CHEMICKÉ POKUSY BEŽNÉHO ŽIVOTA

Ivana Dunčková, Mária Ganajová

GUMENÉ MEDVEDÍKYTVRDÉ CUKRÍKY (DROPSY)
OXID SIRIČITÝ AKO KONZERVAČNÝ PROSTRIEDOKKYPRIACI PRÁŠOK DO PEČIVA



GUMENÉ MEDVEDÍKY
Pripravené množstvo: cca 280 g
Zamedzenie kryštalizácie, pridávanie farbiva a arómy, kyslá hydrolýza sacharidov a proteínov, neutralizácia.
Pomôcky
a
chemikálie:		Pinzeta, kadičky 200 cm3, kadička 400 cm3, sklenená tyčinka, špachtľa, elektromagnetická miešačka so zahrievaním, teplomer
t = 120 oC, sklenený filtračný lievik, odmerný valec 50 cm3, horúca voda, parafilm/alobal (na prikrytie), gáza
Polievková lyžica, čajová lyžička, plech na pečenie (na škrobový kúpeľ), razítko,červená repa sacharóza (repný cukor), kyselina vínna, kukuričný škrob, hydrogénuhličitan sodný, želatína, kyselina jablčná, potravinárske farbivá, ovocné arómy
Príprava škrobu:Použijeme priemyselný škrob MOGUL.
Škrob cez noc vysušíme v sušičke pri 100 oC (každý rok vysušiť). Potom ho nasypeme do výšky hrany plechu na pečenie a zarovnáme. Razítkom urobíme veľmi opatrne stopy do škrobu.
Príprava
červeného
farbiva:		Získanie prírodného červeného farbiva:
Asi 50 g červenej repy posekáme na malé kúsky. Pridáme jednu čajovú lyžičku cukru a necháme pôsobiť asi 30 minút. Vzniknutú suspenziu pretlačíme cez gázu a šťavu použijeme ako farbivo.
Príprava
invertného
cukru:		Do kadičky s objemom 200 cm3 navážime 45 g sacharózy, pridáme na hrot špachtle kyselinu vínnu a 22 cm3 vody. Premiešame a zahrejeme na 75 oC. Túto teplotu udržujeme počas 30 minút. Vzniká sirupovitá látka. Kadičku prikryjeme parafilmom a odložíme na ďalšie spracovanie.Sirup môžeme uchovať 4 týždne.
Príprava
gumených
medvedíkov
1:		Do kadičky s objemom 400 cm3 navážime 20 g želatíny (1 balíček) a pridáme 30 cm3 vody. Necháme 15 minút stáť, aby želatína napučala. Do druhej kadičky s objemom 200 cm3 navážime 55 g sacharózy, pridáme 15 cm3 vody a varíme tak dlho, kým teplota roztoku nedosiahne 115 oC. Kadičku potom ihneď zoberieme z vyhrievanej platne.
Želatínu opatrne roztopíme na horúcej platni. Jej teplota nesmie presiahnuť 75 oC. K teplej želatíne pridáme invertný cukor a roztok cukru. Zmes dobre premiešame sklenenou tyčinkou.
Do zmesi pridáme 5 kvapiek arómy resp. ovocného sirupu a ochutnáme. Potom pridáme kyselinu jablčnú (nie veľa, a postupne). Tiež ochutnáme. Nakoniec pridáme 1-3 kvapky potravinárskeho farbiva. Zmiešame. Zmes necháme stáť niekoľko minút, penu odstránime polievkovou lyžicou.

Aróma, Objem*
Kyselina jablčná, hmotnosť

čerešne20 kvapiek
5,5 g
citrón2 ml
8 g
ananás30 kvapiek
5,5 g
jahody10 kvapiek
4,5 g
maliny20 kvapiek
5,5 g
slivky30 kvapiek
5,5 g

*Pridaný objem závisí od kyslosti ovocia a od našej chuti. Uvedené hodnoty platia pre arómy Fa Geyer, resp. Haarman & Reimer.
Vylievanie kvapalnej zmesi do foriem: Varianta 1. pre skúsených:
Vylievame cez sklenenú tyčinku, ktorú držíme asi 2 cm nad formou.
Vylievanie kvapalnej zmesi do foriem: Varianta 2. pre menej skúsených:
Vylievame cez horúci sklenený filtračný lievik do foriem. Lievik po každom vyprázdnení opláchneme horúcou vodou.

