On me demandait dernièrement quels étaient les mécanismes entrant dans la fabrication de la mayonnaise. Ce à quoi je répondis comme si de rien n’était:”ben, c’est juste un problème d’émulsion nécessitant l’ajour de produits tensioactifs…” En examinant les yeux horrifiés de mon interlocutrice, je décidais de reprendre ma blouse d’enseignant et de lui expliquer le plus simplement possible.

L’émulsion est à la base un mélange fondamentalement hétérogène, mais pas nécessairement, de deux liquides non miscibles (que l’on ne peut pas mélanger), par exemple l’eau et l’huile, dont l’un forme des gouttelettes microscopiques en suspension dans l’autre grâce à l’action d’un “émulsifiant”.

L’émulsion est en fait une dispersion de gouttelettes d’huile (qu’on appelle aussi micelles) dans l’eau. Mais nous savons que lorsque l’on essaie de mélanger de l’huile et de l’eau, automatiquement les deux phases se séparent, l’eau étant plus dense en dessous, et l’huile, plus légère au dessus.

C’est la que l’émulsifiant encore appelé “tensioactif” entre en scène.

De quoi sont composées les molécules d’eau et d’huile?

Les molécules d’eau sont composées d’un atome d’oxygène relié à deux atomes d’hydrogène. Les molécules d’eau se relient entre elles grâce aux actions des liaisons hydrogènes, entre un atome d’oxygène d’une molécule d’eau et un atome d’hydrogène d’une molécule d’eau voisine. La molécule d’eau est qualifiée de polaire car elle possède un pôle chargé négativement et un autre positivement. En réalité, il suffit de se dire qu’il y a plus d’électrons dans l’atome d’oxygène que dans celui d’hydrogène et que, par conséquent, l’oxygène tend naturellement à être plus chargé négativement que l’Hydrogène. Et comme les charges négatives attirent les charges positives, il y a une grande affinité entre les atomes d’oxygène et ceux d’hydrogène (voir figure ci-dessous). L’affinité étant représentée par des traits en pointillés.

Les molécules d’huile, sont essentiellement formées d’atomes de carbone et d’hydrogène. Ce sont des molécules appelées triglycérides (les mêmes que celles qui circulent dans notre sang !), c’est à dire qu’elles forment un peigne à trois dents.

Mais alors pourquoi ces molécules ne peuvent pas ce mélanger ?

L’eau nous l’avons vu est une molécule polaire, c’est à dire qu’elle a un pôle possédant des charges positives (côté hydrogène) et un autre des charges négatives (côté oxygène). La molécule d’huile est quant à elle est dite apolaire. Elle ne présente pas de zones chargées positivement et négativement à sa surface. Il lui est donc impossible de se stabiliser avec les molécules d’eau car elle ne peut pas former de liaisons hydrogène avec celle-ci.

Que faire pour que les deux phases se mélangent ?

Il faut donc ajouter un « émulsifiant ». Il est composé de molécules tensio-actives. Ce sont des molécules qualifiées d’amphiphiles, c’est-à-dire qu’on retrouve deux parties de caractéristiques différentes, une partie est dite lipophile (c’est-à-dire qu’elle “aime” et retient les matières grasses) et est apolaire, l’autre est qualifiée d’hydrophile (c’est-à-dire miscible dans l’eau) et est polaire. Ces molécules vont englober des gouttelettes d’huile appelées micelles, en mettant à leur contact leur partie lipophile, et disperser ces gouttelettes enrobées dans l’eau, en se liant aux molécules d’eau grâce à leur partie hydrophile.

On peut représenter ce résultat avec le schéma suivant:

Un exemple en cuisine:

Nous pouvons observer l’exemple de la mayonnaise.

Pour réaliser une mayonnaise, On doit mélanger de l’huile, du jaune d’oeuf et de la moutarde. Les molécules tensioactives (ici la lécithine) sont données par le jaune d’œuf et par la moutarde. Il peut donc se produire une émulsion entre les molécules d’huile et d’eau. En plus de la présence de ces trois éléments la réussite de la mayonnaise dépend aussi de paramètres physico-chimiques: La température par exemple (les produits doivent être à température ambiante), le pH aussi (un pH un peu acide favorisera la réaction. On peut donc rajouter du jus de citron ou du vinaigre), la taille des micelles également (Si les micelles sont petites, la mayonnaise sera plus stable, une mayonnaise fortement et longuement battue sera plus stable qu’une mayonnaise légèrement battue).Ces paramètres physico-chimiques influencent ainsi le goût de la mayonnaise.

Où trouver des molécules tensioactives ?

On trouve aussi d’autres produits tensioactif : la phosphatidylcholine aussi connue sous le nom de lécithine, le sulfate laurique de sodium, ce sont des produits comestibles mais aussi les sulfonamides utiles dans le traitement de l’eau calcaire, les sels d’ammonium…

Une anecdote… Je n’ai jamais réussi à faire une mayonnaise correcte dans ma cuisine… heureusement, mon épouse s’en charge avec talent !