Les émulsions sont instables

Partons d'un bon pied, tout d'abord  : une émulsion, ce n'est pas une mousse. Je prends la précaution de le signaler, car on sait que certains professionnels du monde culinaire confondent, ayant eu une formation fautive. Une mousse ? Un liquide ou un solide où sont dispersées des bulles de gaz. Pensons à la mousse de savon, à la mousse de polyuréthane, au blanc d'oeuf battu en neige, au pain, à la brioche... Et, en revanche, les émulsions sont les systèmes où un liquide est dispersé sous la forme de gouttelettes dans un autre liquide, auquel il ne se mélange pas. Par exemple, on peut produire une émulsion de type huile dans eau, en fouettant de l'huile dans de l'eau où l'on a mis des protéines, par exemple, mais on peut aussi produire une émulsion eau dans huile, en s'y prenant bien.
Souvent, toutefois, les systèmes culinaires ne sont pas des mousses pures, ou des émulsions pures, et seules quelques préparations telles la mayonnaise ou l'aïoli sont des émulsions pures.  Ainsi, contrairement à ce que l'on enseigne depuis longtemps, la hollandaise ou la béarnaise ne sont pas des émulsions, mais surtout des "suspensions", en raison de la coagulation des protéines du jaune d'oeuf, laquelle produit des petits agrégats qui sont principalement responsables de la viscosité particulière de la sauce ; l'émulsification du beurre fondu se fait par surcroît... mais il n'est pas dit que le beurre reste liquide, à  la température où elle est servie, et, de ce fait, une partie de la matière grasse liquide est le plus souvent solidifiée, ce qui contribue à la composante "suspension", au détriment de la composante "émulsion".
La crème fouettée ? C'est d'abord de la crème, avec de la matière grasse dispersée dans de l'eau. Serait-ce une émulsion ? Si l'on sort la crème du réfrigérateur, il est probable que l'essentiel de la matière grasse soit sous la forme solide, et non liquide, de sorte que la crème serait plutôt une suspension qu'une émulsion. Puis on la fouette, ce qui signifie que l'on fait foisonner la crème, qu'on disperse des bulles d'air comme pour une mousse. De sorte que l'on a un système entre la suspension, la mousse et l'émulsion. Combien de chaque ? Cela dépend de la température, mais on peut imaginer que la composante "émulsion" est faible.

Limitons-nous donc aux émulsions, telles la mayonnaise ou l'aïoli. Sont-elles stables ? Quand elles sont un peu liquides, avec des gouttes d'huile qui ont la possibilité de bouger, elles ne sont certainement pas stables. D'ailleurs, on les voit crémer en quelques heures.

En revanche, quand elles sont énergiquement battues, et que les gouttelettes d'huile sont très petites, et coincées les unes contre les autres, alors le crémage est ralenti : j'ai mesuré quelques millimètres d'huile ayant crémé pour une mayonnaise stockée pendant un mois au réfrigérateur. C'est plus stables, mais ce n'est pas parfaitement stables.

L'émulsification, c'est quoi ?

Une question, une réponse.

 La question, tout d'abord :

Bonjour, 
Je suis en classe de première. Avec mon groupe nous travaillons sur la cuisine moléculaire pour nos TPE et notamment sur ses différentes techniques. 
Cependant il y a certaines techniques dont nous ne comprenons que très vaguement leur processus. C'est pour cela qui j'aimerai vous nous éclaireriez un peu plus sur certains sujets comme  l'émulsion.

Et la réponse :


Pour répondre à une question, il faut faire les choses "stratégiquement". Notamment, pour ne pas égarer nos amis, il faut commencer par une réponse simple, et compliquer progressivement.
D'autre part, toujours d'un point de vue stratégique, je crois que les expériences sont plus parlantes que les théories.

