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Emulsão

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Emulsão
Sequência de dois líquidos separados, dispersão de gotículas, separação e estabilização por tensoativo
Emulsão
A. Dois líquidos imiscíveis. B. Gotículas da fase II dispersas na fase I. C. As fases voltam a separar-se numa emulsão instável. D. Um tensoativo ocupa a interface e retarda a separação.[1]
Tipo Coloide de líquido em líquido
Fases Dispersa e contínua
Exemplos Leite, maionese, manteiga e cremes

Uma emulsão é uma mistura em que gotículas de um líquido ficam dispersas em outro líquido com o qual ele normalmente não se mistura. O líquido em gotículas é a fase dispersa; o que o rodeia é a fase contínua. Leite, maionese, manteiga e muitos cremes são exemplos familiares. Emulsões pertencem à família dos coloides, mas o nome é usado especificamente quando as duas fases são líquidas.[1][2]

Água e óleo podem formar uma emulsão de óleo em água, indicada por O/A, ou de água em óleo, A/O. Existem ainda emulsões múltiplas, como água em óleo em água e óleo em água em óleo. A distribuição de gotículas pode mudar com o tempo: uma emulsão aparentemente uniforme pode separar-se quando elas sobem, descem ou se juntam. Um emulsificante dificulta essa separação, embora não transforme necessariamente a mistura num sistema estável em termos termodinâmicos.[3][4][5]

Nome e estrutura

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O termo chegou ao português pelo francês émulsion, que remonta ao latim emulsio, relacionado com emulgere, "ordenhar". O leite contém gotículas de gordura dispersas em água e micelas de caseína, o que ajuda a explicar a associação antiga entre a palavra e esse alimento.[6][7]

A separação entre as fases forma uma interface. Uma emulsão não tem uma estrutura interna imóvel: as gotículas se deslocam, colidem e podem mudar de tamanho. Sua aparência costuma ser turva porque muitas interfaces espalham a luz. Se o espalhamento abrange aproximadamente todas as cores visíveis, a mistura parece branca; em algumas dispersões diluídas, a luz espalhada pode parecer azulada, fenômeno relacionado ao efeito Tyndall.[8][9]

Gotículas muito pequenas podem dar aspecto translúcido à mistura. Microemulsões e nanoemulsões podem parecer semelhantes, mas não são a mesma coisa: as primeiras podem formar-se espontaneamente em certas composições de água, óleo e tensoativos, enquanto as segundas costumam exigir energia de preparo e são estabilizadas cineticamente. A faixa de tamanho atribuída a uma nanoemulsão varia entre publicações; valores da ordem de 100 nm são comuns. A transparência não tem um limite universal de diâmetro, pois depende também da concentração e dos índices de refração das fases.[10][11][12]

Emulsão também é empregado noutras áreas com sentido próprio. Na fotografia, a emulsão fotográfica contém partículas de haletos de prata dispersas numa matriz de gelatina; emulsões nucleares semelhantes permitem detectar partículas de alta energia. Nesses usos, a designação tradicional não exige que as duas fases sejam líquidos.[1]

Estabilidade

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Misturar dois líquidos imiscíveis por agitação, homogeneização ou ultrassom fornece a energia necessária para criar muitas gotículas. A área total entre as fases cresce nesse processo. Com o tempo, grande parte das emulsões comuns tende a separar-se novamente. Microemulsões são uma exceção: em certas composições, podem ser termodinamicamente estáveis; nanoemulsões podem persistir por sua estabilidade cinética.[10][13][14][15]

Formas de separação

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A estabilidade física diminui por processos diferentes, que podem ocorrer ao mesmo tempo:[16][17]

  • Floculação: gotículas se aproximam e formam grupos, mas continuam separadas por suas interfaces. Em condições controladas, isso também pode ser usado para ajustar o escoamento da emulsão.[18]
  • Coalescência: duas ou mais gotículas se fundem, aumentando o tamanho médio da fase dispersa.
  • Cremação: gotículas menos densas que a fase contínua sobem. Isso pode ocorrer em bebidas lácteas ou vegetais sem que cada gotícula aumente de tamanho.[19]
  • Sedimentação: gotículas mais densas descem. A diferença entre as densidades e o tamanho das gotículas afetam o movimento, que pode ser tratado pela lei de Stokes.
  • Maturação de Ostwald: material passa de gotículas menores para maiores por diferenças de pressão e solubilidade.

