A Simple Sourness Detector

Klíčové pojmy
Chemistry
Food Science
pH
Acidity

Úvod
Přemýšleli jste někdy, proč některé potraviny nebo nápoje chutnají kysele, zatímco jiné ne? Možná víte, že váš jazyk zachycuje všechny druhy chutí, včetně slané, sladké, hořké a kyselé. Co však způsobuje, že něco chutná kysele? Kyselou chuť ve skutečnosti ovlivňuje pH a kyseliny přítomné v potravinách. V této aktivitě zjistíte, jak kyselé jsou různé potraviny, a to testováním potravin a nápojů na přítomnost kyselin pomocí jedlé sody. Co myslíte, že je nejkyselejší potravina, kterou můžete najít ve své kuchyni?“

Základní informace
Chuť rozpoznávají chuťové pohárky, které lemují jazyk a další části úst. Lidský jazyk má v průměru 10 000 jednotlivých chuťových pohárků! Uvnitř každého chuťového pohárku se nachází až 100 receptorových buněk. Každý receptor nejlépe vnímá jeden vjem a vysílá o něm signály do mozku, který pak identifikuje sladké, slané, hořké, kyselé nebo umami. Různé receptory jsou spouštěny různými chemickými sloučeninami (nebo molekulami) přítomnými v potravinách. Receptory kyselé chuti jsou spouštěny kyselinami, přesněji vodíkovými ionty (H+), a jsou tedy detektory kyselin na jazyku.

Co znamená, že je něco kyselé nebo zásadité? Všechno to souvisí s ionty. Ve vodě (H2O) se malý počet molekul štěpí za vzniku vodíkových iontů (H+) a hydroxidových iontů (OH-). Čistá voda a roztoky, které mají stejný počet vodíkových a hydroxidových iontů, jsou neutrální – to znamená, že nejsou ani kyselé, ani zásadité. Kyselina je látka, která odevzdává vodíkové ionty. Proto je v kyselém roztoku více vodíkových iontů než hydroxidových. To znamená, že čím je potravina kyselejší, tím více vodíkových iontů je k dispozici pro aktivaci receptorů kyselé chuti. Zásada je látka, která přijímá vodíkové ionty. Když se ve vodě rozpustí zásada, rovnováha mezi vodíkovými a hydroxidovými ionty se posune na opačnou stranu, takže hydroxidové ionty převládnou. Kyselost roztoku se měří pomocí stupnice pH. Hodnota pH 7 je neutrální; vše, co má pH nižší než 7, je kyselé, zatímco látky s pH vyšším než 7 jsou zásadité neboli alkalické.

Kromě měření pH však existuje i jednodušší způsob, jak zjistit, zda je potravina kyselá či nikoli – pomocí jedlé sody. Ta je známá také jako hydrogenuhličitan sodný a jedná se o zásadu, která reaguje s kyselinami za vzniku plynného oxidu uhličitého, což je reakce dobře známá z vědecké soutěže o sopky nebo rakety z láhve. Unikajícího plynu si lze snadno všimnout, protože po kontaktu kyseliny s jedlou sodou vytváří bubliny. Díky tomu je „kyselý test“ jednoduchý: Čím více bublinek plynu vidíte, tím je jídlo kyselejší – a tím kyselejší by mělo být. Vyzkoušejte si to sami!

Materiál
Šest šálků nebo sklenic
Tácek
Ocen
Soda/nealkoholický nápoj
Citronová šťáva
Mléko
Mýdlo
Voda
Lžička
Soda (Musí být čerstvá; pokud je příliš stará, nebude fungovat tak dobře.)
Medicínské kapátko nebo pipeta
Ovoce nebo ovocné šťávy a jiné potraviny či nápoje, prášek do pečiva (volitelně)

Příprava

• Naberte jeden šálek a naplňte ho vodou z vodovodu. Poté přidejte stříknutí mýdla na nádobí, abyste vytvořili roztok pro testování. Poznámka: Tento roztok byste neměli ochutnávat, ostatní roztoky budou k ochutnání v pořádku.
• Nalijte trochu ostatních testovacích roztoků (voda, citronová šťáva, ocet, mléko, soda), každý do vlastního kelímku.
• Lžičkou rovnoměrně pokryjte talířek jedlou sodou.