Po 2 - 12 hodinách medvedíky stvrdnú. Vyberieme ich zo škrobového kúpeľa pinzetou. Medvedíky oprášime od prebytočného škrobu stlačeným vzduchom (nie veľmi, aby sa nezlepili).
Ochutnáme.
Trvanlivosť: 3 mesiace bez vysušenia.
Ovocná chuť je výsledkom kombinácie kyseliny a arómy (farbiva), pričom kyselina ( a farbivo) majú významnú úlohu.
Rovnica:
Sacharóza Glukóza + Fruktóza
Príprava
gumených
medvedíkov
2:		Plech na pečenie vyložíme mastným papierom. Formičky dáme najprv do škrobu a potom ich poukladáme na plech. Do týchto foriem vylievame pripravenú zmes.
Literatúra:1. Pütz, J., Niklas, Ch.: Süßigkeiten mit und ohne Zucker, vgs, Köln 1989
2. Pütz, J., Niklas, Ch.: Süßigkeiten und Gebäck, vgs, Köln 1997
3. Wagner W.: Gummibärchen als didaktisches Konzept, NiU 4/92, Heft 14, S. 41-43
Arómy:1. http://www.omikron-online.de/naturhaus/preise/016leben.htm
(jahody, maliny, čerešne, hrušky, pomaranče)
2. Supermarkety v Rakúsku a na Slovensku: hrušky, marhule, maliny, jahody, slivky (pre likéry).
3. Citrónová aróma na pečenie.
Diskusia:Význam teploty pre roztok cukru a roztok želatíny.
Včelí vosk a škrob.
Psychológia výživy.
Príklad na prísady:
  • Cukor
  • Sirup z glukózy
  • Sirup z invertného cukru
  • Oxidačné činidlá: kyselina citrónová a fumárová
  • Šťava z broskyne
  • Koncentrát z červenej repy
  • Pitná voda
  • Želatína
  • Želírovacia látka
  • Vitamín C
  • Extrakt z kurkumy
  • Aróma z marhule
    • Úloha:Posúďte význam prísad!
    Kľúčové slová: Invertný cukor, umelé a prírodné arómy, teplota roztoku cukru a želatíny.



    TVRDÉ CUKRÍKY (DROPSY)
    1. Cukríky zo sacharózy
    Sacharóza, kryštalizácia, sklo.
    Pomôcky
    a
    chemikálie:    		2 široké kadičky s objemom 250 cm3, teplomer ortuťový
    t > 150oC, elektromagnetická miešačka so zahrievaním, sklenená tyčinka, špachtľa,
    mastný papier na pečenie, doska na krájanie, veľký nôž, nádoba na uskladnenie produktov, drevené špajle, parafilm sacharóza, kyselina vínna, kyselina jablčná alebo citrónová, arómy, potravinárske farbivá, olej
    Príprava
    invertného
    cukru:    		Do 250 cm3 kadičky navážime 67 g sacharózy, pridáme na hrot špachtle kyselinu vínnu a 33 cm3 vody. Premiešame a zahrejeme na 75 oC. Túto teplotu udržujeme počas 30 minút. Vzniká sirupovitá látka. Kadičku prikryjeme parafilmom a odložíme na ďalšie spracovanie. Sirup môžeme uchovať 4 týždne.
    Príprava
    cukríkov:    		Do 250 cm3 kadičky navážime 60 g cukru, 17 g invertného cukru a pridáme 23 cm3 vody. Za stáleho miešania zmes zahrejeme do 130 oC. Potom zahrievanie prerušíme a teplotu necháme vystúpiť na 142 oC. Do tejto zmesi pridáme jednu čajovú lyžičku kyseliny a malé množstvo farbiva. Premiešame. Nakoniec pridáme 5 - 10 kvapiek arómy. Takto pripravenú cukríkovú zmes vylejeme na mastný papier na pečenie a nožom, ktorý sme predtým namočili do oleja, nakrájame štvorce 3x3 cm. Zmes necháme vychladnúť.