Tensoativos podem reduzir a tensão interfacial e criar uma barreira contra a reunião das gotículas. Repulsão elétrica, resistência do filme interfacial, viscosidade mais alta do meio e gotículas menores também podem retardar a separação. O potencial zeta é uma das medidas usadas para examinar a repulsão entre partículas ou gotículas. Esses fatores não garantem estabilidade em qualquer formulação: volume das fases, temperatura e composição continuam a importar.[2][17][20]

A fase em que um emulsificante se dissolve melhor tende a tornar-se contínua, uma generalização conhecida como regra de Bancroft. Os volumes relativos das fases também influem no resultado. Sabões de metais alcalinos tendem a favorecer emulsões O/A, enquanto certos sabões de metais pesados podem favorecer A/O. O efeito depende da composição completa, e não apenas da família do sabão.[21][22]

Como se acompanha a estabilidade

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Medidas de espalhamento da luz, tamanho de gotículas, reologia, centrifugação e reflexão por feixe focalizado mostram mudanças ao longo do armazenamento. Um ensaio acelerado pode elevar a temperatura ou submeter a amostra a ciclos térmicos e centrifugação; o resultado precisa ser interpretado à luz das condições normais de uso, porque o teste pode desencadear processos que não ocorreriam da mesma maneira no produto armazenado.[23][24][25]

Emulsificantes e preparo

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Um emulsificante aumenta a resistência de uma emulsão à separação. Muitos são tensoativos: moléculas com uma parte que interage melhor com água e outra que interage melhor com óleo. Elas se acumulam na interface e podem diminuir a tensão entre os líquidos. Um emulsificante mais solúvel em água geralmente favorece emulsões O/A; um mais solúvel em óleo pode favorecer A/O.[26][2]

Na alimentação, a lecitina da gema de ovo, a lecitina de soja, proteínas como a caseína, mono e diglicerídeos, estearoil-lactilato de sódio e DATEM podem exercer essa função. Componentes da mostarda e algumas partículas sólidas finas também ajudam a estabilizar emulsões; quando são partículas que ocupam a interface, fala-se em emulsão de Pickering. Em queijo processado, fosfatos podem libertar a caseína ligada ao cálcio, permitindo que ela participe da emulsificação. Puré de maçã é usado em certas receitas como substituto culinário de ovo ou gordura, embora não seja quimicamente equivalente a ambos.[26][27]

O tipo de emulsificante também muda a organização das gotículas durante a digestão e sua exposição às lipases. Um estudo em seres humanos examinou como o desenho da interface de uma emulsão lipídica alterava a digestão e a resposta de hormônios ligados à saciedade.[28]

Detergentes e sabões também são tensoativos: interagem com água e gordura e facilitam a remoção desta em processos de limpeza. Formulações farmacêuticas e cosméticas usam ainda cera emulsificante, polissorbato 20 e ceteareth-20.[29][30]

Uma mistura pode ficar turva mesmo sem um emulsificante adicionado. Ao juntar água a uma bebida alcoólica com compostos de anis, como ouzo, pastis, absinto, arak ou raki, esses compostos deixam de permanecer dissolvidos e formam gotículas muito pequenas. A bebida adquire aspecto branco leitoso; o fenômeno é conhecido como efeito ouzo.[11]

Mecanismos de estabilização

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Reduzir a tensão interfacial facilita a criação de gotículas. Uma película em torno delas pode impedir a coalescência por repulsão elétrica ou por uma barreira mecânica. Aumentar a viscosidade da fase contínua, por exemplo com goma arábica, tragacanto, polietilenoglicol, glicerina ou carboximetilcelulose, pode diminuir a velocidade com que as gotículas se encontram ou se deslocam. Essas vias podem atuar juntas numa mesma formulação.[8][2]

Usos

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Alimentos

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Óleo, ovo, limão e sal dispostos para fazer maionese
Na maionese, o óleo é disperso numa fase aquosa e componentes da gema ajudam a manter as gotículas separadas.[26]

Maionese e molho holandês são emulsões O/A estabilizadas pela gema ou por outros emulsificantes. O leite homogeneizado contém gotículas de gordura dispersas na fase aquosa, e suas proteínas participam da estabilidade. Um vinagrete feito apenas com óleo e vinagre separa-se depressa se não for agitada. Na manteiga e em certas margarinas, a água forma a fase dispersa dentro da gordura. Produtos chamados emulsões de carne podem conter sólidos de carne em líquido e, por isso, não são necessariamente emulsões de dois líquidos no sentido estrito.[26][1]

