Сокът от червено зеле променя цвета си, когато добавите шприц от сок от лайм или лъжица сода за хляб. Бакпулверът кара вашата торта да се вдигне красиво във фурната. Можете да готвите риба, като добавите сок от лимон и лайм, това прави севиче.

Какво е общото между всички тези примери?

Всички те са примери за киселинно-алкални реакции. Този тип реакции са само една от многото химически реакции, които се случват в храната (друга би била кафявото на бананите). Всички киселинни/основни реакции имат много общо помежду си, въпреки че ефектът им (промяна на цвета, квасна торта или „варена“ риба) може да изглежда много различно. В тази публикация ще обсъдим основната наука за тези видове реакции.

Кога храната е кисела?

Киселите храни са доста често срещани. Сокът от лимон и лайм, оцет, кисело мляко и мътеница са кисели храни. Ако пиете някое от тях, усещате вкуса на киселинността.

Обратното на киселата храна (или напитка) е алкалната. Добър пример за това е содата за хляб. Храна, която не е нито киселинна, нито алкална, се нарича неутрална.

Дали нещо е кисело или алкално е много добре дефинирано от химиците. За да определите каква храна е, използвате pH-скалата. Тази скала започва от 0-14. Всяка храна, която има стойност на рН 7, е неутрална. Храните с рН по-ниско от 7 са киселинни, тези с рН по-високо от 7 са алкални.

Колкото по-далеч от тази неутрална стойност на 7 е по-кисела (или алкална) храна. Например, лимоновият сок има стойност на рН 2-3, докато тази на киселото мляко е около 4-4,5. Като такъв лимоновият сок е по-кисел от киселото мляко.

Определяне на рН-стойността

Можете да измерите рН-стойността на храната с помощта на рН-метър или специална лента за измерване на рН. Ако използвате pH-метър, можете да получите конкретна стойност за продукта, който измервате, напр. 2.3. Тъй като обаче храните са естествено доста разнообразни, може да има доста вариации между подобни храни. Един лимон може да има стойност на рН 2,1, докато друг може да е 2,4. Ето защо често виждате диапазони за определени храни.

Примери за рН-стойности в храната

Храните имат широк спектър от стойности на pH, въпреки че повечето от тях са или около стойност 7 (по този начин неутрална) или по-ниска от седем. Тъй като хранителните продукти, особено пресните храни като плодове и зеленчуци и месо, не са много постоянни по своите свойства, точната стойност на рН ще се различава за всеки отделен артикул. Много фактори влияят на стойността на рН, наред с другото и на зрялостта на продукцията. Списъкът по-долу дава някои общи насоки (източник).

  • Ябълки: 3,3 - 4,0
  • Авокадо: 6,2 - 6,6
  • Патладжан: 4,5 - 5,3
  • Плодово сладко: 3,5 - 4,5
  • Скъпа: 3,9
  • Оцет: 2,0 - 3,4

За какво се използва стойността на рН в науката за храните?

Стойността на pH влияе на вкуса на вашата храна, но може да бъде много важна и за срока на годност на вашата храна, колко дълго тя остава в безопасност. Храната може да се развали и да се развали поради растежа на нежелани микроорганизми. Въпреки това, много микроорганизми вече не растат, когато стойността на pH е потънала под определена стойност. Като такова, понижаването на стойността на рН достатъчно ще запази храната по-дълго в безопасност.

Освен срок на годност, рН-стойността може да се използва за наблюдение на хранителните процеси. Например, приготвянето на кисело мляко се състои най-вече от понижаване на рН на млякото. Поради по-ниската стойност на рН млякото ще се сгъсти. Производителите ще знаят при коя pH-стойност е завършен процесът. По този начин, като измерват тази стойност, те могат да проследяват процеса, без да се налага да търсят или вкусват продукта.

киселинната
Киселото мляко е пример за кисела храна.

Какво е рН-стойност

И така, какво прави тези храни алкални или киселинни? Докато захарта прави нещо сладко, а солта нещо солено, протоните правят нещо киселинно.

Протони

Протоните са единични водородни атоми (Н), които пропускат електрона си. В резултат на това те са заредени положително. Химиците записват протоните като: H + .

Протоните играят роля в много реакции в човешкото тяло и в повечето живи организми. И така, откъде идват?

