po psaní o výrobě vlastních extraktů (vanilka & oranžová / citron) a jak je používat je čas začít mluvit více tvrdé jádro vědy. Co je extrakce z pohledu chemiků? A je tu něco, co můžeme spočítat?
zájem o potravinovou vědu je jedním z mých cílů mého blogu., To je důvod, proč se snažím psát příspěvky v různých úrovních, a proto předchozí příspěvky na výrobu a používání extraktů. Tento podrobnější příspěvek je určen pro ty, kteří jsou připraveni na další krok ve vědě o potravinách!
kdy použijeme extrakci?
Představte si, že máte pomeranč a chtěli byste použít chuťové složky v chuti tohoto pomeranče. Dnes je však nechcete používat pouze. Místo toho byste chtěli použít některé nyní, a zbytek o pár týdnů později. Ten pomeranč ale nevydrží tak dlouho., Můžete si koupit novou oranžovou pokaždé, když ji potřebujete, ale můžete se také pokusit vyjmout chuťové složky a uložit je. Zatímco pomeranč může zkazit, tyto „extrahované“ chuťové složky nebudou.
to je, když byste použili extrakci. Čaj je dalším příkladem extrakce. Při přípravě čaje extrahujete příchutě a další čajové složky z čajových lístků. Nepijete skutečné čajové lístky sami, ale přesto ochutnejte čaj!
co je extrakce?
extrakce je příkladem separační techniky. Může rozdělit dvě složky, oddělit je od sebe.
Představte si, že směs složek a a B (například pomerančovou kůru (A) s chutí dovnitř (B), nebo vanilkový lusk (B) s vanilkovou příchutí (A)). Chtěli bychom vzít B Z A. nicméně, A A B jsou velmi dobře smíšené, nemůžeme se dočkat, až se B usadí, nebo čekat, až se a vypaří. Při extrakci se b odstraní z a přidáním třetího kompentu C (rum v případě pomerančových a vanilkových extraktů)., Tato třetí složka „vytáhne“ B Z A.
důvodem, proč to funguje, je to, že se b rozpouští (lépe) v C, zatímco se nemusí rozpouštět v a nebo mnohem horší. Použijeme to znovu na pomeranč: molekuly chuti se dobře rozpustí v rumu (alkoholu), ve kterém je pomerančová kůra položena. V důsledku toho budou sedět v rumu a nechat samotnou kůru.
kdy použít extrakci?
existuje mnoho různých separačních technik. Některé techniky (jako je destilace) používají teplo k oddělení dvou složek., Kvůli teplu se jedna ze složek odpaří, zatímco druhá zůstane pozadu.
pokud jsou však vaše složky citlivé na teplo, destilace není vhodná. V mnoha těchto případech je těžba dobrou alternativou. Vzhledem k tomu, že mnoho složek potravin (zejména chutí) je citlivé na teplo, extrakce se v potravinářském průmyslu používá poměrně často. Aby extrakce fungovala, měli byste mít k dispozici komponentu, která je dobrá při „vytahování“ molekul, které hledáte.,
typy extrakce
existují různé typy extrakce, z nichž dva hlavní jsou extrakce kapalina-kapalina a kapalina-pevná látka.
při extrakci kapalinou a kapalinou složka, kterou chcete přenést (zde nazývaná rozpuštěná látka a v předchozím vysvětlení nazývaná B), sedí v kapalině (A). B musí být extrahována do jiné kapaliny (C). Během extrakce se rozpuštěná látka pohybuje z kapaliny do kapaliny. Při extrakci kapalinou a kapalinou je velmi důležité, aby se obě kapaliny navzájem nerozpouštěly. Pokud by se tekutiny rozpustily v sobě, nebudou se moci znovu rozdělit., Jinými slovy, skončíte se směsí 3 složek místo toho, abyste je dále oddělili.
jak byste mohli uhodnout podle názvu, při extrakci kapalné pevné látky bude solutát muset cestovat z pevné látky do kapaliny (nebo naopak). Oba procesy se používají v potravinách, ale zaměříme se na extrakci kapaliny a kapaliny, protože ji lze trochu zjednodušit.
