Поверхностное натяжение в пище

10

Основываясь на связанном вопросе , некоторые из нас интересуются поверхностным натяжением жидкостей, обычно используемых в еде и напитках. В Википедии есть таблица с дразнящим количеством информации, в том числе:

  • Поверхностное натяжение воды уменьшается с 76 мН / м до 59 мН / м при повышении температуры от 0 до 100 ° С. Это 72 мН / м при теплой комнатной температуре, 25 ° С.

  • 10% -ная уксусная кислота (очень сильный уксус) имеет существенно пониженное поверхностное натяжение (55 мН / м при 30 ° С)

  • Алкоголь может сильно снизить поверхностное натяжение, до 46 мН / м при 11% и до 30 мН / м при 40%.

  • Концентрированный сахарозный сироп (55%) имеет несколько более высокое поверхностное натяжение, чем вода, 76 мН / м при 20 ° С.

  • Очень соленая вода (6 м, по сравнению с морской водой при 0,6 м) имеет более высокое поверхностное натяжение, 83 мН / м при 20 ° С.

Интересно было бы:

  • Как поверхностное натяжение обычно зависит от температуры? (Всегда ли уменьшается с ростом температуры?)

  • Как различные повседневные растворы (например, сахар) и компоненты смеси (например, спирт, уксусная кислота) влияют на поверхностное натяжение воды? Фактические данные по измеренному поверхностному натяжению жидкостей были бы замечательными - например, каково поверхностное натяжение молока, чая, уксуса, сиропа, различных алкогольных напитков или чего-либо еще, что мы обычно готовим или пьем? Что определяет, увеличивает ли что-то поверхностное натяжение воды или уменьшает его?

  • Существуют ли какие-либо более экзотические (но съедобные!) Растворимые вещества или компоненты смеси, оказывающие существенное влияние на поверхностное натяжение? Особенно интересными были бы те без аромата, которые могли бы использоваться, чтобы настроить существующие жидкости.

Примечание: я опубликовал соответствующий вопрос на физическом стеке обмена .

molecular-gastronomy Каскабель
источник
1
+1 за хороший вопрос. Для драматических эффектов попробуйте надавливать на крахмальную суспензию (для чуть более широкого определения съедобности).
rumtscho
Я думаю, что этот вопрос довольно неуместен в области кулинарии. В текстурном восприятии данной жидкости будет доминировать ее вязкость.
Ник Т
1
@NickT: Конечно, если ты пьешь это - хотя все же, я думаю, что мы замечаем вещи, которые кажутся скользкими. Но что, если вы хотите превратить его в пену? Что делать, если вы не хотите, чтобы это пенилось? В наши дни люди делают сумасшедшие вещи, и поверхностное натяжение влияет на некоторых из них.
Каскабель
@Jefromi «скользкий» будет зависеть от свойств интерфейса, а не только от изоляции
Ник Т
1
На самом деле вопрос в том, какое применение имеет поверхностное натяжение этой жидкости? Можем ли мы что-то сделать, если мы знаем поверхностное натяжение или это просто болезненное научное любопытство в пищевой науке?
Джей

Ответы:

3

Эта статья предполагает, что крахмал дает значительное увеличение, а масляные эмульсии - значительное уменьшение.

Те же принципы должны применяться к любой маленькой неполярной молекуле (уменьшает поверхностное натяжение) и большой молекуле (увеличивает поверхностное натяжение). Обратите внимание, что это обычно сильно коррелирует с вязкостью. Силы на поверхности силы обычно связаны с силами внутри жидкости.

MSalters
источник
Как насчет сахара и алкоголя? Следуют ли они обобщению о полярности или размере молекулы? (Извините за очень поздний вопрос!)
Каскабель
@Jefromi: Алкоголь маленький, но имеет нетривиальную полярность. Как и вода, она содержит атом кислорода со значительным отрицательным зарядом. Но это менее полярно, чем вода из-за атомов углерода. Уксусная кислота намного более полярна, чем спирт, с двумя атомами кислорода. Молекулы сахара намного, намного больше, чем алкоголь, но намного, намного меньше, чем крахмал. Они несколько меньше, чем молекулы жира, но гораздо более гидрофильны. У них есть атомы кислорода повсюду. Они допускают образование многих водородных связей, хотя в отдельности эти связи являются слабыми.
MSalters
Хм, а полярные молекулы тоже уменьшают поверхностное натяжение? И сахар достаточно велик, чтобы увеличить его?
Каскабель
Хитрость, я изначально упустил из виду, что уксус имеет pH всего 2,4. Это не облегчает жизнь. Что касается этанола, он менее полярный, чем вода. Что касается сахара, я ожидаю, что эффект во многом зависит от взаимодействия сахара с сахаром. Поскольку это зависит от близости двух молекул в растворе, это означает, что можно ожидать, что изменение поверхностного натяжения будет функцией второго порядка концентрации сахара.
MSalters