Chemia to nie tylko skomplikowane, niebezpieczne i trudne do wykonania eksperymenty chemiczne. Są i takie które niedużym nakładem sił i środków można wykonać we własnej kuchni z dziećmi, świetnie się przy tym bawiąc i ucząc. Jednym z takich eksperymentów jest reakcja chlorku wapnia z alginianem sodowym popularnie nazywana otrzymywaniem sztucznego kawioru. Reakcja ta jest jedną z ciekawszych w tzw. kuchni molekularnej czyli sposobach przygotowywania innowacyjnych potraw z zastosowaniem wiedzy naukowej głównie z dziedziny chemii i fizyki. Wiedząc, że rozpuszczalny w wodzie alginian sodu reaguje z również całkowicie rozpuszczalnym chlorkiem wapnia tworząc nierozpuszczalny alginian wapnia w postaci żelu, można tę wiedzę wykorzystać by stworzyć coś zupełnie nowego .....

W mojej kuchni razem ze starszym synem spróbowaliśmy wykorzystać tę reakcję do wyprodukowania sztucznego, różnosmakowego i różnokolorowego kawioru. Alginian sodu poza jedyną jego wadą, jaką jest wysoka cena, pozbawiony jest smaku i jest całkowicie nieszkodliwy dla organizmu ludzkiego. Stosuje się go np. w klejach do protez. Tak więc przygotowane produkty z jego dodatkiem można po prostu zjeść. W procesie produkcji stosujemy jeszcze chlorek wapnia, ale jego wpływ na zdrowie całkowicie wyeliminujemy.

Rys. 1 Odczynniki i sprzęt potrzebne do wykonania eksperymentu.

Na naszym kuchennym stole dla odmiany znalazły się chemiczne odczynniki i nieco laboratoryjnego sprzętu. W pierwszej fazie przygotujemy roztwór chlorku wapnia w wodzie destylowanej o stężeniu do 2 %. Chcąc zminimalizować ilość chlorku wapnia w eksperymencie zastosowałem stężenie ok 1 %.

Rys. 2 Wiktorek odważa 10g chlorku wapnia.

Wspólnie z Wiktorem odważyliśmy 10g chlorku wapniowego, który następnie rozpuściliśmy w jednym litrze wody destylowanej. Tak przygotowany roztwór posłuży w dalszej części eksperymentu do tworzenia pojedynczych kuleczek kawioru, które będą się w nim pokrywać warstwą alginianu wapnia.

Rys. 3 Przygotowywane roztworu chlorku wapnia w wodzie destylowanej.

Rys. 4 Przygotowanie substancji bazowych kawioru o różnych smakach.

W czterech oddzielnych zlewkach przygotowaliśmy po 100 ml soku wieloowocowego, coli, i innych napojów które znaleźliśmy w naszych zasobach. Ważne jest by te płyny charakteryzowały się intensywnymi smakami, które w trakcie prób smakowych będą wyczuwalne. Do wszystkich czterech napojów dodaliśmy odrobinę spożywczych barwników by oprócz walorów smakowych poprawić efekt wizualny.

Rys. 5 Rozpuszczanie alginianu sodu w zabarwionych napojach i sokach.

Gdy nasze napoje były już zabarwione przyszedł czas na najbardziej mozolną część eksperymentu czyli rozpuszczenie alginianu sodu. Do każdej zlewki zawierającej po 100 ml płynu dodaliśmy po 0,7g alginianu sodowego. Niestety jak się okazało alginian nie ma tendencji do bezproblemowego rozpuszczania się w tych płynach. Oblepił się na ściankach i na łyżeczkach i za nic w świecie nie chciał się szybko rozpuścić. Wzięliśmy go na sposób i nasze zlewki wstawiliśmy do miski z gorącą wodą.  Po pewnym czasie wszystko się pięknie rozpuściło i uzyskaliśmy ładne i klarowne oraz dużo gęściejsze roztwory.

Rys. 6 Wkraplanie soku z dodatkiem alginianu do roztworu chlorku wapnia.

Gdy już wszystkie roztwory mamy gotowe możemy finalizować nasz eksperyment. Za pomocą strzykawki lub pipety nabieramy próbkę naszego roztworu z dodatkiem alginianu i wkraplamy z niedużej wysokości do roztworu chlorku wapnia.

Rys. 7 Proces produkcji sztucznego kawioru.

