Wort der Woche: Emulsion

Wenn wir an der Schnittstelle von Lebensmitteln und Wissenschaft arbeiten, stoßen wir auf eine Menge wissenschaftlichen Jargon und Terminologie, von chemischen Prozessen (siehe: Nixtamalisierung) über physikalische Phänomene bis hin zu Artennamen (siehe: Aspergillus oryzae). Wir werden viele dieser lustigen Wörter mit Ihnen in dieser fortlaufenden Serie „Wort der Woche“ teilen. Machen Sie sich bereit, auf Ihrer nächsten Cocktailparty zu beeindrucken.

Öl und Wasser vertragen sich nicht. Das ist eine Binsenweisheit, die wir in der Grundschule lernen. „Wie Mädchen und Jungen in der Kantine“, sagte die Lehrerin.

Warum mischen sie sich nicht? Es sind verschiedene Arten von Molekülen. Jedes Wassermolekül hat zwei Enden, eines mit einer positiven und eines mit einer negativen Ladung, und wie bei Magneten ziehen sich die entgegengesetzten Pole gegenseitig an. Wassermoleküle haften aneinander, wobei der positive Pol eines Wassermoleküls am negativen Pol des nächsten haften bleibt. Wasser haftet auch an anderen Arten von Molekülen, die geladene Pole haben, wie Salz oder Alkohol, und bildet eine Lösung.

Ölmoleküle haben jedoch keine positive oder negative Ladung – sie sind unpolar – und daher ist Wasser ihnen gegenüber gleichgültig. Die beiden Arten von Molekülen haben keine Möglichkeit, sich aneinander zu klammern, also bleiben sie in ihren getrennten Bereichen, wie Mittelschüler beim Tanz.

Wenn Sie einen Mixer oder einen guten Schneebesenarm haben, können Sie sie dazu bringen, eine Weile nett zu spielen. Wenn man Öl und Wasser gewaltsam zusammenschlägt, zerfällt das Öl in kleine Tröpfchen, die einzeln nicht schwimmfähig genug sind, um sich durch das Wasser zu drücken und wieder eine separate Schicht zu bilden. Oder zumindest brauchen sie etwas länger dafür: lange genug, um eine geschüttelte Vinaigrette auf einen Salat zu gießen, aber nicht lange genug, um sie im Kühlschrank aufzubewahren, ohne sie beim nächsten Mal wieder schütteln zu müssen.

Das ist eine Emulsion: eine Mischung, in der kleine Tropfen einer Substanz in einer anderen Substanz verteilt sind. Aber wie kann man verhindern, dass sie sich nach ein paar Minuten wieder auflöst? Ein Emulgator.

Emulgatoren sind wie Kinder, die mit der Mädchenclique und der Jungenclique befreundet sind. Ein bekanntes Beispiel ist Lecithin, das in Eigelb, Sojabohnen und anderen Quellen vorkommt. Es ist ein großes Molekül mit einem Teil, der von Öl angezogen wird, und einem anderen Teil, der von Wasser angezogen wird. Wenn es also mit Öl und Wasser vermischt wird, hält sich ein Lecithinmolekül mit seinem fettliebenden Ende an einem Öltröpfchen fest, während sein wasserliebender Teil dem Wasser zugewandt ist. Da der Emulgator sie dazu anregt, sich miteinander zu vermischen, kann eine Emulsion viel länger stabil bleiben. Sie besteht immer noch aus Öltröpfchen, die in Wasser dispergiert sind, aber die emulgierenden Moleküle, die an jedem Öltröpfchen hängen, sorgen dafür, dass die Tröpfchen gemütlich mit dem Wasser vermischt bleiben, anstatt nach oben zu steigen.

Deshalb gibt es Eigelb in Mayonnaise – das Lecithin im Eigelb emulgiert das Öl und den Essig zusammen. (Für die Emulsion ist Essig im Grunde genommen Wasser.) Auch Milch ist eine Emulsion, bei der sich Tröpfchen von Butterfett in einem wässrigen Medium verteilen. Das Gleiche gilt für Käse, Eiscreme und Tahinisauce. Sogar Hot Dogs: Bei der Herstellung emulgiert das fein gemahlene Fleisch im Inneren des Hundes das Fett sanft in Wasser.

Wenn Öl und Wasser zusammen emulgiert werden, hat die Emulsion andere Eigenschaften als einer ihrer Bestandteile. Mayonnaise ist dicker und cremiger als Öl oder Wasser, denn damit sie fließen kann, müssen sich das Wasser und die Öltröpfchen verlangsamen und umeinander herum bewegen, anstatt gleichmäßig zu fließen, wie es eine der beiden Zutaten kann, wenn sie alleine ist.

Die Emulsionsnatur ist auch der Grund, warum Mayonnaise undurchsichtiger ist als Öl oder Wasser: Obwohl die Öltröpfchen winzig sind (etwa 10 Mikrometer im Durchmesser), gibt es Millionen von ihnen, und das Licht prallt an ihren Oberflächen ab, statt wie in reinem Öl oder Wasser hindurchzugehen. Einige industriell hergestellte Nanoemulsionen haben viel kleinere Tröpfchen – nur ein paar Milliardstel Meter im Durchmesser -, die zu klein sind, um Licht zu reflektieren, so dass die Emulsion transparent erscheint. Viele Zitruslimonaden enthalten zum Beispiel nanoemulgierte ätherische Öle.

Mayonnaise ist ein Beispiel für eine Öl-in-Wasser-Emulsion: Öltröpfchen sind in Wasser dispergiert, das die „kontinuierliche Phase“ ist. Öl-in-Wasser ist die häufigste Art von Emulsion in der Küche – Milch, Eiscreme, Käse, das fein gemahlene Fleisch in Hot Dogs und Tahinisauce sind alles Beispiele dafür – aber es ist nicht die einzige Art. Butter ist eine Wasser-in-Öl-Emulsion: Ihr Fettgehalt ist so hoch, dass sie die kontinuierliche Phase bildet und Wassertröpfchen in ihr dispergiert werden. Das gilt auch für Erdnussbutter.

Sie sehen also, Kinder, viele der leckersten Lebensmittel können nur entstehen, wenn verschiedene Arten von Substanzen zusammenwirken. Was denkt ihr darüber?

Grafiken von Sophie Greenspan