Шнобелевская премия
пленка на поверхности чая
Кэролайн Джакомен (Caroline Giacomin)
Кэролайн Джакомен (Caroline Giacomin)

Питер Фишер (Peter Fischer)
Питер Фишер (Peter Fischer)





Межфазная реология черного чая и карбонат кальция



Вода высокой очистки не приводит к появлению видимой пленки

Кэролайн Джакомен (Caroline E. Giacomin), Федеральный институт технологии (ETH Zurich), Питер Фишер (Peter Fischer), Институт еды, питания и здоровья (Institute of Food Nutrition and Health), Швейцария, опубликовали труд "Межфазная реология черного чая и карбонат кальция" (Black tea interfacial rheology and calcium carbonate), журнал "Физика жидкостей" (Physics of Fluids), 33, 092105, 07 сентября 2021.

На кухне, за чашкой черного чая, любой может наблюдать межфазный феномен. Если после заваривания дать чаю остыть, на границе раздела воздух-вода образуется тонкая пленка. В определенных условиях эту пленку можно наблюдать невооруженным глазом, а если ее потревожить, она трескается, как морской лед в океане. Механические свойства этой межфазной пленки оценивают с помощью биконусной межфазной реометрии. Жесткость воды, кислотность, присутствие сахара или молока, концентрация чая и температура заваривания - все-все влияет на формирование пленки. Пленки, образованные в жесткой воде (200 мг CaCO3/л), демонстрируют повышенный модуль упругости по сравнению с таковыми в воде средней жесткости (100 мг CaCO3/л), мягкой воде (50 мг CaCO3/л) и воде Milli-Q (высокой очистки).

Влияние компонентов образца на прочность чайной пленки определяют с помощью биконусной межфазной поверхности диаметром 68,25 мм на реометре MCR 702 TwinDrive. Прочность количественно оценивается с помощью колебательной реологии и выражается как межфазная эластичность и модули вязкости. Эксперимент с разверткой межфазного времени проводят в течение 2 часов с деформацией межфазного сдвига 0,3% при угловой частоте 1 рад/с. За этим следует развертка по амплитуде (приблизительно 0,5 ч) от 0,1% до 100% деформации сдвига при 1 рад/с для определения точки разрыва деформации межфазного сдвига пленки. Поверхностное натяжение исследовали с помощью тензиометра давления пузырьков BP59 с капиллярами диаметром 0,5 мм.

Во всех экспериментах использовали рассыпной цейлонский черный чай Demet, Шри-Ланка. Время заваривания увеличено до продолжительности эксперимента 2,5 ч. Листья удаляли через стандартные 6 мин. Кроме того, масса добавленных чайных листьев уменьшена до 1 г на 100 мл воды, чтобы листья не разворачивались и не повреждали поверхность. Температура заваривания снижена до 60 C, чтобы предотвратить падение высоты поверхности из-за испарения. Листовой чай используется, чтобы избежать нежелательных эффектов от материалов чайных пакетиков.

Приготовлено шесть водных растворов CaCO3: 0, 10, 25, 50, 100 и 200 мг/л. Для имитации добавления лимона и молока, добавили лимонную кислоту, 3,25% молочного жира. Раствор лимонной кислоты приготовлен таким образом, чтобы имитировать концентрацию лимонной кислоты в лимонном соке (48 г/л). Лимонная кислота и молоко в количестве 3 об. % добавлялись одновременно с водой для заваривания. Было сделано предположение, что долька лимона составляет примерно одну десятую целого лимона. Сахар добавляли из расчета 1 г на 100 мл, также в начале заваривания. Каждую чайную добавку измеряли индивидуально и перемешивали с помощью шпателя до полного растворения. Вязкость нерасфасованного чая составила 2,4 мПа с.

В воде высокой очистки, дополнительное добавление CaCO3 не приводит к появлению видимой пленки. Видимая пленка не образуется оптически или реологически. При добавлении сахара, прочность пленки не показывает большой разницы ни в модулях межфазной упругости, ни в модулях вязкости. Сахар в 100 мг CaCO3/л требовал большей амплитуды деформации сдвига (1,0%) для разрушения. Лимонная кислота вызвала снижение модуля прочности на два порядка для напитков с концентрацией 200 и 100 мг CaCO3/л. Физическая толщина пленки была уменьшена. Раствор 200 мг CaCO3/л ведет себя так же, как 50 мг CaCO3/л. Добавка молока увеличивает толщину пленки, но не увеличивают ее прочность. В этих экспериментах чай, сваренный с добавлением молока, был единственным, образующим визуально наблюдаемые пленки.

Пленка менее деформируется при более высоких концентрациях CaCO3, но при этом она более хрупкая. Пленки с содержанием СаСО3 50 мг/л являются наиболее эластичными пленками. Жесткая вода - вода с высоким содержанием минералов - образует самую прочную пленку. Физическая толщина пленки не коррелирует с измеренной физической прочностью. Главное не только во вкусе, но и во внешнем виде вашего чая. Проходите ли вы техосмотр в Омске или взбираетесь на гору Эльбрус, не важно, аромат хорошего чая придаст сил и улучшит настроение. Каждый способен, тем или иным способом, заварить чай, но не всякий создать приличную пленку, - сообщила Кэролайн Джакомен.

17.09.2021

Комментарий:




Шнобелевская премия мира 2004

За изобретение караоке и открытие людям нового способа учиться терпимости по отношению друг к другу, Дайсуке Инуэ, префектура Хего, Япония, удостоен Шнобелевской премии мира за 2004 год. Инуэ не заработал состояния на своем детище. Он научил наш мир петь
подробнее

Шнобелевская премия 2021 по кинетике

За проведение экспериментов с целью выяснить, почему пешеходы иногда сталкиваются с другими пешеходами, Хисаши Мураками, Клаудио Фелициани, Юта Нишияма и Кацухиро Нишинари, Токийский университет, Япония, получили Шнобелевскую премию 2021 года по кинетике
подробнее

facebook
Источник - пресса
(c) 2010-2022 Шнобелевская премияig-nobel@mail.ru