efter at have skrevet om at lave dine egne ekstrakter (vanilla & orange/citron) og hvordan man bruger disse er det tid vi begynder at tale mere hård kerne videnskab. Hvad er ekstraktion fra et kemikerperspektiv? Og er der noget, vi kan beregne her?at gøre dig interesseret i fødevarevidenskab er et af mine mål for min blog., Derfor forsøger jeg at skrive indlæg på forskellige niveauer, og dermed de tidligere indlæg om fremstilling og brug af ekstrakter. Dette mere dybtgående indlæg er for dem, der er klar til et næste skridt inden for Fødevarevidenskab!
hvornår bruger vi ekstraktion?
Forestil dig, at du har en appelsin, og du vil gerne bruge smagskomponenterne i zest af denne appelsin. Du vil dog ikke kun bruge dem i dag. I stedet vil du gerne bruge nogle nu, og resten et par uger senere. Den orange holder dog ikke så længe., Du kan købe en ny appelsin, hver gang du har brug for det, men du kan også prøve at tage smagskomponenterne ud og opbevare disse. Mens en appelsin kan ødelægge, vil de’ ekstraherede ‘ smagskomponenter ikke.
Dette er, når du vil bruge ekstraktion. Te er et andet eksempel på ekstraktion. Du udtrækker smagene og andre tekomponenter fra tebladene, når du laver te. Du drikker ikke de faktiske teblade selv, men smager stadig teen!
Hvad er ekstraktion?
ekstraktion er et eksempel på en separationsteknik. Det kan opdele to komponenter, adskille dem fra hinanden.
Forestil dig, at du har en blanding af komponenter A og B (for eksempel appelsinskal (A) med smag inde (B), eller en vanillestang pod (B) med vanilje smag (A)). Vi vil gerne tage B Ud af A. imidlertid, A og B er meget godt blandet, vi kan ikke vente på, at B slår sig ud, eller vente på, at A fordamper. Ved ekstraktion fjernes B fra A ved tilsætning af en tredje sammensætning C (Rom i tilfælde af appelsin-og vaniljeekstrakter)., Denne tredje komponent vil ‘trække’ B Ud af A.
grunden til dette virker er, at B opløses (bedre) i C, mens det måske ikke opløses i A eller meget værre. Lad os anvende dette på appelsinen igen: smagsmolekylerne opløses godt i Rom (alkohol), hvor appelsinskallet ligger. Som følge heraf vil de sidde i Rom og forlade sig selv.
Hvornår skal du bruge ekstraktion?
Der er mange forskellige separationsteknikker. Nogle teknikker (såsom destillation) bruger varme til at adskille to komponenter., På grund af varmen vil en af komponenterne fordampe, mens den anden vil forblive bagved.
Hvis dine komponenter er følsomme over for varme, er destillation imidlertid ikke egnet. I mange af disse tilfælde er ekstraktion et godt alternativ. Da mange fødevarekomponenter (især smagsstoffer) er varmefølsomme, bruges ekstraktion ganske ofte i fødevareindustrien. For at ekstraktion skal fungere, skal du have en komponent til rådighed, der er god til at ‘trække’ de molekyler, du leder efter.,
typer af ekstraktion
Der er forskellige typer ekstraktion, de to vigtigste er flydende-flydende og flydende-fast ekstraktion.
i væske-væskeekstraktion den komponent, du vil overføre (kaldet det opløste stof her og kaldet B i den foregående forklaring), sidder i en væske (a). B skal udvindes i en anden væske (C). Under ekstraktion bevæger det opløste stof sig fra væske til væske. Hvad er meget vigtigt i væske-væske ekstraktion er, at de to væsker ikke opløses i hinanden. Hvis væskerne ville opløses i hinanden, vil de ikke kunne splitte igen., Med andre ord ender du med en blanding af 3 komponenter i stedet for at adskille dem yderligere.
som du måske gætter ved navnet, skal det opløste stof i flydende fast ekstraktion rejse fra et fast stof til en væske (eller omvendt). Begge processer bruges i fødevarer, men vi vil fokusere på væske-væskeekstraktion, da det kan forenkles lidt lettere.
