Tensión superficial en los alimentos.

Basado en una pregunta relacionada , algunos de nosotros tenemos curiosidad acerca de la tensión superficial en los líquidos que se usan comúnmente en alimentos y bebidas. Hay una tabla en Wikipedia que contiene una cantidad tentadora de información, que incluye:

  • La tensión superficial del agua disminuye de 76 mN/m a 59 mN/m cuando la temperatura aumenta de 0°C a 100°C. Es 72 mN/m a temperatura ambiente cálida, 25C.

  • El ácido acético al 10 % (vinagre muy fuerte) tiene una tensión superficial sustancialmente reducida (55 mN/m a 30 °C)

  • El alcohol puede reducir fuertemente la tensión superficial, a 46 mN/m al 11 % y 30 mN/m al 40 %.

  • Un jarabe de sacarosa concentrado (55%) tiene una tensión superficial algo más alta que el agua, 76 mN/ma 20C.

  • El agua muy salada (6M, en comparación con el agua de mar a 0,6M) tiene una tensión superficial más alta , 83 mN/ma 20C.

De interés sería:

  • ¿Cómo depende típicamente la tensión superficial de la temperatura? (¿Siempre disminuye al aumentar la temperatura?)

  • ¿Cómo afectan varios solutos cotidianos (p. ej., azúcar) y componentes de mezclas (p. ej., alcohol, ácido acético) a la tensión superficial del agua? Los datos reales sobre la tensión superficial medida de los líquidos serían maravillosos; por ejemplo, ¿cuál es la tensión superficial de la leche, el té, el vinagre, el jarabe, varias bebidas alcohólicas o cualquier otra cosa con la que cocinamos o bebemos comúnmente? ¿Qué determina si algo aumenta o disminuye la tensión superficial del agua?

  • ¿Existen más exóticos (¡pero comestibles!) solutos o componentes de mezclas con efectos dramáticos en la tensión superficial? Especialmente interesantes serían los que no tienen sabor, que podrían usarse para modificar los líquidos existentes.

Nota: publiqué una pregunta relacionada en el intercambio de pila de física .

+1 por la buena pregunta. Para efectos dramáticos, intente aplicar presión a una suspensión de almidón (para una definición ligeramente amplia de comestible).
Creo que esta pregunta es bastante irrelevante en el ámbito de la cocina. Las percepciones texturales de un líquido dado estarán dominadas por su viscosidad.
@NickT: Claro, si lo estás bebiendo, aunque aún así, creo que notamos cosas que parecen resbaladizas. Pero, ¿y si quieres convertirlo en espuma? ¿Qué pasa si no quieres que haga espuma? La gente hace cosas locas en estos días, y la tensión superficial afecta a algunos de ellos.
@Jefromi 'resbaladizo' sería una función de las propiedades de la interfaz, no solo una cosa aislada
@NickT: Perdón por la imprecisión allí. Soy consciente de que las propiedades de los materiales son algo complejo. Mi punto era que había situaciones en las que podría tener un efecto notable.
@NickT: Además, una pregunta reciente sugiere que podría ser relevante si está tratando de que un líquido se empape en algo: cooking.stackexchange.com/questions/18889/…
La verdadera pregunta es ¿qué aplicación tiene realmente la tensión superficial de estos líquidos? ¿Podemos realmente hacer algo si conocemos la tensión superficial o es solo una curiosidad científica morbosa de la ciencia de los alimentos?
Oh wow, me perdí por completo el comentario sobre mí. Debe haber estado escondido en el área de mostrar más comentarios ><

Respuestas (1)

Este artículo sugiere que el almidón da un aumento significativo y las emulsiones de aceite una disminución significativa.

Los mismos principios deben aplicarse a cualquier molécula no polar pequeña (reduce la tensión superficial) y molécula grande (aumenta la tensión superficial). Tenga en cuenta que esto generalmente se correlaciona fuertemente con la viscosidad. Las fuerzas en la superficie generalmente están relacionadas con las fuerzas en el interior del líquido.

¿Qué pasa con el azúcar y el alcohol? ¿Siguen una generalización sobre polaridad o tamaño molecular? (¡Perdón por la pregunta tan tardía!)
@Jefromi: El alcohol es pequeño, pero tiene una polaridad no trivial. Al igual que el agua, contiene un átomo de oxígeno con una carga negativa significativa. Pero es menos polar que el agua debido a los átomos de carbono. El ácido acético es mucho más polar que el alcohol, con dos átomos de oxígeno. Las moléculas de azúcar son mucho, mucho más grandes que el alcohol, pero mucho, mucho más pequeñas que el almidón. Son algo más pequeñas que las moléculas de grasa, pero mucho más hidrofílicas. Tienen átomos de oxígeno por todas partes. Esos permiten la formación de muchos enlaces de hidrógeno, aunque individualmente esos enlaces sean débiles.
Hm, entonces, ¿las moléculas polares también reducen la tensión superficial? ¿Y el azúcar es lo suficientemente grande como para aumentarlo?
Difícil, inicialmente pasé por alto que el vinagre tiene un pH de solo 2.4. Eso no está haciendo las cosas más fáciles. En cuanto al etanol, es menos polar que el agua. Para el azúcar, espero que el efecto dependa mucho de las interacciones azúcar-azúcar. Dado que depende de la proximidad de dos moléculas en solución, eso significa que esperaría que el cambio de tensión superficial sea una función de segundo orden de la concentración de azúcar.
Tensión superficial en los alimentos.
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