Izolarea cazeinei și a lactozei din lapte

Laptele este mai mult decât o băutură rece - este un cocktail chimic fascinant, de asemenea. Două componente importante în lapte sunt o proteină numită cazeină și un zahăr numit lactoză. Extragerea acestor componente este un experiment popular în clasele de laborator universitare, deoarece demonstrează unele dintre metodele pe care chimiști le folosesc pentru a extrage compuși specifici din plante și alte produse naturale.

Videoclipul zilei

Chimia de lapte

Uleiurile obișnuite, cum ar fi grăsimile, nu se dizolvă în apă. Laptele, totuși, conține grăsime stocată în nenumărate globule mici. Moleculele, cum ar fi fosfolipidele și anumite proteine ​​găsite în lapte, au o regiune hidrofilă sau "hidratantă" și o regiune hidrofobă sau "lipsită de apă". Aceste așa-numite molecule amfipatice înconjoară globulele de grăsime și le permit să se amestece cu apa. Cu toate acestea, globulele sunt mai puțin dense decât apa și dacă lăsați laptele să stea suficient de mult, multe dintre ele se vor ridica la suprafață și vor crea un strat de cremă pe care îl puteți îndepărta de sus.

Lactoză este o soluție disaccharidă sau două pentru un pachet formată din două tipuri de zaharuri simple; se dizolvă ușor în apă. Este mai puțin solubil, totuși, într-un amestec apă-etanol, și îl puteți cristaliza dintr-o soluție de acest tip. Cazeina, în schimb, este într-adevăr un amestec de trei proteine, dintre care două se dizolvă prost în apă. La fel ca globulele de grăsime, aceste proteine ​​sunt stabilizate de o a treia proteină solubilă în apă cu grupări fosfatice încărcate negativ atașate la unii dintre aminoacizii săi. Dacă pH-ul laptelui scade sub 4. 6, grupurile fosfatice vor ridica ionii de hidrogen și își vor pierde încărcătura negativă, iar cazeina va precipita sau va cădea din soluție.

Acid

Pentru izolarea cazeinei, puteți adăuga acid acetic prin picurare la lapte cald. Cazeina va precipita și o puteți îndepărta cu ajutorul unei spatule. Este important să nu adăugați prea mult acid, deoarece, dacă pH-ul scade prea mult, veți descompune lactoza în glucoză și galactoză. Odată ce ați înlăturat cazeina, încălzirea amestecului la o temperatură încă mai ridicată face ca și proteinele de albumină din lapte să-și piardă structura și să precipite.

Cristalizarea lactozei

Centrifugarea laptelui încălzit asigură îndepărtarea tuturor albuminei. O centrifugă este un dispozitiv relativ simplu, care rotește rapid tuburile plasate într-un rotor, aruncând conținutul lor în afară și sedimentând precipitatul dens din lichidele din amestec. Apoi, puteți adăuga etanol și încălzi laptele; temperatura mai ridicată va împiedica precipitarea lactozei în timp ce centrifugați amestecul, eliminând alți compuși care ar putea contamina produsul dumneavoastră lactoză.Lăsând amestecul rezultat să precipite timp de câteva zile, se obțin cristale de zahăr lactoză.