In dit artikel duiken we in de fascinerende wereld van de keukenfysica, met een speciale focus op emulsies. We onderzoeken wat een emulgator precies is en waarom dit ingrediënt cruciaal is voor het perfect maken van mayonaise. Mayonaise is een olie-in-water emulsie. Kleine druppels olie worden bedekt met een emulgator (in de meeste gevallen eigeel) en gedispergeerd in een waterfase (met suiker, zout en azijn).

De Basis van Mayonaise: Olie en Azijn

Bij het maken van mayonaise zijn olie en azijn twee van de hoofdingrediënten. Deze twee stoffen mengen zich echter niet zomaar. Dat bemoeilijkt het maken van mayonaise, omdat je natuurlijk wilt dat je mayonaise een gladde en coherente massa wordt in plaats van een olie-azijn soep. De onwil van olie en water om te mengen, ligt in hun chemische eigenschappen. Water is hydrofiel, het houdt van andere watermoleculen. Olie daarentegen is hydrofoob en schuwt andere watermoleculen. Deze eigenschappen maken het lastig om de twee structureel gemengd te houden, zelfs met de krachtigste keukenapparatuur. Water en andere polaire moleculen kunnen goed met elkaar mengen door hun positieve en negatieve kanten aan elkaar te leggen, net als magneten.

Met behulp van keukenmachines zoals een staafmixer kan de combinatie van olie en azijn tijdelijk tot een emulsie worden verwerkt. Dit betekent dat de olie en azijn molecuul voor molecuul gemengd worden tot één geheel. Al deze gerechten zijn emulsies: mengsels van olie en water. Deze mengsels scheiden na verloop van tijd, ze schiften. De oliedruppels vloeien weer samen en gaan boven op het water drijven.

De Rol van Emulgatoren

Om een emulsie te stabiliseren, dus om te voorkomen dat hij gaat schiften, heb je een emulgator nodig. Emulgatoren zijn moleculen die water- en oliebestanddelen aan elkaar kunnen binden. Emulgatoren helpen bij de productie van mayonaise door te voorkomen dat het water en de olie zich scheiden. Veel bewerkte voedingsmiddelen bevatten emulgatoren. Emulgatoren zijn moleculen die zowel water als olie aan zich kunnen binden en daarmee deze onwaarschijnlijke combinatie bij elkaar kunnen houden. Dit maakt ze een essentieel onderdeel in het mayonaise maken.

Enkele natuurlijke emulgatoren die je kunt gebruiken in de keuken zijn eigeel en mosterd, beiden bevatten stoffen die als emulgator kunnen fungeren. Door het toevoegen van eigeel of mosterd kun je een prachtige mayonaise creëren die smaakvol, romig en vooral stabiel is. De lecithine uit de dooiers werkt als emulgator (het vormt een laagje rond de vetdruppels) en zorgt ervoor dat de vetdruppels niet kunnen samenvloeien. Emulgatoren spelen een cruciale rol in het samenspel van olie en azijn bij het bereiden van mayonaise. Ze fungeren als moleculaire brug tussen deze twee structureel onmengbare ingrediënten.

Hoe Mayonaise Dikkere Wordt

Dat een emulsie dikker wordt door het langzaam toevoegen van vloeibare olie of gesmolten boter is wonderbaarlijk. Vloeibaar plus vloeibaar wordt stevig. Om mayonaise te maken, moet de olie worden verdeeld in miljarden kleine oliedruppels die worden geëmulgeerd in de basis van eidooier, azijn en mosterd. Hoe meer oliedruppels zich in de emulsie bevinden zonder dat ze met elkaar samenvloeien, hoe steviger en stugger het mengsel wordt.

Maar op een gegeven moment bereikt het aantal oliedruppels dat zich nog los van elkaar in het water kan bevinden een maximum. Dat maximum wordt bepaald door de beschikbare hoeveelheid water. Zodra er een tekort aan water ontstaat om alle oliedruppels succesvol te kunnen omsluiten, schift de mayonaise en verdwijnt de binding. In het begin van de schifting kun je een mayonaise nog gemakkelijk redden met een beetje water. Houd dus altijd wat water bij de hand om tijdens het kloppen te kunnen toevoegen. Als de mayonaise helemaal dun is geworden en geen enkele binding meer heeft, kun je hem ook nog redden. Haal de geschifte mayonaise uit de kom en gebruik een paar eetlepels water als nieuwe basis. Voeg hieraan langzaam, al kloppende, de geschifte mayonaise toe. De extra dooier, die vaak wordt voorgeschreven als redmiddel voor geschifte mayonaise, is dus helemaal niet nodig. De mislukte mayonaise bevat genoeg lecithine.