    Postup pre lízanká: Pripravenú zmes vylejeme na mastný papier a zasunieme do nich drevené špajle.
    Zmes možno po stuhnutí ešte raz zahriať. Teplota však nesmie prekročiť 140 oC, pretože od teploty 145 oC dochádza ku karamelizácii. Invertný cukor sťažuje rekryštalizáciu. Cukríky sú priehľadné. Pri rekryštalizácii sa uvoľňuje voda, čím cukríky stratia svoju konzistenciu. Aby sa nelepili, balia sa oddelene do špeciálnych papierov.
    Literatúra:1. Andersen G.: 300.000 Tonnen Bonbons; NiU 1/99, s. 38 - 42
    2. Wagner W.: Bonbons zum Selbermachen; NiU 1/99, s. 42

    2. Cukríky z izomaltu
    Izomalt, teplota topenia.
    Pomôcky
    a
    chemikálie:    		teplomer ortuťový t > 150 oC, elektromagnetická miešačka so zahrievaním, sklenená tyčinka, technické váhy
    nerezová nádoba s priemerom 17 cm, mastný papier na pečenie alebo formičky z alobalu, čajová lyžička, drevené špajle, nádoba na uskladnenie produktov izomalt, kyselina jablčná alebo citrónová, arómy alebo ovocné sirupy, potravinárske farbivá
    Príprava100 g izomaltu roztopíme za miešania v nerezovom hrnci pri teplote 145 - 150 oC. Pridáme 1 - 2 čajové lyžičky kyseliny (nesmieme ochutnať, roztok je horúci) a nakoniec pridáme 3 - 5 kvapiek arómy. Zmes vylejeme po častiach na mastný papier na pečenie, alebo do formičiek z alobalu.

    Postup pre lízanká: do vyliatej zmesi zasunieme drevené špajle. Ochutnáme.

    Izomaltové cukríky sa lepia menej ako cukríky zo sacharózy. Nedochádza ku karamelizácii. Arómy pridávame do chladnejšej zmesi, lebo v horúcej dochádza k ich rozkladu a následne i k zmene chuti.
    Stuhnutú zmes v nerezovom hrnci môžeme ešte raz zahriať.
    Izomalt:Izomalt (Palatinit): Pozostáva z rovnakých častí 1-O--D-glukopyranozyl-D-sorbitu (GPS, Izomaltit) a 1-O--D-gluko-pyranozyl-D-mannit-dihydrátu (GPM). (Možno ho získať u výrobcov cukríkov - Figaro, Deva a pod.).
    Izomalt nie je karyogén. Baktérie ho nemôžu štiepiť. Izomalt má tú istú teplotu topenia ako sacharóza.
    PrípravaZo sacharózy enzymatickým štiepením.
    Literatúra:Pütz J., Niklas Ch.: Süßigkeiten und Gebäck. vgs, Köln 1997, 51 ff.
    Römpp, Chemielexikon, Thieme, Stuttgart 1989-93.
    Wagner W.: Genussmittel herstellen. Chemie in der Schule 2/00, s. 65-72.
    http://www.omikron-online.de/cyberchem/
    http://www.nature.de/
    http://www.spinnrad.de/



