En enkel surhetsdetektor

Nyckelbegrepp
Kemi
Livsmedelsvetenskap
pH
Syrlighet

Introduktion
Har du någonsin funderat på varför vissa livsmedel eller drycker smakar surt medan andra inte gör det? Du kanske vet att din tunga tar upp alla sorters smaker, bland annat salt, sött, bittert och surt. Men vad är det som gör att något smakar surt? Den sura smaken påverkas faktiskt av pH-värdet och de syror som finns i livsmedel. I den här aktiviteten kommer du att ta reda på hur sur olika livsmedel är genom att testa livsmedel och drycker för förekomst av syror med bakpulver. Vad tror du är det suraste livsmedlet du kan hitta i ditt kök?

Bakgrund
Smak uppfattas av smaklökar som kantar tungan och andra delar av munnen. Människans tunga har i genomsnitt 10 000 individuella smaklökar! Inne i varje smaklök finns så många som 100 receptorceller. Varje receptor är bäst på att känna en enda känsla och skickar signaler om den till hjärnan, som sedan identifierar sött, salt, bittert, surt eller umami. Olika receptorer utlöses av olika kemiska föreningar (eller molekyler) som finns i maten. De sura smakreceptorerna utlöses av syror, eller mer specifikt vätejoner (H+), och är därför tungans syredetektorer.

Vad innebär det att något är surt eller basiskt? Allt har att göra med joner. I vatten (H2O) delar sig ett litet antal av molekylerna och bildar vätejoner (H+) och hydroxidjoner (OH-). Rent vatten och lösningar som har lika många vätejoner och hydroxidjoner är neutrala – det vill säga de är varken sura eller basiska. En syra är ett ämne som avger vätejoner. På grund av detta finns det i en sur lösning fler vätejoner än hydroxidjoner. Detta innebär att ju surare ett livsmedel är, desto fler vätejoner finns tillgängliga för att utlösa de sura smakreceptorerna. En bas är ett ämne som tar emot vätejoner. När en bas löses upp i vatten förskjuts balansen mellan vätejoner och hydroxidjoner åt motsatt håll så att hydroxidjonerna dominerar. En lösnings surhetsgrad mäts med hjälp av pH-skalan. Ett pH på 7 är neutralt; allt med ett pH under 7 är surt medan ämnen med ett pH över 7 är basiska, eller alkaliska.

Men det finns ett enklare sätt än att mäta pH för att ta reda på om ett livsmedel är surt eller inte – genom att använda bakpulver. Det kallas också natriumbikarbonat och är en bas som reagerar med syror för att generera koldioxidgas, en reaktion som är välkänd från vetenskapsmässans vulkaner eller flaskraketer. Det är lätt att upptäcka gasen som läcker ut eftersom den bildar bubblor när syran kommer i kontakt med bakpulveret. Detta gör ”syretestet” enkelt: Ju fler gasbubblor du ser, desto surare är maten – och desto surare ska den smaka. Testa själv!

Material
Sex koppar eller glas
Tallrik
Ättika
Soda/läskedryck
Citronjuice
Mjölk
Tallrikstvål
Vatten
Skedja
Bakpulver (Det måste vara färskt; om det är för gammalt fungerar det inte lika bra.)
Medicindropp eller pipett
Frukter eller fruktjuicer och andra livsmedel eller drycker, bakpulver (valfritt)

Förberedelse

• Ta en kopp och fyll den med kranvatten. Tillsätt sedan en skvätt diskmedel för att göra en lösning för testning. Observera: Detta är den enda lösningen som du inte ska smaka på, resten är okej att prova.
• Häll upp lite av de andra testlösningarna (vatten, citronsaft, vinäger, mjölk, soda) var och en i en egen kopp.
• Använd skeden för att täcka tallriken jämnt med bakpulver.

Förfarande

• Start med vinägern först. Ta medicindropparen eller pipetten och sug upp lite av ättikan från koppen.
• För dropparen till tallriken med bakpulver och spruta långsamt en enda droppe på bakpulvret på tallriken. Vad händer när vinägerdroppen träffar bakpulveret? Kan du se några bubblor?
• Skölj dropparen med lite vatten och använd den sedan igen för att ta ett prov av läskedrycken. Återigen sprutar du försiktigt en droppe på bakpulveret. Välj en annan plats på tallriken. Sker det en reaktion? Ser du att koldioxid bildas? Hur ser reaktionen ut jämfört med vinägern?
• Skölj dropparen igen och gå vidare till nästa prov: Ta lite vatten och lägg en droppe av ditt prov på plattan. Vad händer den här gången? Är vattnet surt?
• Med en ren droppare suger du upp lite citronsaft och sprutar en droppe på bakpulveret. Välj en ny plats som inte har någon lösning på sig ännu. Hur många bubblor ser du? Reagerade det mer än vattnet eller mindre?
• Upprepa samma procedur med mjölken. Reagerar bakpulveret med mjölken och bildar bubblor? Tycker du att mjölken smakar surt?
• Testa ditt sista prov, som är disktvålslösningen. Kan du utifrån reaktionen se om den innehåller mycket syror? Vilket pH tror du att tvållösningen har?
• Utifrån alla dina observationer kan du göra förutsägelser om vilken av vätskorna som innehåller mest syror eller skulle smaka surast? Du kan upprepa bakpulverprovet på alla dina prover en gång till. Vilken är den mest sura, vilken är den minst sura?
• Extra: Gör lite forskning för att ta reda på pH-värdet för alla dina testlösningar. Stämmer dina resultat överens med dina resultat?
• Extra: Kan du hitta fler vätskor att testa? Du kan också använda olika frukter eller grönsaker och pressa dem för att få ut lite vätska för att testa om de är sura eller sura. Gör ett smaktest efteråt för att se om dina observationer stämmer överens med din smak.
• Extra: Upprepa samma procedur men den här gången använder du bakpulver i stället för bakpulver. Gör lite forskning för att ta reda på vad skillnaden mellan de två är och jämför reaktionerna med samma testlösningar. Ser du fler bubblor med bakpulver eller med natriumhydroxid för var och en av samma prover?
• Extra: Istället för att sätta en droppe av din testlösning på bakpulveret kan du försöka göra samma test tvärtom. Ta en liten bit av bakpulveret och lägg den i glaset med din testlösning. Vad händer när bakpulveret kommer i kontakt med vätskan? Är reaktionen densamma som när du lägger lösningen på bakpulveret eller annorlunda?
• Extra: Om du har tillgång till lackmuspapper (som används för att mäta pH-värdet i en lösning) kan du mäta pH-värdet i var och en av dina testprover. Vilket är pH-värdet för var och en av dem och bildade alla de sura proverna bubblor under ditt bakpulverprov?

Observationer och resultat
Fick du några fina bubblor för några av dina testlösningar? Du borde ha sett en kraftig bubbelbildning med citronjuice såväl som med vinäger. De innehåller båda mycket syror. Saften från en citron innehåller cirka 5-6 procent citronsyra, som också ger citronen dess syrliga smak. Vinäger består av 5 till 20 procent ättiksyra, vilket är den syra som reagerar med bakpulver och bildar koldioxid. Med läskedrycken borde du också ha sett en viss bubbelbildning, om än inte lika mycket som med citronsaft och vinäger. Anledningen till den sura reaktionen är den fosforsyra som tillsätts i läskedrycker för konservering och smakförbättring. Detta är en av anledningarna till att det är så dåligt för tänderna (förutom sockret); denna syra kan skada tandemaljen.

Mjölk är en ganska neutral lösning – liknande rent vatten – och borde inte ha reagerat med bakpulveret. Tvål däremot är en basisk lösning, vilket innebär att dess pH är högre än 7. Den innehåller inga syror som kan reagera med bakpulveret och borde inte ha resulterat i koldioxidbildning. När du använde bakpulver i stället för bakpulver kan du dock ha märkt att reaktionerna för vart och ett av dina testprover var mer uttalade. Du såg förmodligen till och med några små bubblor med de lösningar som inte reagerade med bakpulveret. Detta beror på att bakpulver är en blandning av bakpulver och svaga syror. När bakpulvret blir vått kan dessa syror reagera med bakpulveret och bilda koldioxid.

När du gör ett smaktest har du kanske märkt att vissa livsmedel eller drycker inte alls smakar surt – även om de innehåller mycket syror. Tricket är att den sura smaken ofta maskeras med tillsats av mycket socker. Ett bra exempel är läskedrycken som du testade. Titta på ingrediensförteckningen – hur mycket socker innehåller den? Tror du att du fortfarande skulle gilla den utan socker?

Sanering
Häll alla dina testlösningar i avloppet i diskhon. Du kan slänga bakpulveret i soporna eller skölja av det med vatten i diskhon.

Mer att utforska
How the Tongue Tastes Sour, från Nature News
Approximate pH of Foods and Food Products, från U.S. Food and Drug Administration
How Sour or How Sweet Is Your Lemonade?, från Scientific American
Rocketology: Baking Soda + Vinegar = Lift Off!, från Science Buddies
The Difference between Baking Soda and Baking Powder, från Phys.org
Science Activity for All Ages!, från Science Buddies

Denna aktivitet kommer till dig i samarbete med Science Buddies