Schuimen

Question 1

Wat is het verschil tussen een emulsie en een schuim op vlak van stabiliteit?

Waardoor kan je dit verschil verkleinen?

Answer 1

Schuim is instabieler dan een emulsie. Dit komt door het verschil in dichtheid. Het verschil is groter bij een schuim dan bij een emulsie.

Question 2

Welke type schuimen zijn er?

Noem productvoorbeelden

Hoe wordt de stabiliteit beïnvloed van deze schuimen.

Answer 2

Vet gestabiliseerde schuimen
- Partieel gecoaliseerd vet nodig (deels samenvloeien, door vetkristallen)
- Ze vangen op die manier een lcuhtbel in hun netwerk
- Vetdeeltjes zijn gestabiliseerd door een emulgator
- Gevoelig voor temperatuur  

Eiwit/emulgator gestabiliseerd
- Lucht in “waterige” oplossing, stabilisatie door eiwit -> Zeer gevoelig voor vrij vet
- Eiwit gaat om de luchtbel heen zitten, vet duwt de eiwitten van de luchtbel af -> hierdoor stort het in
- Lucht in met hydrofiele emulgator

Question 3

Welke instabiliteiten kunnen er optreden?

Answer 3

Oproming: bellen stijgen op door verschil in dichtheid lucht en vloeistof, stijgsnelheid afhankelijk van grootte luchtbel
Of omgekeerd uitzakking (drainage) van vloeistof uit het schuim

Coalescentie: samenvloeien van luchtbellen door breuk in beloppervlak

Disproportionering:
Lucht kan in oplossing gaan doordat er druk heerst in de luchtbel, hierdoor wordt de luchtbel kleiner.
Lucht kan uit oplossing gaan wanneer er te weinig druk is in een grote bel, hierdoor gaat er lucht uit de oplossing in de luchtbel zitten waardoor de bel groter wordt en de spanning omhoog gaat

Question 4

Hoe kan oproming worden tegengegaan?

Answer 4

Tegengaan:
- Kleiner maken van belletjes
- Viscositeit verhogen

Question 5

Hoe kan coalescentie worden tegengegaan?

Answer 5

Tegengaan:
Meer oppervlak actieve stof (als membraan bedekt is dan kan het niet samen vloeien)

Andere oppervlakactieve stof gebruiken die beloppervlak onderbreekt (bv vrij vet)

Question 6

Hoe kan disproportionering worden tegengegaan?

Answer 6

Tegengaan:

Het gelijkmatig groot maken van de luchtbellen (theoretisch wel, praktisch minder)

Kiezen voor een minder oplosbaar gas (waar N2, stikstof in zit -> Guiness Bier)

Question 7

Hoe kunnen we schuimstabilisatie creëren?

Answer 7

• Fijne bellen make mbv schuimmiddel (belletjes verkleinen
• Schuim dranaige remmen door vloeistof te verdikken of geleren (hydrocolloïden, eiwitten) of het schuim te fixeren
• Voorkoming van coalescentie (door vetvrij te werken)
• Kloppen met minder oplosbaar gas remt disproportionering

Question 8

Wat geeft de overrun weer? Hoe bepalen we dit?

Answer 8

Het zegt iets over de volumestijging

Door het inkloppen van het product in vergelijking tot het ongegeklopte product

Question 9

Hoe kan de overrun bepaalt worden?

Answer 9

Je kunt dit bepalen op 2 manieren:

Volume = Overrun= V2-V1/V1 x 100%

V1 = ongeklopt volume

V2 = geklopt volume

Gewicht = Overrun = G1 – G2 / G2 = 100%

G1 = gewicht ongeklopt in een standaard volume

G2 = gewicht geklopt in een standaard volume

Question 10

Wat is de overrun?
100 ml bier geeft 200 ml bier na uitschenken

Answer 10

Dit is met volume dus
200-100/100 x 100 = 100%

Question 11

Wat is de overun?
100 gram ei-eiwit heeft opgeklopt (in hetzelfde volume) een gewicht van 20 gram

Answer 11

Dit is gewicht dus
100-20/20 = 4%

Question 12

Waar zijn schuimen gevoelig voor?

Answer 12

Eiwit-emulgator schuim -> gevoelig voor vrij vet

Vet gestabiliseerd schuim -> gevoelig voor hoge temperatuur

Question 13

Leg uit hoe wordt een schuim gevormd?

Answer 13

Een schuim is net als een emulsie een voorbeeld van een dispersie waar de gasfase steeds de disperse fase vormt. Het verschil in dichtheid tussen gas en vloeistof is nog vele malen groter, hierdoor is een schuim ook vele malen instabieler dan een emulsie

Question 14

Hoe kan de gasfase in de vloeistof worden gebracht? Noem voorbeelden:

Answer 14

Inkloppen van lucht (slagroom)
Gas inblazen (industriële productie mousse)
Opgelost gas (bier, frisdrank)
Chemische reactie (CO2 productie in deeg) -> bakpoeder

Question 15

Hoe wordt een schuim gemaakt?

Answer 15

• Om een schuim te maken moet het grensvlak vergroot worden en moet energie toegevoegd worden
• Om een schuim te stabiliseren wordt er gebruik gemaakt van schuimmiddelen
• Druppelgrootte speelt een rol in de stevigheid van het schuim, het liefst zo klein mogelijk

Question 15

Op welke manieren kan een schuim worden gestabiliseerd?

