Cân bằng ưa nước và kị nước HLB

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

TÍNH CHẤT CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
HLB VÀ ỨNG DỤNG
Lớp thứ 6
Giáo viên hướng dẫn: X
Sinh viên nhóm 3: X

TP. Hồ Chí Minh, Tháng 12/2016


MỤC LỤC
I. Tổng quan .............................................................................................................. 1
1. Giới thiệu chất hoạt động bề mặt .................................................................... 1
2. Hệ nhủ tương và chỉ số HLB............................................................................ 3
II. Chỉ số HLB và vai trò trong đánh giá chất HDBM ......................................... 5
1. Chỉ số HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) ................................................ 5
2. Hệ nhũ tương O/W và W/O ............................................................................. 9
3. Vai trò của chỉ số HLB ................................................................................... 15
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 19


HLB VÀ ỨNG DỤNG

I. Tổng quan
1. Giới thiệu chất hoạt động bề mặt
Ở cuộc sống hiện đại, nhu cầu về các chất tẩy rửa ngày càng đượcquan tâm và trở
thành một nhu cầu không thể thiếu được đối với con người. Ở bất kì đâu, bất kì ai
cũng đều sử dụng những sản phẩm như kem đánh răng,sửa tắm, xà phòng tắm, xà

phòng giặt… Tất cả đã hình thành nên ngành công nghiệp sản xuất các chất tẩy rữa.
Ngành công nghiệp này đặt trên việc sử dụng và phát triễn các chất hoạt động bề mặt
và phụ gia cho các chất hoặt động bề mặt.
Chất hoạt động bề mặt (Surfactant, Surface active agent) đó là một chất làm ướt
có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng. Là chất mà phân tử của nó
phân cực: một đầu ưa nước và một đuôi kị nước.
Đặc điểm: Chất hoạt động bề mặt được dùng giảm sức căng bề mặt của một chất
lỏng bằng cách làm giảm sức căng bề mặt tại bề mặt tiếp xúc (interface) của hai chất
lỏng. Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt hóa bề mặt làm tăng
diện tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó. Khi hòa chất hoạt hóa bề mặt vào trong một
chất lỏng thì các phân tử của chất hoạt hóa bề mặt có xu hướng tạo đám (micelle),
nồng độ mà tại đó các phân tử bắt đầu tạo đám được gọi là nồng độ tạo đám tới hạn.
Nếu chất lỏng là nước thì các phân tử sẽ chụm đuôi kị nước lại với nhau và quay đầu
ưa nước ra tạo nên những hình dạng khác nhau như hình cầu (0 chiều), hình trụ (1
chiều), màng (2 chiều). Tính ưa, kị nước của một chất hoạt hóa bề mặt được đặc trưng
bởi một thông số là độ cân bằng ưa kị nước (Hydrophilic Lipophilic Balance - HLB),
giá trị này từ 0 đến 20 (có thể lên đến 40). HLB càng cao thì hóa chất càng dễ hòa tan
trong nước, HLB càng thấp thì hóa chất càng dễ hòa tan trong các dung môi không
phân cực như dầu.
Phân loại: Tùy theo tính chất mà chất hoạt hóa bề mặt được phân theo các loại
khác nhau. Nếu xem theo tính chất điện của đầu phân cực của phân tử chất hoạt hóa
bề mặt thì có thể phân chúng thành các loại sau:

1


Chất hoạt hóa ion: khi bị phân cực thì đầu phân cực bị ion hóa.


Chất hoạt hóa ion dương: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện

dương, ví dụ: Cetyl trimetylammonium bromua (CTAB), Cetyl pyridinium
clorua (CPC), Polyethoxylated tallow amin (POEA)


Chất hoạt hóa ion âm: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện âm,

ví dụ: Natri dodecyl sulfat (SDS), Amoni lauryl sulfat, Xà phòng và các muối
của axit béo
Chất hoạt hóa phi ion: đầu phân cực không bị ion hóa, ví dụ: Ankyl poly(etylen oxit),
Copolymers của poly(etylen oxit) và poly(propylen oxit), Octyl glucozit, Các rượu béo
Chất hoạt hóa lưỡng cực: khi bị phân cực thì đầu phân cực có thể mang điện âm hoặc
mang điện dương tùy vào pH của dung môi, ví dụ: Dodecyl betain, Dodecyl
dimetylamin oxit, Coco ampho glycinat
Ứng dụng: Chất hoạt hóa bề mặt ứng dụng rất nhiều trong đời sống hàng ngày. Ứng
dụng phổ biến nhất là bột giặt, sơn, nhuộm...
Ngoài ra những ứng dụng trong các lĩnh vực khác như:


