Гідрофільно-ліпофільний баланс

Емульгатори та стабілізатори, їх класифікація, характеристика

Про цінність емульгаторів судять за ступенем дисперсності, який вони здатні надати рідині, яка диспергується, і яку їх мінімальну кількість для цього потрібно, щоб покрити адсорбційним шаром всю поверхню дисперсної фази. Також при оцінці емульгаторів (стабілізаторів) значення має їх доступність, ціна, фармакологічна нешкідливість.
При виготовленні аптечних емульсій, які призначаються внутрішньо (типу О/В), як емульгатор найчастіше використовують гідрофільні речовини з класу ВМС. Більша частина з них є природними речовинами (камеді, слизи, пектин, білки). Використовуються також деякі синтетичні і напівсинтетичні ВМС (твіни, спани). Усі ці емульгатори за особливостями будови можна поділити на три групи: іоногенні емульгатори, неіоногенні, амфоліти.

Ефективність будь-якого емульгатора характеризується спеціальним числом - гідрофільїіо-ліпофільним балансом (ГЛБ). ГЛБ - це співвідношення двох протилежних груп молекули – гідрофільної та гідрофобної (ліпофільної).
Величини ГЛБ різних ПАР обчислюються за спеціальними формулами або є визначені експериментально. Чим більше в молекулі ПАР переважає гідрофільна частина над гідрофобною, тим більше зсунений баланс в сторону гідрофільності і тим більшим є число ГЛБ.
Величини ГЛБ для всіх відомих ПАР створюють шкалу ("шкала Гріффіна") від 1 до 10. Число 10 є наближеною границею між ліпофільними і гідрофільними ПАР. Малорозчинні емульгатори, які утворюють емульсії О/В, характеризуються числами ГЛБ нижче 10. Чим більше число ГЛБ, тим більша схильність до утворення емульсії О/В.
Шкала ГЛБ, яка використовується в основному для вибору емульгатора, має значення і для визначення іншого призначення ПАР. Наприклад, ПАР при значенні ГЛБ = 1-3 повинні бути піногасниками, при 3-6 - емульгаторами В/О, при 7-8 - миючими засобами, при 8-13 - емульгаторами О/В, при 13-15 - детергентами, більше 15 - солюбілізаторами.

Іоногенні емульгатори

Це аніонні чи катіонні ПАР. Аніонні, дисоціюючи у воді, утворюють негативно заряджені іони, катіонні - позитивно заряджені. Типові емульгатори цих груп - мила (аніонні ПАР) та чотиризаміщені амонієві основи (катіонні ПАР).
Для приготування аптечних емульсій особливо часто використовуються камеді. Крім того, використовують пектинові та слизисті речовини. За природою їх відносять до іоноактивних емульгаторів.
Камеді. Адсорбційні плівки, які утворюють камеді на межі розділу фаз характеризуються високою пружністю та міцністю.
Аравійська камедь (Gummi arabicum). Розчиняється у подвійній кількості води повільно, але повністю і утворює густу і липку рідину. Ефективність емульгування залежить від сорту камеді. Кращі сорти утворюють високодисперсні емульсії, що містять до 64 % кульок діаметром 2,5мкм. На 10 частин олії беруть 5 частин камеді.
Абрикосова камедь (Gummi armeniaca). Повноцінний замінник аравійської камеді, бо повністю розчиняється у воді і утворює абсолютно білий порошок. На 10 частин олії беруть 3-4 частини камеді.
Трагакант (Gummi Tragacanthae). Високоефективний емульгатор. На 20 г олії беруть 2 г трагаканту у вигляді тонкого порошку. Використовується рідко через специфічний смак.
Рослинні слизи представляють собою речовини, близькі до полісахаридів. Слизи утворюються в результаті переродження клітин епідермісу (наприклад, у насіння льону), окремих клітин, розкиданих у тканинах рослинного організму, слизових клітин кореню алтею. Набухаючи у воді, слиз утворює в'язкі розчини.
Слиз салепу (Mucilago Salep). Характеризується високою стабілізуючою здатністю. Для емульгування 10 г олії потрібно лише 1 г порошку салепу, попередньо перетвореного в слиз.
Пектинові речовини. Широко розповсюджені у рослинах: в овочах, плодах, листі, насінні і коріннях. Вони входять до складу клітинних стінок. Характерна властивість пектинових речовин - висока желатинуюча здатність. Пектинові речовини - високомолекулярні полімерні речовини, структурною основою яких є частково етерифікована метиловим спиртом полігалактуронова кислота.
Пектин (Pectinum). Використовують у поєднанні з абрикосовою камеддю (1:1) для зниження надто активної желатинуючої здатності. Неіоногепні емульгатори

Неіоногенні ПАР - речовини, молекули яких не дисоціюють. Їх дифільні молекули як полярні групи містять гідроксильні або ефірні групи.
Крохмаль. Його використовують у вигляді клейстеру.
Крохмальний клейстер (Mucilago Amyli). Для емульгування 10 г олії потрібно 5 г крохмалю у вигляді клейстеру. Більшу частину сухої маси крохмалів (97,3-98.9%) складають полісахариди крохмалю, решта - білкові речовини (0,28-1,5 %), клітковина (0,2-0,69 %), зольні речовини (0,30-0,62 %).
Целюлоза і її похідні. Подібно до крохмалю, молекулярні ланцюги целюлози побудовані із залишків глюкози, але відрізняються просторовим розміщенням. авдяки наявності гідроксильних груп целюлоза здатна етерифікуватися, утворюючи похідні, що володіють високою стабілізуючою здатністю.
Метилцелюлоза - це метилові ефіри целюлози різного ступеня етерифікації. Вона розчинна у воді.
Карбоксиметилцелюлоза - це ефір глюкози та гліколевої кислоти; у воді нерозчинна, тому її використовують у вигляді натрієвої солі. Як і метилцелюлозу, для приготування аптечних емульсій використовують 1–2% розчини цих речовин.
Твіни і спани. Синтетичні похідні сорбітану. Використовуються в кількості 5-10 % до об’ємної маси емульсії. Фармакологічно нешкідливі.
Емульгатор Т-2. Диефір ри гліцерину. Воскоподібна, тверда (при 20°С) речовина жовтого або світло-коричневого кольору. Для отримання 100 мл стійкої 10 % емульсії потрібно 1,5 г Т-2.

Амфотерні емульгатори

Цю групу емульгаторів складають продукти білкового походження. Білкові молекули як продукти конденсації амінокислот містять основні групи NН₂ і кислотні СООН. Внаслідок цього вони здатні дисоціювати і як кислоти, і як основи залежно від рН середовища.
Желатоза. Продукт неповного гідролізу желатину з водою у співвідношенні 1:2. При такій обробці желатин втрачає здатність желатинуватися, зберігаючи емульгуючу здатність. Емульсії з желатозою є сприятливим середовищем для розвитку мікроорганізмів, тому швидко псуються, особливо влітку.
Казеїн, казеїнат натрію, сухе молоко. Казеїн утворює високодисперсні емульсії. Одержують з білка молока. Ще використовують сухий молочний порошок у співвідношенні 1:1.

Дата добавления: 2014-01-07