Saúde e formulações farmacêuticas

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Emulsões são usadas em cremes, loções, pomadas, linimentos, pastas e outras formas farmacêuticas. A fase contínua, os demais componentes e a via de administração variam conforme o produto. Há formulações de aplicação cutânea, ocular, retal ou vaginal, bem como preparações orais e algumas injetáveis.[30][31]

Algumas pesquisas investigam emulsões e microemulsões para transportar fármacos pouco solúveis por via oral, melhorar a distribuição de ingredientes em cremes e prolongar a permanência de medicamentos na superfície ocular. Formulações para administração nasal e pulmonar também são estudadas. Essas possibilidades não significam que qualquer emulsão aumente a absorção ou a eficácia de qualquer medicamento; cada produto requer testes próprios.[32][33][34][35]

Emulsões lipídicas podem transportar substâncias em preparações parenterais e são usadas na nutrição por essa via; o propofol é um exemplo de medicamento formulado numa emulsão. Outras formulações buscam mascarar sabores desagradáveis ou combinar ingredientes em cosméticos com finalidade farmacêutica. São aplicações distintas, sujeitas a requisitos de composição, esterilidade e estabilidade.[30][31][35] Em vacinas, certas emulsões óleo em água são adjuvantes que aumentam a resposta ao antígeno. A Organização Mundial da Saúde lista formulações como MF59 e AS03 entre os exemplos estudados ou usados.[36]

Uma linha de pesquisa relatada pela Universidade de Michigan examinou nanoemulsões de óleo de soja como adjuvantes e agentes antimicrobianos em superfícies. Os relatos iniciais citavam gotículas de 400 a 600 nm e investigavam sua interação com membranas de microrganismos; isso não demonstra, por si só, eficácia clínica, segurança intravenosa ou ação universal contra vírus e bactérias.[37][38]

Combate a incêndios

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Em derramamentos pequenos e pouco profundos de líquidos inflamáveis, agentes emulsificantes podem dispersar o combustível numa fase aquosa e diminuir a libertação de vapores inflamáveis. Um jacto sob pressão pode criar a emulsão no local. A técnica exige contacto com o volume do combustível e não substitui automaticamente os métodos de cobertura da superfície usados em incêndios maiores.[39]

Síntese química

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Na polimerização em emulsão, os reagentes são dispersos num meio líquido para produzir polímeros. O processo permite controlar a formação e a coagulação das partículas. Os produtos incluem dispersões usadas em tintas e colas e certos látex sintéticos.[25]

Ver também

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  • Coloide, classe de dispersões a que pertencem as emulsões
  • Tensoativo, substância que pode estabilizar a interface
  • Homogeneização, processo que reduz o tamanho das gotículas
  • Microemulsão, sistema com comportamento termodinâmico próprio
  • Reologia, estudo do escoamento de emulsões
  • Turbidez, propriedade óptica de muitas emulsões

Referências

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  2. 1 2 3 4 «Estabilidade de emulsões: um estudo de caso envolvendo emulsionantes aniônico, catiônico e não-iônico». Polímeros. Cópia arquivada em 14 de outubro de 2026
  3. ↑ Khan, A. Y.; Talegaonkar, S.; Iqbal, Z.; Ahmed, F. J.; Khar, R. K. (2006). «Multiple emulsions: An overview». Current Drug Delivery (em inglês). 3 (4): 429–443. PMID 17076645. doi:10.2174/156720106778559056
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  11. 1 2 Gupta, Ankur; Eral, H. Burak; Hatton, T. Alan; Doyle, Patrick S. (2016). «Nanoemulsions: formation, properties and applications». Soft Matter (em inglês). 12 (11): 2826–2841. doi:10.1039/C5SM02958A
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  14. ↑ Kentish, S.; Wooster, T. J.; Ashokkumar, M.; Balachandran, S.; Mawson, R.; Simons, L. (2008). «The use of ultrasonics for nanoemulsion preparation». Innovative Food Science & Emerging Technologies (em inglês). 9 (2): 170–175. doi:10.1016/j.ifset.2007.07.005
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Leitura adicional

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Ligações externas

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