Trong công nghiệp dệt nhuộm: Chất làm mềm cho vải sợi, chất trợ

nhuộm


Trong công nghiệp thực phẩm: Chất nhũ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa và đồ

hộp


Trong công nghiệp mỹ phẩm: Chất tẩy rửa, nhũ hóa, chất tạo bọt



Trong ngành in: Chất trợ ngấm và phân tán mực in



Trong nông nghiệp: Chất để gia công thuốc bảo vệ thực vật,



Trong xây dựng: Dùng để nhũ hóa nhựa đường, tăng cường độ đóng rắn

của bê tông


Trong dầu khí: Chất nhũ hóa dung dịch khoan



Trong công nghiệp khoáng sản: Làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất

tạo bọt để làm giàu khoáng sản

2


2. Hệ nhủ tương và chỉ số HLB

Khái niệm: Nhũ tương là một hệ phân tán cao của hai hay nhiều chất lỏng không

trộn lẫn vào nhau, một trong hai có mặt dưới dạng những giọt nhỏ của pha bị phân
tán, pha còn lại dưới dạng pha liên tục. Trong hầu hết thực phẩm, các giọt nhỏ có
đường kính 0.1- 100µm.

Phân loại nhũ tương: Nhũ tương thường được phân loại theo tính chất của tướng
phân tán và môi trường phân tán hoặc theo nồng độ của tướng phân tán trong hệ.

3


Theo cách phân loại đầu, người ta chia thành chất lỏng không phân cực (hoặc phân
yếu) trong chất lỏng phân cực là các nhũ tương loại 1 hay nhũ tương thuận kí hiệu
O/W (oil/water). Ví dụ: mayonnaise, sữa, kem, sốt…. Và chất lỏng phân cực trong
chất lỏng không phân cực là các nhũ tương loại 2 hay nhũ tương nghịch kí hiệu W/O
(water/oil) .Ví dụ:bơ, magarin, các chất phết lên bánh…
Theo cách phân loại thứ hai, nhũ tương được chia ra: nhũ tương loãng, đậm đặc, rất
đậm đặc hay gelatin.


Nhũ tương loãng: là các nhũ tương chứa khoảng 0.1% tướng phân tán.

Là nhũ tương có độ phân tán bé chế tạo bằng cách pha loãng nhũ tương đậm
đặc. Các hạt trong nhũ tương loãng có kích thước rất khác với kích thước hạt
của các nhũ tương đặc và rất đặc. các nhũ tương loãng là hệ phân tán cao có
đường kính hạt phân tán quanh 10-5 cm, thường được tạo nên mà không cần
thêm vào hệ các chất nhũ hóa đặc biệt.


Nhũ tương đậm đặc: là những hệ phân tán lỏng- lỏng chứa một lượng

lớn tướng phân tán, đến 74% thể tích. Kích thước các hạt tương đối lớn 0.11µm và lớn hơn. Các nhũ tương đậm đặc rất dễ sa lắng, đặc biệt là khi có sự
khác biệt về khối lượng riêng giữa tướng phân tán và môi trường phân tán càng
cao.


Nhũ tương rất đậm đặc: là các hệ lỏng- lỏng trong đó độ chứa của tướng

phân tán vượt quá 74% thể tích.
Ngoài ra ta còn có Nhũ phức: dầu có thể phân tán trong pha nước của nhũ W/O để
tạo ra hệ phức O/W/O
Chỉ số HLB - Hydrophile-Lipopile Balance: Mối tương quan ái nước - ái dầu.


Thang đo HLB: 1-20.



HLB lớn: Tính ái nước cao, tính ái dầu thấp.



Gia tăng HLB -> gia tăng tính á nước.



Độ phân tán khác nhau trong dd nước -> HLB khác nhau.

