después de escribir sobre hacer sus propios extractos (vainilla & naranja/limón) y cómo usarlos es hora de empezar a hablar de ciencia más dura. ¿Qué es la extracción desde la perspectiva de los químicos? ¿Y hay algo que podamos calcular aquí?
hacer que te interese la ciencia de los alimentos es uno de mis objetivos de mi blog., Es por eso que intento escribir posts en diferentes niveles, de ahí los posts anteriores sobre hacer y usar extractos. Este post más en profundidad es para aquellos que están listos para un próximo paso en la ciencia de los alimentos!
¿cuándo usamos la extracción?
Imagine que tiene una naranja y le gustaría usar los componentes de sabor en la cáscara de esta naranja. Sin embargo, no quieres usarlos solo hoy. En su lugar, te gustaría usar un poco ahora, y el resto un par de semanas más tarde. Esa naranja no durará tanto., Puedes comprar una naranja nueva cada vez que la necesites, pero también puedes intentar sacar los componentes del sabor y almacenarlos. Mientras que una naranja podría estropearse, esos componentes de sabor ‘extraídos’ no lo harán.
Aquí es cuando usarías la extracción. El té es otro ejemplo de extracción. Usted extrae los sabores y otros componentes del té de las hojas de té al hacer té. Usted no bebe las hojas de té real sí mismos, pero todavía probar el té!
¿Qué es la extracción?
La extracción es un ejemplo de una técnica de separación. Puede dividir dos componentes, separarlos.
Imagine que tiene una mezcla de componentes A y B (por ejemplo, ralladura de naranja (A) con sabores dentro (B), o una vaina de vainilla (B) con sabor a vainilla (a)). Nos gustaría sacar B de A. Sin embargo, A y B están muy bien mezclados, no podemos esperar a que B se asiente, o esperar a que a se evapore. En la extracción B se elimina de A mediante la adición de un tercer compent C (el ron en el caso de extractos de naranja y vainilla)., Este tercer componente ‘sacará’ B de A.
la razón por la que esto funciona es que B se disuelve (mejor) en C mientras que podría no disolverse en A o mucho peor. Apliquemos esto a la naranja de nuevo: las moléculas de sabor se disolverán bien en el ron (alcohol) en el que se coloca la cáscara de naranja. Como resultado, se sentarán en el ron y dejarán la cáscara en sí.
¿cuándo usar la extracción?
hay muchas técnicas de separación diferentes. Algunas técnicas (como la destilación) utilizan calor para separar dos componentes., Debido al calor, uno de los componentes se evaporará, mientras que el otro se quedará atrás.
sin embargo, si sus componentes son sensibles al calor, la destilación no es adecuada. En muchos de esos casos la extracción es una buena alternativa. Dado que muchos de los componentes de los alimentos (especialmente los sabores) son sensibles al calor, la extracción se utiliza con bastante frecuencia en la industria alimentaria. Para que la extracción funcione, debe tener un componente disponible que sea bueno para ‘extraer’ las moléculas que está buscando.,
tipos de extracción
hay diferentes tipos de extracción, los dos principales son la extracción líquido-líquido y la extracción líquido-sólido.
en la extracción líquido-líquido, el componente que desea transferir (llamado soluto aquí y llamado B en la explicación anterior) se encuentra en un líquido (A). B debe extraerse en otro líquido (C). Durante la extracción, el soluto viaja de líquido a líquido. Lo que es muy importante en la extracción líquido-líquido es que los dos líquidos no se disuelvan entre sí. Si los líquidos se disuelven entre sí, no podrán dividirse de nuevo., En otras palabras, terminarás con una mezcla de 3 componentes en lugar de separarlos aún más.
como puede adivinar por el nombre, en la extracción líquido-sólido el soluto tendrá que viajar de un sólido a un líquido (o viceversa). Ambos procesos se utilizan en alimentos, pero nos centraremos en la extracción líquido-líquido ya que se puede simplificar un poco más fácilmente.
