Un detector simplu de aciditate

Concepte cheie
Chimie
Știința alimentelor
pH
Aciditate

Introducere
S-ați întrebat vreodată de ce unele alimente sau băuturi au un gust acru și altele nu? Poate știți că limba dvs. captează tot felul de arome, inclusiv sărat, dulce, amar și acru. Dar ce face ca ceva să aibă un gust acru? Gustul acru este, de fapt, influențat de pH-ul și de acizii prezenți în alimente. În această activitate veți afla cât de acide sunt diferite alimente, testând alimentele și băuturile pentru prezența acizilor cu bicarbonat de sodiu. Care credeți că este cel mai acru aliment pe care îl puteți găsi în bucătăria dumneavoastră?

Context
Gustul este detectat de papilele gustative care se află pe limbă și în alte părți ale gurii. Limba umană are o medie de 10.000 de papile gustative individuale! În interiorul fiecărui mugure de gust se află până la 100 de celule receptoare. Fiecare receptor este cel mai bun la detectarea unei singure senzații și trimite semnale despre aceasta către creier, care apoi identifică dulce, sărat, amar, acru sau umami. Receptorii diferiți sunt declanșați de diferiți compuși chimici (sau molecule) prezenți în alimente. Receptorii gustului acru sunt declanșați de acizi sau, mai exact, de ioni de hidrogen (H+) și, prin urmare, sunt detectorii de acizi ai limbii.

Ce înseamnă că ceva este acid sau bazic? Totul are de-a face cu ionii. În apă (H2O), un număr mic de molecule se despart pentru a forma ioni de hidrogen (H+) și ioni de hidroxid (OH-). Apa pură și soluțiile care au un număr egal de ioni de hidrogen și de ioni de hidroxid sunt neutre – adică nu sunt nici acide, nici bazice. Un acid este o substanță care donează ioni de hidrogen. Din acest motiv, într-o soluție acidă există mai mulți ioni de hidrogen decât ioni de hidroxid. Acest lucru înseamnă că, cu cât un aliment este mai acid, cu atât mai mulți ioni de hidrogen sunt disponibili pentru a declanșa receptorii gustului acru. O bază este o substanță care acceptă ioni de hidrogen. Atunci când o bază este dizolvată în apă, echilibrul dintre ionii de hidrogen și ionii de hidroxid se schimbă în sens invers, astfel încât ionii de hidroxid predomină. Aciditatea unei soluții se măsoară cu ajutorul scalei pH. Un pH de 7 este neutru; tot ceea ce are un pH mai mic de 7 este acid, în timp ce substanțele cu un pH mai mare de 7 sunt bazice, sau alcaline.

Există însă o modalitate mai simplă în afară de măsurarea pH-ului pentru a afla dacă un aliment este acid sau nu – folosind bicarbonat de sodiu. Cunoscut și sub numele de bicarbonat de sodiu, acesta este o bază care reacționează cu acizii pentru a genera dioxid de carbon gazos, o reacție bine cunoscută din vulcanii de la târgurile de știință sau din rachetele cu sticlă. Gazul care se scurge poate fi ușor de reperat, deoarece formează bule odată ce acidul intră în contact cu bicarbonatul de sodiu. Acest lucru face ca „testul acru” să fie simplu: Cu cât vedeți mai multe bule de gaz, cu atât mai acidă este mâncarea – și cu atât mai acru ar trebui să aibă un gust mai acru. Testați singur!

Materiale
Șase căni sau pahare
Placă
Vinețar
Soda/soft drink
Suc de lămâie
Lapte
Săpun de bucătărie
Apă
Lupă
Carbonat de sodiu (Trebuie să fie proaspăt; dacă este prea vechi, nu va funcționa la fel de bine.)
Picătură sau pipetă medicinală
Fructe sau sucuri de fructe și alte alimente sau băuturi, praf de copt (opțional)

Pregătire

• Se ia o cană și se umple cu apă de la robinet. Apoi adăugați un strop de detergent de vase pentru a face o soluție pentru testare. Notă: Aceasta este singura soluție pe care nu ar trebui să o gustați; restul vor fi bune de gustat.
• Vărsați câte puțin din celelalte soluții de testare (apă, suc de lămâie, oțet, lapte, sifon), fiecare în propria ceașcă.
• Utilizați lingura pentru a acoperi uniform farfuria cu bicarbonat de sodiu.