4

II. Chỉ số HLB và vai trò trong đánh giá chất HDBM
1. Chỉ số HLB (Hydrophile-Lipophile Balance)
Các tính chất của các chất hoạt động bề mặt liên quan đến mối tương quan giữa phần
ái nước và phần kỵ nước. Nếu phần ái nước tác dụng mạnh hơn phần kỵ nước thì chất
họat động bề mặt dễ hòa tan trong nước hơn, ngước lại nếu phần kỵ nước tác dụng mạnh
hơn phần ái nước thì chất họat động bề mặt dễ tan trong pha hữu cơ hơn. Từ đó dựa vào
mối tương quan giữa phần kỵ nước và ái nước mà chất họat động bề mặt được sử dụng
vào các mục đích khác nhau. Mối tương quan giữa phần ái nước và kỵ nước được đặc
trưng bằng giá trị HLB ( cân phần ái nước-ái dầu).
HLB cho biết tỷ lệ giữa tính ái nước so với tính kỵ nước, được biểu thị bằng thang
đo có giá trị từ 1-20. Các chất họat động bề mặt có tính ái nước thấp sẽ có HLB nhỏ,
các chất họat động bề mặt có tính ái dầu thấp sẽ có HLB lớn. Sự gia tăng HLB tương
ứng với sự gia tăng của tính ái nước.
Có thể ứơc lượng sơ bộ giá trị HLB dựa trên tính chất hòa tan trong nước hay tính
phân tán của chất họat động bề mặt trong nước.Ứng với độ phân tán khác nhau thì giá
trị HLB khác nhau.
Bảng: Ước tính HLB tán của chất hoạt động bề mặt trong nước dựa trên mức độ
phân.
Mức độ phân tán

HLB

Không phân tán trong nước

1-4

Phân tán kém

3-6

Phân tán như sữa sau khi lắc

6-8

Phân tán như sữa bền

8-10

Phân tán trong mờ đến trong

10-13

Dung dịch trong

>13

 Công thức tính HLB:
+ Công thức của Davies:
HLB = 7 + ∑ HLB nhóm ái nước - ∑ HLB nhóm kị nước.
Davies đã chuyển cấu trúc chất họat động bề mặt thành các nhóm thành phần để xác
định HLB. Giá trị HLB của các nhóm cho trong bảng dưới đây:
5


Nhóm ái nước

HLB

Nhóm kị nước

HLB

SO4Na

38.7

-CH<

0.475

-COOK

21.1

-CH2-

0.475

-COONa

19.1

-CH3

0.475

-N<

9.4

=CH

0.475

-ester (vòng sorbitol)

6.8

-ester (tự do)

2.4

-COOH

2.1

-OH (tự do)

1.9

-O-

1.3

-OH (vòng sorbitol)

0.5

-CH2-CH2-O-

0.33

-CH2-CH2-CH2-O-

0.15

+ Công thức của Kawakami:
HLB = 7+11,7 Log(Mn/Md)
Trong đó: Mn: Khối lượng phân tử ưa nước trong phân tử
Md: Khối lượng phân tử ưa dầu trong phân tử
+ Công thức tính ester của acid béo và rượu đa chức:
HLB = 20(1-S/A)
Trong đó: S: Chỉ số xà phòng hóa của ester
A: Chỉ số acid của acid béo
+ Nếu ester không đo được chỉ số xà phòng hóa thì có công thức sau:
HLB = ( E + P) /5
Trong đó: E, P : phần trăm khối lượng của EO và rượu đa chức trong phân tử

6


+ Công thức Griffin: hỗn hợp có nhiều chất hoạt đông bề mặt thì:
HLBhh = ∑ x 𝑖 * HLBi.
Trông đó: xi: phần khối lượng trong tổng khối lượng chất hoạt động bề mặt.
Chất hoạt động bề mặt

Giá trị thực

Giá trị tính toán

Tween 18

15

15,8

Tween 81

10

10,9

Tween 20

8,6

8,5

Span 40

6,7

7,0

Span 60

4,7

5,7

Span 80

4,3

5,0

Glycerol Stearat

3,8

3,7

Span 65

2,1

2,1

Để tạo nhũ O/W, mỗi thành phần dầu đều có giá trị HLB “cần thiết”
Giá trị HLB “cần thiết” là giá trị HLB của chất nhũ hóa để có thể giảm sức căng bề
mặt giữa thành phần pha dầu và nước.
Nhóm

HLB “cần thiết”