teorie extrakce kapaliny a kapaliny
extrakce kapaliny a kapaliny se nepoužívá pouze v potravinách. Je to velmi velké téma v rámci analytické chemie., Analytičtí chemici často používají extrakci k izolaci nebo koncentraci složky, takže je snadnější je analyzovat. Na extrakci kapaliny a kapaliny je k dispozici spousta teorií, takže se ponoříme do tématu trochu hlouběji.,
je To nejjednodušší vysvětlit extrakce v nejvíce jednoduchý systém, je to možné, znovu pomocí stejného kódování a obraz je uvedeno níže:
- Kapalina
- Kapalina B (nerozpouští v a nebude míchat)
- Rozpuštěné látky Y (hvězdy na obrázky níže)
Rozdělovací koeficient:
Jak můžete vidět na obrázku výše, že proces extrakce nebylo moc efektivní. Pouze polovina hvězd se skutečně přesunula z bodu A do bodu B! Raději bychom se ale přestěhovali o více než polovinu.,
množství rozpuštěné látky s, která se přesune do druhé fáze, lze popsat pomocí koeficientu rozdělení (k). K popisuje poměr koncentrace S v., že v B na konci extrakce:
K ≈ / nebo B / A
V příkladu je uvedeno výše koncentrace S je stejné u obou a a B na konci procesu extrakce. Výsledkem je hodnota K 1. V níže uvedeném příkladu můžete vidět různé hodnoty K reprezentované.,
Vzhledem k tomu, chceme získat co nejvíce S z, jak je to možné, hledáme B, který má velmi vysokou hodnota K při rozbalování z a. Každá směs rozpouštědla a rozpuštěné látky má jiný K a je ovlivněna všechny tři komponenty. Obecně platí, že čím podobnější a A B jsou, tím blíže je hodnota K jedné, protože solutus neuvidí rozdíl.
koeficient rozdělení a čas
koeficient rozdělení popisuje tzv., Jinými slovy, toto je konečný stav, do kterého směs dorazí v průběhu času. Může však chvíli trvat, než se tam dostanete.
urychlení extrakce třepáním například neovlivňuje koeficient rozdělení. Nakonec bude poměr koncentrací stejný.
koeficient rozdělení a pH
to znamená, že koeficient rozdělení může být ovlivněn dalšími faktory, jako je hodnota pH (kyselost). Při jiném pH může solutát raději sedět v jiném rozpouštědle.,
výběr rozpouštědel při extrakci kapaliny
aby byla extrakce kapaliny a kapaliny úspěšná, je důležité, aby byla rozpouštědla dobře zvolena. Jak jsme diskutovali dříve, rozpouštědla a A B by se neměla dobře mísit, ani se navzájem rozpouštět. Místo toho by se měly snadno oddělit.
také se musíte ujistit, že hodnota K pro váš proces je vhodná. Ujistěte se, že solutum skutečně upřednostňuje sedět v rozpouštědle, které používáte k jeho extrakci.
extrakce pevné kapaliny
pro extrakci pevné kapaliny jsou principy extrakce stejné., Rozpuštěné látky snažíte získat, bude raději sedět v druhé součásti. V tomto případě však nemůžete obě složky protřepat, nebudou se mísit.
takže místo třepání se obecně pokusíte snížit pevnou fázi na menší kousky. Menší povrchy mají za následek větší plochu povrchu, po které může látka cestovat.
extrakce & potraviny
v analytické chemii může chemik hledat velmi specifickou molekulu k extrakci. Výběrem vhodných rozpouštědel, koncentrací a času budou schopni extrahovat molekulu., To může trvat několik extrakcí v řadě. Pokud vyjmete 60% s každou extrakcí, budete pokračovat v extrakci molekul, ale bude to chvíli trvat, než extrahujete 95%.
v potravinách jsou věci ještě složitější. Často existuje mnoho různých molekul, které byste chtěli extrahovat (přemýšlejte například o čaji a vanilce). Každá z nich bude mít různé rozpustnosti v kapalinách a pevných látkách, které používáte. Zatímco jedna složka může být extrakt velmi snadno, v jiných, to může trvat mnohem déle, nebo dokonce nikdy plně extrahovat.,
dalším aspektem je relativně omezený výběr rozpouštědel, se kterými se extrahuje. Rozpouštědla mají tendenci být potravinářská, to znamená, že jsou vhodná pro lidskou spotřebu. To omezuje širokou spíž, ze které si musí analytičtí chemici vybrat.
použití vašich znalostí
Nyní, když víte, co je extrakce,můžete se začít extrahovat! Vyzkoušejte vanilkový extrakt nebo extrakt z pomerančové kůry. Zajímá Vás, proč pomerančová kůra a ne pomerančový džus?
hodně štěstí! A pokud máte nějaké dotazy, dejte mi vědět : -)!