Однако, придавая энергию смеси (например, путем взбивания), масло можно распределить в воде каплями с размерами, обусловленными энергией смешивания. Такие системы называются эмульсиями, от латинского слова «emulgere», что означает «надаивать молоко» (молоко и есть эмульсия).
Существуют два основных типа эмульсии, которые можно получить в зависимости от характера дисперсной и целостной форм веществ. Наиболее распространены те виды эмульсий, в которых капли жира в меньшей пропорции пребывают в более обильной водной среде. К таким типам естественных эмульсий относятся молоко и сливки. Другого рода эмульсии те, в которых капли воды рассеиваются в масле.
Кулинарное применение эмульсий
Часто при приготовлении соусов жир (растительное или топленое масло) смешивают с жидкостью (например, лимонным соком, с бульоном или с уксусом). Так как содержание воды в подобных соусах, как правило, более высокое, чем содержание жира, эти эмульсии обычно содержат жировые капли, взвешенные в воде.
Как повысить устойчивость эмульсии?
Эмульсии непостоянны, но их «жизненный срок» можно увеличить разными средствами.
Если энергично выполнять процесс дисперсии масла в воде (взбалтыванием или взбиванием), размер жировых капель в эмульсии снизится. Но с течением времени жировые капли объединятся (буквально, слипнутся) и медленно поднимутся вверх (из-за своей низкой плотности), вызывая расслоение эмульсии.
Чтобы приготовить эмульсию, способную надолго оставаться однородной, нужно, чтобы в смеси присутствовали поверхностно-активные молекулы.
Такие молекулы состоят из гидрофобных (не растворяющихся в воде) и гидрофильных (влаголюбивых) частей. В эмульсии они, как правило, располагаются так, что их гидрофобные части погружены в капельки масла или окружают капельки масла, а их гидрофильные части контактируют с водой.
Многие продукты содержат поверхностно-активные молекулы. Существуют два основных вида молекул, которые активны и могут выступать в качестве стабилизаторов эмульсий.
Денатурированные белки
Белки, напомним, бывают двух основных видов. Некоторые из них глобулярные, другие нитевидные. Оба эти вида – цепи, структурными единицами которых являются аминокислоты. Одни из этих аминокислот являются гидрофильными, другие гидрофобными. Денатурированные белки могут выступать в качестве эмульгаторов: если белок денатурирован путем нагревания, действием кислоты или механическим воздействием, то он разворачивается. В развернутом виде он раскрывает гидрофильные и гидрофобные группы, которые позволят ему быть стабилизатором эмульсии. Примером белка такого типа, используемого для стабилизации эмульсии в бытовых условиях, является желатин, его и применяют для стабилизации ряда соусов, а наиболее часто стабилизируют им соусы для жареного мяса.
Фосфолипиды
Фосфолипиды – это молекулы, похожие на молекулы жиров триглицерида (глицирина), за исключением того, что одна из гидрофобных жирных кислот заменяется заряженной фосфатной группой, придавая молекулам гидрофильный характер.
Молекулы фосфолипидов по структуре подобны мембранам; именно эти фосфолипидные мембраны стабилизируют жировые капли в молоке и сливках. Фосфолипиды в большом количестве содержатся в яичных желтках, где они организованы в сферические структуры – мицеллы. Яичные желтки – самый распространенный источник поверхностно-активных молекул, используемых для стабилизации эмульсии в домашней кулинарии.
Приготовление стабильной эмульсии
Эмульсии на удивление неустойчивы. Если они приготовлены не в соответствии с рецептом, эмульсия не станет однородной и будет расслаиваться.
(Приведенные ниже рекомендации предназначены для стабилизации водно-масляных эмульсий, так как это самые распространенные эмульсии в приготовлении.) Чтобы обеспечить максимальную стабильность эмульсии, ее необходимо готовить следующим образом.
1. Наиболее устойчивые эмульсии получают путем постепенного добавления жировой фазы в водную фазу. Постепенное добавление жира необходимо для того, чтобы малая часть жира оказалась в большом количестве воды. В этом случае гораздо легче разделить жир на мелкие капли,
и, кроме того, поверхностно-активные молекулы быстрее и более равномерно окружат жировые капли при низкой концентрации жира. По мере добавления жира ранее разделенные мелкие капли помогут распаду крупных капель.
2. Во время добавления жира смесь нужно постоянно взбивать. Постоянное взбивание обеспечивает распад жировых капель на очень мелкие капельки, те быстрее, равномернее распределятся в воде.
Постоянное помешивание также обеспечивает равномерное покрытие капель поверхностно-активными молекулами.
Изменения в смеси жира и воды
По мере добавления жира смесь постепенно густеет. Это происходит потому, что капли жира становятся все более и более многочисленными и все меньшими в размере; они начнут рассеиваться во всей жидкости и занимают почти весь ее объем, снижая тем самым двигательную способность молекул воды в водной фазе и, следовательно, увеличивая вязкость смеси. Чем больше жира добавлено, тем гуще будет эмульсия. Однако, если жира добавить больше, чем воды, может произойти обратная реакция, что нежелательно, поскольку в таком случае это обычно сопровождается разделением эмульсии.
По мере того как капли жира измельчаются меньше, смесь становится все более и более непрозрачной. Это происходит потому, что свет уже не может легко проникнуть сквозь узкое пространство между мелкими каплями (в отличие от крупных капель и больших промежутков), поэтому эмульсия приобретает молочный цвет.
Неудавшиеся эмульсии
Есть пять основных причин, по которым не получаются эмульсии.
1. Эмульсия может не получиться, если количество жира, добавляемого в водную фазу, недостаточно – получится слишком жидкая эмульсия. В эмульсиях с излишне высоким содержанием воды молекулы воды будут легче передвигаться, чем в эмульсиях, где количество жира и воды сбалансированы, и, следовательно, такая эмульсия будет недостаточно густой.
2. Если по сравнению с количеством воды добавляют слишком много жира, то воды будет недостаточно для устойчивого рассеивания жировых капель. Такие эмульсии, вероятнее всего, расслоятся.
3. Если жир добавлять слишком быстро, капли останутся крупными и впоследствии присоединятся друг к другу.
4. Если эмульсию недостаточно взбить в процессе добавления жира, жировые капли останутся крупными и не будут равномерно покрыты поверхностно-активными молекулами, поэтому они объединятся и поднимутся на поверхность смеси, расслоив эмульсию.
5. Эмульсия может не получиться, если ингредиенты эмульсии слишком холодные. При низких температурах жировые капли свертываются. Застывшие капли сложнее рассеять и, менее вероятно, разделить на мелкие капли путем взбивания. Поэтому они чаще всего объединяются, поднимаются на поверхность и отделяются от жидкой фазы. В теплом состоянии жир более текучий и его легче рассеять в эмульсии. Энергичное взбивание эмульсии в процессе ее приготовления не просто уменьшает жировые капли и улучшает их дисперсию, но и позволяет температуре (например, майонеза) не сильно понизиться. Ингредиенты, используемые в эмульсии, нужно заранее достать из холодильника.
