Млякото е нещо повече от хладка напитка - това е и очарователен химически коктейл. Два важни компонента в млякото са протеин, наречен казеин, и захар, наречена лактоза. Извличането на тези компоненти е популярен експеримент в класа на лабораторни лаборатории, защото показва някои от използваните от химиците методи за извличане на специфични съединения от растения и други естествени продукти.
Химия на млякото
Обикновено масла като мазнина не се разтварят във вода. Млякото обаче съдържа мазнини, съхранявани в безброй малки глобули. Молекули като фосфолипиди и някои протеини, намиращи се в мляко, имат хидрофилен или "водоподобен" регион и хидрофобен или "неразположен на вода" регион. Тези т. Нар. Амфипатични молекули обграждат мастните глобули и им позволяват да се смесват с водата. Глобулите са по-малко гъсти от водата и ако оставите млякото достатъчно дълго, много от тях ще се издигнат на повърхността и ще създадат слой крем, който можете да отстраните от върха.
Казеин и лактоза
Лактозата е двузахаридна или две за една пакетна сделка, формирана от две прости захари; той се разтваря лесно във вода. Тя е по-малко разтворима във вода-етанолова смес и можете да я кристализирате от решение от този вид. Казеинът, всъщност, е наистина смес от три протеина, два от които се разтварят слабо във вода. Подобно на мастните глобули, тези протеини се стабилизират с трети водоразтворим протеин с отрицателно заредени фосфатни групи, прикрепени към някои от неговите аминокиселини. Ако рН на млякото падне под 4.6, фосфатните групи ще вземат водородни йони и ще загубят своя отрицателен заряд и казеинът ще се утаи или ще изпадне от разтвора.
киселина
За да изолирате казеина, можете да добавите оцетна киселина на капки към топло мляко. Казеинът ще се утаи и можете да го премахнете с помощта на шпатула. Важно е обаче да не се добавя твърде много киселина, защото ако нивото на pH намалее, ще разделите лактозата на глюкоза и галактоза. След като сте извадили казеина, нагряването на сместа до още по-висока температура води до загуба на структурата и утаяване на албуминовите протеини, открити в млякото.
Лактозна кристализация
Центрофугирането на загрятото мляко осигурява премахването на всички албумини. Центрофуга е относително просто устройство, което бързо завърта тръби, поставени в ротор, изхвърляйки съдържанието им навън и утаяване на гъстата утайка от течностите в сместа. След това можете да добавите етанол и да загрявате млякото; по-високата температура ще предпази лактозата от утаяване, докато центрофугирате сместа, като премахнете други съединения, които могат да замърсят лактозния ви продукт. Оставянето на получената смес за утаяване за няколко дни води до получаването на захарни кристали лактоза.
