Kulcsfogalmak
Kémia
Élelmiszer-tudomány
pH
Savanyúság
Bevezetés
Gondolkozott már azon, hogy egyes ételek vagy italok miért savanyúak, míg mások nem? Talán tudod, hogy a nyelved mindenféle ízt felfog, beleértve a sós, édes, keserű és savanyú ízeket. De mitől lesz valami savanyú ízű? A savanyú ízt valójában az élelmiszerekben jelen lévő pH és savak befolyásolják. Ebben a tevékenységben megtudhatod, mennyire savanyúak a különböző ételek azáltal, hogy szódabikarbónával teszteled az ételek és italok savak jelenlétét. Szerinted melyik a legsavanyúbb étel, amit a konyhádban találsz?
Háttér
Az ízeket a nyelv és a száj egyéb részein található ízlelőbimbók érzékelik. Az emberi nyelvnek átlagosan 10 000 egyedi ízlelőbimbója van! Minden egyes ízlelőbimbó belsejében akár 100 receptorsejt is található. Minden receptor egy-egy érzetet érzékel a legjobban, és erről jeleket küld az agyba, amely aztán azonosítja az édes, sós, keserű, savanyú vagy umami ízeket. A különböző receptorokat az élelmiszerben található különböző kémiai vegyületek (vagy molekulák) váltják ki. A savanyú ízreceptorokat a savak, pontosabban a hidrogénionok (H+) váltják ki, ezért ők a nyelv savérzékelői.
Mit jelent az, hogy valami savas vagy bázikus? Az egésznek az ionokhoz van köze. A vízben (H2O) a molekulák egy kis része hidrogénionok (H+) és hidroxidionok (OH-) képződésére hasad szét. A tiszta víz és az azonos számú hidrogéniont és hidroxidiont tartalmazó oldatok semlegesek – azaz sem savasak, sem bázikusak. A sav olyan anyag, amely hidrogénionokat ad le. Emiatt egy savas oldatban több hidrogénion van, mint hidroxidion. Ez azt jelenti, hogy minél savasabb egy élelmiszer, annál több hidrogénion áll rendelkezésre a savanyú ízreceptorok működésbe hozásához. A bázis olyan anyag, amely hidrogénionokat vesz fel. Amikor egy bázist vízben oldunk, a hidrogénionok és a hidroxidionok közötti egyensúly az ellenkező irányba tolódik el, így a hidroxidionok dominálnak. Egy oldat savasságát a pH-skálával mérjük. A 7-es pH semleges; minden, aminek a pH-ja 7 alatt van, savas, míg a 7 feletti pH-jú anyagok bázikusak, vagyis lúgosak.
A pH mérésén kívül van azonban egy egyszerűbb módja is annak, hogy megtudjuk, hogy egy élelmiszer savas-e vagy sem – a szódabikarbóna segítségével. A nátrium-bikarbonát néven is ismert bázis, amely savakkal reakcióba lépve szén-dioxid gázt termel, amely reakció jól ismert a tudományos vásárok vulkánjaiból vagy a palackrakétákból. A kiszabaduló gáz könnyen észrevehető, mivel buborékokat képez, amint a sav érintkezik a szódabikarbónával. Ez teszi egyszerűvé a “savanyú tesztet”: Minél több gázbuborékot lát, annál savasabb az étel – és annál savanyúbb ízűnek kell lennie. Teszteld le magad!
Műszerek
Six csészék vagy poharak
Tányér
Ecet
Szóda/lágy ital
Citromlé
Tej
Tányérszappan
Víz
Kanál
Szódabikarbóna (Frissnek kell lennie; ha túl régi, nem fog olyan jól működni.)
Medicinás cseppentő vagy pipetta
Gyümölcsök vagy gyümölcslevek és egyéb ételek vagy italok, sütőpor (opcionális)
Elkészítés
- Vegyünk egy csészét, és töltsük meg csapvízzel. Ezután adjunk hozzá egy fröccsnyi mosogatószert, hogy a teszteléshez oldatot kapjunk. Megjegyzés: Ez az egyetlen olyan oldat, amelyet nem szabad megkóstolnod; a többit nyugodtan megkóstolhatod.
- A többi tesztoldatból (víz, citromlé, ecet, tej, szóda) önts egy-egy keveset a saját csészéjébe.
- A kanállal egyenletesen borítsd be a tányért szódabikarbónával.
Eljárás
- Először az ecettel kezdd. Fogja a gyógyszeres cseppentőt vagy pipettát, és szívjon fel egy keveset az ecetből a csészéből.
- A cseppentőt vigye a szódabikarbónás tányérhoz, és lassan spricceljen egyetlen cseppet a tányéron lévő szódabikarbónára. Mi történik, amint az ecetcsepp a szódabikarbónára esik? Látsz buborékokat?
- Öblítsd ki a cseppentőt egy kis vízzel, majd használd újra, hogy mintát vegyél az üdítőitalból. Ismét spriccelj óvatosan egy cseppet a szódabikarbónára. Válassz egy másik helyet a tányéron. Történik reakció? Látsz szén-dioxid keletkezését? Milyen a reakció az ecethez képest?
- Öblítsd ki újra a cseppentőt, és térj át a következő mintára: Vegyél egy kis vizet, és tegyél egy cseppet a mintádból a tányérra. Mi történik ezúttal? A víz savas?
- Tiszta cseppentővel szívj fel egy kis citromlevet, és spriccelj egy cseppet a szódabikarbónára. Válassz egy friss helyet, amelyen még nincs oldat. Hány buborékot látsz? Többet reagált, mint a víz, vagy kevesebbet?
