Emulsion

 L’émulsion est une technique culinaire, très utilisée en cuisine moléculaire pour créer de nouvelles textures et de nouveaux goûts.

  De façon plus scientifique, l’émulsion est un liquide dispersé dans un autre liquide. C’est un mélange macroscopiquement homogène mais d’un point de vue microscopique hétérogène de deux solutions non miscibles c’est-à-dire qui ne se mélangent pas habituellement. Les émulsions les plus courantes sont les mélanges eau/huile et huile/eau sur lesquels nous pencherons tout au long de nos explications. Il faut savoir qu’on peut substituer l’eau par du jus de fruits, un fond ou encore des préparations à base de lait. L’émulsion est constituée d’une première phrase continue généralement aqueuse et d’une deuxième phase discontinue généralement huileuse, dispersée dans la première sous forme de petites gouttelettes grâce à l’action d’un émulsifiant. Il existe deux grands types d’émulsion :

  Pour l’eau et l’huile, l’émulsion est dite « directe » lorsqu’on a une phase huileuse dispersée dans une phase aqueuse. C’est le cas de la mayonnaise.

 Au contraire, l’émulsion est dite « inverse » lorsqu’on a une phase aqueuse dispersée dans une phase huileuse. C’est le cas du beurre avec environ 20% de gouttelettes d’eau dispersées dans 80% de corps gras. Cette émulsion est généralement plus grasse au toucher que l’émulsion dite « directe » car le toucher correspond majoritairement à la nature de la phase externe.

Remarque : il ne faut pas confondre émulsion et suspension. Ce dernier étant un solide dispersé dans un liquide et non un liquide dispersé dans un liquide.

Le phénomène chimique d’une émulsion d’huile et d’eau

 De quoi sont composés l’huile et l’eau ?

 Tout d’abord, les molécules d’huile sont formées principalement d’atomes de carbone et d’hydrogène. Ce sont des molécules triglycérides, c’est-à-dire qu’elles sont constituées d’une molécule de glycérol et de trois acides gras.

 Quant à la molécule d’eau, elle est constituée d’un atome oxygène relié à deux atomes d’hydrogène.  Les molécules d’H₂O se lient entre elles grâce à des liaisons hydrogène. La molécule d'eau est dite polaire car elle possède un pôle chargé négativement et l'autre positivement et les barycentres des charges positives et négatives ne coïncident pas.

    Comment obtenir une émulsion d’eau et d’huile ?

  

                 Petite expérience :

         Le but de l’expérience si dessous, est de montrer qu’il est nécessaire d’ajouter un émulsifiant pour obtenir une émulsion.

                                        Etat initial        pendant l’agitation          Etat final

  Nous avons versé de l’eau et de l’huile dans un bécher, puis nous avons mélangé. Dès l’arrêt de l’agitation, les deux phases reviennent à l’état initial spontanément (voir photo ci-dessus). Il n’y a pas eu d’émulsion. Il est donc nécessaire d’ajouter un émulsifiant. 

  On peut alors se demander pourquoi, l’émulsion n’a pas lieu sans additif. C’est parce que l'eau est une molécule polaire, c'est à dire qu'elle a un pôle chargé positivement et l'autre négativement alors que la molécule d'huile est apolaire ; elle ne présente pas de zones positives et négatives en surface. Elle ne peut donc pas se stabiliser avec les molécules d'eau car elle ne peut pas créer de liaisons hydrogènes avec celle-ci.

    Alors quel additif utilisé pour une émulsion? 

Le principal additif utilisé pour les émulsions est la lécithine de soja aussi connu sous le nom d’E322. La lécithine a une action émulsifiante essentiellement grâce à la configuration particulière de sa molécule. Celle-ci est à l’aise, aussi bien dans les milieux aqueux que dans les milieux adipeux. Une partie de la molécule de lécithine est constituée de phosphore et d’azote.

Cette composition lui permet de s’attacher à une molécule d’eau. La lécithine peut ainsi faire la liaison entre le gras et l’eau.

   Petite expérience

Le jaune d’œuf a des propriétés émulsifiantes grâce à la lécithine qu’elle contient. On a donc mélangé une solution hétérogène eau-huile à quelques jaunes d’œuf pour voir l’effet émulsifiant de la lécithine. 

             Etat initial       Ajout de jaunes d’œuf     Après Agitation

Après agitation, on distingue une émulsion d’eau et d’huile (voir photo ci-dessus). La solution obtenue n’est toutefois pas totalement homogène ; l’émulsion reste donc partielle car soit la quantité d’émulsifiant contenu dans le jaune d’œuf n’est pas suffisante ou soit l’agitation n’a pas été assez intense pour avoir une émulsion totale.

En cuisine moléculaire, il est nécessaire d’avoir des produits adaptés notamment dans la quantité de matière des espèces chimiques afin d’obtenir des recettes satisfaisantes. C’est pour cela, que dans le marché, nous pouvons trouver des produits purs et en grosse quantité. C’est le cas de la lécithine de soja que nous nous sommes procurés pour faire nos recettes à venir.

    Comment agit l’émulsifiant ?

Un émulsifiant est un agent tensioactif qui facilite l’émulsion.  Il est composé de molécules tensioactives qui modifient la tension superficielle entre deux surfaces : l'’émulsifiant est composé de  molécules dites   amphiphiles, c'est-à-dire qu'elles présentent deux parties de caractéristiques différentes, l'une lipophile et apolaire, l'autre hydrophile et polaire. Ces molécules vont enrober des gouttelettes d'huile appelées micelles, en mettant à leur contact leur partie lipophile. Puis, elles vont se lier aux molécules d’eau grâce à leur partie hydrophile pour disperser les micelles dans l’eau. On peut parler de « conformation complémentaire » entre l’émulsifiant et les deux phases.