Ketegangan permukaan dalam makanan

10

Berdasarkan pertanyaan terkait , beberapa dari kita ingin tahu tentang tegangan permukaan dalam cairan yang biasa digunakan dalam makanan dan minuman. Ada tabel di Wikipedia berisi jumlah informasi yang menggiurkan, termasuk:

  • Ketegangan permukaan air berkurang dari 76 mN / m menjadi 59 mN / m karena suhu meningkat dari 0C ke 100C. Ini 72 mN / m pada suhu kamar yang hangat, 25C.

  • Asam asetat 10% (cuka sangat kuat) memiliki tegangan permukaan yang berkurang secara substansial (55 mN / m pada 30C)

  • Alkohol dapat sangat mengurangi ketegangan permukaan, menjadi 46 mN / m pada 11% dan 30 mN / m pada 40%.

  • Sirup sukrosa pekat (55%) memiliki tegangan permukaan agak lebih tinggi daripada air, 76 mN / m pada 20C.

  • Air yang sangat asin (6M, dibandingkan dengan air laut pada .6M) memiliki tegangan permukaan yang lebih tinggi , 83 mN / m pada 20C.

Yang menarik adalah:

  • Bagaimana tegangan permukaan biasanya tergantung pada suhu? (Apakah selalu berkurang dengan meningkatnya suhu?)

  • Bagaimana berbagai zat terlarut setiap hari (misalnya gula) dan komponen campuran (misalnya alkohol, asam asetat) mempengaruhi tegangan permukaan air? Data aktual tentang tegangan permukaan yang diukur akan sangat bagus - misalnya, berapa tegangan permukaan susu, teh, cuka, sirup, berbagai minuman beralkohol, atau apa pun yang biasa kita gunakan untuk memasak atau minum? Apa yang menentukan apakah sesuatu meningkatkan atau mengurangi tegangan permukaan air?

  • Apakah ada komponen zat terlarut atau campuran yang lebih eksotis (tetapi dapat dimakan!) Dengan efek dramatis pada tegangan permukaan? Terutama yang menarik adalah yang tanpa rasa, yang dapat digunakan untuk mengubah cairan yang ada.

Catatan: Saya memposting pertanyaan terkait pada stackexchange fisika .

molecular-gastronomy Cascabel
sumber
1
+1 untuk pertanyaan yang menyenangkan. Untuk efek dramatis, coba berikan tekanan pada bubur tepung (untuk definisi yang sedikit lebar dapat dimakan).
rumtscho
Saya pikir pertanyaan ini cukup tidak relevan di ranah memasak. Persepsi tekstur dari cairan yang diberikan akan didominasi viskositasnya.
Nick T
1
@NickT: Tentu, jika Anda meminumnya - meskipun masih, saya pikir kami memperhatikan hal-hal yang tampaknya licin. Tetapi bagaimana jika Anda ingin mengubahnya menjadi busa? Bagaimana jika Anda tidak ingin busa? Orang-orang melakukan hal-hal gila akhir-akhir ini, dan ketegangan permukaan memengaruhi sebagian dari mereka.
Cascabel
@Jefromi 'licin' akan menjadi fungsi dari properti antarmuka, bukan hanya satu hal yang terisolasi
Nick T
1
Pertanyaan sebenarnya adalah aplikasi apa yang sebenarnya dimiliki oleh tegangan permukaan cairan ini? Bisakah kita benar-benar melakukan sesuatu jika kita tahu tegangan permukaan atau ini hanya keingintahuan ilmu makanan yang mengerikan?
Jay

Jawaban:

3

Artikel ini menunjukkan bahwa pati memberikan peningkatan yang signifikan, dan emulsi minyak mengalami penurunan yang signifikan.

Prinsip yang sama harus diterapkan pada molekul nonpolar kecil (mengurangi tegangan permukaan) dan molekul besar (meningkatkan tegangan permukaan). Perhatikan bahwa ini umumnya berkorelasi kuat dengan viskositas. Gaya pada gaya permukaan umumnya terkait dengan gaya di bagian dalam cairan.

MSalters
sumber
Bagaimana dengan gula dan alkohol? Apakah mereka mengikuti generalisasi tentang polaritas atau ukuran molekul? (Maaf untuk pertanyaan yang sangat terlambat!)
Cascabel
@Jefromi: Alkohol kecil, tetapi memiliki polaritas non-sepele. Seperti air, mengandung atom oksigen dengan muatan negatif yang signifikan. Tapi itu kurang polar daripada air karena atom karbon. Asam asetat jauh lebih polar daripada alkohol, dengan dua atom oksigen. Molekul gula jauh, jauh lebih besar dari alkohol, tetapi jauh lebih kecil dari pati. Mereka agak lebih kecil dari molekul lemak, tetapi jauh lebih hidrofilik. Mereka punya atom oksigen di semua tempat. Itu memungkinkan pembentukan banyak ikatan hidrogen, meskipun secara individu ikatan itu lemah.
MSalters
Hm, jadi apakah molekul polar juga mengurangi tegangan permukaan? Dan gula cukup besar untuk meningkatkannya?
Cascabel
Tricky, saya awalnya mengabaikan bahwa cuka memiliki pH hanya 2,4. Itu tidak membuat segalanya lebih mudah. Sedangkan untuk etanol, kurang polar daripada air. Untuk gula, saya berharap efeknya sangat bergantung pada interaksi gula-gula. Karena itu tergantung pada kedekatan dua molekul dalam larutan, itu berarti Anda akan mengharapkan tegangan permukaan berubah menjadi fungsi orde dua dari konsentrasi gula.
MSalters