الحليب أكثر من مجرد مشروب بارد - إنه كوكتيل كيميائي رائع كذلك. مكونان مهمان في الحليب هما بروتين يسمى الكازين وسكر يسمى اللاكتوز. إن استخراج هذه المكونات هو تجربة شائعة في فصول مختبرات المرحلة الجامعية لأنه يوضح بعض الطرق التي يستخدمها الكيميائيون لاستخراج مركبات معينة من النباتات والمنتجات الطبيعية الأخرى.
كيمياء الحليب
عادة لا تذوب الزيوت مثل الدهون في الماء. ومع ذلك ، يحتوي الحليب على دهون مخزنة في كريات صغيرة لا حصر لها. تحتوي الجزيئات مثل phospholipids وبروتينات معينة موجودة في الحليب على منطقة محبة للماء أو "شبيهة بالماء" ومنطقة غير ضارة للماء أو "عدم إرضاء الماء". وتحيط هذه الجزيئات المعروفة باسم amphipathic بالكريات الدهنية وتسمح لها بالاختلاط بالماء. لكن الكريات تكون أقل كثافة من الماء ، وإذا تركت الحليب لفترة طويلة بما فيه الكفاية ، فإن العديد منها سوف يرتفع إلى السطح ويخلق طبقة من الكريما التي يمكنك نزعها من الأعلى.
الكازين واللاكتوز
اللاكتوز هو عبارة عن صفقة ثنائية السكاكر أو ثنائي الحزمة تتكون من اثنين من السكريات البسيطة. يذوب بسهولة في الماء. ومع ذلك ، فهو أقل قابلية للذوبان في مزيج الماء الإيثانول ، ويمكنك بلورته من محلول من هذا النوع. وعلى النقيض من ذلك ، فإن الكازين هو في الحقيقة خليط من ثلاثة بروتينات ، اثنان منها يذوبان بشكل سيئ في الماء. مثل الكريات الدهنية ، يتم تثبيت هذه البروتينات بواسطة بروتين ثالث قابل للذوبان في الماء مع مجموعات فوسفات سالبة الشحنة ملحقة ببعض من أحماضها الأمينية. إذا انخفض الرقم الهيدروجيني للحليب إلى ما دون 4.6 ، فستقوم مجموعات الفوسفات بالتقاط أيونات الهيدروجين وتفقد شحنتها السلبية وسيترسب الكازين أو يخرج من المحلول.
حامض
لعزل الكازين ، يمكنك إضافة حمض الأسيتيك قطرة الماء إلى الحليب الدافئ. سوف يعجل الكازين ويمكن إزالته بمساعدة ملعقة. من المهم عدم إضافة الكثير من الأحماض ، لأنه إذا انخفض الأس الهيدروجيني ، فإنك ستقسم اللاكتوز إلى جلوكوز وجالاكتوز. بمجرد إزالة الكازين ، تسخين الخليط إلى درجة حرارة أعلى من ذلك ، يؤدي إلى أن بروتينات الألبومين الموجودة في الحليب تفقد تركيبتها وترسبها.
تبلور اللاكتوز
يضمن الطرد المركزي للحليب الساخن إزالة جميع الألبومين. يعد جهاز الطرد المركزي جهازًا بسيطًا نسبيًا يدور بسرعة الأنابيب الموضوعة في الدوار ، مما يرفع محتواها إلى الخارج ويرسب الترسبات الكثيفة من السوائل في الخليط. بعد ذلك ، يمكنك إضافة الإيثانول وتسخين الحليب ؛ ستحافظ درجة الحرارة المرتفعة على عدم اكتساب اللاكتوز أثناء قيامك بتجربة خليط الطرد المركزي ، وإزالة المركبات الأخرى التي قد تلوث منتجك اللاكتوز. ترك الخليط الناتج تترسب لبضعة أيام ينتج بلورات سكر اللاكتوز.
