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Che cosa accomuna cibi e preparazioni tanto diversi come il burro, la maionese, la panna, la margarina,  gli yogurt e la vinaigrette? Sono tutte emulsioni. La gastronomia ne è piena. Tutte contengono un grasso e dell’acqua, oltre naturalmente a tante altre molecole. Se il grasso è liquido a temperatura ambiente viene comunemente chiamato olio. Alcune sostanze, come alcol e acqua, si possono miscelare in qualsiasi proporzione. Grassi e acqua invece solitamente non ne vogliono sapere di mescolarsi. Tuttavia sottoponendo la miscela ad una forte agitazione, le goccioline di un ingrediente –la fase dispersa– possono distribuirsi nell’altro ingrediente –la fase continua–. Se sono le goccioline di acqua a disperdersi nel grasso, come ad esempio nel burro o nella margarina, si parla di emulsione di tipo w/o dall’inglese “water in oil”. Viceversa, con le goccioline di olio finemente disperse nella fase acquosa, si parla di emulsione o/w, “oil in water”. È il caso della maionese o della panna. Per poter essere utilizzate in cucina le emulsioni devono essere stabili, evitando quindi che il grasso e l’acqua in breve tempo si separino.

Emulsione o/w stabilizzata da proteine denaturate

Emulsione w/o stabilizzata da proteine denaturate

La formazione di una emulsione viene facilitata dalla presenza di emulsionanti o surfattanti, molecole che possiedono una parte affine all’acqua e una parte affine ai grassi. Il comune detersivo ad esempio contiene emulsionanti. Le sue molecole circondano l’unto delle macchie e ne permettono la dispersione nell’acqua, e quindi la pulitura di vestiti o stoviglie. I detergenti non sono commestibili e non vengono utilizzati in gastronomia, ma esistono molte sostanze che possono fungere da emulsionanti. Le lecitine ad esempio, contenute nel tuorlo d’uovo e in altri alimenti, sono dei buoni emulsionanti, anche se spesso le emulsioni che formano non sono stabili a lungo (nell’industria alimentare le emulsioni devono essere stabili per mesi). Le proteine sono ottime emulsionanti, e molto utilizzate in gastronomia dato che sono commestibili. Srotolandosi durante la denaturazione si possono disporre all’interfaccia tra le due fasi, orientando le zone idrofobiche (che “odiano” l’acqua) verso il grasso, e le zone idrofile (che “amano” l’acqua) verso l’acqua. La maionese è stabilizzata, oltre che dalla presenza delle lecitine dell’uovo, anche dalle varie proteine presenti.

Le caseine del latte, le proteine del siero, dell’albume e quelle della soia sono emulsionanti largamente utilizzati dall’industria alimentare per produrre emulsioni stabili, ad esempio salse e dessert. Anche la gelatina, la comune “colla di pesce” è un buon emulsionante. Le proteine, oltre a separare le goccioline dalla fase continua, stabilizzano l’emulsione formando un film che mantiene separate le goccioline impedendone la coalescenza Anche dei polisaccaridi come amidi o pectine possono essere usati come emulsionanti.

La Vinaigrette

La vinaigrette è un condimento classico per l’insalata e un esempio di emulsione temporanea. Gli ingredienti principali sono l’aceto e l’olio. Se invece dell’aceto si usa il succo di limone abbiamo la citronette. Poco prima di servire si agitano vigorosamente le due fasi, con eventualmente sale, pepe e altri aromi, in un contenitore chiuso in modo da creare una emulsione che viene usata immediatamente per condire l’insalata. Questa emulsione però non è stabile e in pochissimo tempo le due fasi si separano.

Un emulsionante che viene spesso usato nella classica vinaigrette francese è la senape. Le particelle finemente suddivise di senape si depositano sulle goccioline all’interfaccia tra l’olio e l’aceto e stabilizzano, almeno temporaneamente, l’emulsione. Finché la quantità di olio è inferiore a quella dell’aceto, nella vinaigrette le goccioline d’olio si disperdono nell’aceto. Aumentando la quantità d’olio sarà quest’ultimo a diventare la fase continua e accomodare all’interno le goccioline di aceto. Una ricetta standard per questo condimento prevede da due a tre parti di olio per una di aceto. La fase continua grassa permette una buona distribuzione del condimento sulle foglie d’insalata. Se lo gradite potete sostituire l’aceto normale con quello balsamico o un altro aceto aromatico.

Se sostituiamo l’aceto con il succo di limone, in proporzioni variabili, e aggiungiamo un battuto di origano, prezzemolo, aglio e altre erbe aromatiche a piacere otteniamo una emulsione spesso utilizzata nel sud d’Italia per aromatizzare il pesce: il salmoriglio.

Altri cibi, come il gelato o la panna montata, sono emulsioni con l’ulteriore complicazione di un altro ingrediente: l’aria, che gonfia il prodotto finale.

Stabilità delle emulsioni

Le emulsioni, come chiunque abbia provato a fare la maionese in casa sa bene, si “rompono” molto facilmente. Sono strutture molto delicate e la loro stabilità può essere influenzata dal pH, dalla temperatura, dai sali disciolti, dall’agitazione e da molti altri fattori.

Aumentando la temperatura si favorisce la separazione perché i grassi diventano più fluidi. Al contrario, un raffreddamento, ma non un congelamento, può stabilizzare l’emulsione.

Vi sono molti modi in cui una emulsione si può destabilizzare. Ad esempio la fase dispersa può muoversi verso la superficie, come accade ad esempio con il latte appena munto e non omogeneizzato. Le goccioline di grasso “affiorano” e questo era il modo utilizzato una volta per separare la panna.

Oppure le goccioline possono unirsi tra loro e ingrandirsi pian piano, tramite un effetto di coalescenza

Tralascio di raccontarvi tutti gli altri modi in cui una emulsione si può “rovinare”

Gli ingredienti

Gli ingredienti di una emulsione sono quattro: acqua, olio, un emulsionante e energia (solitamente energia meccanica).

Quanto olio è possibile emulsionare in una certa quantità di acqua? Una teoria semplificata assume che le goccioline di olio siano tutte grandi uguali e perfettamente sferiche. Se le sfere si impaccano nella maniera più densa possibile, dove una sfera ne tocca altre dodici, il volume totale delle sfere occupa circa il 74 per cento del volume totale. Questa è la percentuale tipica dell’olio in una maionese. Tuttavia le sferette nella realtà non sono tutte uguali e non sono rigide, ed è possibile arrivare anche a percentuali di olio vicine al 90 per cento. L’emulsione però in questo caso è estremamente instabile.

Le goccioline hanno un diametro dell’ordine del micrometro (un millesimo di millimetro). Le dimensioni sono tali da diffondere bene la luce, ecco perché molte emulsioni sono opache e biancastre, anche partendo da liquidi perfettamente trasparenti. Anche la viscosità aumenta notevolmente, rispetto a quella dei liquidi puri, a causa dell’interazione e la frizione tra le varie goccioline.

Questa era la teoria. per la pratica ci risentiamo fra un po’

Bibliografia

Showing Emulsion Properties with Common Dairy Foods
Carlos Bravo-Diaz and Elisa Gonzalez-Romero
J. Chem. Educ., 1996, 73 (9), p 844

The chemical physics of food
J. N. Coupland
Chapter 1: Emulsions

Food Emulsions: Principles, Practice, and Techniques
D.J. McClements
CRC Press

Dario Bressanini