- Ismételd meg ugyanezt az eljárást a tejjel. A szódabikarbóna reakcióba lép a tejjel, és buborékokat képez? Szerinted savanyú íze van a tejnek?
- Teszteld az utolsó mintádat, ami a mosogatószappanoldat. Meg tudod állapítani a reakcióból, hogy sok savat tartalmaz-e? Mit gondolsz, milyen pH-értéke van a szappanoldatnak?
- A megfigyeléseidből tudsz jóslatokat tenni arra vonatkozóan, hogy a folyadékok közül melyik tartalmazza a legtöbb savat, vagy melyiknek lesz a leglúgosabb az íze? A szódabikarbóna-tesztet még egyszer megismételheted az összes mintádon. Melyik a leginkább savas, melyik a legkevésbé savas?
- Extra: Végezz egy kis kutatást, hogy megtudd az összes tesztoldatod pH-ját. Megegyeznek-e az eredményeid a megállapításaiddal?
- Extra: Találsz még több folyadékot, amit tesztelhetsz? Használhatsz különböző gyümölcsöket vagy zöldségeket is, és összenyomhatod őket, hogy folyadékot kapj, amivel tesztelheted, hogy savasak-e vagy savanyúak. Végezzetek utána egy ízpróbát, hogy megnézzétek, a megfigyeléseitek egyeznek-e az ízlésetekkel.
- Extra: Ismételd meg ugyanezt az eljárást, de ezúttal szódabikarbóna helyett használj sütőport. Végezz egy kis kutatást, hogy megtudd, mi a különbség a kettő között, és hasonlítsd össze a reakciókat ugyanazokkal a tesztoldatokkal. Több buborékot látsz a szódabikarbónával vagy a sütőporral ugyanazoknál a mintáknál?
- Extra: Ahelyett, hogy a tesztoldatod egy cseppjét a szódabikarbónára tennéd, próbáld meg ugyanezt a tesztet fordítva elvégezni. Vegyél egy kicsit a szódabikarbónából, és tedd a pohárba a tesztoldatoddal együtt. Mi történik, amikor a szódabikarbóna érintkezik a folyadékkal? Ugyanolyan a reakció, mint amikor az oldatot a szódabikarbónára teszed, vagy más?
- Extra: Ha rendelkezésedre áll lakmuszpapír (amelyet az oldatok pH-értékének mérésére használnak), mérd meg az egyes tesztmintáid pH-értékét. Mekkora az egyes minták pH-ja, és minden savas minta buborékot képzett-e a szódabikarbónás teszted során?
Megfigyelések és eredmények
Néhány tesztoldatodnál szép buborékokat kaptál? Erőteljes buborékképződést kellett volna látnod a citromlével és az ecettel is. Mindkettő rengeteg savat tartalmaz. A citrom leve körülbelül 5-6 százalék citromsavat tartalmaz, ami a citrom savanyú ízét is adja. Az ecet 5-20 százalékban ecetsavat tartalmaz, ez az a sav, amely a szódabikarbónával reagálva szén-dioxidot képez. Az üdítőital esetében is látnia kellett volna némi buborékképződést, bár nem annyira, mint a citromlé és az ecet esetében. A savas reakció oka a foszforsav, amelyet az üdítőitalokhoz tartósítás és ízfokozás céljából adnak. Ez az egyik oka annak, hogy miért olyan káros a fogakra (a cukron kívül); ez a sav károsíthatja a fogzománcot.
A tej meglehetősen semleges oldat – hasonlóan a tiszta vízhez -, és nem kellett volna reakcióba lépnie a szódabikarbónával. A szappan viszont bázikus oldat, ami azt jelenti, hogy pH-ja nagyobb, mint 7. Nem tartalmaz olyan savakat, amelyek reakcióba léphetnének a szódabikarbónával, és nem kellett volna széndioxid képződését eredményeznie. Amikor azonban szódabikarbóna helyett szódabikarbónát használtál, észrevehetted, hogy a reakciók minden egyes vizsgálati mintád esetében kifejezettebbek voltak. Valószínűleg még apró buborékokat is láttál azoknál az oldatoknál, amelyek nem reagáltak a szódabikarbónával. Ez annak köszönhető, hogy a sütőpor szódabikarbóna és gyenge savak keveréke. Amikor a sütőpor nedves lesz, ezek a savak reakcióba léphetnek a szódabikarbónával, és szén-dioxidot képezhetnek.
Az ízlelési teszt elvégzésekor talán észrevetted, hogy egyes ételek vagy italok egyáltalán nem voltak savanyú ízűek – még akkor sem, ha sok savat tartalmaznak. A trükk az, hogy a savanyú ízt gyakran elfedik sok cukor hozzáadásával. Jó példa erre az általad tesztelt üdítőital. Nézd meg az összetevők listáját – mennyi cukor van benne? Szerinted cukor nélkül is ízlene?
Tisztítás
Töltsd az összes tesztoldatot a mosogató lefolyójába. A szódabikarbónát kidobhatod a szemétbe, vagy leöblítheted vízzel a mosogatóba.
Még több felfedeznivaló
How the Tongue Tastes Sour, a Nature Newsból
Approximate pH of Foods and Food Products, a U.S. Food and Drug Administrationből
How Sour or How Sweet Is Your Lemonade?, a Scientific Americanből
Rocketology: Science Buddies
The Difference between Baking Soda and Baking Powder, from Phys.org
Science Activity for All Ages!, from Science Buddies
This activity brought to you in partnership with Science Buddies
