מיץ תפוזים שקוף – מתכון בישול מולקולרי

בניסוי הזה ניקח מיץ תפוזים ונעשה ממנו נוזל שקוף וצלול בלי לשנות את טעמו, בשיטה של בישול מולקולרי.

הניסוי/מתכון מחייב השגחה של מבוגר

ציוד וחומרים

• אגר אגר, 0.4 גרם (אפשר לרכוש בחנויות שמתמחות בבישול)
• מאזניים לשקילת כמויות קטנות, בדיוק של עשירית הגרם
• 75 מ"ל מיץ תפוזים (בשתי מנות, של 25 ו-50 מ"ל)
• משורה או כלי אחר למדידת נפח
• כוסות
• כפיות
• תנור מיקרוגל
• משפך
• בד חיתול או נייר מגבת
• קערית עם קרח כתוש או אמבט מי קרח (אפשר גם לשים להצטנן במקרר)

מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הערה – מוטב לא להרתיח את מיץ התפוזים עם האגר, אלא רק לחמם אותו לטמפרטורה גבוהה. (אבל לא נורא אם הוא ירתח).

הסבר
כמו בשאר המתכונים של הבישול המולקולרי שהצגנו בעבר, גם המתכון הזה מבוסס על התנהגות מעניינת של משפחת חומרים הנקראים פולימרים. מבחינה כימית, החלקיקים הבסיסיים שמהם בנויים הפולימרים הן מולקולות ענק שמורכבות מהרבה (פולי) יחידות (מר) שחוזרות על עצמן שוב ושוב בשרשרת ארוכה. הפולימר שבו אנו משתמשים בניסוי הזה הוא החומר אגר-אגר (או רק אגר בקיצור). האגר הוא רב-סוכר, כך שהיחידה הבסיסית שחוזרת על עצמה היא סוג של סוכר. הוא מופק מאצות ומשמש כחומר מקריש ומקשה במטבחי המזרח הרחוק.

כשממיסים את האגר במים (או במיץ תפוזים, במקרה שלנו), המולקולות שלו מתפזרות בנוזל ויוצרות דייסה סמיכה שנובעת מהתנגדות המולקולות הארוכות. תמיסה סמיכה כזאת אופיינית לכל המסה של פולימר.

כשמקררים את התמיסה בחזרה, המערכת קופאת: מולקולות המסמיך עוצרות במקומן ומולקולות המים שהתפזרו ביניהן נלכדות במקום, עקב קשרים כימיים בין-מולקולריים (בעיקר קשרי מימן) שנוצרים בין המים לבין המסמיך. התוצאה היא מבנה דמוי ג'ל ששומר על צורתו, ומהבחינה המיקרוסקופית מורכב מרשת תלת-ממדית שבנויה משרשראות של המסמיך.

האנימציה הבאה מראה איך עמילן מסמיך תמיסות ווהפך אותן לג'ל מוצק אחרי שהוא מתקרר. התמונה דומה באופן עקרוני גם כשמשתמשים במסמיכים אחרים.

בתמונה הבאה תראו צילום של רשת שהאגר-אגר יוצר, כפי שצולמה במיקרוסקופ אלקטרונים:

רשת ג'ל אגר | צילום: Reshma P. Shetty, openwetware

בתמונה רואים שיש ברשת חורים שדרכם יכולות לצאת מולקולות קטנות, או מולקולות שכוחות המשיכה בינן לבין הרשת חלשים יחסית. כאשר כותשים את הג'ל ומעמידים אותו זמן ארוך, החומרים הללו מטפטפים החוצה. מולקולות של חומרים גדולים ומולקולות שכוחות המשיכה בינן לבין הג'ל של האגר אגר חזקים, נשארים לכודים ברשת. זה גם מה שקורה למולקולות שנותנות למיץ התפוזים את הצבע הצהוב-כתום שלו.

התוצאה היא שמהג'ל ניגר נוזל שזהה בטעמו למיץ תפוזים, אך ללא הצבע. באותה שיטה אפשר לנסות להצליל גם מיצים אחרים.

מעניין לציין
ג'לים של אגר אגר משמשים לא רק לבישול, במאה שנים האחרונות אגר הוא החומר הראשי ליצירת מצעי ג'ל לגידול חיידקים. הרעיון היה של פאני הסה, אשתו של חוקר בשם וולטר הסה. בעבר השתמשו בג'לטין לגידול חיידקים, אבל ג'לטין לא נשאר מוצק בטמפרטורות המתאימות לגידול חיידקים (37 מעלות צלזיוס) וכיוון שהוא חלבון הוא גם מתפרק ומתאכל בידי חומרים שמפרישים חיידקים. האגר פתר את שתי הבעיות הללו.

ד"ר אבי סאייג וד"ר דפנה מנדלר
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.