Każda kropelka która wpadnie do roztworu chlorku wapnia nie rozpływa się w nim ale tworzy sferę, która po chwili opada na dno. Regulując prędkość wypływu i wielkość wpadających do roztworu kropli możemy regulować wielkość finalnego produktu jakim będzie nasz sztuczny kawior.

Rys. 8 Produkcja sztucznego kawioru.

Rys. 9 Produkcja sztucznego kawioru.

Gdy nasz sok z dodatkiem alginianu sodu wpadnie do wodnego roztworu chlorku wapnia rozpoczyna się reakcja wymiany na styku kropli z roztworem i powstaje tam żelowa warstewka alginianu wapnia która od razu rozdziela obie substancje i zamyka sok wewnątrz. Powstaje coś w rodzaju kropli ze skórką. Taka kropla jest cięższa od roztworu chlorku i opada na dno, gdzie skórka jeszcze się wzmacnia.

Rys. 10 Produkcja sztucznego kawioru.

Ta skórka jest substancja porowatą i następuje przez nią częściowy przepływ jonów więc im dłużej kropla pozostanie w roztworze chlorku tym grubszą skórkę utworzy. Dlatego też nie wolno zbyt długo pozostawiać kulek w roztworze bo po pewnym czasie kulki zamienią się w jednolitą galaretowatą i dość twardą substancję bez większych walorów smakowych.

Rys. 11 Płukanie finalnego produktu.

Tak więc po wyprodukowaniu niedużej ilości kawioru wybieramy go ze zlewki niedużym sitkiem i wypłukujmy w strumieniu bieżącej wody by pozbyć się z powierzchni resztek chlorku wapniowego, który może bardzo szkodliwy nie jest ale ma charakterystyczny słonawy smak który popsuje cały efekt.

Rys. 12 Finalny produkt reakcji - wielokolorowy, wielosmakowy sztuczny kawior.

Rys. 13 Finalny produkt reakcji - wielokolorowy, wielosmakowy sztuczny kawior.

Przepłukane kuleczki wykładamy do naczynia i od razu możemy spróbować przebadać finalny produkt metodami organoleptycznymi czyli po prostu zjeść. Produkt jest o tyle ciekawy, że gdy włożymy go do ust nie czuć praktycznie żadnego smaku. Dopiero jak ściśniemy kulkę pęka ona czasem dość efektownie i dopiero wtedy czujemy smak tego, co było w środku.

Rys. 14 Osuszanie sztucznego kawioru na papierowym ręczniku.

Sztuczny kawior można też osuszyć i wykorzystać jako ozdoba do ciast, deserów lub lodów. Warstwa alginianu wapnia na powierzchni jest naprawdę dość twarda i np. w palcach trzeba użyć trochę siły by ją zgnieść. Oczywiście takie kulki nie nadają się do przechowywania bo warstwa, jak już wspomniałem, jest przepuszczalna i ciecz ze środka na pewno będzie stopniowo odparowywać i kulki po prostu wyschną.

Rys. 15 Adaś podbiera finalny produkt jeszcze w trakcie suszenia.

Metoda świetnie nadaje się do łączenia różnych smaków w potrawach lub do "zamykania smaku" w substancjach, które musimy spożyć a ich smak nam wybitnie nie pasuje. Myślę, że jednak najbardziej nadaje się do ozdabiania i dodawania smaków do lodów.

Rys. 16 Zabawa z produkcją sztucznego kawioru w warunkach domowych :).

Rys. 17 Kontrola jakości produktu.

Nasz produkt, co widać na zdjęciach, przeszedł dość rygorystyczną kontrolę jakości wybrednych smakoszy. Najmłodszy syn chyba najbardziej cieszył się z pękających w ustach smakowych kulek bo regularnie wyjadał nam całą produkcję. Dla takich dzieci chyba ważniejsze było to że kulki miały tak wyraźne ciekawe kolory.

Rys. 18 Inne kształty otrzymywanych produktów reakcji.

Rys. 19 Inne kształty otrzymywanych produktów reakcji.

Na dwóch powyższych zdjęciach widać też, że można otrzymywać nie tylko małe kuleczki kawioru ale wszelkiego rodzaju inne kształty odpowiednio sprytnie wlewając jedną ciecz do drugiej. Niestety muszę zmartwić część osób, którym już nasuwa się pytanie czy w ten sposób da się zakapsułkować alkohole. Niestety w cieczy z już nieznaczną zawartością alkoholu, alginian co prawda rozpuszcza się, ale wyraźnie dochodzi do jakiejś reakcji, która uniemożliwia dalszy proces. Tak więc życzę udanych eksperymentów w kuchni...