Mléko je víc než jen chladný nápoj - je to také fascinující chemický koktejl. Dvě důležité složky mléka jsou bílkoviny nazvané kasein a cukr nazývaný laktóza. Extrakce těchto komponent je populárním experimentem v bakalářských laboratorních třídách, protože demonstruje některé z metod chemik používají k extrakci specifických sloučenin z rostlin a jiných přírodních produktů.
Chemie mléka
Obyčejně se oleje, jako je tuk, nerozpouštějí ve vodě. Mléko však obsahuje tuk uložený v nesčetných malých kuličkách. Molekuly, jako jsou fosfolipidy a některé bílkoviny nacházející se v mléce, mají hydrofilní nebo "vodu" a hydrofobní nebo "nepříznivé" oblasti. Tyto tzv. Amfipatické molekuly obklopují tukové kuličky a dovolují jim, aby se mísily s vodou. Globule jsou méně husté než voda, a pokud necháte mléko stát dostatečně dlouho, mnozí z nich se zvednou na povrch a vytvoří vrstvu krému, kterou můžete vynechat z vrcholu.
Kasein a laktóza
Laktóza je disacharidová nebo dvousložková balení, která je tvořena dvěma jednoduchými cukry; snadno se rozpouští ve vodě. Je však méně rozpustný ve směsi vody a ethanolu a vy můžete krystalizovat z roztoku tohoto druhu. Kasein je naopak ve skutečnosti směs tří bílkovin, z nichž dva se špatně rozpouštějí ve vodě. Stejně jako tukové globule jsou tyto proteiny stabilizovány třetím ve vodě rozpustným proteinem s negativně nabitými fosfátovými skupinami připojenými k některým z jeho aminokyselin. Pokud pH mléka klesne pod 4,6, fosfátové skupiny zvednou vodíkové ionty a ztratí svůj negativní náboj a kasein se vysráží nebo vypadne z roztoku.
Kyselina
K izolaci kaseinu můžete přidávat kyselinu octovou po kapkách do teplého mléka. Kasein se vysráží a můžete ho odstranit pomocí špachtle. Je důležité, abyste nepřidávali příliš mnoho kyseliny, protože pokud pH poklesne příliš, rozdělíte laktózu na glukózu a galaktózu. Jakmile kasein odstraníte, zahřívání směsi na stále vyšší teplotu způsobí, že bílkoviny albuminu, které se nacházejí také v mléce, ztrácejí strukturu a precipitují.
Krystalizace laktosy
Odstřeďováním zahřátého mléka je zajištěno odstranění veškerého albuminu. Centrifuga je poměrně jednoduché zařízení, které rychle otáčí trubky umístěné v rotoru, vytlačuje jejich obsah směrem ven a usazuje hustou sraženinu z kapalin ve směsi. Dále můžete přidávat etanol a zahřát mléko; vyšší teplota udrží laktózu před vysrážením během centrifugace směsi a odstraní další sloučeniny, které by mohly kontaminovat váš laktosový přípravek. Nechání výsledné směsi k precipitaci po dobu několika dní vede k získání krystalů laktózy cukru.
