Izolacija kazeina i laktoze iz mlijeka

Mlijeko je više od hladnog pića - to je fascinantan i kemijski koktel. Dvije važne komponente u mlijeku su protein nazvan kazein i šećer zvan laktoza. Izdvajanje tih komponenti popularan je eksperiment u preddiplomskim laboratorijskim razredima jer pokazuje neke od metoda koje kemičari koriste za izdvajanje specifičnih spojeva iz biljaka i drugih prirodnih proizvoda.

Video dana

Kemija mlijeka

Uobičajeno se ulja kao što su masnoća ne otapaju u vodi. Mlijeko, međutim, sadrži masnoće pohranjeno u bezbroj malih globula. Molekule kao što su fosfolipidi i određeni proteini koji se nalaze u mlijeku imaju hidrofilnu ili "vodu simpatičnu" regiju i hidrofobnu ili "neprijatnu vodu" regiji. Ove takozvane amfipatske molekule okružuju masne globuse i dopuštaju im da se miješaju s vodom. Globule su manje gusto od vode, a ako ostavite da mlijeko stoji dovoljno dugo, mnogi od njih će ustati na površinu i stvoriti sloj kreme koju možete skinuti s vrha.

Kazein i laktoza

Laktoza je disaharidni ili dvosmjerni paket koji se sastoji od dva jednostavna šećera; lako se otapa u vodi. Međutim, manje je topljiv u smjesi voda-etanol, a možete ga kristalizirati iz takve otopine. Kazein, nasuprot, zapravo je mješavina triju bjelančevina, od kojih se dva slabo rastu u vodi. Kao i masne globule, ti se proteini stabiliziraju pomoću trećeg proteina topljivog u vodi s negativno nabijenim fosfatnim skupinama vezanim za neke od njegovih amino kiselina. Ako pH mlijeka padne ispod 4. 6, fosfatne skupine će preuzeti vodikove ione i izgubiti negativni naboj, a kazein će se istjecati ili ispasti iz otopine.

Acid

Za izolaciju kazeina, kapsule možete dodati octenom kiselinom u toplom mlijeku. Kazein će precipitirati i možete ga ukloniti pomoću spatule. Važno je, međutim, ne dodavati previše kiseline, jer ako pH pada prenisko, podijelit ćete laktozu u glukozu i galaktozu. Nakon uklanjanja kazeina, zagrijavanje smjese na još višoj temperaturi uzrokuje da albumini proteini koji se nalaze u mlijeku gube svoju strukturu i istaložu.

Kristalizacija laktoze

Centrifugiranje zagrijanog mlijeka osigurava uklanjanje svih albumina. Centrifuga je relativno jednostavna naprava koja brzo pokreće cijevi smještene u rotoru, bacajući njihov sadržaj prema van i taloženje gustog taloga iz tekućina u smjesi. Zatim možete dodati etanol i zagrijati mlijeko; viša temperatura će zadržati laktozu od precipitiranja dok centrifugira smjesu, uklanjajući druge spojeve koji bi mogli kontaminirati vaš proizvod od laktoze.Ostavljajući rezultirajuću smjesu da se istaloži nekoliko dana donosi kristale šećera laktoze.