Dalam catatan blog ini, kita akan belajar tentang prinsip saintifik pengemulsi (emulsi), di mana air dan minyak bercampur bersama, menggunakan mayonis dan vinaigrette sebagai contoh, dan bagaimana ia digunakan dalam kehidupan seharian.
Hari ni nak keluar makan dengan family. Untuk meraikannya, anda memutuskan untuk pergi ke restoran Itali untuk pasta. Sesuai dengan suasana restoran, roti dan sos pelik dihidangkan sebagai pembuka selera. Ia bukan minyak masak atau cuka, tetapi mempunyai warna hijau terang yang menggoda anda untuk mencubanya. Memandangkan ia dihidangkan bersama roti, anda menganggap ia adalah sos untuk mencelup roti. Kerana tidak dapat menahan rasa ingin tahu saya, saya bertanya kepada pelayan apa nama sos itu, dan dia berkata ia adalah "vinaigrette." Masih ragu-ragu, saya mencelup sudu saya ke dalam sos dan mencubanya. Ia adalah masam manis, tidak buruk. Saya bertanya kepada pelayan apa sos itu dibuat, dan dia berkata ia adalah campuran cuka balsamic dan minyak zaitun dalam nisbah 1:3.
Walau bagaimanapun, apabila hidangan utama tiba, cuka balsamic dan minyak zaitun telah dipisahkan kepada dua lapisan, walaupun ia telah dicampur dengan baik ketika saya mula-mula melihatnya. Adakah mungkin untuk memastikan mereka bercampur? Sebab cuka dan minyak tidak bercampur adalah kerana ia mempunyai sifat kimia yang berbeza, yang menyebabkan ia terpisah dengan meminimumkan kawasan sentuhan antara satu sama lain. Namun, dengan bantuan sains, minyak boleh dicampur dengan air dan air menjadi minyak. Jika anda mengacau dengan cepat menggunakan pengisar tangan, iaitu pengadun elektrik yang anda pegang di tangan anda dan boleh menghasilkan buih, geseran menghasilkan haba, menyebabkan air dan minyak bercampur. Campuran ini dipanggil emulsi atau cecair emulsi.
Emulsi, yang boleh ditafsirkan sebagai "menggabungkan bahan berlawanan seperti air dan minyak," boleh digambarkan secara lebih teknikal sebagai keadaan di mana satu cecair tersebar dalam cecair lain dalam bentuk zarah kecil, walaupun kedua-dua cecair tidak larut dalam satu sama lain. Oleh kerana air dan minyak adalah dua cecair yang tidak larut dalam satu sama lain, terdapat dua jenis emulsi: emulsi minyak dalam air (O/W), di mana minyak tersebar dalam air, dan emulsi air dalam minyak (W/O), di mana air tersebar dalam minyak.
Satu lagi contoh wakil emulsi yang terdapat dalam kehidupan seharian ialah mayonis. Mayonis ialah emulsi O/W di mana titisan minyak (minyak masak) ditaburkan dalam air (cuka). Walau bagaimanapun, tidak seperti vinaigrette, bagaimana mayonis menghalang cuka dan minyak daripada berpisah untuk masa yang lama? Seperti yang dinyatakan sebelum ini, ia bukan kerana kita menggunakan kuasa sains untuk terus mengacaunya dengan pengisar tangan. Sebabnya ialah kuning telur ditambah sebagai pengemulsi untuk membantu mengemulsi mayonis.
Oleh kerana pada asasnya mustahil untuk mengekalkan campuran air dan minyak, adalah perlu untuk menambah bahan ketiga, surfaktan, untuk mencipta emulsi. Dalam kes ini, surfaktan dipanggil pengemulsi. Pengemulsi tambahan menyebabkan minyak dan air berorientasikan diri mereka pada antara muka (ini merujuk kepada penjerapan di mana molekul bahan yang terjerap pada sempadan antara dua fasa disusun dalam arah tertentu) supaya bahagian yang boleh bercampur dengan air berada dekat dengan air, dengan itu mengurangkan tenaga bebas antara muka (tenaga dalaman yang wujud pada antara muka). Secara ringkasnya, ia disusun supaya bahagian yang boleh bercampur dengan air dekat dengan air, membolehkan air dan minyak bercampur. Ini mengurangkan tenaga bebas antara muka (tenaga dalaman yang wujud pada antara muka), memudahkan pengemulsi dan menekan pemisahan fasa air dan minyak, dengan itu mengekalkan keadaan emulsi.
Pengemulsi secara berterusan menukar HLBnya (nilai HLB berjulat dari 0 hingga 20, dan semakin kecil nilainya, semakin kuat lipofilisiti keseluruhan molekul, dan semakin besar nilainya, semakin kuat hidrofilik), yang menyebabkan fasa emulsi berubah. Ini dipanggil penyongsangan fasa emulsi.
Dalam erti kata lain, sebab mengapa vinaigrette dan mayonis, yang merupakan campuran air dan minyak, kelihatan berbeza adalah kerana cara ia membentuk emulsi, atau cara campuran air dan minyak, adalah berbeza. Mayonis ialah emulsi O/W di mana minyak tersebar di dalam air. Secara ringkas, ia adalah keadaan di mana titisan minyak yang tidak terkira banyaknya bertaburan di seluruh cuka. Hakikat bahawa cuka dan minyak, yang tidak boleh dicampur bersama, dipecahkan kepada zarah-zarah kecil dan dicampur bersama-sama adalah berkat lecithin (sejenis fosfolipid) yang terkandung dalam kuning telur. Vinaigrette pula ialah campuran titisan minyak dan air. Tidak seperti mayonis, vinaigrette tidak mengandungi pengemulsi, jadi ia cepat memisahkan ke dalam lapisan minyak dan air.
Prinsip pengemulsi digunakan bukan sahaja dalam makanan tetapi juga dalam pembuatan kosmetik. Banyak bahan yang digunakan dalam kosmetik tidak bercampur dengan baik antara satu sama lain, jadi teknologi pengemulsi sangat berguna untuk mencampurkannya dalam satu formulasi. Pelbagai teknologi pengemulsi telah dibangunkan bersama-sama dengan pembangunan pengemulsi untuk menstabilkan formulasi yang diemulsikan dan mengubah sifatnya. Bermula dengan kaedah HLB yang dicadangkan oleh Griffin pada tahun 1950-an, terdapat kaedah seperti kaedah PIT, pengemulsi gel, dan pengemulsi fasa D. Baru-baru ini, penggunaan pengemulsi terbitan semula jadi dan pengemulsi polimer semakin meningkat sebagai cara untuk meningkatkan keserasian dan keselamatan kulit untuk tubuh manusia. Selain itu, pengemulsi nano, pengemulsi berganda, pengemulsi kristal cecair, dan pengemulsi Pickering telah dibangunkan dan digunakan sebagai cara untuk membezakan penampilan produk dan meningkatkan kecekapan penghantaran bahan aktif. Penyelidikan mengenai aplikasi zarah berstruktur nano seperti liposom dan kubosom juga sedang giat dijalankan.
Oleh itu, memahami prinsip saintifik di sebalik vinaigrette boleh memperkayakan perbualan di meja makan sambil menikmati hidangan. Sungguh mengagumkan bahawa penemuan kecil seperti itu dalam kehidupan seharian dapat memberikan kita minat dan pengetahuan yang besar. Pada masa hadapan, adalah baik untuk bercakap tentang prinsip ini sambil menikmati hidangan.