teoría de extracción líquido-líquido
la extracción líquido-líquido no solo se usa en alimentos. Es un tema muy importante dentro de la química analítica., Los químicos analíticos a menudo utilizan la extracción para aislar o concentrar un componente, por lo que es más fácil de analizar por ellos. Hay bastante teoría disponible sobre la extracción líquido-líquido, así que profundizaremos un poco más en el tema.,
es más fácil explicar la extracción en el sistema más simple posible, de nuevo utilizando la misma codificación y la imagen que se muestra a continuación:
- Liquid A
- Liquid B (No se disuelve en A y no se mezclará)
- Solute S (estrellas en las imágenes de abajo)
coeficiente de partición
como puede ver en la imagen anterior, ese proceso de extracción no fue muy eficiente. ¡Solo la mitad de las estrellas se movieron de A A B! Sin embargo, preferiríamos que más de la mitad se moviera.,
la cantidad de soluto s que se moverá a la otra fase se puede describir usando el coeficiente de partición (K). K describe la relación de la concentración de S en A vs. que en B al final de la extracción:
K ≈ / O B / A
en el ejemplo mostrado arriba la concentración de S es igual en A y B al final del proceso de extracción. Eso resulta en un valor K de 1. En el siguiente ejemplo se pueden ver diferentes valores de K representados.,
dado que queremos extraer la mayor cantidad posible de S de A, Estamos buscando una B que tenga un valor k muy alto al extraer de A. Cada combinación de solventes y solutos tiene una K y está influenciado por los tres componentes. En general, cuanto más parecidos Sean A y B, más cerca estará el valor de K a uno ya que el soluto no verá la diferencia.
coeficiente de partición y tiempo
El coeficiente de partición describe el llamado ‘equilibrio’., En otras palabras, Este es el estado final al que llegará la mezcla con el tiempo. Sin embargo, puede tomar un tiempo llegar allí.
acelerar la extracción agitando, por ejemplo, no afecta el coeficiente de partición. Al final, la proporción de las concentraciones será la misma.
coeficiente de partición y pH
dicho esto, el coeficiente de partición puede ser influenciado por otros factores, como el valor de pH (acidez). A un pH diferente, el soluto podría preferir Sentarse en otro solvente.,
elegir disolventes en la extracción líquida
para que la extracción líquido-líquido tenga éxito, es importante que los disolventes se elijan bien. Como discutimos antes, los disolventes A y B no deben mezclarse bien, ni disolverse entre sí. En cambio, deben separarse fácilmente.
Además, debe asegurarse de que el valor K para su proceso sea adecuado. Asegúrese de que el soluto realmente prefiere sentarse en el disolvente que está utilizando para extraerlo con.
extracción sólido-líquido
para la extracción sólido-líquido los principios de extracción son los mismos., El soluto que está tratando de extraer, preferirá Sentarse en el otro componente. Sin embargo, en este caso no puede agitar los dos componentes, no se mezclarán.
por lo tanto, en lugar de agitar, generalmente intentará cortar la fase sólida en trozos más pequeños. Las superficies más pequeñas dan como resultado más área de superficie sobre la que el soluto puede viajar.
Extraction& Food
en Química Analítica un químico podría estar buscando una molécula muy específica para extraer. Al elegir los solventes apropiados, las concentraciones y el tiempo, podrán extraer la molécula., Esto podría requerir varias extracciones seguidas. Si sacas el 60% con cada extracción, seguirás extrayendo moléculas, pero tomará un tiempo antes de que hayas extraído el 95%.
en la comida las cosas son aún más complicadas. A menudo hay muchas moléculas diferentes que le gustaría extraer (piense en el té y la vainilla, por ejemplo). Cada uno de estos tendrá diferentes solubilidades en los líquidos y sólidos que está utilizando. Mientras que un componente podría ser extraer muy fácilmente, en otros, esto puede tomar mucho más tiempo o incluso podría nunca extraer completamente.,
otra consideración es la elección relativamente limitada de disolventes para extraer. Los solventes tienden a tener que ser de calidad alimentaria, es decir, aptos para el consumo humano. Esto limita la amplia despensa que los químicos analíticos tienen que elegir.
aplicando tus conocimientos
ahora que sabes lo que es la extracción, ¡puedes empezar a extraerte a ti mismo! Pruebe haciendo extracto de vainilla o extracto de cáscara de naranja. ¿Te preguntas por qué la ralladura de naranja y no el jugo de naranja?
¡Buena suerte! Y, si hay alguna pregunta, hágamelo saber : -)!