Emulsión

A. Dos líquidos inmiscibles, fase I y fase II, no emulsificados;

B. Emulsión de fase II disperso en la fase I; C. La emulsión inestable se separa progresivamente; D. Las posiciones surfactantes (borde púrpura) en las interfaces entre la fase I y la fase

II; estabilizan la emulsión

Una emulsión es una mezcla de líquidos inmiscibles de manera más o menos

homogénea. Un líquido (la fase dispersa) es dispersado en otro (la fase continua o

fase dispersante). Muchas emulsiones son de aceite/agua, con grasas alimenticias

como uno de los tipos más comunes de aceites encontrados en la vida diaria.

Ejemplos de emulsiones incluyen la mantequilla y la margarina, la leche y crema, el

expreso, la mayonesa, el lado fotosensitivo de la película fotográfica, el magma y el

aceite de corte usado en metalurgia. En el caso de la mantequilla y la margarina, la

grasa rodea las gotitas de agua (en una emulsión de agua en aceite); en la leche y la

crema el agua rodea las gotitas de grasa (en una emulsión de aceite en agua). En

ciertos tipos de magma, glóbulos de ferroníquel líquido pueden estar dispersos dentro

de una fase continua de silicato líquido. El proceso en el que se preparan las

emulsiones se llama emulsificación.

Las emulsiones son parte de una clase más genérica de sistemas de dos fases de

materia llamada coloides. A pesar que el término coloide y emulsión son usados a

veces de manera intercambiable, las emulsiones tienden a implicar que tanto la fase

dispersa como la continua son líquidos.

Existen tres tipos de emulsiones inestables: la floculación, en donde las partículas

forman masa; la cremación, en donde las partículas se concentran en la superficie (o

en el fondo, dependiendo de la densidad relativa de las dos fases) de la mezcla

mientras permanecen separados; y la coalescencia en donde las partículas se funden

y forman una capa de líquido.

Cuando una emulsión se torna en una emulsión de agua en aceite o en una emulsión

de aceite en agua depende de la fracción del volumen de ambas fases y del tipo de

emulsificador. Generalmente, la regla de Bancroft se aplica: los emulsificadores y las

partículas emulsificantes tienden a fomentar la dispersión de la fase en el que ellos no

se disuelven muy bien; por ejemplo, las proteínas se disuelven mejor en agua que en

aceite así que tienden a formar emulsiones de aceite en agua (es por eso que ellos

fomentan la dispersión de gotitas de aceite a través de una fase continua de agua).

El color básico de las emulsiones es el blanco. Si la emulsión es diluida, el efecto

Tyndall esparce la luz y distorsiona el color a azul; si es concentrado, el color se

distorsiona hacia el amarillo. Este fenómeno se puede ver fácilmente al comparar la

leche descremada (sin o con poca grasa) con la crema (con altas concentraciones de

grasa láctea). Las microemulsiones y nanoemulsiones tienden a ser claros debido al

pequeño tamaño de la fase dispersa.

Emulsionante

Artículo principal: Emulsionante

Un emulsionante (también llamado emulgente) es una sustancia que estabiliza una

emulsión, frecuentemente un surfactante. Ejemplos de alimentos emulsionantes están

la yema de huevo (en donde el principal químico emulsionante es la lecitina), la miel y

la mostaza, en donde una variedad de químicos en el mucílago alrededor de la vaina

de la semilla actúan como emulsionante; las proteínas y emulsionantes de bajo peso

molecular son los más comunes. En algunos casos, las partículas pueden estabilizar

emulsiones a través de un mecanismo llamado estabilización Pickering. Tanto la

mayonesa como la salsa holandesa son emulsiones de aceite en agua que son

estabilizados con la lecitina de la yema de huevo. Los detergentes son otra clase de

surfactante, y pueden interactuarse químicamente tanto con el aceite como el agua,

así estabilizando la interfaz entre las gotitas de aceite o agua en suspensión. Este

principio es explotado en el jabón al remover la grasa con el propósito de limpieza.

Una gran variedad de emulsionantes son usados en la farmacia para preparar

emulsiones tales como cremas y lociones. Entre los ejemplos más comunes están la

cera emulsificadora, el alcohol cetearil, el polisorbato 20 y el ceteareto 20.1 Llamado

también emulsificación.

Algunas veces la fase interna misma puede actuar como un emulsionante, y el

resultado es una nanoemulsión – el estado interno se dispersa en gotitas de tamaño

nanométrico dentro de la fase externa. Un ejemplo conocido de este fenómeno ocurre

cuando el agua se vierte en una bebida de alto contenido alcohólico basado en anís,

como el ouzo, el pastis o el rakı. Los componentes anisólicos, que son solubles en

etanol, forman gotitas de tamaño nanométrico y emulgen dentro del agua. El color de

esta bebida diluida es opaco y lechoso.

En medicina

Ampolla de 20 mL de emulsión de propofol al 1 %, usado en una inyección

intravenosa. Los fabricantes emulsionan el lípido soluble de propofol en una mezcla de

agua, aceite de soya y lecitina de yema de huevo.

En la medicina,2 las emulsiones microscópicas son usadas para distribuir vacunas y

matar microbios. Típicamente, las emulsiones usadas en estas técnicas son las

nanoemulsiones de aceite de soya, con partículas de 400 a 600 nanómetros de

diámetro.3 El proceso no es químico, como otros tipos de tratamientos antipatógenos,

pero es físico. Las gotitas son pequeñas y tienen una gran tensión superficial por lo

tanto la fuerza de unión con otros lípidos es mayor. El aceite es emulsionado con

detergentes para estabilizar la emulsión (las gotitas no pueden unirse unas con otras),

así que se encuentran con otra clase de lípidos con una membrana bacteriana o con

un alguna capa de virus, forzando a los lípidos a unirse unos con los otros. En una

escala de masa, desintegra efectivamente la membrana y mata al patógeno.

Cabe destacar que la emulsión de aceite de soya no causa daños a las células

normales de humanos ni a las células de la mayoría de los organismos superiores. Las

excepciones son los espermatozoides y las células sanguíneas, que son vulnerables a

las nanoemulsiones debido a sus estructuras de las membranas. Por esta razón, las

nanoemulsiones de este tipo no son usados en intravenosas.

La aplicación más efectiva de este tipo de nanoemulsión es para la desinfección de

superficies. Algunos tipos de nanoemulsiones se han mostrado efectivos en la

destrucción del HIV-1 y varios patógenos de la tuberculosis, por ejemplo, en

superficies no porosas.

Fitosanitarios

Químicamente en una emulsión hablamos de una "fase dispersa" y otra "fase

dispersante", por ejemplo, en casa podemos dispersar aceite de cocina en el agua del

grifo y obtenemos una emulsión, la fase dispersa sería el aceite y el agua la

dispersante. También podemos encontrar emulsiones en las que el agua actué de fase

dispersa. Las emulsiones son inestables y las dos fases, dispersa y dispersante,

tienden a separarse. Para evitarlo en la formulación de este tipo de productos

fitosanitarios, es frecuente, el uso de uno o varios emulsionantes, que dan estabilidad

a la mezcla evitando la separación de las fases. La acción de estos emulsionantes

puede verse alterada por el tipo de agua usada, sobre todo si usamos aguas duras.

EW significa emulsión de aceite en agua y EC concentrado emulsionable.4