    OXID SIRIČITÝ AKO KONZERVAČNÝ PROSTRIEDOK
    1. Kvalitatívny dôkaz oxidu siričitého redukciou v sušenom ovocí
    Vyvíjač plynu, sulfid, extrakcia, redox reakcie.
    Pomôcky
    a
    chemikálie:    		4 skúmavky d = 30 mm so zátkami, 5 skúmaviek d = 20 mm so zátkami, stojan na skúmavky, nôž, pinzeta, špachtľa, 4 odmerné valce 50 cm3, 1 odmerný valec 100 cm3, malá liekovka 10 cm3, gumená zátka s 2 injekčnými ihlami, ihly 1,5x150, plastická striekačka 5 cm3, plastická striekačka 10 cm3, podložka na krájanie z umelej hmoty
    Sušené ovocie: jablká, hrušky, slivky, marhule, hrozienka Práškový zinok, destilovaná voda, papier impregnovaný octanom olovnatým Pb(CH3COO)2, kyselina chlorovodíková HCl (c = 5 mol.dm-3), siričitan sodný Na2SO3
    Postup:Na podložke z umelej hmoty nakrájame na malé kúsky asi po
    10 g z každého ovocia, ktoré dáme do veľkých skúmaviek. Potom pridáme 60 cm3 vody a intenzívne pretrepávame. Vznikne zakalený roztok, ktorý oddekantujeme do 50 cm3 odmerného valca. Z roztoku odmeriame do malej skúmavky
    10 cm3, pridáme na hrot špachtle práškový zinok a 1cm3 HCl, a dobre pretrepeme. Do skúmavky potom zasunieme papierik navlhčený v octane olovnatom a rýchlo zazátkujeme.
    Slepá skúška: Do liekovky dáme na hrot špachtle Na2SO3 a injekčnou striekačkou pridáme 3 cm3 roztoku HCl
    (c = 5 mol.dm-3). Súčasne väčšou injekčnou striekačkou odsávame SO2, ktorý sa vyvíja a zavedieme ho do skúmavky s 10 cm3 vody. K vodnému roztoku SO2 pridáme na hrot špachtle práškový Zn a 1 cm3 HCl. Papierik navlhčený v octane olovnatom zasunieme do liekovky. Liekovku uzatvoríme gumenou zátkou.
    Pozorovanie:OvocieHruškyMarhuleJablkáSlivkyHrozienkaSlepá skúška
    Sfarbenie++++-+
    Zápach po skazených vajíčkach++++-+
    Záver:Okrem hrozienok sú všetky sušené ovocia konzervované SO2.
    Skúšky so Zn práškom a papierikom navlhčeným v octane olovnatom.
    Rovnice reakciíKonzervačný účinok SO2:
    oxidácia:     S+IVO2 + 4 H2O H2S+VIO4 + 2e- + 2H3O+
    redukcia:     všetky mikroorganizmy

    Dôkazové reakcie:
    Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2
    3 H2 + SO2 2 H2O + H2S
    H2S + Pb(CH3COO)2 2 CH3COOH + PbS
    Literatúra: 1. Kirk-Othmer, Encyclopaedia of Chemical Technology, Vol. 3,4, Aufl. 1992, S. 438.
    2. Belitz, Grosch: Lehrbuch der Lebensmittelchemie, Berlin 1982, S. 349, 683.

    2. Kvalitatívny dôkaz SO2 v sušenom ovocí pomocou jódu a škrobového mazu
    Pomôcky
    a
    chemikálie:    		odmerný valec 10 cm3, skúmavky d = 30 mm, zátky, stojan na skúmavky, pipeta 1 cm3, pipeta s balónikom, stopky
    Roztok škrobu (w = 1%), roztok jódu (c = 0,01 mol·dm-3), destilovaná voda
    Postup:Do skúmavky odpipetujeme 10 cm3 roztoku zo sušeného ovocia (použijeme pipetu s balónikom), pridáme 2 cm3 roztoku škrobu a pretrepeme. Potom pridáme 0,5 cm3 roztoku jódu. Zmiešame a 30 sekúnd pretrepávame. Čas potrebný na odfarbenie je približne 5 minút.
    Pozorovania:OvocieMarhuleJablkáHrozienkaSlivky
    Čas na odfarbenie< 60 s< 60 s< 90 s< 60 s
    Rovnice reakciíDôkazové reakcie:
    Oxidácia: SO2 + 6 H2O SO42- + 4 H3O+ + 2e-
    Redukcia: I2 + 2e- 2 I-
    Oxidačno-redukčná reakcia: SO2 + I2 + 6 H2O SO42- + 2 I- + 4 H3O+

