, sehingga mencegah partikel fase terdispersi untuk bersatu membentuk partikel yang lebih besar dan terpisah.
- Pengemulsi bisa bersifat kationik, anionik, atau bahkan non-polar.
- Bukan hanya persentase air dan minyak yang memutuskan apakah itu emulsi minyak-dalam-air atau air-dalam-minyak. Di sisi lain, itu tergantung pada air dan minyak mana yang dapat melarutkan pengemulsi ke tingkat yang lebih besar.
- Jika pengemulsi lebih larut dalam air maka air menjadi media dispersi dan minyak menjadi fase terdispersi dan karenanya kita mendapatkan minyak dalam emulsi air.
- Di sisi lain, jika pengemulsi lebih larut dalam minyak, maka minyak menjadi media dispersi dan air menjadi fase terdispersi.
- Pengemulsi yang umum digunakan untuk emulsi o / w adalah protein, gusi, sabun, dll.
- Pengemulsi yang umum digunakan untuk emulsi tanpa em adalah garam logam berat dari asam lemak, alkohol rantai panjang dll.
Beberapa contoh umum dari pengemulsi adalah kuning telur, mustard, natrium fosfat, DATEM, Mono dan digliserida, selulosa, lesitin kedelai, dll.
Bagaimana cara kerja pengemulsi?
Untuk memahami pengemulsi, pertama-tama kita perlu memahami proses penggabungan. Penggabungan adalah proses di mana partikel yang sama dalam emulsi bersatu untuk membentuk partikel yang lebih besar dan lebih besar yang mengarah ke pemisahan fase terdispersi dan media dispersi.
Pengemulsi membantu dalam mencegah penggabungan dengan membentuk penghalang fisik antara fase terdispersi dan media dispersi. Seperti yang telah kita lihat sebelumnya, pengemulsi, seperti sabun, memiliki ujung hidrofilik dan ujung hidrofobik. Oleh karena itu mereka dapat menempel pada zat polar dan non-polar. Mari kita ambil contoh natrium stearat. C17H35COO – Na dapat direpresentasikan sebagai;
Ketika ini ditambahkan ke emulsi o / w, molekul C17H35COO– mengelilingi tetesan minyak dengan ujung non-polar / ujung hidrofobik (rantai hidrokarbon) meluas ke dalam minyak & kepala polar / ujung hidrofilik (ion karboksilat) menghadap air seperti yang diberikan pada gambar.
Susunan ini membawa kekuatan rekat yang lebih kuat antara minyak (fase terdispersi) dan air (media dispersi). Kekuatan perekat baru yang terbentuk ini akan lebih dari kekuatan kohesif antara minyak – minyak dan air – air. Karenanya, partikel minyak tidak akan memiliki kecenderungan untuk bersatu membentuk partikel yang lebih besar. Ini membantu dalam mencegah penggabungan, sehingga menstabilkan emulsi.
catatan:
Untuk emulsi w / o, orientasi pengemulsi akan menjadi kebalikan dari o / w. yaitu ekor non-polar (ujung hidrofobik) memanjang ke luar dan kepala kutub (ujung hidrofilik) menghadap ke dalam.
Mekanisme emulsifikasi
Sejumlah proses dan mekanisme kimia dan fisika yang berbeda dapat terlibat dalam proses emulsifikasi:
- Teori tegangan permukaan – menurut teori ini, emulsifikasi terjadi dengan mengurangi tegangan antarmuka antara dua fase
- Teori tolakan – zat pengemulsi membuat film lebih dari satu fase yang membentuk gumpalan, yang saling tolak. Gaya tolak ini menyebabkan mereka tetap tersuspensi dalam media dispersi
- Modifikasi viskositas – emulgen seperti akasia dan tragacanth, yang merupakan hidrokoloid, serta PEG (atau polietilen glikol), gliserin, dan polimer lain seperti CMC (karboksimetil selulosa), semuanya meningkatkan viskositas medium, yang membantu menciptakan dan mempertahankan suspensi. gumpalan fase terdispersi
Teori Emulsifikasi
Karena ada berbagai proses dan mekanisme (baik kimia maupun fisik) yang terlibat dalam proses emulsifikasi, ada beberapa teori yang menyertainya.
Teori Tegangan Permukaan: Teori ini menyatakan atau menggambarkan emulsifikasi sebagai proses yang terjadi dengan pengurangan tegangan antarmuka antara dua fase.
Teori Repulsi: Dengan teori ini, kita belajar bahwa zat pengemulsi menghasilkan film selama satu fase yang selanjutnya mengarah pada pembentukan gumpalan. Senyawa-senyawa ini cenderung saling tolak dan gaya tolak yang ada di antara mereka membantu mereka untuk tetap tersuspensi dalam media dispersi.
Metode untuk Mengidentifikasi Jenis Emulsi,
1) Uji pengenceran
Pada menambahkan air ke emulsi o / w, ia akan tetap stabil karena air adalah media dispersi, tetapi pada penambahan minyak akan menjadi tidak stabil karena minyak & air tidak dapat bercampur. Demikian pula, tanpa emulsi dapat diencerkan dengan minyak & masih akan stabil, tetapi akan menjadi tidak stabil pada penambahan air.
2) Uji Konduktivitas
Dalam tes ini emulsi disimpan antara 2 elektroda dan bohlam dihubungkan dalam rangkaian seperti yang ditunjukkan pada diagram. Emulsi o / w akan menghantarkan listrik seperti air menghantarkan listrik, tetapi w / o tidak akan menghantarkan listrik.
3) Tes pewarna
Dalam hal ini, pewarna yang larut dalam air ditambahkan ke emulsi. Jika ini emulsi o / w, media dispersi tampak merah dan fase terdispersi tidak berwarna dan sebaliknya.