Postup

• Nejprve začněte s octem. Vezměte kapátko na léky nebo pipetu a nasajte trochu octa z kelímku.
• Přibližte kapátko k talíři s jedlou sodou a pomalu stříkněte jednu jedinou kapku na jedlou sodu na talíři. Co se stane, jakmile kapka octa dopadne na jedlou sodu? Vidíš nějaké bublinky?
• Kapátko opláchni trochou vody a pak jím znovu odeber vzorek nealkoholického nápoje. Opět opatrně stříkni jednu kapku na jedlou sodu. Vyber si jiné místo na talíři. Dochází k nějaké reakci? Vidíte tvorbu oxidu uhličitého? Jak probíhá reakce v porovnání s reakcí s octem?
• Znovu opláchněte kapátko a přejděte k dalšímu vzorku: Vezměte trochu vody a kápněte jednu kapku vzorku na destičku. Co se stane tentokrát? Je voda kyselá?
• S čistým kapátkem nasajte trochu citronové šťávy a stříkněte kapku na jedlou sodu. Vyberte si čerstvé místo, na kterém ještě není žádný roztok. Kolik bublinek uvidíš? Reagovala více než voda, nebo méně?
• Zopakuj stejný postup s mlékem. Reaguje jedlá soda s mlékem za vzniku bublinek? Myslíš si, že mléko chutná kysele?
• Zkoušejte poslední vzorek, kterým je roztok mýdla na nádobí. Poznáte z reakce, zda obsahuje hodně kyselin? Jaké pH má podle vás mýdlový roztok?
• Můžete na základě všech svých pozorování předpovědět, která z kapalin obsahuje nejvíce kyselin nebo by chutnala nejkyseleji? Test s jedlou sodou můžete na všech vzorcích ještě jednou zopakovat. Který z nich je nejkyselejší a který nejméně kyselý?
• Extra: Zjistěte, jaká je hodnota pH ve vodě: Proveďte průzkum a zjistěte pH všech svých zkušebních roztoků. Shodují se výsledky s vašimi zjištěními?
• Extra: Dokážete najít další kapaliny k testování? Můžete také použít různé druhy ovoce nebo zeleniny a vymačkat je, abyste získali trochu tekutiny a otestovali, zda jsou kyselé nebo kyselé. Poté proveďte ochutnávku a zjistěte, zda se vaše pozorování shodují s chutí.
• Extra: Zopakujte stejný postup, ale tentokrát použijte místo jedlé sody prášek do pečiva. Zjistěte, jaký je mezi nimi rozdíl, a porovnejte reakce se stejnými testovacími roztoky. Vidíte více bublinek u jedlé sody nebo u prášku do pečiva u každého ze stejných vzorků?
• Extra: Místo toho, abyste kapku svého zkušebního roztoku nanesli na jedlou sodu, zkuste stejný test provést obráceně. Vezměte trochu jedlé sody a vložte ji do sklenice s vaším testovacím roztokem. Co se stane, když se jedlá soda dostane do kontaktu s kapalinou? Je reakce stejná, jako když jste roztok nanesli na jedlou sodu, nebo jiná?
• Extra: Pokud máte přístup k lakmusovému papírku (který se používá k měření pH roztoku), změřte pH každého z vašich testovacích vzorků. Jaké je pH každého z nich a vytvořily všechny kyselé vzorky během vašeho testu s jedlou sodou bublinky?

Pozorování a výsledky
Získali jste u některých svých testovacích roztoků pěkné bublinky? U citronové šťávy jste měli pozorovat energickou tvorbu bublinek, stejně jako u octa. Oba obsahují hodně kyselin. Citronová šťáva obsahuje asi 5 až 6 procent kyseliny citronové, která také dodává citronu kyselou chuť. Ocet obsahuje 5 až 20 procent kyseliny octové, což je kyselina, která reaguje s jedlou sodou za vzniku oxidu uhličitého. U nealkoholického nápoje byste také měli pozorovat tvorbu bublinek, i když ne v takové míře jako u citronové šťávy a octa. Důvodem kyselé reakce je kyselina fosforečná, která se do nealkoholických nápojů přidává kvůli konzervaci a zvýraznění chuti. To je jeden z důvodů, proč jsou tak škodlivé pro zuby (kromě cukru); tato kyselina může poškodit zubní sklovinu.

Mléko je poměrně neutrální roztok – podobný čisté vodě – a nemělo by reagovat s jedlou sodou. Mýdlo je naproti tomu zásaditý roztok, což znamená, že jeho pH je vyšší než 7. Neobsahuje žádné kyseliny, které by mohly reagovat s jedlou sodou, a nemělo by dojít k tvorbě oxidu uhličitého. Když jste však místo jedlé sody použili kypřicí prášek, mohli jste si všimnout, že reakce u jednotlivých zkušebních vzorků byly výraznější. U roztoků, které s jedlou sodou nereagovaly, jste pravděpodobně viděli i drobné bublinky. To je způsobeno tím, že prášek do pečiva je směsí jedlé sody a slabých kyselin. Když prášek do pečiva navlhne, mohou tyto kyseliny reagovat s jedlou sodou a vytvořit oxid uhličitý.

Při provádění chuťového testu jste si možná všimli, že některé potraviny nebo nápoje vůbec nechutnaly kysele – a to i v případě, že obsahují hodně kyselin. Trik spočívá v tom, že kyselá chuť je často maskována přidáním velkého množství cukru. Dobrým příkladem je limonáda, kterou jste testovali. Podívejte se na seznam složek – kolik cukru obsahuje? Myslíte si, že by vám chutnal i bez cukru?“

Čištění
Vylijte všechny své testovací roztoky do odtoku dřezu. Jedlou sodu můžete vyhodit do koše nebo ji spláchnout vodou do dřezu.

Další informace k prozkoumání
Jak chutná kyselý jazyk, z Nature News
Přibližné pH potravin a potravinářských výrobků, z U.S. Food and Drug Administration
Jak kyselá nebo jak sladká je vaše limonáda?, z Scientific American
Roketologie: Soda + ocet = vzlet!, od Science Buddies
Rozdíl mezi jedlou sodou a práškem do pečiva, od Phys.org
Vědecká aktivita pro všechny věkové kategorie!, od Science Buddies

Tuto aktivitu vám přinášíme ve spolupráci s Science Buddies

.