乳化の原理とはどんなもの？ 仕組みや用途を解説！
乳化、もしくはエマルジョンという言葉を聞いたことがある人は多いでしょう。
しかしいったいどういうことなのか？と問われるとうまく答えられない人がほとんどだと思います。
そこで今回は、乳化とそれによく似た分散の原理についてご紹介します。
なんだか難しそうに思えるかもしれませんが、乳化も分散も私たちのごく身近な製品に使われているのです。
もし、乳化と分散が行えなければ私たちの生活は随分と不自由になるでしょう。
興味が出てきた方はぜひ記事を読んでみてｊくださいね。
- 乳化と分散とは？
- なぜ、乳化が必要なのか？
- 乳化はどうやって行うの？
- おわりに
1．乳化と分散とは？
この項では、乳化と分散とはどのようなことを指すのかをご紹介します。
身近な食品や燃料にも乳化や分散が行われているのです。
1-1．乳化とは？
乳化とは水と油のように本来はまじりあわないものが、混じり合う現象のことを指します。
この時は水と油のうち片一方が微粒子化し、液状のもう一方の中に浮いている状態です。
ちなみに油が水に囲まれているO/W乳化、油の中に水が囲まれているW/O乳化といいます。
この乳化で一番イメージしやすいのはドレッシングでしょう。
ドレッシングの材料は、油とお酢です。このままでは混じり合いませんが、激しく降ると一時的に混じり合います。
この状態が「乳化」なのです。しかし、ドレッシングはしばらくすればまた水と油に分離してしまいます。
この「乳化した状態」を保ちたい場合は、水と油を結び付けておく材料を加えるのです。
一番わかりやすい例はマヨネーズでしょう。
マヨネーズの材料は酢と油と卵です。
酢と油はドレッシングと同じですが、そこに卵が加わることによって水と酢は分離せずに混ざり合ったままです。
この卵のような役割を果たす物質のことを「乳化剤」といいます。
加工食品の原材料表示で見たことがある、という方も多いでしょう。
さて、今まで食品を例にとって乳化を説明してまいりましたが、食品以外にも乳化を利用しているものは多いです。
「エマルジョン燃料」という言葉を聞いたことがある方はいませんか？このエマルジョンというのは英語で「乳化」という意味。
つまりエマルジョン燃料とは「乳化処理をした燃料」ということなのです。
1-2．分散とは？
分散とは、粒子の細かい物質を水に均等に混ぜ合わせた状態のことをいいます。
小麦粉のような粒子の細かいものを水と混ぜ合わせたい場合、そのまま放り込めば水の表面に粒子が浮かぶばかりで混じり合いません。
そこでよくかき混ぜてやると粒子と水が混じり合うのです。しかしこれも時間がたてば粒子と水は分離してしまいます。
そこで界面活性剤を加えてあげると、粒子の周りに界面活性剤の分子がくっついて水の中で安定して分離することはありません。
この働きを利用した身近なものが、洗剤や石鹸です。
2．なぜ、乳化が必要なのか？
では、物質を乳化するとどんなことが起きるのでしょうか？
この項では、物質を乳化するメリットをご紹介します。
2-1．舌触りが良くなる
マヨネーズはとても舌触りが滑らかで、まるでクリームのようですね。
このように物質は乳化すると舌触りが滑らかになります。
アイスクリームなど、舌触りが命という食べ物は意外にたくさんあるでしょう。
また、医薬品なども滑らかな舌触りならば飲みやすいですね。
さらに、舌触りが良いということは、肌につけた際に伸びが良いということでもあります。
化粧品を作る際に乳化を行うと、肌への吸着がよくむらになりにくい化粧品がつくれるでしょう。
2-2．品質が均質化しやすい
乳化を行うことによって、物質内の品質を均一にすることができます。
物質の部分によって製品にむらがあっては、良質なものとはいえません。
特に化粧品や医薬品などは品質にむらがあれば、効果もあやふやになるでしょう。
高品質の物をより多くの人に供給するためは、乳化は欠かせません。
2-3．長期間保存ができる
水と油を乳化したドレッシングもマヨネーズも消費期限が長いです。
それともうひとつ、乳化した結果長期保存ができるようになったものにバターとチーズがあります。
バターとチーズの原料は牛乳です。
この牛乳の水分を抜き乳化したものがバターとチーズであり、それぞれ保存食としてヨーロッパの人々の食生活を支えてきました。
その他にも、医薬品や化粧品の品質を長期に保つことも可能です。
2-4．消化吸収がされやすくなる
飲み薬の場合は胃で素早く溶けて消化吸収されることが大切です。
物質を乳化すると消化吸収されやすくなるので、医薬品の種類によっては欠かせない処理になります。
乳化をより丁寧に行うことで、医薬品の効果が増すケースも多いでしょう。
3．乳化はどうやって行うの？
では最後に、乳化を行う方法についてご紹介します。
手軽な方法から高度なものまでいろいろな方法があるのです。
3-1．振る、かき回す
もっとも簡単に乳化を行う方法が物質同士をかき回したり、振ったりする方法です。
人類は乳化の原理がわからなくても「かきまぜれば、舌触りが滑らかになり、品質の良いものができる」と知っていました。
もし、乳化の方法がもっと複雑でわかりにくい物でしたら、食文化の発展は遅かったかもしれません。
現在でもしぼりたての牛乳を撹拌することで、製品の均一化を図っている牧場は多いです。
また、バターやチーズを作る際も牛乳をよくかき混ぜて成分を均一化してから作り始めます。
3-2．機械を使って乳化する
しかしより多くの物を乳化するにはかき回したり、振るだけは追いつきません。
それに、単にかき回すだけでは、製品全体を均一に乳化することはできないでしょう。
そこで乳化専用の機械が使われることが多いです。
この機械を「ホモジナイザー」といい、乳化処理が必要な製品を作っている工場では大抵つかわれています。
また、高機能のホモジナイザーの場合は物質の分子を均一化したうえで混ぜ合わせることもできるでしょう。
こうすれば単に混ぜ合わせるよりもよりきめ細やかな乳化ができます。
このような高度な乳化は食品ばかりでなく、化粧品や医薬品を作るのにも活用されているでしょう。
さらに、大学の研究室では、持ち運びができるほど小さいホモジナイザーも活用されています。
これは少量の物質を乳化するのに適しているのです。
このように専用の機械も様々な種類があることから、いかに乳化が多くの製品にとって必要な処理化がお分かり頂けるでしょう。
４．おわりに
いかがでしたか？
今回は乳化の原理や乳化が必要な製品などをご紹介しました。
まとめると
- 乳化とは、本来は混ざりあわないものを混ぜ合わせることをいう
- 乳化食品だけではなく、医薬品や化粧品の分野でも必要な処理である
- 乳化は混ぜ合わせるだけで行えるが、より高度な乳化には専用の機械を使う
ということです。
こうしてみると、いろいろな分野で乳化が活躍していることがわかりますね。
それに乳化は人類が昔から行ってきた生活の知恵でもあるのです。
乳化剤も「何とかして乳化した状態を保つことができないか」と考えた先人の知恵の結晶でしょう。
ですから食品添加物の中に「乳化剤」があったとしても、それは健康に何の影響もありません。
また、乳化を行う機械は用途別にたくさんの種類があります。
新しく乳化をする機械を導入したいという場合は、ぜひメーカーの担当者に詳しい説明を求めてください。
どの程度乳化したいかによってもおすすめの機械が変わってきます。