Pemisahan Emulsi,
Metode yang berbeda dimana emulsi dapat dipisahkan ke dalam cairan penyusunnya meliputi;
- Pemanasan
- Sentrifugasi
- Pembekuan, dll
Kegunaan Emulsi,
Emulsi digunakan dalam hal berikut:
- Emulsi biasanya digunakan dalam kosmetik, obat-obatan, kebersihan pribadi.
- Mikroemulsi digunakan untuk memberikan vaksin untuk membunuh berbagai mikroba.
- Ini digunakan dalam sintesis kimia terutama dalam pembuatan dispersi polimer.
- Ini digunakan dalam pemadam kebakaran.
- Nanoemulsi seperti minyak kedelai digunakan untuk membunuh mikroba.
- Mayones adalah minyak dalam emulsi air dengan kuning telur atau natrium stearoil laktilat.
Dalam makanan
Emulsi minyak-dalam-air umum terjadi pada produk makanan:
- Crema (busa) dalam espresso – minyak kopi dalam air (kopi diseduh), emulsi tidak stabil
- Saus Mayones dan Hollandaise – ini adalah emulsi minyak-dalam-air yang distabilkan dengan lesitin kuning telur, atau dengan jenis aditif makanan lainnya, seperti natrium stearoil laktilat
- Susu yang dihomogenisasi – emulsi lemak susu dalam air, dengan protein susu sebagai pengemulsi
- Vinaigrette – emulsi minyak sayur dalam cuka, jika ini dibuat hanya menggunakan minyak dan cuka (yaitu, tanpa pengemulsi), emulsi yang tidak stabil menghasilkan
Emulsi air dalam minyak kurang umum dalam makanan, tetapi masih ada:
- Mentega – emulsi air dalam lemak mentega
- Margarin
Makanan lain dapat diubah menjadi produk yang mirip dengan emulsi, misalnya emulsi daging adalah suspensi daging dalam cairan yang mirip dengan emulsi sejati.
Kesehatan
Dalam bidang farmasi, penataan rambut, kebersihan pribadi, dan kosmetik, emulsi sering digunakan. Ini biasanya emulsi minyak dan air tetapi tersebar, dan yang terus menerus tergantung dalam banyak kasus pada formulasi farmasi. Emulsi ini dapat disebut krim, salep, liniments (balsem), pasta, film, atau cairan, sebagian besar tergantung pada rasio minyak-ke-air, bahan tambahan lainnya, dan rute pemberian yang dimaksudkan. 5 yang pertama adalah bentuk sediaan topikal, dan dapat digunakan pada permukaan kulit, secara transdermal, oftalmologis, rektal, atau melalui vagina. Emulsi yang sangat cair juga dapat digunakan secara oral, atau dapat disuntikkan dalam beberapa kasus.
Mikroemulsi digunakan untuk memberikan vaksin dan membunuh mikroba. Emulsi umum yang digunakan dalam teknik ini adalah nanoemulsi minyak kedelai, dengan partikel berdiameter 400-600 nm. Prosesnya bukan bahan kimia, seperti jenis perawatan antimikroba lainnya, tetapi mekanis. Semakin kecil tetesan, semakin besar tegangan permukaan dan karenanya semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk bergabung dengan lipid lain. Minyak diemulsi dengan deterjen menggunakan mixer geser tinggi untuk menstabilkan emulsi sehingga, ketika mereka menemukan lipid dalam membran sel atau amplop bakteri atau virus, mereka memaksa lipid untuk bergabung dengan diri mereka sendiri. Pada skala massa, efeknya menghancurkan membran dan membunuh patogen. Emulsi minyak kedelai tidak membahayakan sel-sel manusia normal, atau sel-sel pada kebanyakan organisme tingkat tinggi lainnya, dengan pengecualian sel-sel sperma dan sel-sel darah, yang rentan terhadap nanoemulsi karena kekhasan struktur membran mereka. Untuk alasan ini, nanoemulsi ini saat ini tidak digunakan secara intravena (IV). Aplikasi paling efektif dari nanoemulsion jenis ini adalah untuk desinfeksi permukaan. Beberapa jenis nanoemulsi telah terbukti efektif menghancurkan HIV-1 dan TB patogen pada permukaan yang tidak berpori.
Dalam api
Zat pengemulsi efektif untuk memadamkan api pada tumpahan kecil cairan tipis yang mudah terbakar (kebakaran kelas B). Zat-zat tersebut merangkum bahan bakar dalam emulsi bahan bakar-air, dengan demikian menjebak uap yang mudah terbakar dalam fase air. Emulsi ini dicapai dengan menerapkan larutan surfaktan berair pada bahan bakar melalui nosel tekanan tinggi. Pengemulsi tidak efektif dalam memadamkan api besar yang melibatkan bahan bakar cair curah / dalam, karena jumlah zat pengemulsi yang dibutuhkan untuk pemadaman adalah fungsi dari volume bahan bakar, sedangkan agen lain seperti busa pembentuk film perlu hanya menutupi permukaan bahan bakar untuk mencapai mitigasi uap.
Sintesis kimia
Emulsi digunakan untuk memproduksi dispersi polimer – produksi polimer dalam ‘fase’ emulsi memiliki sejumlah keunggulan proses, termasuk pencegahan koagulasi produk. Produk yang dihasilkan oleh polimerisasi tersebut dapat digunakan sebagai emulsi – produk termasuk komponen utama untuk lem dan cat. Lateks sintetis (karet) juga diproduksi oleh proses ini.
Jelaskan bagaimana cara membuktikan bahwa susu adalah emulsi?