Alternatieve Mayonaise Recepten

Mayonaise wordt gemaakt van een beetje eidooier, een klein beetje azijn, mosterd, en dat aangevuld met heel veel olie, liefst arachide- (pinda-) of zonnebloemolie. Na bereiding, als je het tenminste zelf maakt, afmaken met zout en peper en een klein beetje worcestersaus en klaar is de vette hap. Wij praten nu over een saus die voor 95% uit olie bestaat. Tel uit je calorieën. Om hetzelfde gevoel en smaak te krijgen kun je ook een variant op mayonaise maken die bijna net zo goed smaakt en voelt en niet de grote hoeveelheid calorieën heeft! Dit product noemen wij in ons culinaire vocabulaire een emulsie. In deze alternatieve mayo gebruik je nog steeds olie, maar wel veel minder. En dat is pure winst!

Recept voor een lichtere mayonaise

Je neemt:

  • 45 gram eiwit
  • 40 gram yoghurt
  • 30 gram sushiazijn
  • 170 gram zonnebloemolie
  • Optioneel: Smaakmakers (zout, peper, knoflook, kruiden) vul maar in!

Bereiding: Doe alle producten in een kom of beker en vul druppelsgewijs de olie toe terwijl je het geheel met een staafmixer mengt. Als het gaat binden kan de laatste olie in een straaltje toegevoegd worden.

Emulsies in de Keuken en daarbuiten

Vanuit culinair oogpunt is een saus een belangrijke verbinding tussen de verschillende componenten van een gerecht en de wijn. Maar vanuit scheikundig oogpunt is een saus zelf ook een verbinding, en wel tussen moleculen. Veel sauzen die we eten, bevatten zowel water als vet. Nu hebben water- en vetmoleculen de onhandige eigenschap dat ze elkaar afstoten en dus niet goed met elkaar willen mengen. Vergelijk het met twee ruziënde families die onmogelijk met elkaar aan de eettafel willen zitten en zodoende elk in hun eigen hoek van de ruimte zullen blijven staan. Om er toch nog iets gezelligs van te maken, heb je wat hulp nodig.

De chemicus en de kok maken gebruik van andere verbinders om de boel bij elkaar te brengen: emulgatoren. Als je gelijke delen water en olie in een glas doet, zal de olie zelfs na goed roeren uiteindelijk weer op het water gaan drijven. Voeg je echter een emulgator toe, dan kun je de meest harmonieuze en smakelijke emulsies maken. De drie basisingrediënten voor een eenvoudige mayonaise zijn: zonnebloemolie (250 ml), azijn (25 ml) en eidooiers (2 stuks). Als smaakmakers kun je hier nog mosterd, zout en peper aan toevoegen.

Het Magische Proces van Mayonaise Maken

Het maken van mayonaise heeft iets magisch. Je klopt verschillende vloeistoffen in korte tijd tot een romige, lobbige, stabiele massa. Lecithine is een bijzonder molecuul omdat het zowel door olie als door water aangetrokken wordt. Het is de verbinder. De emulgator. De ene kant van het lecithinemolecuul houdt zich aan een oliedruppel vast en de andere kant aan het water. Maar met alleen lecithine ben je er nog niet. Mayonaise is een zogenoemde olie-in-wateremulsie. De olie is hierbij als fijne druppeltjes in het water verdeeld. En niet andersom. Het is dus zaak om de olie in kleine hoeveelheden aan de losgeklopte dooier met de azijn toe te voegen. Steeds sla je een beetje olie met een garde tot druppels. Deze druppels worden nu gemakkelijker omgeven door een ‘coating’ van lecithine. Als je hier rustig mee doorgaat, heeft alle olie de kans om tot een kleine druppel met een lecithinecoating te worden geslagen. Bekijk je de mayonaise nu onder een microscoop, dan neem je een structuur waar die grote gelijkenis vertoont met die van een vaste stof. De mayonaise bestaat niet meer uit een plens olie, maar uit kleine, stevig door lecithine omsloten ‘oliecellen’.

Wil je trouwens liever mayonaise zonder ei? Dan kun je de twee dooiers vervangen door 100 milliliter sojamelk. Sojabonen bevatten namelijk ook veel lecithine en met dezelfde handelingen maak je een prima veganistische variant.

Industriële Productie van Mayonaise

In een batchproces wordt de waterfase voorbereid door het toevoegen van de wateroplosbare ingrediënten aan het water (de waterfase) en dit enige tijd te roeren. Daarna wordt het ei(geel) toegevoegd en langzaam in de waterfase gemengd. Uiteindelijk wordt de olie aan de water-ei-fase toegevoegd. De olie wordt gemengd met behulp van een hogesnelheidsmixer. De voordelen zijn de eenvoud (en investering) van het proces en de enorme flexibiliteit.

