L'émulsion : dispersion de deux liquides non miscibles

 

 

    On appele émulsion une dispersion de deux liquides non miscibles c'est-à-dire que le liquide obtenu est homogène. Le liquide qui est dispersé ,appelé phase discontinue, prend la forme de gouttelettez dans l'autre liquide qui se nomme phase continue. Souvent une des phases est aqueuse alors que l'autre est huileuse. L'émulsion est une pratique très courante dans la cuisne traditionnel notamment celle de l'eau dans l'huile mais aussi en cuisine moléculaire.

 

 L' émulsion de l' eau dans l'huile :

 

Les molécules d'eau (H2O) sont composées de deux atomes hydrogène H et d'un atome d'oxygène O. Les molécules d'huile, sont essentiellement formées d'atomes de carbone C et d'hydrogène H. Elles possédent un côté hydrophile et un côté hydrophobe. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le côté hydrophile va être attiré par l'eau alors que le coté hydrophobe va être attiré par l'huile. L'eau est l'huile vont donc se repousser et créer deux phases séparées.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De plus les deux molécules ne peuvent pas se mélanger car l'eau est polaire c'est-à-dire que le pôle négatif et le pôle positif ne sont pas situés au même endroit. La molécule d'huile est quant à elle apolaire. Elle ne posséde pas de pôles négatif et positif.  Il lui est donc impossible de se stabiliser avec les molécules d'eau car elle ne peut pas former de liaisons hydrogènes avec celle-ci. Pour que les deux molécules se mélangent et se stabilisent il faut utilisé un additif. Ces additifs sont composés de molécules tensio-actives ( lecthine de soja, gelatine ... ). Elles possédent une "tête" à base d'atome d'oxygène O qui correspond à la partie hydrophile (qui a des affinités avec l'eau ) et une "queue" à base de carbone C et d'hydrogène H qui correpond à la partie lipophyle( qui a des affinités avec les matières grasses) . Ainsi la partie hydrophobe va se positionner à l’interface eau/air, afin d'éviter au maximun le contact avec l'eau.  Lorsque l ’interface est saturée, les tensioactifs en excés se retrouvent piègés dans la solution et se regoupent pour limiter le contact des molécules d’eau avce leurs parties hydrophiles . Ainsi il y a plusieurs  assemblages possibles qui diffèrent selon le tensioactif utilisé. Il y aura formation de micelles : les tensioactifs vont mettre leurs parties lipophiles en contact  avec les gouttelettes d'huile et leurs parties hydrophiles vont se liés avec les molécules d'H2O.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L'émulsification :

 

    L'émulsification consiste à incorporer des bulles d’air de gaz (azote, gaz carbonique, air) dans un mélange liquide composé d’eau et de protéines et ainsi crée une mousse. Celle-ci peut-être dû à l'amas de bulles constitués à la surface d'un liquide sous pression ( coca-cola, bière) ou qui est  fermenté.

 

Un exemple pour expliquer la formation d'une mousse : La formation des blancs en neige

 

    Le cas le plus important est les blancs en neige. Pour incorporer les bulles d'air dans la solution liquide, il faut un apport extérieur d’énergie ici on bat les oeufs pour former la mousse. Cette étape est appelé le foisonnement. Plus le temps de fouettage est important plus les bulles seront petites et dispersées et ainsi la mouse sera plus stable.  Or comme pour une émulsion il faut utiliser des tensioactifs ( molécules ayant une partie hydrophobe et une partie hydrophile) pour que le phénomène soit plus stable : ils vont retenir les bulles d'air mais il doivent être nombreux car s'ils ne forment pas un film entier autour de la bulle, celle-ci va sûrement éclater. Ainsi les blancs d'oeuf peuvent devenir une mousse car ils sont constitué à 90 % d'eau mais aussi à 10 % de protéines comme l'ovalbumine qui est une molécule trensioactive. Cette protéine se présente sous forme de "pelote". En fouettant les blancs d'oeuf,  les bulles d'air pénetrent dans la solution et l' ovalbumine va se "dérouler" pour s'accrochent les unes aux autres. ( le foissonement ) La partie hydrophile va s'associer avec les molécule d'eau et vont former un film autour des bulles d'air. La partie hydrophyle est tournée vers la bulle d'air.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Par conséquent, les bulles d’air sont emprisonnées : ce film est comme une "barrière" entre les molécules d'eau et les bulles d'air. Il est appellé "micelle". Ainsi la mousse est obtenue. Hélas, la mousse est instable et peut revenir à sa forme d'origine avec le temps.  

 

Voici notre démonstration des blancs en neige : (voir video numero 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EXPERIENCE COCA-COLA ET LIQUIDE VAISSELLE

 

    Pour observer ce phénoneme nous avons réaliser une expérience simple : nous avons d'abord secouer du Coca-Cola, de nombreuses bulles sont apparus à la surface car comme pour tous les sodas, le Coca- Cola  est riche en dioxyde de carbone dissout, sous forte pression. Lorsque l'on secoue, des bulles du gaz (dioxyde de carbone ) vont être en suspension dans le liquide. Mais lorsque l'on ouvre la bouteille la presion va baisser ce qui va provoque la dilation des bulles et propulser ces bulles. Mais celle-ci vont rapidement disparaître. Ainsi pour quelles restent plus longtemp, il suffit d'utiliser un tensioactif ce qui nous prouvera son effet lors de la stabilisation de la mousse. Donc il y existe beaucoup de tensioactifs, pour cette experience nous avons utilisé du liquide vaisselle qui en posséde (5% à 15 % d' agents de surface anioniques,et d' agents de surface amphotères, et moins de 5% d'agents de surface non ionique ) .

 

Les mousses solides :

 

Elles resemblent beaucoups aux mousses liquides mais au lieu que les bulles de gaz soient dispersés dans un liquide, elle le sont dans un solide. Le pain et la meringue sont des exemples de mousses solides. Le liquide va êre remplacé par un solide lors de la cuisson, les bulles d'air vont donc être prit au piège dans un solide.

 

 

Les principaux additifs de l'émulsification  : 

 

 

Lécithine de soja :( code européen E322)

 

formule brute : (C40H80ON8P)n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La lécithine de soja est , émulsifiant extrait des graines de soja, est utilisée en cuisine moléculaire pour réaliser toutes sortes d'émulsions liquides ou de mousses aériennes tièdes ou glacées. La lécithine est un lipide présent dans les membranes des cellules de tout être vivant( l’humain inclus) et qui permet leur maintien et leur réparation. Aujourd’hui, le mot lécithine est un terme générique employé pour désigner l’ensemble de la classe des phospholipides : des composés solubles à la fois dans l’eau et dans les matières grasses.  Cette propriété de la lécithine est souvent mise à profit, car elle favorise l’émulsion, c’est-à-dire le mélange de deux substances qui autrement ne se mélangeraient pas comme l'eau et l'air ou l'eau et l'huile. Ces mousses créées à partir de jus ou de liquide aromatisé sont surnommées « air » ou « vent ». Pour les rendre solides, elles peuvent être congelées.