Il misterioso mondo dei colloidi e delle emulsioni
Avete mai provato a mescolare olio ed acqua? Scommetto di sì, tutti ci abbiamo provato almeno una volta nella vita! Come ben sapete, per quanto energicamente possiate mescolare, non c’è maniera di ottenere una soluzione: rimangono inevitalmente separati in due fasi.
L’olio è un grasso puro e, dunque, idrofobico, il che vale a dire che repelle l’acqua e le sostanze acquose in genere. Solo i composti idrofilici, cioè affini all’acqua, possono essere solubilizzate in tale solvente. A meno che…
C’è un modo per mescolare acqua ed olio e scommetto che lo conoscete. Aggiungete del sapone al vostro sistema olio/acqua e mescolate. Quello che avete ottenuto è una miscela lattiginosa (che non è una soluzione, badate bene!), stabile, che in gergo scientifico prende il nome di emulsione.
Prima di parlare delle emulsioni, devo fare un passo indietro ed introdurre il mondo dei colloidi. Cos’è un colloide? Semplicemente, un sistema dove due fasi (es. liquido-gas, liquid-solido) coesistono. Nella vita di tutti i giorni, siamo circondati da colloidi, in particolare, in cucina. Latte, burro, marshmallows, panna montata sono tutti esempi di sistemi colloidali.
Nella figura sopra, è rappresentata una schiuma, un tipo di colloide molto comune, in cui bollicine di gas sono disperse in un liquido.
Le emulsioni sono un tipo particolare di colloide, in cui due fasi liquide (olio ed acqua) coesistono e una è dispersa nell’altra. L’agente disperdente viene chiamato emulsionante o tensioattivo (il sapone, nell’esempio di prima). Questo è un composto con dei gruppi sia idrofobici (=affini ai grassi) che idrofilici (=affini all’acqua). Ci sono moltissimi composti che agiscono come emulsionanti, ma i più comuni in cucina sono sicuramente le proteine e i fosfolipidi (es. la lecitina). Qui sotto, la rappresentazione di un fosfolipide con la testa polare e le code apolari:
Un emulsionante fa praticamente da “ponte” tra il grasso e l’acqua, la parte apolare prende contatto col grasso, mentre quella polare con la fase acquosa:
Troviamo due tipi di emulsioni:
· Olio in acqua (O/W): la fase grassa è dispersa in quella acquosa (es. la maionese, yes!)
· Acqua in olio (W/O): la fase acquosa è dispersa in quella grassa (es. il burro)
Ci sono anche emulsion un po’ più complesse (W/O/W or O/W/O), ma non voglio addentrarmi in troppi dettagli.
Una caratteristica importante delle emulsioni, che le distingue dalle sospensioni, è la loro stabilità. Un’ emulsione DEVE essere stabile. Se non lo è, vuol dire che avete toppato qualcosa…avete sbagliato dosi o procedura o…entrambe le cose ;)
Perchè un’emulsione si rompe?
Arriviamo alle note dolenti: state preparando un’emulsione (per es. una maionese) e pensate di aver fatto tutto correttamente. Nonostante ciò, la vostra maionese “impazzisce”, ovvero osservate la formazione di grumi e la separazione delle fasi. S@1!!t!!!!! No, non è a causa del tempo, nemmeno perchè siete tristi (come mia nonna amava predicare :D), neanche perchè c’è la luna piena, no! Avete semplicemente commesso un errore, magari non avete usato il metodo giusto.
Vi elenco qui le principali cause di rottura di un’emulsione:
· L’emulsionante non era in quantità sufficiente o aveva uno scarso potere emulsionante (non tutti gli emulsionanti si comportano allo stesso modo)
· L’agitazione non era sufficiente (i sistemi colloidali non si formano spontaneamente, richiedono energia)
· Il pH e la temperatura sbagliata possono compromettere l’emulsione
Sia chiaro che questa lista non è esaustiva. Ci sono altri fattori che possono portare alla rottura di un’emulsione (per es. la concentrazione salina), ma ho riportato i fattori che maggiormente influenzano le emulsioni che prepariamo nelle nostre cucine: creme, maionese, fonduta e via dicendo.
Detto questo, si capisce che le emulsioni sono piuttosto delicate e la loro preparazione richiede esperienza ed accuratezza. Fortunatemente, la tecnologia ci viene incontro e oggi possiamo beneficiare di robot da cucina con velocità di mescolamento tali da risolvere almeno uno dei nostri problemi (vedi punto due).
Nei prossimi posts, vedremo come districarci con le emulsioni più comuni che prepariamo nelle nostre cucine.
Fonti:
L. Stryer, Biochemistry, 284-287, Freeman and Company
D. J. Shaw, Introduction to colloids and surface chemistry, 262-270, Butterworth Heinemann