Sitruunan puristus on kemian koe! Ruokapöytä muuttuu tiedelaboratorioksi (Neutraloituminen)

Tervehdys, olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Joka päivä on kokeilu.

Kun sanot ”Hyvää ruokahalua!” ja liität kätesi yhteen, ruokapöytäsi muuttuu itse asiassa kemian oppitunniksi. Uskomatonta, eikö totta? Ajattelepa hetkeä, jolloin puristat sitruunaa tai sudachia grillatun kalan päälle, tai nautit sushiriisin täydellisestä happamuudesta. Nämä ovat arkisia hetkiä, mutta niihin kätkeytyy yllättäviä luonnontieteellisiä lainalaisuuksia, joita opiskellaan jo peruskoulussa. Tällä kertaa kutsun sinut matkalle ”neutraloinnin” taianomaiseen maailmaan – aina lautasen pienistä löydöistä kotiseutumme vuoria virtaavien jokien elvytystarinoihin.

Neutraloinnin taikaa lautasella

Kalan valmistamisen jälkeen käsiin jäävä ominainen, hieman pistävä haju johtuu aineesta nimeltä trimetyyliamiini (wiki).

Lähde: Wikipedia

Kun tarkastelemme tätä ainetta kemistin silmin, huomaamme sen olevan emäksinen. Kun trimetyyliamiini liukenee veteen, sen typpiatomin vapaa elektronipari vetää puoleensa H+ -ionia (protonia) vesimolekyylistä. Tämän seurauksena vapautuu hydroksidi-ioneja, mikä tekee liuoksesta emäksisen.

Tämän hajun poistamiseksi olemme hyödyntäneet perinteistä viisautta jo sukupolvien ajan: etikkaa, sudachia, sitruunaa… Kaikki nämä hapanmakuiset elintarvikkeet sisältävät happamia aineita. Kun emäksinen hajuaine kohtaa happaman aineen, tapahtuu reaktio, jossa ne kumoavat toistensa ominaisuudet. Tätä kutsutaan neutraloitumiseksi.

Neutraloinnin myötä tuo pistävä hajukomponentti muuttuu toiseksi aineeksi, jolloin haju vaimenee. Tässä kohtaa saatat miettiä: ”Eikö neutraloinnissa pitäisi syntyä vettä ja suolaa?”

Aivan oikein. Koulussa opetetaan, että neutralointi on reaktio, jossa hapon vetyionit ja emäksen hydroksidi-ionit yhdistyvät muodostaen vettä. Kemian maailmassa on kuitenkin olemassa vielä laajempi määritelmä.

Jos katsot trimetyyliamiinin rakennetta, huomaat, ettei siinä ole lainkaan OH-ryhmää. Miksi se on silti emäksinen? Koulukirjojen ”veden muodostuminen” on vain yksi esimerkki neutraloinnista. Perimmiltään neutraloinnissa on kyse vetyionien (protonien) antamisesta ja vastaanottamisesta.

 

• Happo: Aine, joka ”luovuttaa” vetyioneja (esim. sitruunamehu)

 

• Emäs: Aine, joka ”vastaanottaa” vetyioneja (esim. trimetyyliamiini)

Kalan hajun poistamisessa tapahtuu seuraavaa:

1. Sitruunan happo luovuttaa vetyionin.

2. Hajumolekyyli (trimetyyliamiini) nappaa tämän vetyionin.

3. Vetyionin myötä hajumolekyylin ominaisuudet muuttuvat, eikä se enää haihdu ilmaan.

Toisin sanoen, vaikka vettä ei suoraan muodostuisi, jos happo ja emäs reagoivat ja kumoavat toisensa, kyseessä on aito neutralointi. Kun ymmärtää tämän lukiotason kemian käsitteen, lautasella tapahtuvat asiat muuttuvat entistä mielenkiintoisemmiksi. Kyse ei ole vain maun raikastamisesta, vaan harjoitamme tietämättämme tieteeseen perustuvaa hajujen poistoteknologiaa aterioinnin ohessa.

Miksi raastettu retikka tekee kalasta herkullista?

Liittyykö raastettu retikka (daikon-oroshi) myös neutralointiin? Moni saattaa ajatella niin, mutta kyseessä onkin täysin eri mekanismi. Kun retikka raastetaan, sen solut rikkoutuvat ja hienot kuidut vapautuvat. Näillä kuiduilla sanotaan olevan kyky imeä ja lukita trimetyyliamiini eli hajumolekyylit pintaansa. Retikkaraaste ei siis muuta hajun kemiallista rakennetta kuten sitruuna, vaan se luo fyysisen esteen ”sieppaamalla” hajun itseensä.

Lisäksi raastettaessa syntyvällä isotiosyanaatilla (wiki) on voimakas bakteereja tuhoava ja hajuja poistava vaikutus. Se sekoittuu kalan hajuun ja tekee siitä vaikeammin havaittavan. Tieteellisesti mielenkiintoista on myös retikan sisältämä diastaasi-entsyymi (amylaasi). Se auttaa kalan proteiinien ja riisin tärkkelyksen pilkkomisessa, joten se on paitsi hyvänmakuista, myös ystävällistä vatsalle. Retikka toimii siis apuna ihmiskehon omassa ”kemian tehtaassa”.

Hapon ja retikan ”voimakaksikko”

Loraus sitruunaa ja hieman soijakastiketta retikkaraasteen päälle – se on lyömätön yhdistelmä.

 

• Sitruuna: Neutraloi hajukomponentit hapon voimalla, estäen niitä haihtumasta.

 

• Retikkaraaste: Imee hajut kuituihinsa ja edistää ruoansulatusta entsyymien avulla.

Vaikka entisajan ihmiset eivät tunteneet kemiallisia kaavoja, on hämmästyttävää, miten he ovat kokemuksen kautta luoneet näin täydellisen ”hajunpoisto- ja ruoansulatusjärjestelmän” ruokapöytään. Muuten, jos kalan haju tarttuu käsiisi, kokeile pestä ne etikalla – se toimii samalla periaatteella. Kannattaa kokeilla!

Kala maistui erinomaiselta. Kiitos ateriasta.

Kyselyt ja yhteistyöpyynnöt

Tuo tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs arkeasi! Olen koonnut vinkkejä hauskoihin kotona toteutettaviin tiedekokeisiin ja niiden saloihin. Tutustu ja löydä omat suosikkisi!

・Tiedeblogin sisältö on nyt myös kirjana. Lue lisää täältä. ・Tietoa ylläpitäjä Ken Kuwakosta löydät täältä. ・Yhteistyöpyynnöt (artikkelit, luennot, tiedepajat, tv-konsultointi jne.) täältä. ・Päivitykset löytyvät myös X-palvelusta!

Tiedevinkkien YouTube-kanavalla kokeiluvideoita!