Procedură

• Începeți mai întâi cu oțetul. Luați picuratorul de medicamente sau pipeta și aspirați puțin oțet din ceașcă.
• Aduceți picuratorul la farfuria cu bicarbonat de sodiu și stropiți încet o singură picătură pe bicarbonatul de sodiu de pe farfurie. Ce se întâmplă odată ce picătura de oțet atinge bicarbonatul de sodiu? Puteți vedea niște bule?
• Rezolvați picuratorul cu puțină apă și apoi folosiți-l din nou pentru a lua o mostră din băutura răcoritoare. Din nou, stropiți cu grijă o picătură pe bicarbonatul de sodiu. Alegeți un alt loc pe farfurie. Are loc o reacție? Observați generarea de dioxid de carbon? Cum se compară reacția cu cea a oțetului?
• Rezolvați din nou picuratorul și treceți la următoarea probă: Luați puțină apă și puneți o picătură din proba dvs. pe placă. Ce se întâmplă de data aceasta? Este apa acidă?
• Cu un picurător curat, aspirați puțin suc de lămâie și stropiți o picătură pe bicarbonat. Alegeți un loc proaspăt care nu are încă soluție pe el. Câte bule vedeți? A reacționat mai mult decât apa sau mai puțin?
• Repetă aceeași procedură cu laptele. Reacționează bicarbonatul de sodiu cu laptele pentru a forma bule? Credeți că laptele are un gust acru?
• Testați ultima probă, care este soluția de detergent de vase. Vă puteți da seama după reacție dacă aceasta conține mulți acizi? Ce pH credeți că are soluția de săpun?
• Din toate observațiile voastre, puteți face predicții despre care dintre lichide conține cei mai mulți acizi sau care ar avea cel mai acru gust? Puteți repeta încă o dată testul cu bicarbonat de sodiu pe toate probele dumneavoastră. Care dintre ele este cea mai acidă, care este cea mai puțin acidă?
• Extra: Faceți câteva cercetări pentru a afla pH-ul tuturor soluțiilor voastre de test. Rezultatele sunt în concordanță cu descoperirile voastre?
• Extra: Puteți găsi mai multe lichide pe care să le testați? Puteți, de asemenea, să folosiți diferite fructe sau legume și să le stoarceți pentru a obține niște lichid pentru a testa dacă sunt acide sau acrișoare. Faceți un test de gust după aceea pentru a vedea dacă observațiile dumneavoastră se potrivesc cu gustul dumneavoastră.
• Extra: Repetați aceeași procedură, dar de data aceasta folosiți praf de copt în loc de bicarbonat de sodiu. Faceți câteva cercetări pentru a afla care este diferența dintre cele două și comparați reacțiile cu aceleași soluții de testare. Vedeți mai multe bule cu bicarbonat de sodiu sau cu praf de copt pentru fiecare dintre aceleași probe?
• Extra: În loc să puneți o picătură din soluția de test pe bicarbonatul de sodiu, încercați să faceți același test în sens invers. Luați un pic de bicarbonat de sodiu și puneți-l în paharul cu soluția dvs. de test. Ce se întâmplă atunci când bicarbonatul de sodiu intră în contact cu lichidul? Reacția este aceeași ca atunci când ați pus soluția pe bicarbonat de sodiu sau este diferită?
• Extra: Dacă aveți acces la hârtie de turnesol (care este folosită pentru a măsura pH-ul unei soluții), măsurați pH-ul fiecăreia dintre probele voastre de test. Care este pH-ul fiecăreia dintre ele și dacă toate probele acide au format bule în timpul testului cu bicarbonat de sodiu?

Observații și rezultate
Ați obținut niște bule frumoase pentru unele dintre soluțiile de test? Ar fi trebuit să vedeți o formare viguroasă de bule atât cu sucul de lămâie, cât și cu oțetul. Ambele conțin mulți acizi. Sucul de lămâie conține aproximativ 5 până la 6 procente de acid citric, care îi conferă lămâii și gustul acru. Oțetul este format din 5 până la 20 la sută acid acetic, care este acidul care reacționează cu bicarbonatul de sodiu pentru a forma dioxid de carbon. În cazul băuturii răcoritoare, ar fi trebuit, de asemenea, să vedeți formarea unor bule, deși nu atât de multe ca în cazul sucului de lămâie și al oțetului. Motivul pentru o reacție acidă este acidul fosforic care este adăugat în băuturile răcoritoare pentru conservare și îmbunătățirea gustului. Acesta este unul dintre motivele pentru care este atât de rău pentru dinți (în afară de zahăr); acest acid poate deteriora smalțul dentar.

Laptele este o soluție destul de neutră – asemănătoare cu apa pură – și nu ar fi trebuit să reacționeze cu bicarbonatul de sodiu. Săpunul, pe de altă parte, este o soluție bazică, ceea ce înseamnă că pH-ul său este mai mare de 7. Acesta nu conține acizi care să poată reacționa cu bicarbonatul de sodiu și nu ar fi trebuit să ducă la formarea de dioxid de carbon. Cu toate acestea, atunci când ați folosit praf de copt în loc de bicarbonat de sodiu, este posibil să fi observat că reacțiile pentru fiecare dintre probele de test au fost mai pronunțate. Probabil că ați văzut chiar și câteva bule mici cu soluțiile care nu au reacționat cu bicarbonatul de sodiu. Acest lucru se datorează faptului că praful de copt este un amestec de bicarbonat de sodiu și acizi slabi. Când praful de copt se umezește, acești acizi pot reacționa cu bicarbonatul de sodiu și pot forma dioxid de carbon.

Când ați făcut un test de gust, poate ați observat că unele alimente sau băuturi nu au avut deloc gust acru – chiar dacă conțin mulți acizi. Șmecheria este că gustul acru este adesea mascat prin adăugarea de mult zahăr. Un bun exemplu este sifonul pe care l-ați testat. Uitați-vă la lista de ingrediente – cât zahăr conține? Credeți că v-ar mai plăcea și fără zahăr?

Curățare
Versați toate soluțiile de test în scurgerea chiuvetei. Puteți arunca bicarbonatul de sodiu la gunoi sau îl puteți clăti cu apă în chiuvetă.

Mai multe de explorat
How the Tongue Tastes Sour, de la Nature News
Approximate pH of Foods and Food Products, de la U.S. Food and Drug Administration
How Sour or How Sweet Is Your Lemonade?, de la Scientific American
Rocketology: Bicarbonat de sodiu + oțet = decolare!, de pe Science Buddies
Diferența dintre bicarbonat de sodiu și praf de copt, de pe Phys.org
Activitate de știință pentru toate vârstele!, de pe Science Buddies

Acestă activitate vă este oferită în parteneriat cu Science Buddies

.