S41 Mayonnaise - Émulsion

Topique

Cette mayonnaise est une émulsion huile-dans-eau très concentrée, stabilisée principalement par les composants émulsifiants du jaune d'œuf, notamment la lécithine, déjà décrite par un autre modèle de cet ensemble. Du fait de sa forte teneur en huile, les gouttelettes dispersées sont très proches les unes des autres et peuvent se déformer sous la pression. Cette teneur en huile, proche de la compacité maximale, accroît considérablement les interactions entre les gouttelettes, conférant à la mayonnaise sa consistance semi-solide caractéristique.

La taille de ces gouttelettes dépend de l'interaction entre les forces générées lors du battage et la tension interfaciale qui tend à les maintenir ensemble, une relation déjà décrite par un autre modèle de cet ensemble à l'aide du nombre de Weber. Le modèle de Kolmogorov-Hinze décrit comment une plus grande dissipation d'énergie peut fragmenter les gouttelettes en gouttelettes plus petites. Le fait que le battage transfère plus efficacement l'énergie à cette émulsion se traduit généralement par des gouttelettes plus petites, favorisant une texture fine et réduisant leur tendance à se séparer sous l'effet de la gravité.

La viscosité augmente fortement avec la fraction d'huile. Le modèle de Krieger-Dougherty décrit comment, lorsque la concentration de gouttelettes approche sa limite de compacité maximale, la viscosité peut augmenter significativement. De plus, la mayonnaise présente un comportement non newtonien, qui peut être représenté par des modèles tels que celui de Herschel-Bulkley : une contrainte seuil doit être franchie avant que la mayonnaise ne commence à s'écouler, et une fois en mouvement, sa viscosité apparente diminue à mesure que le taux de cisaillement augmente. Lorsque la fraction huileuse approche la limite de compacité, la viscosité et la résistance à l'écoulement augmentent toutes deux.

La stabilité face à la séparation gravitationnelle dépend également de la taille des gouttelettes et de la viscosité élevée de la phase continue, selon les principes liés à la loi de Stokes. Les petites gouttelettes et un milieu visqueux réduisent considérablement la vitesse de crémage. La mayonnaise peut ainsi être cinétiquement stable pendant de longues périodes, bien que, comme d'autres émulsions, elle ne représente pas un état d'équilibre thermodynamique. Les interactions électrostatiques et stériques dues aux émulsifiants adsorbés aux interfaces contribuent également à empêcher les gouttelettes d'entrer en contact et de coalescer. La mayonnaise peut cailler lorsque la formation ou la stabilisation de nouvelles gouttelettes n'est plus suffisamment rapide. Un ajout d'huile trop rapide peut créer des zones de surconcentration et une surface interfaciale que les émulsifiants disponibles ne parviennent pas à stabiliser. La température, la composition du jaune d'œuf, le pH et le rapport eau/huile influent également sur la stabilité de l'émulsion. Une méthode courante pour y remédier consiste à former d'abord une nouvelle émulsion stable avec une faible proportion de phase aqueuse et du jaune d'œuf ou un autre émulsifiant, puis à incorporer progressivement la mayonnaise caillée.

Enfin, même une émulsion initialement stable peut évoluer lentement par des processus tels que la floculation et la coalescence. La vitesse de ces processus dépend des barrières qui entravent le rapprochement des gouttelettes, déterminées par des interactions électrostatiques, stériques et attractives. Selon une description simplifiée utilisant des concepts de type DLVO, l'augmentation de la barrière énergétique au contact entre les gouttelettes diminue la probabilité d'agrégation et de coalescence, prolongeant ainsi la stabilité de la mayonnaise.

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