エマルション
一般に、水と油のように相互に混ざり合わない液体は、界面張力が大きいので液滴状に分散しても滴が合体することによって界面の面積を小さくする作用が働いて、最終的には二つの層に分離する。
分子構造のある部分と異なる部分が混ざり合わない溶媒(分散系)に対して親和性をもつ物質を両親媒性物質と呼ぶ。分散系に両親媒性物質を添加すると、この物質がそれぞれの溶媒に配向し界面を覆い尽くすように分布する。
一方の物質(混ざり合わない液体のうちの一方または両親媒性物質、またはその混合物)が粒状に会合し(異なる分子が層状に分布し)ている構造を「ミセル (micelle)」と呼び、両親媒性物質がミセルを形成すると液滴の分散系が安定化する。
両親媒性物質が分布することによって界面張力は低下し、特にイオン性物質の場合は電気二重層を形成して液滴間に静電反発力が働くなど、界面を保護するように作用するので、分散系の液滴は安定化する。
たとえば石鹸など陰イオン系界面活性剤は疎水性基を油滴側、カルボキシレートアニオン基を水側に向けて界面に配向することで油を水に可溶化する。一方、カルボキシレートアニオン基の負電荷は分極した水を引き付け、アニオン電荷と分極した水の電荷から構成される電気二重層を形成する。これによって油滴表面には同種の電荷が存在するので油滴どうしは反発し、エマルションは安定する。
Emulsionは「乳を搾る」という意味のラテン語からきた言葉であり、ナッツなどから抽出した乳液を指した。ヴィネグレットソースやオランデーズソース、ブイヤベースなど、とろみのある料理やソース、ソーセージの充填物などは、エマルションである。また、サラダなどにエマルションソースをかけたものは、メニュー名に「~のエマルション」と記されることがある。 エマルションソースは高温になると乳化剤が安定性を失うので、かける対象が熱すぎる料理には向かない。保温する場合も水分と油の比率が変化しないように注意する必要がある。冷蔵庫で保管するなどした場合、隣り合う液滴が融合したり油脂が固化してなめらかさが失われることもある。
エマルションは熱力学的に不安定な系であり、非平衡状態にある。すなわち、未来永劫に微細混合されている状態が保たれるわけではなく、いつかは必ず油と水に分かれてしまう。そこで、合一をできる限り抑えるために、さまざまな乳化方法が検討されており、一般的には下記のものが知られている。機械乳化、電気毛管乳化以外は乳化途中に無限会合状態を経由する方法が取られており、被分散側の粒子径をできる限り微細化することで合一を防いでいる。
機械乳化
電気毛管乳化
転相乳化
液晶乳化
転相温度乳化(PIT乳化)
D相乳化
可溶化領域を利用した超微細乳化
三相乳化 (神奈川大学)