le Emulsioni in cucina. Significato, Cosa sono, tipologie, come farle, gli emulsionanti

La cucina è un’arte che si nutre di creatività, tradizione e innovazione. Tuttavia, dietro ogni piatto delizioso si cela anche una complessa danza di principi scientifici. Dalla cottura alla fermentazione, dalla lievitazione alla formazione di emulsioni, la scienza permea ogni aspetto delle nostre preparazioni culinarie quotidiane.

In questo articolo esploreremo una di queste meraviglie scientifiche: le emulsioni. Spesso trascurate nella loro complessità, le emulsioni sono la base di molte delle nostre salse preferite, delle vinaigrette aromatiche e delle sontuose creme. Dietro la loro apparente semplicità si nasconde un equilibrio fatto di reazioni chimiche.

Attraverso questo viaggio nella scienza delle emulsioni, scopriremo come gli agenti emulsionanti lavorano in armonia con liquidi, a base di grassi e acqua, per creare e mantenere stabili queste preziose miscelazioni di oli e acque.

Preparatevi ad immergervi nel mondo delle emulsioni in cucina, dove manualità e scienza si incontrano per soddisfare non solo il palato, ma anche la mente curiosa di voi che amate esplorare i segreti della gastronomia.

Cos’è un’emulsione?

Ciò che accomuna tutte le emulsioni è la presenza di un alimento grasso e di uno a base di acqua. Sappiamo bene che due liquidi si mescolano in modo omogeneo tra loro se sono a base di acqua, come the freddo e caffè (bleah) o se sono a base di grassi, come burro e olio. Al contrario, se proviamo a mettere in un bicchiere acqua e olio questi non si mescoleranno. Si disporranno in due “fasi”, e la più densa si depositerà sul fondo.

L’emulsione è il prodotto di una forzatura, riesce in una certa misura a far mescolare insieme alimenti che per propria natura non sono affini.

Com’è possibile farlo? Non serve essere dei cuochi provetti muniti di mille aggeggi tecnologici e alla fine dell’articolo trovate alcune ricette semplici da realizzare nelle vostre cucine per fare un figurone alla prossima cena con gli amici!

Potrà suonarvi curioso, ma abbiamo a che fare con le emulsioni molto più spesso di quanto non pensiamo. Gli esempi di emulsione più conosciuti in cucina sono:

  • La maionese: emulsione di olio e limone – o aceto – cui si aggiunge il tuorlo d’uovo per addensare
  • La vinaigrette: un dressing per insalate o verdure, a base di olio e aceto
  • La citronette: a base di olio e succo di limone o arancia, perfetto per piatti di pesce crudi o cotti, ma anche per il pollo

Altri esempi meno sospettabili sono il burro, ottenuto per agitazione meccanica dalla panna, ma anche la nutella, in cui troviamo olio e latte scremato, oltre che cacao e nocciole.

Ma le emulsioni non affollano solo il frigo e i banchi del supermercato. Sono infatti impiegate in molti settori industriali, come quello farmaceutico e cosmetico.

Quanti tipi di emulsione esistono?

Per fare un’emulsione, come abbiamo detto, servono un elemento grasso ed uno acquoso. Naturalmente ci saranno anche altre sostanze, sapori, aromi e molecole, ma chimicamente la base è quella. Per definire le emulsioni dobbiamo ora dare i giusti nomi alle fasi che si devono in qualche modo miscelare, che sono:

  • Fase continua: è l’ingrediente normalmente presente in maggiore quantità, i cui componenti sono continui tra loro perché più abbondanti
  • Fase dispersa: è l’ingrediente che si disperde dentro alla fase continua, formando delle goccioline di piccole dimensioni che nuotano al suo interno. Non si toccano tra loro, se l’emulsione è stabile

Il burro contiene più grasso che acqua, e quindi si dice che è un’emulsione “water in oil” (W/O), suggerendo come la parte grassa, che per semplicità viene definita sempre oil, sia presente in maggiore quantità. Viceversa, alimenti come la panna, il latte, i dressing per le insalate, la maionese e le creme sono emulsioni “oil in water” (O/W). All’interno della panna, ad esempio, il quantitativo di grasso varia dal 10% al 40%, il resto è soluzione acquosa.

Ci potremmo fermare qui e basterebbe, ma perché privarci della bellezza dello scoprire che esistono anche sistemi ad emulsione multipla come olio-in-acqua-in-olio (o/w/o) e acqua-in-olio-in-acqua (w/o/w)? Quest’ultima, ad esempio, è costituita da gocce di acqua disperse in gocce di olio più grandi che sono ancora disperse in una fase continua acquosa.

Queste emulsioni hanno vantaggi sfruttati in molte applicazioni come il controllo del rilascio di una sostanza, ridurre il contenuto complessivo di grasso in un prodotto o isolare una sostanza da un’altra con cui normalmente reagirebbe.

tipologie di emulsioni: water in oil, oil in water, water in oil in water, oil in water in oil

La scienza delle emulsioni

Abbiamo definito quindi che le emulsioni sono sistemi costituiti da ingredienti, fasi, che non sono affini tra loro, una delle quali è dispersa nell’altra sotto forma di goccioline. Ma come si fa? Come si mescolano due sostanze che non sono affini? Il metodo più semplice per ottenere un’emulsione è… l’agitazione meccanica.

Esatto, olio di gomito e strumenti rudimentali sono di per sé sufficienti per fare i primi esperimenti in casa. Lo vediamo in tutti i video sui social che propongono ricette di maionese fatta in casa usando un frullatore a immersione o la frusta manuale. Quale che sia lo strumento a disposizione, a livello fisico poco cambia: stiamo forzando meccanicamente questa unione. E va benissimo se dobbiamo consumare questi alimenti nel breve periodo, l’effetto finale funzionerà.

La tensione

In questo precario e instabile equilibrio c’è una forza che entra in gioco: la tensione interfacciale delle sostanze che compongono l’emulsione. Tra due liquidi come acqua e olio si crea una tensione alta, data dal fatto che i grassi sono sostanze non polari e l’acqua è invece polare.

Per loro natura se ne starebbero l’uno all’altro capo del mondo rispetto all’altra. Per quanto forziamo meccanicamente la loro unione…

Quanto potrà durare questo equilibrio?

La forzatura fisica non cancellerà le loro incompatibilità, perciò nel tempo le due fasi tenderanno a separarsi. Se avete preparato la vinaigrette in casa avrete sicuramente notato che una volta cosparsa l’insalata di condimento le componenti tendono a separarsi velocemente. Si vede ad occhio!

Come possiamo diminuire questa tensione e far durare più a lungo le nostre emulsioni?

Gli emulsionanti

Esistono delle molecole con proprietà particolari che riescono a fare proprio questo. Si chiamano, guarda caso, emulsionanti, o tensioattivi. Le loro molecole sono formate da una testa polare ed una coda apolare. In altre parole, nella stessa molecola coesistono una parte simile all’acqua, la parte polare, ed una simile all’olio, quella non polare. Sappiamo bene che i composti simili si mescolano bene, perciò possiamo immaginare che sia proprio quello che avviene. Una parte dell’emulsionante si lega all’acqua, l’altra all’olio: in questo modo riesce a tenere le due fasi distanti ma… unite tra loro, in un buon equilibrio. Riduce questa tensione di interfaccia perché forma un film, uno strato protettivo, intorno alle goccioline della fase dispersa.

l'azione degli emulsionanti per mantenere più a lungo le emulsioni

In cucina ci sono tanti alimenti che fungono da emulsionanti: la senape e l’amido di patata, o di mais, il tuorlo dell’uovo ne sono buoni esempi. Nell’industria alimentare si usano di frequente colla di pesce, proteine del siero e caseine del latte, oltre che gli amidi.

Insomma, in assenza di tensioattivi il sistema nel tempo tende a tornare alla sua configurazione più “naturale”, separandosi. Con la presenza di un emulsionante, questo processo viene limitato di molto. Nel tempo, però, la stabilità ne risentirà ugualmente. Sebbene molto più lentamente, le due fasi tenderanno a separarsi. Notiamo questo effetto nei barattoli di burro d’arachidi o nutella abbandonati nelle credenze per mesi: sulla superficie si distaccherà uno strato di olio.

