피커링 에멀션(Pickering emulsion), 입자가 만든 특별한 안정성

"피커링 에멀션을 설명하는 그림 – 물속 기름 방울 표면에 고체 입자가 둘러싸여 있는 구조"

우리가 흔히 접하는 마요네즈, 드레싱, 화장품 크림은 기름과 물이 섞여 있는 에멀션(emulsion)입니다. 일반적으로는 계란 노른자 속 레시틴이나 합성 계면활성제를 넣어 두 액체가 안정적으로 섞이도록 합니다. 그런데 최근에는 계면활성제를 쓰지 않고도 안정성을 높이는 방법이 주목받고 있는데, 이것이 바로 피커링 에멀션(Pickering emulsion)입니다.

 

피커링 에멀션이란?

피커링 에멀션은 계면활성제 대신 고체 입자가 기름-물 경계면에 흡착하여 형성된 에멀션을 말합니다. 입자가 계면에 달라붙어 기름 방울을 감싸면서 안정성을 유지합니다. 이름은 1907년 영국 화학자 S.U. Pickering이 연구한 데서 유래했습니다.

 

작동 원리

• 입자는 친수성과 소수성 성질을 동시에 가져야 합니다.
• 입자가 기름-물 계면에 달라붙으면 쉽게 떨어지지 않기 때문에, 방울끼리 합쳐지는 크리밍(cream­ing)이나 응집(coalescence)을 억제합니다.
• 결과적으로 일반 계면활성제보다 더 강력한 안정성을 발휘할 수 있습니다.

 

어떤 입자를 사용할까?

대표적으로 실리카, 전분, 셀룰로스, 단백질, 카올린 같은 천연 유래 또는 무기 입자가 사용됩니다. 최근에는 식품 분야에서 전분이나 단백질 입자를 활용해 안전하면서도 기능적인 피커링 에멀션을 만드는 연구가 활발합니다.

 

장점과 활용

• 안정성 향상: 입자가 계면에 단단히 고정되어 오랜 시간 균일성을 유지합니다.
• 자연친화적: 계면활성제를 줄이거나 대체할 수 있어 '클린 라벨' 제품에 적합합니다.
• 응용 분야: 식품(저지방 드레싱, 아이스크림), 화장품(크림, 로션), 제약(약물 전달 시스템) 등 폭넓게 연구되고 있습니다.

 

피커링 에멀션의 미래

소비자들은 점점 더 '첨가물이 적고 자연스러운 제품'을 선호합니다. 이런 흐름 속에서 피커링 에멀션은 식품, 화장품, 제약 산업 모두에서 차세대 안정화 기술로 기대를 모으고 있습니다. 다만, 입자 크기와 표면 특성을 정교하게 제어해야 하며, 대량생산 공정에 적용할 때는 기술적 과제가 남아 있습니다.