væske-væskeekstraktionsteori
væske-væskeekstraktion bruges ikke kun i fødevarer. Det er et meget stort emne inden for analytisk kemi., Analytiske kemikere bruger ofte ekstraktion til at isolere eller koncentrere en komponent, så det er lettere at analysere af dem. Der er en hel del teori tilgængelig på væskevæskeudvinding, så vi dykker ind i emnet lidt dybere.,
det er nemmest at forklare ekstraktion i det mest enkle system, der er muligt, igen ved hjælp af den samme kodning og billedet vist nedenfor:
- væske A
- væske B (opløses ikke i A og blandes ikke)
- opløst S (stjerner på billederne nedenfor)
fordelingskoefficient
som du kan se på billedet ovenfor, var denne ekstraktionsproces ikke særlig effektiv. Kun halvdelen af stjernerne flyttede faktisk fra A til b! Vi foretrækker dog mere end halvdelen at flytte.,
mængden af opløst stof S, som vil flytte til den anden fase, kan beskrives ved hjælp af partitionen coefficent (K). K beskriver forholdet mellem koncentrationen af S i A vs. det i B ved afslutningen af ekstraktionen:
K / / eller b/a
i eksemplet vist ovenfor er koncentrationen af s lig i både A og B ved afslutningen af ekstraktionsprocessen. Det resulterer i en K-værdi på 1. I eksemplet nedenfor kan du se forskellige værdier af K repræsenteret.,
Da vi ønsker at udvinde så meget fra A, som det er muligt, vi er på udkig efter en B, som har en meget høj K-værdi, når du udvinder fra A. Hver kombination af opløsningsmidler og opløst stof har en anden K og er påvirket af alle tre komponenter. Generelt, jo mere ens A og B er, jo tættere er værdien af K til en, da det opløste stof ikke vil se forskellen.
fordelingskoefficient og tid
fordelingskoefficienten beskriver en såkaldt ligevægt., Med andre ord, Dette er den endelige tilstand blandingen vil ankomme på over tid. Det kan dog tage et stykke tid at komme dertil.fremskyndelse af ekstraktion ved at ryste for eksempel påvirker ikke fordelingskoefficienten. I sidste ende vil forholdet mellem koncentrationerne være det samme.
fordelingskoefficient og pH
når det er sagt, kan fordelingskoefficienten påvirkes af andre faktorer, såsom pH-værdien (surhed). Ved en anden pH foretrækker opløst stof måske at sidde i et andet opløsningsmiddel.,
valg af opløsningsmidler i væskeekstraktion
for at væske-væskeekstraktion skal lykkes, er det vigtigt, at opløsningsmidlerne vælges godt. Som vi diskuterede før, bør opløsningsmidlerne A og B ikke blandes godt eller opløses i hinanden. I stedet skal de let adskilles.
Du skal også sørge for, at k-værdien for din proces er passende. Sørg for, at det opløste stof faktisk foretrækker at sidde i det opløsningsmiddel, du bruger til at udtrække det med.
fast-flydende ekstraktion
til fast væskeekstraktion er principperne for ekstraktion de samme., Den opløste du forsøger at udvinde, vil foretrække at sidde i den anden komponent. I dette tilfælde kan du dog ikke ryste de to komponenter, de blandes ikke.
så i stedet for at ryste vil du generelt forsøge at skære den faste fase i mindre stykker. De mindre overflader resulterer i mere overfladeareal, som det opløste stof kan rejse over.
ekstraktion & mad
i analytisk kemi kan en kemiker være på udkig efter et meget specifikt molekyle til ekstraktion. Ved at vælge de passende opløsningsmidler, koncentrationer og tid vil de være i stand til at ekstrahere molekylet., Dette kan tage flere ekstraktioner i træk. Hvis du tager ud 60% med hver ekstraktion, vil du fortsætte med at udvinde molekyler, men det vil tage et stykke tid, før du har ekstraheret 95%.
i fødevarer er tingene endnu mere komplicerede. Der er ofte mange forskellige molekyler, du gerne vil udtrække (tænk på te og vanille for eksempel). Hver af disse vil have forskellige opløseligheder i de væsker og faste stoffer, du bruger. Mens en komponent kan være ekstrakt meget let, i andre kan det tage meget længere tid eller måske endda aldrig helt udtrække.,
en anden overvejelse er det relativt begrænsede valg af opløsningsmidler, der skal ekstraheres med. Opløsningsmidler har en tendens til at være fødevarekvalitet, det vil sige egnet til konsum. Dette begrænser det brede spisekammer, som analytiske kemikere skal vælge imellem.
anvendelse af din viden
nu hvor du ved, hvad ekstraktion er, kan du begynde at udvinde jer selv! Giv gøre vanille ekstrakt eller appelsinskal ekstrakt en prøve. Spekulerer på, hvorfor appelsinskal og ikke appelsinjuice?
held og lykke! Og hvis der er spørgsmål, så lad mig det vide: -)!