In een continu mayonaiseproces wordt de waterfase apart bereid. Een meerkoppige zuigerpomp doseert de drie fasen (waterfase, ei en olie) samen in een pennenroerder. De pennenroerder geeft een grove emulsie, die direct gehomogeniseerd wordt in de kolloidmolen. Het nadeel is dat het opstarten tijd kost. Het proces is alleen interessant bij grote volumes (en batchgroottes).

Het batch-continu proces is een mix van beide processen. De grove emulsie wordt in een zeer korte tijd gemaakt in batch met een speciaal ontworpen hogesnelheidsmixer. Het voordeel is de flexibiliteit. De minimale verwerkingsgrootte is de grootte van een batch van de grove emulsie.

Dressings: Vergelijkbare Emulsies

Dressings zijn olie-in-water emulsies waarbij een speciale waterfase met een verdikkingsmiddel wordt toegevoegd. Meestal is het oliegehalte 25%, maar 0% is ook mogelijk. De speciale waterfase met het verdikkingsmiddel is meestal een heet gezwollen zetmeel. Het mengsel wordt bereid in een vat met een mixer. Het mengsel moet tot ongeveer 90°C verhit worden om de zetmeel te laten zwellen en het wordt later gemixt met de mayonaise (80% olie-in-water emulsie).

Het dubbelwandige vat is het meest gebruikte proces om de zetmeeloplossing te verhitten. Het vat heeft een schraper die het oppervlak schoon schraapt om te voorkomen dat het gezwollen zetmeel daarop verbrandt. Het temperatuurverschil in het vat is soms 2°C en dat is te veel voor een gladde zetmeeloplossing gemaakt van natuurlijke zetmelen. Dan is de duurdere buiswarmtewisselaar beter. Het warmtetransport kan worden verhoogd door het gebruik van (statische) mengelementen. De geschraapte warmtewisselaar is een buiswarmtewisselaar met een mes dat de wanden schoon schraapt. Het heeft de beste warmteoverdrachtscoëfficiënt, minder hold up en vereist minder ruimt.

Directe stoominjectie is mogelijk wanneer de bereiding toestaat dat er wat water uit wordt genomen om later te worden geïnjecteerd als stoom of oververhit (hoge druk) water. Natuurlijke zetmelen kunnen worden beschadigd wanneer het temperatuurverschil te groot is. Een goed (dubbelwerkend) controlesysteem is vereist, niet alleen om de juiste temperatuur te bereiken, maar ook in één keer de juiste hoeveelheid. Het voordeel is dat dit proces gestart en gestopt kan worden zonder grote verliezen.

De twee fases worden in een langzaam roerend vat gedaan en een tijd lang gemixt en getransporteerd naar de vuller. De twee fases worden naar een pennenroerder of een statische menger getransporteerd en gemixt. Het voordeel van de statische menger boven de pennenroerder is de lage kosten, maar het is minder flexibel voor grote veranderingen in de doseerverhouding.

Nieuwe Ontwikkelingen in Emulsie Onderzoek

Door water met een bepaald eiwit erin opgelost, te mengen met water met daarin een polysaccharide, was het al mogelijk om waterdruppeltjes (met eiwit) in water (met polysaccharide) te krijgen. Maar die druppeltjes vloeiden uiteindelijk altijd samen. In het onderzoek van de TU/e, NIZO food research en de Universiteit Utrecht brengt het toevoegen van een extra variant van die polysaccharide - elektrisch geladen polysaccharide - de oplossing. Dit polysaccharide zit graag tussen zijn niet-geladen soortgenoten, maar voelt zich elektrostatisch aangetrokken tot het eiwit.

Het resultaat is dat het geladen polysaccharide zich nestelt aan het oppervlak van de druppeltjes. De onderzoekers verwachten dat dit huidje van geladen polysaccharide de druppels weerhoudt van samenvloeien, waardoor de emulsie stabiel blijft. Om het proces met de microscoop te kunnen volgen, maakten de onderzoekers het elektrisch geladen polysaccharide fluorescent. De waterdruppeltjes in het mengsel zijn daardoor op de foto’s omgeven met helder oplichtende ringen of te zien als oplichtende bollen.

Het onderzoek is de opstap naar nieuwe ultralight-producten die geen olie of vet bevatten, maar wel een smeerbare structuur hebben. Ook kunnen er medicijnen in ‘verpakt’ worden zonder dat er organische oplosmiddelen nodig zijn.

Emulsies in het Dagelijks Leven

Emulsies zijn overal om ons heen. Denk aan mayonaise, lotion, verf en zelfs melk! Wanneer je een cappuccino drinkt, zie je kleine belletjes melk in je koffie zweven. Emulsies zijn niet altijd stabiel. Soms, als je een emulsie te lang laat staan, zullen de twee vloeistoffen zich weer van elkaar scheiden.

labels:

Zie ook: