Майонез, молоко, сливки, мороженное и многое другое - всё это примеры часто встречаемых нами кулинарных эмульсий. Эмульсии - это одна из важнейших тем кулинарии, на канале я уже писал о них. Давайте вспомним и ещё немного углубимся в эту тему.
Что же такого важного в эмульсиях? А то, что эмульсия — это смесь двух главных кулинарных и при этом несмешиваемых жидкостей - воды и масла. Что значит не смешиваемых? Это значит, что молекулы этих веществ не образуют химических связей! Но как раз эти вещества очень часто в кулинарии нам нужно всё таки как то смешать.
Если рассмотреть майонез под мощным микроскопом, можно увидеть, что он состоит из множества очень мелких капелек масла, которые находятся в воде. Вода, окружающая эти капельки, называется дисперсионной средой, а сами капельки масла — дисперсной фазой.
Всем известно, что вода и масло не смешиваются. Это происходит из-за того, что молекула воды полярна (заряжена) и образует связи с другими полярными молекулами. По этой же причине спирт растворяется в воде — он тоже полярный и может образовывать связи с водой. Однако молекула жира неполярна, поэтому она не может вступить с водой в химическую связь, то есть не может раствориться в воде. Когда мы добавляем масло в воду, они стремятся минимизировать контакт друг с другом и расслаиваются на два отдельных слоя. Однако если воду с маслом хорошо перемешать или взбить, масло разделится на множество мелких капелек, и в результате получится эмульсия, которая из-за отсутствия химической связи со временем всё таки расслоится.
Эмульсии как правило непрозрачны, это потому, что капельки масла достаточно большие и могут рассеивать световые лучи, придавая смеси молочно-белый цвет. Чем больше капелек, тем сложнее воде двигаться и тем плотнее становится эмульсия. В этой статье я преимущественно буду говорить об эмульсиях, в которых капельки масла находятся в воде, но бывают и обратные эмульсии, когда капли воды оказываются окруженными маслом.
Стабильные и нестабильные эмульсии
Главная проблема, связанная с эмульсиями - как заставить их не расслаиваться.
Допустим, смешаем уксус с маслом, у нас получится соус винегрет — эмульсия, которая, однако, вскоре расслоится. Мы можем попробовать увеличить количество капель в эмульсии, взбивая её блендером, но расслоение всё равно неизбежно. Это пример нестабильной эмульсии, которая в любом случае расслоится.
Но почему тогда майонез, который также является эмульсией, не расслаивается? Всё дело в эмульгаторах!
Эмульгаторы — это особые молекулы, которые частично растворяются в обеих жидкостях. Они имеют два конца: полярный (гидрофильный) и неполярный (гидрофобный). Неполярный конец молекулы поворачивается к жирам, а полярный — к воде, таким образом покрывая поверхность капель и не давая молекулам жира объединяться. Именно благодаря эмульгаторам такие эмульсии, как майонез и молоко, не расслаиваются на жир и воду. Эмульсии, содержащие эмульгаторы и не расслаивающиеся, называют стабильными.
Существует два основных типа эмульгаторов:
- Лецитин — фосфолипид, содержащийся в желтке, который чаще всего используют для создания эмульсий.
- Белки — это огромные молекулы, состоящие из длинных цепочек аминокислот, которые могут иметь как полярные, так и неполярные участки. Лучшими белковыми эмульгаторами являются белок яичного желтка и белки казеина, содержащиеся в молоке и сливках.
Стабилизаторы
Эмульгаторы помогают создать эмульсии, но они не гарантируют, что она будет прочной и стабильной. Капелек может быть настолько много, что сталкиваясь они постепенно всё таки могут вновь слиться воедино и расслоиться. Для подобных случаев существует еще один тип веществ — стабилизаторы, которые помогают поддерживать стабильность эмульсии уже после её образования.
Основной принцип работы всех стабилизаторов заключается в том, чтобы не допускать контакта капель масла друг с другом. Капли не сталкиваются - капли не объединяются, а значит эмульсия остаётся стабильной - всё просто!
Чаще всего в качестве стабилизаторов выступают крупные молекулы, такие как белки, крахмалы, пектины, частицы растительной ткани и гуммиарабик (пищевая добавка E414). Удивительно, но семена белой горчицы также могут служить отличным стабилизатором благодаря своим частицам и смоле, выделяемой при смачивании.
Томатная паста, содержащая 3% белка и растительные частицы, также обладает хорошими свойствами как эмульгатор и стабилизатор.
Горячие эмульсии
В основе всех горячих эмульсий, таких как голландез, беарнез и прочих, лежит идея, заключающаяся в том, чтобы нагреть белки, присутствующие в соусе примерно до 70-77°C. При этом белки «развязываются» и образуют сеть, напоминающую паутину, которая удерживает молекулы воды. В результате вода уже не может свободно перемещаться, и соус становится густым.
Однако, главная опасность таких соусов заключается в том, что разница между «загущением белков» и «яичницей из белков» очень мала как по температуре, так и по времени. Именно поэтому почти никому не удаётся приготовить идеальный соус голландез с первого раза.
Тем не менее, существует несколько хитростей, которые помогут приготовить горячие эмульсии. Во-первых, готовьте их на водяной бане. Это позволит нагревать соус более мягко и легче контролировать процесс. Во-вторых, поставьте рядом ёмкость с ледяной водой, чтобы моментально остужать миску с горячим соусом. Если этого не сделать, соус будет готовиться за счёт температуры горячей посуды и быстро свернётся.
Правила создания эмульсий
Даже если в эмульсии содержатся эмульгаторы и стабилизаторы, рано или поздно она всё равно расслоится. Мы, как кулинары не можем остановить этот процесс, но мы можем его максимально замедлить, как минимум до момента подачи блюда. Существует несколько основных принципов, которые позволяют этого добиться:
- Первым в чашу следует добавлять компонент, который станет дисперсионной средой. Обычно это вода или ингредиент, с эмульгаторами и стабилизаторами. Важно помнить, что дисперсная фаза всегда добавляется к дисперсионной среде, а не наоборот! В противном случае эмульсия не образуется.
- Дисперсную фазу, например, масло, следует добавлять постепенно, тонкой струйкой, интенсивно перемешивая смесь. Это поможет разбить дисперсную фазу на множество мелких капелек. Только когда эмульсия уже сформировалась и приобрела некоторую вязкость, можно добавлять масло быстрее. Если же добавить большой объем масла до того, как эмульгирована предыдущая партия, то масла станет больше, чем воды. В таком случае масло станет дисперсионной средой, а капельки воды — дисперсной фазой, и получится жидкая и жирная обратная эмульсия.
- Соотношение двух фаз должно быть сбалансированным. Для большинства эмульсий объем дисперсной фазы не должен превышать объем дисперсионной среды более чем в три раза. Если капель слишком много, они будут находиться в тесном контакте, что облегчит их объединение и расслоение соуса. Если же эмульсия слишком плотная, можно добавить больше дисперсионной среды (воды), чтобы дать капелькам больше пространства.
- Чем мельче капельки дисперсной фазы, тем лучше! Используйте для этого все доступные инструменты: венчики, блендеры, гомогенизаторы и так далее. Чем мельче вы сможете разбить капельки, тем лучше будет результат.
Хранение эмульсий
После того как вы успешно приготовили эмульсию, важно помнить всего два простых правила её хранения:
- Эмульсии не следует подвергать сильному нагреву. При высоких температурах частицы начинают двигаться быстрее, сталкиваясь друг с другом, что приводит к их объединению. Кроме того, при температуре выше 60 °C белки сворачиваются и теряют свою стабилизирующую функцию. Также, если вы подогреваете эмульсию перед подачей, количество дисперсной среды может превысить допустимое значение из-за испарения воды, что также может стать причиной расслоения.
- Не следует сильно охлаждать эмульсии. При низких температурах жиры застывают, образуя острые кристаллы, которые разрывают внутреннюю эмульгирующую оболочку. Это может привести к расслаиванию соуса при перемешивании или разогреве. Молочный жир застывает уже при комнатной температуре, а некоторые масла — даже в холодильнике.
Расслоившийся соус
Если ваш соус расслоился, не отчаивайтесь! Есть два способа, как вернуть его в первоначальное состояние.
Первый метод заключается в том, чтобы взбить расслоившуюся эмульсию блендером. Механическая сила прибора поможет разбить дисперсную фазу, но этот способ эффективен только для эмульсий, в которых большинство эмульгаторов и стабилизаторов находятся в норме.
Второй способ более надежный и подходит и для свернувшихся соусов. Для этого возьмите небольшое количество дисперсной среды и яичный желток, который богат эмульгаторами и стабилизаторами. Взбейте с ними расслоившийся соус. Если соус свернулся, перед повторным эмульгированием удалите кусочки свернувшегося белка.
А теперь давайте рассмотрим несколько интересных кулинарных ингредиентов, напрямую связанных с эмульсиями.
Яичный желток
Яичный желток, вероятно, является самым распространённым ингредиентом для создания эмульсий. Его эмульгирующая способность обусловлена двумя основными компонентами:
Первый - липопротеины низкой плотности (ЛПНП) представляют собой комплекс из белков, фосфолипидов и холестерина, который окружает молекулы жира. Этот комплекс играет важную роль в процессе эмульгирования.
Второй - крупные гранулы желтка, которые содержат как ЛПНП, так и липопротеины высокой плотности (ЛПВП), а также эмульгирующий белок фосвитин. Однако сами по себе эти гранулы слишком велики, чтобы эффективно покрыть поверхность капель масла. Однако, когда они подвергаются воздействию соли, они распадаются на отдельные ЛПНП, ЛПВП и белки, что значительно повышает их эффективность. Поэтому перед тем как приступить к эмульгированию масла, рекомендуется посолить желтки и тщательно перемешать их.
Сливочное масло
Сливочное масло — это, на мой взгляд, один из самых необычных и интересных примеров эмульсии. Во-первых, оно представляет собой одну из немногих обратных эмульсий, где капли воды находятся в масле, а не наоборот.
Однако самое удивительное — это то, как сливочное масло обогащает соусы и пюре. Когда вы добавляете кусочки масла в горячий соус на водной основе, масло начинает таять, и вода в соусе выступает в роли дисперсионной среды. Вода внутри капель жира переходит в общую водную среду, а белки и остатки фосфолипидов, содержащиеся в масле, вновь покрывают капельки, стабилизируя эмульсию.
Пены
Интересно, что пены по своей природе также являются эмульсиями, только в них вместо капель масла содержатся пузырьки воздуха. Несмотря на некоторые различия, эмульсии и пены обладают общими чертами: они содержат два типа веществ, нерастворимых друг в друге, которые удерживаются вместе благодаря эмульгаторам и стабилизаторам.
Кстати, много знаний для этой статьи я получил в известной монографии по научной кулинарии "О еде и кулинарии" Гарольда Макги, если вам интересны кулинарные процессы с точки зрения науки и вы не знакомы с этой книгой - рекомендую обратить на неё внимание, там ОЧЕНЬ много полезной информации.