Dầu thực vật

6

Silicone oils

8-12

Petroleum oils

10

Các ester làm mềm da

12

Acid và rượu béo

14-15

Chất hoạt động bề mặt nonionic sử dụng làm bộ HLB chuẩn:
HLB 2

8% SPAN® 80/92% SPAN 85

HLB 4

88% SPAN 80/12% SPAN 85
7


HLB 6

83% SPAN 80/17% TWEEN®80

HLB 8

65% SPAN 80/35% TWEEN 80

HLB 10

46% SPAN 80/54% TWEEN 80

HLB 12

28% SPAN 80/72% TWEEN 80

HLB 14

9% SPAN 80/91% TWEEN 80

HLB 16

60% TWEEN 20/40% TWEEN 80

Xác định HLB “cần thiết”
Chuẩn bị 8 mẫu nhũ đơn giản:





Cùng lượng dầu
Cùng lượng chất nhũ hóa với các giá trị HLB khác nhau
Cùng lượng nước

Quan sát nhũ được hình thành và chọn nhũ bề nhất

Bền: không tách lớp hay tách lớp sau cùng
=>HLB của nhũ hóa được sử dụng chính là HLB “cần thiết”
HLB “cần thiết” và công thức sản phẩm





Xác định các thành phần pha tan trong dầu ( không bao gồm chất nhũ hóa)
Xác định tổng thành phần khối lượng pha dầu
Xác định tỷ lệ % khối lượng của từng thành phần pha dầu so với tổng
Nhân tỷ lệ % khối lượng với giá trị HLB “cần thiết” của từng thành phần
pha dầu
 Cộng tổng cộng các giá trị này ta được giá trị HLB “cần thiết” cho hỗn hợp
Công thức lotion O/W đơn giản:











Mineral oil 8%
Caprylic/capric triglyceride

Isopropyl isostearate
2%
Cetyl alcohol
4% =16
Emulsifiers 4%
Polyols
5%
Water soluble active
1%
Water 74%
Perfume
q.s
Preservative q.s

2%

8


Mineral oil
Caprylic/capric triglyceride
Isopropyl isostearate
Cetyl alcohol

8/16=50%
2/16=12.5%
2/16=12.5%
4/16=25%

Oil phase

ingredient

contribution

X required HLB of
ingredient

equals

Mineral oil

50.0%

10.5

5.250

Caprylic/capric
triglyceride

12.5%

5

0.625

Isopropyl
isostearate

12.5%

11.5

1.437

Cetyl alcohol

25.0%

15.6

3.875

Total

11.2

Cần sử dụng hệ nhũ hóa có giá trị HLB khoảng 11.2
Nên sử dụng ít nhất 2 chất hoạt động bề mặt trong hỗn hợp
Giá trị HLB đúng thường để đạt trạng thái rất bền khi ở lượng dùng thấp hơn
VD: công thức cần hỗn hợp HĐBM ở HLB 11.2 với hàm lượng 4% thì bền hơn khi
sử dụng với hàm lượng 5% của hỗn hợp HLB 10.2 hoặc 13.2.
2. Hệ nhũ tương O/W và W/O
Có hai loại cơ bản của nhũ tương: dầu-trong-nước (O / W) và nước trong dầu (W /
O).

9


Hệ nhũ tương có pha liên tục và pha phân tán. Hệ nhũ tương dầu trong nước, pha

liên tục là nước và pha phân tán là dầu. hệ nhũ tương nước trong dầu pha liên tục là
dầu, pha phân tán là nước. Mỗi loại nhũ tương ứng với một số HLB, biểu thị mối quan
hệ với nước và với dầu, cũng như khuynh hướng nhũ hóa. Nói chung chất nhũ hóa có
giá trị HLB từ 3-6 cho nhũ W/O trong khi những chất nhũ hóa có giá trị HLB khoảng
7-17 sẽ tạo nhũ O/W.
Các loại nhũ tương không phụ thuộc vào lượng thực tế của dầu và nước hiện có
trong một hệ nhũ tương. Ví dụ: dầu giấm là nhũ tương dầu trong nước mặc dù có
nhiều dầu hơn nước (giấm) trong 1 chai dầu giấm.
Đối với hầu hết các công thức nấu ăn, nó không có vấn đề gì loại nhũ tương mà bạn
đã tạo ra, như là kết quả cuối cùng là như nhau. Ngoại lệ chính là với sữa. Hãy xem
xét sự khác biệt giữa kem và bơ:

Kem và bơ nghĩa là cùng một điều. Để làm cho bơ, bạn chỉ đơn giản là trộn kem
cho đến khi nhũ tương đảo ngược; nghĩa là, nó biến đổi từ một nhũ tương dầu-trongnước thành một nhũ tương nước trong dầu. Nhưng mặc dù điều này là sự khác biệt
duy nhất giữa kem và bơ, các hiệu ứng trên hương vị và kết cấu là rất lớn.
Hầu hết các nhũ tương sẽ không biến thành bơ ngay cả khi bạn lắc trong một thời
gian dài, nhưng một số nhũ tương có thể phá vỡ với quá nhiều khuấy động. Ví dụ, sốt
mayonnaise sẽ không hình thành một cách chính xác nếu nó không ngừng khuấy hoặc
dầu được kết hợp quá nhanh.
Điều quan trọng là phải biết loại nhũ tương khi thêm một chất tạo nhũ như những
thay đổi quá trình chuẩn bị, nhưng chúng tôi sẽ giải thích điều này sau.
 Làm thế nào để tạo nhũ tương

10


Lực cơ học: Để thực hiện một nhũ tương đầu tiên bạn cần phải áp dụng một lực cơ
học để phá vỡ các pha phân tán thành những giọt nhỏ mà trở nên lơ lửng trong giai
đoạn liên tục. Đối với điều này, bạn có thể sử dụng một cái đánh trứng, máy xay sinh
tố hoặc các thiết bị phòng thí nghiệm khác như rotor-stator đồng hóa. Chúng tôi sẽ

giới thiệu những sau đó.
Chất nhũ hóa: vấn đề tiếp theo để giải quyết là làm cho nhũ tương ổn định. Các
lực mạnh hơn bạn áp dụng khi thực hiện nhũ tương, các giọt nhỏ hơn và ổn định hơn
nhũ tương. Tuy nhiên, không có vấn đề làm thế nào nhỏ các giọt nhỏ đều, các thành
phần cuối cùng sẽ tách mà không có sự hiện diện của một chất tạo nhũ mà giữ các
phân tử với phân cực khác nhau từ đẩy lùi nhau.
Chất làm đặc: Cuối cùng, thêm một chất làm đặc cho các pha liên tục có thể làm
cho các nhũ tương thậm chí ổn định hơn vì điều này làm cho nó khó khăn hơn cho các
giọt phân tán để di chuyển và kết hợp.
Bất kỳ hỗn hợp dầu và nước có thể được chuyển đổi thành một nhũ tương, thậm chí
không có nhũ. Tuy nhiên, không có chất nhũ hoá, hỗn hợp này cũng sẽ nhanh chóng
tách trở lại vào không thể trộn lại. Bạn có thể thử một thí nghiệm đơn giản với dầu và
nước. Nhanh chóng trộn lẫn dầu và nước, và cuối cùng sẽ biến thành một hỗn hợp có
đục. Bạn sẽ nhận thấy rất nhiều bong bóng, tuy nhiên, những bong bóng sẽ nhanh
chóng phát triển lớn hơn cho đến khi nước và dầu là hoàn toàn riêng biệt.

Các tính chất của một nhũ tương
Độ nhớt: Khi bạn trộn dầu và nước, kết quả nhũ tương thường có độ nhớt cao hơn
so với mỗi thành phần trước khi quá trình nhũ tương hóa. Hiệu ứng này được do sự
tương tác của các phân tử trong nhũ tương. Ví dụ, mayonnaise là nhiều nhớt hơn dầu
và nước chanh. Hầu hết các nhũ tương là chất lỏng chịu cắt-Mỏng có nghĩa là độ nhớt
giảm nếu bạn bắt đầu khuấy chúng mạnh.
Màu sắc: Sự trong suốt và màu sắc của nhũ tương phụ thuộc vào kích thước của
các giọt nước trong thành phần phân tán. Các hạt càng nhỏ thì màu của nhũ tương

11


càng trắng. Điều này là do cách các kích thước giọt ảnh hưởng đến sự phản xạ ánh
sáng.

Máy rotor-stator đồng hóa

 Hệ nhũ tương w/o
Làm thế nào để tạo nhũ tương nước trong dầu: Bào chế dạng nhũ tương nước trong
dầu khó hơn nhũ tương dầu trong nước. Nhưng sự khác nhau giữa hai loại nhũ tương
này là như thế nào?