Единият начин е чрез молекули, които са естествено киселинни (напр. Лимонена киселина). Те предават един от своите протони доста лесно. Когато го направят, концентрацията на протони се увеличава. Ако концентрацията на протони се увеличи, рН-стойността на храната намалява. Повече протони, означава повече киселинност. Тази връзка може да бъде изразена чрез следната формула:

Както можете да видите в тези формули, има баланс между протоните (H +) и хидроксидните йони (OH -). Те са обратното. Повече протони означава по-ниска стойност на рН, докато повече хидроксидни йони водят до по-висока стойност на рН (или по-ниска стойност на рОН). Най-често ще намерите само стойности на pH, стойността на pOH едва се използва на практика. Тази връзка е сърцевината на киселинно-алкалните реакции и води началото си от водната молекула.

Вода и киселинност

Самата вода е неутрална, но може да се разцепи както в протон, така и в хидроксиден йон.

Вместо да види единичния протон, се образува хидрониев йон (H3O +). В присъствието на вода това ще се случи, поради което в много случаи можете да ги използвате взаимозаменяеми. (Ако не сте запознати със записването на химични реакции, първо прочетете основите на химичните реакции.)

В неутрална среда има равно количество протони (H +) и хидроксидни йони (OH -). Само ако храната е кисела, е алкална, това равновесие е изключено. Киселинните молекули или алкалните молекули могат или да увеличат съдържанието на протон или хидроксид.

Когато във водата присъства киселина (AH в примера по-долу), тя намалява рН-стойността чрез освобождаване на протон:

От друга страна, когато има алкално вещество, то ще образува хидроксиден йон, което води до по-алкална влага.

Реакции киселина/основа

Тази рН-стойност е силен индикатор за видовете химически реакции, които могат да възникнат. В кисела среда могат да възникнат различни видове реакции, за разлика от алкалните.

Всички киселинно-алкални реакции имат общо, че протоните се обменят. Киселината ще отдели протон (увеличавайки концентрацията на протони, като по този начин понижава рН). Алкалното вещество, от друга страна, ще има тенденция да приема протон.

Нека да разгледаме отново реакциите, които видяхме по-рано. Погледнете как се обменят тези протони.

Реакции на равновесие

Едно нещо, което може да забележите в тези реакции, са двойните стрелки и в двете. Тези двойни стрелки показват, че това е равновесна реакция. С други думи, реакцията може да възникне отляво надясно и отдясно наляво. Това не означава, че се случва в еднаква степен и в двете посоки.

Много силните киселини ще отделят (почти) всичките си протони. Това са подходящо наречени силни киселини. В повечето случаи обаче само определен процент от киселините ще отделят своите протони. Това са слаби киселини. Същото се отнася и за техните алкални колеги, основите.

Колко от киселината ще отдели своя протон, може да бъде изразено с помощта на константа на равновесие. За показаното по-горе уравнение за киселина (AH), което изглежда така:

[] Показва концентрация. Тъй като концентрацията на водата е практически постоянна, това често остава извън уравнението. Киселина, която отделя почти всичките си протони, ще има много ниска концентрация на АН и висока концентрация на А -. В резултат на това стойността на Ka ще бъде голяма. Колкото по-голяма е стойността на Ka, толкова по-силна е киселината.

Важно е да се знае, че тази константа на равновесие се променя с температурата. По този начин киселината може да отделя протони повече или по-лесно при различни температури.

За алкално вещество уравнението на равновесието е много подобно:

Прилагане на киселинно-алкални реакции

На практика няма да обсъждате често стойностите на Ka и Kb. Въпреки това ще видите ефектите им навсякъде около вас. Содата за хляб например е пример за алкална хранителна съставка. Сравняването на тези химични реакции с тези основни формули ще покаже много прилики.

Същото важи и за червеното зеле. Цветът на червеното зеле се променя с рН-стойността на околната течност. Това се причинява от киселинно-алкални реакции с молекулите, които придават на червеното зеле цвета му!

Разбира се, киселината не е само химически реакции. Освен това е много за вкуса и баланса на ястието. Някои ястия просто се нуждаят от малко киселина (например лимонов сок), за да работят добре. Самин Носрат върши чудесна работа, като обяснява тази страна на киселината в книгата си сол, мазнини, киселина, топлина.

Препратки

Clemson University, pH Стойности на обикновените храни и съставки, връзка; източник за рН-стойностите на храните, споменати в тази статия