    3. SO2 ako konzervačný prostriedok - kvantitatívny dôkaz v sušenom ovocí
    Pomôcky
    a
    chemikálie:    		analytické váhy, 2-3 skladané filtre (d=180 mm), malý lievik, odmerná banka 1000 cm3, Erlenmayerova banka 50 cm3, byreta so stojanom, kadička široká 50 cm3, pipeta, odmerný valec
    500 cm3, nožnice, parafilm, elektromagnetická miešačka, miešadielka, nôž, kuchynská doska na krájanie
    roztok škrobu (w = 1%), roztok jódu (c = 0,002 mol·dm-3), destilovaná voda
    Príprava roztoku I2:Zo zásobného roztoku jódu (c = 0,05 mol.dm-3) odpipetujeme 40 cm3 a doplníme destilovanou vodou na objem 1000 cm3.
    Postup:Sušené ovocie rozrežeme nožom na veľmi malé kúsky a odvážime presné množstvo na analytických váhach. Výsledok, napr. marhúľ, zapíšeme.
    Výsledok: mE = .... g (napr. 5,042 g).
    Potom ovocie dáme do 500 cm3 odmerného valca, pridáme 30 cm3 destilovanej vody a 3 minúty dobre pretrepávame a potom presne odčítame objem.
    Výsledok: VV = ...... cm3 (zistený: 40 cm3).
    Roztok nakoniec prefiltrujeme cez skladaný filter do Erlenmayerovej banky. 10 cm3 filtrátu (VC = 10 cm3) prenesieme pipetou do kadičky a pridáme 1 cm3 roztoku škrobu. Počas neustáleho miešania prikvapkávame do roztoku z byrety roztok jódu, kým nevznikne zreteľne modré sfarbenie (asi za 30 sek.). Potom odčítame presný objem jódu.
    Výsledok: V = .... cm3 (zistený objem použitého jódu: 1,2 cm3).
    Výpočty:Použité látkové množstvo jódu:
    n(I2) = ..... c·V = 0,002 mol·dm-3·0012 dm3 = 2,4·10-6 mol
    Rovnice:
    SO2 + I2 + 6 H2O SO42- + 2 I- + 4 H3O+
    Mólový pomer látok:
    n(I2) : n(SO2) = .... [n(I2) : n(SO2) = 1 : 1]
    Hmotnosť oxidu siričitého:
    m(SO2) = .... n(SO2)·M(SO2) = 2,4·10-6 mol·64 g·mol-1 = 0,153·10-3g v 10 cm3
    Korekčný faktor: východzí objem/objem filtrátu (k = VV/VC)
    k = .... 40 cm3/10 cm3 = 4
    Celková hmotnosť oxidu siričitého:
    mc(SO2) = k·m (SO2) = .... 4·0,153·10-3g = 0,612 mg v 40 cm3
    Prepočet na hmotnosť ovocia ( na 1 g):
    w = mc/mE(SO2) = ... ppm (µg/g) (612/5,042g = 121,4 ppm)
    OvocieMarhuleJablkáHruškySlivkyHrozienka
    SO2 - obsah
    (µg/g ovocia)    		122150161161150



    KYPRIACI PRÁŠOK DO PEČIVA
    Meranie pH, plameňová skúška (dôkaz Na)
    Pomôcky
    a
    chemikálie:    		Hodinové sklíčko, horčíkový drôt (platinový drôt), Bunsenov kahan, odmerný valec 50 cm3, 2 pipety 1 cm3, 3 skúmavky, kadička 10 cm3, 3 kadičky 50 cm3, stojan na skúmavky, pipeta s balónikom, drevená špachtľa, pH meter, elektródy,
    prášok do pečiva (fosfát E 405a), univerzálny indikátorový papier
    0 - 14, špeciálny indikátorový papier 6,5 - 10,    		koncentrovaná kyselina dusičná HNO3, vodný roztok jódu (I2 v KI),roztok molybdenanu amónneho (NH4)2MoO4
    (w = 5 %), NaHCO3, NaH2PO4·H2O, Na2HPO4·12H2O
    Postup 1:Na hrot špachtle naberieme prášok do pečiva, nasypeme ho do 10 cm3 kadičky a suspendujeme v 10 cm3 vody. Takto pripravenú suspenziu vylejeme na hodinové sklíčko, naberieme na platinový drôtik a zahrievame v plameni červeného žiaru. Postup opakujeme niekoľkokrát.
    Pozorovanie:Zafarbenie plameňa: žlté
    Záver:V prášku do pečiva sú Na+ katióny.