La stabilità delle emulsioni

Sulla stabilità delle emulsioni possono influire diversi fattori ed essa può avvenire in più modi. I fattori che influiscono sono ad esempio la temperatura, al cui aumento corrisponde una maggiore velocità di separazione delle fasi, dal pH e dalla presenza di sali.

Quando le fasi si separano ciò che accade a livello microscopico è che le goccioline della fase dispersa iniziano a riunirsi tra loro, formando goccioline man mano più grandi. Se queste sono più leggere della fase continua, poi, andranno verso l’alto per formare uno strato superficiale liscio e compatto. Ci sono almeno tre modalità diverse con cui questo può accadere:

      • le goccioline possono rimanere molto piccole e distaccate tra loro ma riunirsi tutte vicine e risalire in superficie
      • le goccioline si fondono tra loro diventando man mano più grandi e risalendo poi in superficie

Quando si sente parlare della panna da affioramento ci si riferisce proprio al processo naturale con cui la parte grassa del latte si separa dalla fase acquosa, risalendo in superficie, per poi essere raccolta e utilizzata in cucina.

Le emulsioni in cucina: tre ricette da provare

Dopo tutta questa teoria ci sarà venuta fame, perciò è il momento di mettere le mani in pasta!

Vi lascio le ricette di tre emulsioni da provare a casa, che potrete realizzare usando la frusta manuale, elettrica o il frullatore a immersione. Se avete un contenitore piccolo con un buon tappo, anche una bella shakerata andrà benissimo! Io ho fatto il burro in casa con una bottiglietta di plastica e dieci minuti di samba in salotto.

Vinaigrette

  • 2/3 olio
  • 1/3 aceto di vino o balsamico
  • 1 pizzico di sale

Citronette

  • 2/3 olio
  • 1/3 limone o altro agrume
  • 1 pizzico di sale

In ognuna di queste preparazioni potete aggiungere pepe, erbe aromatiche come origano, prezzemolo e rosmarino. E se vi piace provate ad aggiungere un po’ di emulsionante, come la senape, per osservare la differenza nei tempi di separazione!

Salsa bernese

  • 50g burro fuso
  • 25 ml aceto di vino bianco
  • 1 tuorlo
  • pepe di Caienna
  • 1 cucchiaino di dragoncello
  • pepe in grani
  • sale
  • succo di limone q.b.
  1. Tritiamo finemente il dragoncello, se fresco, e asciughiamolo con un tovagliolo;
  2. Mettiamo in un pentolino d’acciaio l’aceto, gli scalogni e metà del dragoncello, insieme a un po’ di sale e ai grani di pepe. Accendiamo e lasciamo ridurre il tutto fino a poco più della metà;
  3. Togliamo dal fuoco, filtriamo e lasciamo intiepidire l’acqua aromatizzata;
  4. In una casseruola iniziamo a montare i tuorli con le fruste elettriche, incorporando a filo l’infuso di aceto e scalogni;
  5. Quando il tutto comincerà a diventare spumoso mettiamolo a bagnomaria in acqua già calda e continuiamo a montare. Attenzione a non superare i 60°C altrimenti l’uovo coagulerà smontando la nostra salsa;
  6. Una volta che la salsa sarà ben montata aggiungiamo a filo anche il burro fuso, un po’ alla volta, lavorando fino a che il composto non avrà raggiunto una consistenza liscia e omogenea;
  7. Trasferiamo quindi la salsa in una ciotola, aggiungiamo il pepe e completiamo con il dragoncello avanzato e qualche goccia di limone.

Fonti

D.J. McClements. Food Emulsions: Principles, Practices, and Techniques, Third Edition. Taylor & Francis Group, 2016.

S.M. Jafari and D.J. McClements. Nanoemulsions Formulation, Applications, and Characterization. Academic Press, 2018.

J.S. Komaiko and D.J. McClements. Formation of food-grade nanoemulsions using low-energy preparation methods: A review of available methods. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 15(2):331–352, 2016.

La chimica in cucina: emulsioni, sospensioni, gel. Patrizia dall’Antonia, Nadia Gasparinetti

https://bressanini-lescienze.blogautore.espresso.repubblica.it/2010/11/09/emulsioni/

Scienza in Cucina: le Emulsioni. Cosa sono e come farle

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