Theo định nghĩa, nếu dầu được phân tán vào trong nước thì gọi là nhũ tương dầu
trong nước. Và ngược lại, khi các giọt nước được phân tán trong dầu, kết quả nhũ tương
được gọi là nước trong dầu. Tuy nhiên, không phải khi pha nước được cho vào pha dầu
thì nhũ tương đó gọi là nước trong dầu. Nồng độ của nước và dầu cũng không quyết
12


định được loại nhũ tương đó là dầu trong nước hay nước trong dầu. Ví dụ, một nhũ
tương chứa 15% dầu và 75% nước không có nghĩa là nhũ tương dầu trong nước. Lượng
dầu và nước về cơ bản là như nhau dù bạn muốn bào chế nhũ tương dầu trong nước hay
nước trong dầu. Như một quy tắc chung, lượng nước luôn trong khoảng từ 60-80%. Vậy
điều gì quyết định một nhũ tương là dầu trong nước hay nước trong dầu? Đó chính là
chất nhũ hóa.

NHŨ TƯƠNG NƯỚC TRONG DẦU
Trong nhũ tương nước trong dầu, những giọt nước được phân tán trong dầu. Quy
trình bào chế phụ thuộc vào loại chất nhũ hóa chứ không phụ thuộc vào nồng độ.
ỨNG DỤNG CỦA NHŨ TƯƠNG NƯỚC TRONG DẦU
Nhũ tương nước trong dầu được sử dụng từ rất lâu và rộng rãi tại Châu Âu, sau đó
nó đã trở nên thông dụng ở Mỹ trong những năm gần đây và tăng trưởng nhanh trong
thị trường kem chống nắng. Tại sao lại là kem chống nắng? Nhũ tương nước trong dầu
là dạng bào chế hiệu quả cho những sản phẩm muốn có SPF cao. Hơn nữa, nhũ tương

nước trong dầu được chuộng dùng trong sản phẩm chống nắng hơn vì chúng chống
nước tốt hơn là nhũ tương dầu trong nước.
Nhũ tương nước trong dầu cũng thường được sử dụng trong các sản phẩm trang điểm
vì nó đảm bảo sự mềm mượt, mịn màng khi dùng sản phẩm lên da và ngăn ngừa sự kết
tinh nếu dùng dung môi bay hơi.
Mặc dù hầu hết các kem dưỡng ẩm (cả ban ngày lẫn ban đêm) đều là nhũ tương dầu
trong nước nhưng nhũ tương nước trong dầu là một lựa chọn tốt hơn cho những sản
phẩm dành cho da khô, da nhạy cảm và da hỗn hợp. Chất nhũ hóa nước trong dầu thường
dịu nhẹ hơn so với các chất nhũ hóa dầu trong nước và không phá vỡ hàng rào lipid bảo
vệ da. Hơn nữa, nó còn giúp giảm tối đa sự mất nước xuyên biểu bì.
BÀO CHẾ NHŨ TƯƠNG NƯỚC TRONG DẦU
13


Khi bào chế nhũ tương dầu trong nước, rất dễ dàng, bạn có chỉ cần cho pha dầu vào
pha nước (hoặc ngược lại), hoặc cho tất cả vào một vật chứa, sau đó đun nóng lên nhiệt
độ 66-80oC. Nhưng nhũ tương nước trong dầu thì không làm như vậy được. Để bào chế
nhũ tương nước trong dầu bạn phải cho thật chậm pha nước vào pha dầu (pha dầu đã
chứa chất nhũ hóa), và đảm bảo là nước không ở trên bề mặt nhiều. Do đó, bạn cần phải
liên tục khuấy pha dầu trong khi thêm nước.
SỬ DỤNG ĐÚNG CHẤT NHŨ HÓA
Thông thường, nhũ tương dầu trong nước sử dụng nhiều hơn 1 loại chất nhũ hóa.
Bằng cách phối hợp nhiều loại chất nhũ hóa, mặt tiếp xúc dầu – nước càng mạnh, dẫn
đến sản phẩm càng bền vững. Thường thì khi thêm chất nhũ hóa thứ hai vào sẽ làm tăng
sự bền vững cho hệ thống. Đối với nhũ tương nước trong dầu, chỉ có một vài chất nhũ
hóa phù hợp vì hầu hết các chất nhũ hóa đều ở dạng ion (với HLB cao) không hoạt động
hiệu quả. Các chất nhũ hóa sử dụng trong nhũ tương nước trong dầu cần có HLB thấp,
từ 3-6. Bảng dưới đây trình bày một số chất nhũ hóa đặc biệt quan trọng trong bào chế
nhũ tương nước trong dầu.
CHẤT NHŨ HÓA NƯỚC TRONG DẦU