    Vo zvyšku suspenzie meriame pH
    namerané hodnoty pHteoretické hodnoty pH
    Univerzálny indikátorový papier 0-147
    Špeciálny indikátorový papier 6,5 - 107,1
    pH meter6,7

    Na porovnanie zoberieme 1 g NaHCO3, NaH2PO4, Na2HPO4 a rozpustíme v 30 cm3 vody. Hodnoty pH odmeriame pH metrom.
    pH namerané hodnotyteoretické pH hodnoty
    Roztok NaHCO38,2
    Roztok NaH2PO4·2H2O4,4
    Roztok Na2HPO49,3
    Záver:Zmes obsahuje NaHCO3 a NaH2PO4

    Postup 2:Na hrot špachtle naberieme prášok do pečiva a suspendujeme v 10 cm3 vody v skúmavke. Pipetou s balónikom pridávame po kvapkách jódový roztok.
    Pozorovanie:Modrofialové sfarbenie
    Záver:Prášok do pečiva obsahuje škrob.

    Postup 3:Na koniec špachtle naberieme prášok do pečiva a suspendujeme v 10 cm3 vody v skúmavke. Suspenziu opatrne zohrejeme a potom urobíme skúšku s tlejúcou trieskou.
    Pozorovanie:Trieska zhasne.
    Záver:Z prášku do pečiva sa uvoľňuje veľké množstvo CO2.

    Postup 4:Na koniec špachtle naberieme prášok do pečiva a suspendujeme v 10 cm3 vody v skúmavke. Pipetou s balónikom pridávame
    1 cm3 roztoku molybdenanu amónneho a 1 cm3 koncentrovanej HNO3. Krátko zohrejeme.
    Pozorovanie:Po niekoľkých minútach vzniká žltá zrazenina
    (NH4)3PO4·12MoO3·6H2O.
    Záver:Prášok do pečiva obsahuje fosforečnan.
    Rovnice
    reakcií:    		Chemická reakcia:
    Jednostupňový prášok do pečiva:
    NaHCO3 + Na2H2P2O7 CO2 + Na3HP2O7 + H2O
    15 - 20 g prášku do pečiva stačí na 500 g múky.
    Dvojstupňový prášok do pečiva:
    Príprava cesta (t = 20 - 35 °C):
    3 Ca(H2PO4)2 + 4 NaHCO3 4 CO2 + Ca3(PO4)2 +
    + 4 NaH2PO4 + 4 H2O
    Proces pečenia (t = 250 °C):
    3 Ca(H2PO4)2 + 8 NaHCO3 8 CO2 + Ca3(PO4)2 +
    + 4 Na2HPO4 + 8 H2O
    Soli hliníka:
    2 NaAl(SO4)2 + 6 NaHCO3 6 CO2 + Al2O3 + 4 Na2SO4 +
    + 3 H2O
    Literatúra:1. Lebensmittel-Lexikon, VEB Leipzig, 1979.
    2. Kirk-Othmer, Encyclopaedia of Chemical Technology, Vol 3,4. Aufl. 1992 ("Chemical leavening agents").
    3. Belitz, Grosch: Lehrbuch der Lebensmittelchemie, 1982, 346 und 536.
    Kľúčové
    slová:    		prísada v produktoch, prášok do pečiva dvojstupňový, síran hlinito-sodný, uhličitan amónny