Регистрация Войти
Вопрос

Поверхностное натяжение в пищевых продуктах

Основываясь на смежном вопросе, некоторые из нас задаются вопросом о поверхностном натяжении жидкостей, которые обычно используются в продуктах питания и напитках.
В таблице в Википедии содержится огромное количество полезной информации, в том числе:




  • Поверхностное натяжение воды уменьшается с 76 мН/м до 59 мН/м при повышении температуры с 0 °C до 100 °C. При комнатной температуре, 25 °C, оно составляет 72 мН/м.


  • 10-процентная уксусная кислота (очень концентрированный уксус) имеет значительно более низкое поверхностное натяжение (55 мН/м при 30 °C)


  • Алкоголь может значительно снизить поверхностное натяжение: до 46 мН/м при концентрации 11 % и до 30 мН/м при концентрации 40 %.


  • У концентрированного сахарного сиропа (55 %) поверхностное натяжение несколько выше, чем у воды, и составляет 76 мН/м при температуре 20 °C.


  • Очень солёная вода (6 М, по сравнению с морской водой, содержащей 0,6 М соли) имеет более высокое поверхностное натяжение — 83 мН/м при 20 °C.




Представляющий интерес был бы:




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


  • Как различные повседневные растворимые вещества (например, сахар) и компоненты смесей (например, спирт, уксусная кислота) влияют на поверхностное натяжение воды? Было бы здорово получить фактические данные об измеренном поверхностном натяжении жидкостей. Например, каково поверхностное натяжение молока, чая, уксуса, сиропа, различных алкогольных напитков или чего-то ещё, с чем мы часто готовим или что пьём? От чего зависит, увеличивает или уменьшает что-то поверхностное натяжение воды?


  • Существуют ли более экзотические (но съедобные!) растворимые вещества или компоненты смесей, которые оказывают значительное влияние на поверхностное натяжение? Особенно интересны вещества без вкуса, которые можно использовать для изменения свойств существующих жидкостей.




Примечание: я опубликовал связанный с этим вопрос на сайте Physics Stack Exchange.
Еда и напитки

Перевод вопроса с Cooking Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://cooking.stackexchange.com/questions/17529/surface-tension-in-food
1
+ Читать

13 Комментариев

  1. В этой статье говорится о том, что крахмал значительно повышает, а масляные эмульсии значительно снижают вязкость.



    Те же принципы применимы к любой небольшой неполярной молекуле (снижает поверхностное натяжение) и крупной молекуле (увеличивает поверхностное натяжение). Обратите внимание, что это, как правило, сильно коррелирует с вязкостью. Силы на поверхности обычно связаны с силами внутри жидкости.
  1. Хитрость в том, что я изначально не учёл, что pH уксуса составляет всего 2,4. Это не упрощает задачу. Что касается этанола, то он менее полярный, чем вода. Что касается сахара, то я предполагаю, что эффект во многом зависит от взаимодействия между молекулами сахара. Поскольку он зависит от близости двух молекул в растворе, можно ожидать, что изменение поверхностного натяжения будет функцией второго порядка от концентрации сахара.
  1. Хм, значит, полярные молекулы тоже снижают поверхностное натяжение? А сахар достаточно крупный, чтобы его увеличить?
  1. @Jefromi: Спирт маленький, но обладает нетривиальной полярностью. Как и вода, он содержит атом кислорода со значительным отрицательным зарядом. Но из-за атомов углерода он менее полярный, чем вода. Уксусная кислота гораздо более полярная, чем спирт, в ней два атома кислорода. Молекулы сахара намного, намного больше спирта, но намного, намного меньше крахмала. Они немного меньше молекул жира, но гораздо более гидрофильны. В них повсюду присутствуют атомы кислорода. Они способствуют образованию множества водородных связей, хотя по отдельности эти связи слабые.
  1. А как насчёт сахара и спирта? Подпадают ли они под общее правило о полярности или размере молекул? (Извините за очень поздний вопрос!)
  1. Ого, я совсем не заметил комментарий выше. Должно быть, он прятался в разделе «Показать ещё комментарии» ><
  1. На самом деле вопрос в том, какое практическое применение имеет поверхностное натяжение этих жидкостей? Можем ли мы что-то сделать, зная поверхностное натяжение, или это просто нездоровый научный интерес к пищевой промышленности?
  1. @NickT: Кроме того, недавний вопрос наводит на мысль, что это может быть актуально, если вы пытаетесь пропитать что-то жидкостью: cooking.stackexchange.com/questions/18889/…
  1. @NickT: Извините за неточность. Я понимаю, что свойства материалов — сложная штука. Я хотел сказать, что бывают ситуации, в которых это может оказать заметное влияние.
  1. @Jefromi «скользкость» будет зависеть от свойств интерфейса, а не от чего-то одного
  1. @NickT: Конечно, если вы его пьёте — хотя, я думаю, мы замечаем всё, что кажется скользким. Но что, если вы хотите превратить его в пену? Что, если вы не хотите, чтобы оно пенилось? В наши дни люди совершают безумные поступки, и на некоторые из них влияет поверхностное натяжение.
  1. Я думаю, что этот вопрос не имеет отношения к кулинарии. На восприятие текстуры жидкости в первую очередь влияет её вязкость.
  1. +1 за хороший вопрос. Для достижения драматического эффекта попробуйте надавить на крахмальную суспензию (в широком смысле этого слова).
Вы уже ответили на этот вопрос