 Je propose donc de commencer par mettre de l'eau dans un verre. Puis de verser de l'huile : cette dernière tombe de la bouteille, formant des gouttes qui s'enfoncent dans l'eau, puis remontent vers la surface supérieure, où elles se fondent, formant une couche d'huile qui flotte sur l'eau. On dit (mais c'est juste une dénomination, par une explication !) que l'huile est "hydrophobe".
Si l'on prend maintenant un petit fouet de cuisine et que l'on fouette l'ensemble des deux "phases", on voit l'huile être divisée en petites gouttelettes qui sont dispersées dans l'eau, laquelle prend un aspect laiteux tant que l'on agite. Cette dispersion de gouttes d'huile, éventuellement très petites, dans l'eau est un exemple d'émulsion. Et le fait d'agiter pour disperser les gouttes d'huile est une émulsification.
Evidemment, dans un tel cas, il faut dépenser beaucoup d'énergie pour avoir de petites gouttelettes, et l'émulsion est très instable : elle ne subsiste généralement (ça dépend des huiles) que quelques dixièmes de secondes. En revanche, quand on ajoute une goutte de liquide à vaisselle, ou une goutte de jaune d'oeuf, alors l'émulsion se fait bien plus facilement (on peut le calculer), et elle est bien plus stable : après plus de vingt jours, l'émulsion qu'est une sauce mayonnaise subsiste presque dans déstabilisation.
Les composés qui, dans le liquide vaisselle ou dans le jaune d'oeuf, viennent enrober les gouttelettes d'huile, faciliter leur dispersion dans l'eau, éviter leur "fusion" (on parle de "coalescence") sont dites "tensioactives". Dans le liquide vaisselle, ce sont des composés  qui sont souvent des "sels d'acides gras" ; dans le jaune d'oeuf, ce sont principalement les protéines, et aussi des "lécithines".

Voilà pour la description la plus élémentaire.
Plus en détail ? Ce sera pour une autre fois, mais nos jeunes amis peuvent aussi se reporter à des traités de physico-chimie, ou à mes "cours en ligne" sur le site d'AgroParisTech, et dont voici le sommaire :



# FIPDES molecular gastronomy (in English)
# The link is https://tice.agroparistech.fr/coursenligne/main/document/document.php?cidReq=FIPDESMOLECULARGASTR
#
# In the courses given by H. This, you will find :
# - the full course
# - a How to work within this module (audio)
# -  a group of methods, including
#               - the method 1 3 9 27
#              - a course on creativity
#              - a course on reading documents
#              - another "applied" course on innovation and creativity (Let's have an egg)
#              - a document explaining why you would be wise to use Maple (or R)
#              - another document on creativity, applied on pastry products
# - a ppt on molecular gastronomy
# - a group of particular courses, including :
#               - a course on "coagulation"
#               - a course on dimension analysis, applied to the duration of cooking, for a roast
#               - an easy calculation of the distance between molecules
#               - a course on dry matter determination
#               - a group of courses on the formalism for the description of disperse (colloidal) systems, including :
#                                     -  a first comprehensive course
#                                     - a course focusing on operators
#                                     - a course explaining how to find the possible disperse systems
#              -  a course on formulation
#              - an example intended to explain calculation, based on the maximum volume of whipped egg white from one egg (more than one cubic meter)
#             - a course on the Laplace force
#             - an introduction to the nano world
#             - a group of courses on note by note cooking including
#                                       - a lecture for the European customs (2012)
#             - a course on sedimentation and creaming
#             - a course on surfactants
#
# Gastronomie moléculaire (in French)
# This is a very large group, with many documents in French. Intended for all publics.
# It is here : https://tice.agroparistech.fr/coursenligne/courses/GM/?id_session=0
#
#
# Physico-chimie pour la formulation, structuration des aliments (both French and English)
#
# The link is : https://tice.agroparistech.fr/coursenligne/courses/PHYSICOCHIMIEPOURLAF/?id_session=0
# This group of documents is initially for the Master IPP, the common module with the FIPDES Master. As such, it includes documents in French, and documents in English. 
#
# First, there is a groupe of courses on particular points :
# - a text on the Laplace force in French
# - a text on formulation in French
# - a course on the Laplace force in English
# - a course on surfactants in French
#
# Then there are courses giving methods
# In English :
# - backbone calculation : this document is the one that one is invited to use when calculating, as explained in...
# - how to calculate
# - how to read: it was recognized that students are not always as efficient as they could be
# - what you learn
# In French:
# - ce que tu pourras apprendre : in this particular environment
# - comment lire
# - enseignement scientifique et technologique : there is a difference between science and technology!
# - methode du soliloque: very important when you have a problem
# - penser en termes de chemin
# - squelette de calcul.

Vient de paraître aux Editions de la Nuée Bleue : Le terroir à toutes les sauces (un traité de la jovialité sous forme de roman, agrémenté de recettes de cuisine et de réflexions sur ce bonheur que nous construit la cuisine)