Melk er mer enn bare en kul drink - det er også en fascinerende kjemisk cocktail. To viktige komponenter i melk er et protein som kalles kasein og et sukker som kalles laktose. Utvinning av disse komponentene er et populært eksperiment i grunnskoleklassen fordi det viser noen av metodene som kjemikere bruker til å trekke ut bestemte stoffer fra planter og andre naturlige produkter.
Kjemikk av melk
Vanligvis oppløses ikke oljer som fett i vann. Melk inneholder imidlertid fett lagret i utallige små globuler. Molekyler som fosfolipider og visse proteiner som er funnet i melk, har en hydrofil eller "vannet" -region og en hydrofob eller "vannavlikende" region. Disse såkalte amfipatiske molekylene omgir fettkulene og tillater dem å blande seg med vannet. Kulene er imidlertid mindre tette enn vannet, og hvis du lar melken stå lenge nok, vil mange av dem stige til overflaten og skape et lag med krem du kan skumme fra toppen.
Kasein og laktose
Laktose er et disakkarid eller to-for-ett-pakkeavtale dannet av to enkle sukkerarter; det oppløses lett i vann. Det er imidlertid mindre løselig i en vann-etanol blanding, og du kan krystallisere det fra en slik løsning. Kasein er derimot en blanding av tre proteiner, hvorav to oppløses dårlig i vann. I likhet med fettkuglerne stabiliseres disse proteinene med et tredje vannoppløselig protein med negativt ladede fosfatgrupper festet til noen av dets aminosyrer. Hvis pH-verdien av melken faller under 4,6, vil fosfatgruppene plukke opp hydrogenioner og miste negativ ladning, og kaseinet vil utfelle eller falle ut av løsningen.
Syre
For å isolere kasein, kan du legge til eddiksyre dråpevis for å varme melk. Kaseinet vil utfelle og du kan fjerne det ved hjelp av en spatel. Det er viktig å ikke legge til for mye syre, men hvis pH-verdien faller for lavt, vil du dele laktosen opp i glukose og galaktose. Når du har fjernet kaseinet, forårsaker oppvarming av blandingen til en enda høyere temperatur at albuminproteinene også finnes i melk for å miste strukturen og utfellingen.
Laktosekrystallisering
Sentrifugering av oppvarmet melk sikrer at alt albuminet fjernes. En sentrifuge er en relativt enkel enhet som raskt spinner rør plassert i en rotor, flinging sitt innhold utad og sedimentering det tette bunnfallet fra væskene i blandingen. Deretter kan du legge til etanol og varme melken Jo høyere temperatur vil holde laktosen fra utfelling mens du centrifugerer blandingen, fjerner andre stoffer som kan forurense ditt laktoseprodukt. Å forlate den resulterende blanding for å utfelle i et par dager gir laktose-sukkerkrystaller.