Answer 15

Schuimmiddelen (eiwitten en emulgatoren) -> bijv. Bavaroise

Vet -> opgeklopte slagroom en roomijs

Question 16

Hoe worden melkschuimen gestabiliseerd?

Answer 16

Melkschuim wordt gestabiliseerd door melkeiwitten. Doordat eiwitten deels polair en apolair zijn, kunnen ze goed een schuim stabiliseren. Het apolaire deel richt zich naar de gasfase en het polaire deel richt zich naar de waterfase. Ook andere schuimmiddelen kunnen gebruikt worden om de spanning op het grensvlak te verlagen.

Question 17

Hoe worden vet schuimen gestabiliseerd?

Answer 17

Handgeklopte slagroom wordt gestabiliseerd doordat het vet in de room een vast netwerk gaat vormen. Vet is apolair en stabiliseert zo op het grensvlak de gasfase. Door het kloppen, gaan de vetbolletjes botsen en wordt 1 vast vetnetwerk gevormd met daartussen de luchtbellen

Question 18

Wat is het verschil tussen een eiwitschuim en een vetschuim?

Answer 18

Eiwitschuim Vetschuim

Erg luchtig Stevig

Minder smaak Minder luchtig

Smaak verdwijnt snel uit mond Romige smaak

Question 19

Welke manieren zijn er om een schuim te stabiliseren?

Answer 19

• Verdikken en geleren van de waterfase -> Gelatine bij chocolademousse/bavaroise
• Verhitten (eiwit denaturatie) = geeft een zeer stabiel, enigzins taai schuim. Als suikerconcentratie hoog is kan men dit schuim lang bewaren -> cake
• Drogen -> merengue
• Vriezen -> roomijs

Question 20

Hoe kan je een eiwitschuim beïnvloeden?

Answer 20

Vet
- Zorgt ervoor dat schuim in gaat storten
- Kan niet luchtig geklopt worden
Mechanische krachten
- Eiwitten gaan denatureren en zelf coaguleren -> netwerk kan gassen vasthouden
Temperatuur
- Eiwitten denatureren -> schuim beter stabiliseren
PH -> IEP -> oplosbaarheid
- PH waarde waarbij netto lading van IEP = 0 -> eiwit niet oplosbaar
- PH verlaagd tot het IEP -> eiwit zal neerslaan

Question 21

Hoe kan een vet gestabiliseerd schuim beïnvloedt worden?

Answer 21

Temperatuur
- Vetkristallen -> gekoeld vet= vetnetwerk tussen de luchtbellen goed stabiliseren
- Warm -> smelt vet, vloeibaar -> stort vetnetwerk in

Question 22

Welke instabiliteiten kunnen er optreden bij schuimen?

Answer 22

Oproming/drainage
Bellen stijgen op door verschil in dichtheid lucht en vloeistof. Stijgsnelheid is afhankelijk van grootte luchtbel

Omgekeerd: Uitzakking (drainage) van vloeistof uit het schuim

Coalescentie
Samenvloeien van luchtbellen door breuk van beloppervlak

Te weinig oppervlak actieve stof

Te kleine moleculen

Een andere stof die beloppervlak doet schuren (vettige stof)

Disproportionering
Grotere bellen groeien ten koste van kleine bellen door Laplace druk. Gas gaat uit een kleine gasbel zich verplaatsen naar een grotere bel.

Grotere bellen worden steeds groter. Kleine gasbellen worden steeds kleiner tot ze ophouden te bestaan en het gas volledig gaat oplossen in de vloeistof.

Inhomogeen grootte van druppels

Te grote druppels

Oplosbaarheid gas: CO2 > N2O > O2&raquo_space; N2

Question 23

Wat is een belangrijk verschil met emulsies en schuimen?

Answer 23

Belangrijkste verschil met emulsies is het dichtheidsverschil. Lucht is veel lichter dan vet en hierdoor is schuim veel instabieler dan een emulsie.

Question 24

Wat kan er niet plaatsvinden als instabiliteit bij schuimen?

Answer 24

Fase omkeer kan niet plaatsvinden bij een schuim. De gasfase kan onmogelijk de continu fase vormen

Question 25

Hoe kunnen instabiliteiten voorkomen worden?

Answer 25

Fijnere bellen maken m.b.v. schuimmiddel (belletjes verkleinen)

Aanwezigheid van een opp actieve stoffen

Aanwezigheid verdikkingsmiddelen (of suiker), verhogen vicositeit van de vloeistof

Schuim drainage remmen door vloeistof te verdikken of geleren (hydrocolloiden, eiwitten)

Voorkomen coalescentie door vetvrij te werken

Een ander of meer schuimmiddel gebruiken

Kloppen met minder oplosbaar gas remt disproportionering (lucht > N20 > CO2)

Question 26

Welke metingen kunnen uitgevoerd worden op een schuim?

Answer 26

Stabiliteit
- Schuimafname in tijd
- Drainage vloeistof in tijd (volumetrisch of wegen)
Stevigheid
- Bepaling hardheid of elasticiteit van het schuim
- Penetrometer/Instron
Luchtigheid (berekenen overrun)
- Op basis van V: volumetrisch of koolzaadmethode
- Op basis van G
> Soortelijk gewicht
> Geklopt en ongeklopt gewicht