 Sorbitan Stearate (HLB 4.7)
 Polyglyceryl Oleate (HLB 5.0)
 Lecithin (HLB 4.0)
 Sorbitan Monoleate
 Glyceryl Monoleate
 Lanolin và Lanolin alcohol
LÀM SAO ĐỂ ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG NƯỚC TRONG DẦU
Vì dạng nhũ tương nước trong dầu tương đối khó ổn định nên chất ổn định và hấp
phụ đôi khi được thêm vào. Các chất hấp phụ là dầu khoáng trộn với decyl oleate hoặc
lanolin alcohol. Một cách tương đối đơn giản để ổn đinh nhũ tương nước trong dầu là
sử dụng muối natri clorua hoặc magne sulfate. Cần thử nghiệm trước để biết loại muối
nào trong hai loại này sẽ tốt hơn cho nhũ tương của bạn. Một cách khác để ổn định nhũ
tương là thêm vào đó một loại glycol như propylene glycol hoặc glycerin. Tuy nhiên,
việc cho thêm muối và nồng độ cao các glycol có thể làm mất ổn định cho nhũ tương
của bạn. Thêm vào một loại copolymer như PEG-45 dodecyl glycol polymer có thể sẽ
hiệu quả hơn.
LÀM SAO ĐỂ LÀM ĐẦY NHŨ TƯƠNG NƯỚC TRONG DẦU

14


Bạn có thể sử dụng chất làm đầy pha nước như gum (guar gum, xanthan gum) và
carbomer chỉ được thểm vào pha nước vì nó không thích hợp khi được cho vào pha dầu
của nhũ tương. Tuy nhiên, cả gum và carbomer đều chỉ cải thiện được khả năng dãn ra
của chế phẩm. Còn để làm đầy được pha dầu của nhũ tương nước trong dầu, wax và
những thành phần tan trong dầu (như dimethicon) phải được sử dụng.
CHẤT BẢO QUẢN
Chúng ta đều biết nhũ tường nước trong dầu thì ít bị nhiễm bẩn hơn so với nhũ tương
dầu trong nước vì nước – môi trường tăng trưởng của vi khuẩn lúc này đã bị bao quanh
bởi các lớp dầu và vi khuẩn không thể tiếp cận được. Chúng phải bơi trong dầu. Tuy

nhiên, vẫn có đủ các chất dinh dưỡng tự nhiên trong pha dầu vi khuẩn có thể ăn được.
Vì vậy, nhũ tương nước trong dầu cũng cần được bảo quản với một lượng thích hợp các
chất bảo quản như paraben, phenoxyethanok, acid ascorbic hoặc quế chi.
3. Vai trò của chỉ số HLB
Lựa chọn chất nhũ hóa:
Do hệ nhũ tương có 2 pha, khi lựa chọn chất nhũ hóa cần quan tâm đến tính tan của
nó trong mỗi pha.
Trong quá trình sử dụng, người ta thường dùng giá trị HLB để đánh giá mức độ ưa
dầu hay ưa nước của chất nhũ hóa.
Từ đó có thể lựa chọn loại nào phù hợp với sản phẩm cụ thể.
Nếu HLB thấp (có nhiều gốc ưa nước hơn so với góc ưa dầu) thì chất nhũ hóa này
phù hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại.

HLB =

Hydrophilic
Lipophilic

15


Ví dụ: Sữa tươi với thành phần chất béo xấp xỉ 3%, còn lại khoảng 97% là nước và
các chất tan trong nước, hệ nhũ tương dầu nước. Chất nhũ hóa cần dùng trong trường
hợp này cần có độ tan trong nước lớn hơn độ tan trong dầu.
Ngược lại với sản phẩm magarine – thuộc loại hệ nước/ dầu (dầu và các chất tan
trong dầu chiếm 80-85%, pha nước khoảng 15-20%), chất nhũ hóa cần có khả năng tan
trong dầu lớn hơn khả năng tan trong nước.
Thông thường các chất nhũ hóa có HLB ở trong khoảng 1-20. Các chất nhũ hóa có
HLB = 3–6 thích hợp cho hệ nhũ tương nước/dầu trong khi đó,các chất có HLB = 8–18
thích hợp cho hệ nhũ tương dầu nước .

Chất nhũ hóa

HLB

Chất nhũ hóa

HLB

Sorbitan monostearate

5,7

Polyoxyethylene (5) Morbitan
Monooleate

10,9

Sorbitan monopalmitate

6,6

Polyoxyethylene (20) sorbitan
monooleate

15,8

Sorbitan monolaurate

6,6

Polyoxyethylene sorbitan
monostearate

14,9

Propyleneglycol
monostearate

4,6

Glycerol lacto-Palmitate

3,7

Glycerol monostearate

3,7

Este của Monoglycerid với acid
succinic

5,3

Diglycerol monostearate

5,5

Sodium Stearoyl 2 Lactylate

21,0

Các chất nhũ hóa:

 Polyglycerol Esters of Fatty acids (PGE):
Acid béo được este hóa với polyglycerine.
Phân tán trong nước và hòa tan trong dầu.
16


Lipophilicity và hydrophilicity của nó có rất nhiều thay đổi phụ thuộc mức độ trùng
hợp và loại acid béo.
HLB của nó khoảng 3-13.
Được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm như là chất nhũ hóa cho các sản phẩm
sữa có chứa axit và các muối và kiểm soát sự kết tinh của các loại mỡ.
 Sucrose Esters of Fatty Acids (Sucrose ester)

Nó là một hợp chất của sucrose và acid béo, trong đó có HLB từ 1 đến 16
Do sự trải rộng HLB, nên có nhiều chức năng khác nhau.
Nó được sử dụng như một kem và chất phân tán cho kem và các bacteriocidal cho
cà phê đóng hộp.
 Monoglyceride:
Thay đổi từ dạng lỏng màu vàng rơm đến nâu, đến dạng sáp có màu từ trắng đến
trắng nhạt. Chất rắn có thể ở dạng bông, bột, hay viên nhỏ. Không tan trong nước,
nhưng có thể là chất hydrat ổn định. Có thể chuyển từ dạng α-mono sang dạng βmono và ngược lại.
Monoglycerides có chỉ số HLB thấp (3- 6) => tính chất ưa dầu hơn ưa nước. Chúng
dễ dàng tan trong dầu và trong nhũ tương nước trong dầu (w/o) để hình thành micelles
ngược.
Ứng dụng:
Bánh mì: Giúp tăng cường khả năng ổn định quá trình lên men của bột.

Monoglyceride + amylose => tăng cường thời gian bảo quản của bánh mì.
Làm cho ruột bánh mì được mềm mại. Giảm sự nổi cục của bánh mì khi chuẩn bị
với bột mì chất lượng thấp.
Bánh ngọt: Làm tăng độ rỗng của bột nhão Làm giảm độ cứng của ruột bánh.
17


 Dạng gel – monoglyceride có thể được làm bền theo nhiều cách: - Nồng độ
chất nhũ hóa - Sự có mặt của các chất α-tending, co-emulsifiers (PGMS,
PGE), chất HĐBM anionic
 Margarines & spreads:
Margarine => nhũ nước trong dầu với hàm lượng chất béo khoảng từ 60-80%.
Monoglyceride đã bão hòa, bền hóa nhũ nước trong dầu
Monoglyceride giúp phân phối triệt để các giọt nước vào trong pha dầu, thu được
các dạng paste mịn và bền vững, cấu trúc tinh thể vững chắc.
 Kem
Monoglyceride => tăng khả năng giải hấp phụ của các protein trong sữa trên bề mặt
tương tác => làm giảm độ bền và độ co giãn giữa các bề mặt => giảm phá nhũ và sự
tích tụ lại của các giọt béo trong quá trình làm lạnh.
Bảng: Các chất hoạt động bề mặt trong sucrose ester
% monoester

% diester

% triester

% tetraester

Giá trị HLB

71

24

5

0

15

61

30

8

1

13

50

36

12

2

11

46

39

13

2

9,5

42

42

14

2

8

33

49

16

2

6

18


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. />C6%B0%E1%BB%9Bc_-_%C6%B0a_b%C3%A9o/
2. />
19