Når du skriver om å lage dine egne ekstrakter (vanilje & appelsin/sitron) og hvordan du bruker disse er det på tide vi begynner å snakke mer hard core science. Hva er utvinning fra en kjemikere perspektiv? Og er det noe vi kan beregne her?
Gjør du interessert i mat vitenskap er ett av mine mål av bloggen min., Det er derfor jeg prøver å skrive innlegg på ulike nivåer, derav det tidligere innlegg på å lage og bruke ekstrakter. Dette mer i dybden innlegget er for de som er klar for neste trinn i mat vitenskap!
Når bruker vi utvinning?
Tenk deg at du har en appelsin, og du ønsker å bruke den smaken komponenter i den glede av denne oransje. Men, trenger du ikke ønsker å bruke dem i dag bare. I stedet, du ønsker å bruke noen nå, og den hvile et par uker senere. At orange vil ikke holde seg så lenge om., Du kan kjøpe en ny oransje hver gang du trenger det, men du kan også prøve å ta ut smaken komponenter og lagre disse. Mens en oransje kan ødelegge, de ‘pakket’ smak komponenter ikke.
Dette er når du vil bruke utvinning. Kaffe er et annet eksempel på utvinning. Du trekke ut den smaker og andre te komponenter fra tebladene når du lager kaffe. Du trenger ikke drikke den faktiske te etterlater seg, men fortsatt smake på kaffe!
Hva er utvinning?
Utvinning er et eksempel på en separasjon teknikk. Det kan splitte to komponenter, skille dem fra hverandre.
Tenk deg at du har en blanding av komponentene A og B (for eksempel appelsinskall (A) med smaker inne (B), eller en vaniljestang pod (B) med vanilje smak (En)). Vi ønsker å ta B ut av A. Men A og B er svært godt blandet, kan vi ikke vente for B til å bosette seg ut, eller vente til å fordampe. I utvinning B er fjernet fra En ved å legge til en tredje compent C (rum i tilfelle av appelsin og vanilje ekstrakt)., Denne tredje komponenten vil ‘dra’ B ut av A.
grunnen til At dette fungerer er at B oppløses (bedre) i C mens det kan ikke løses opp i En eller mye verre. La oss bruke dette til orange igjen: smak molekyler vil oppløse godt i rum (alkohol) som appelsinskall er lagt. Som et resultat, de vil sitte i rum og la den glede seg selv.
Når du skal bruke utvinning?
Det er mange forskjellige separasjon teknikker. Noen teknikker (for eksempel destillasjon) bruke varme for å skille to komponenter., På grunn av varmen, en av komponentene vil fordampe, mens den andre vil forbli bak.
Men hvis de komponenter som er følsomme for varme, destillasjon er ikke egnet. I mange av disse tilfellene utvinning er et godt alternativ. Siden mange av mat komponenter (spesielt smaker) er varme sensitive, utvinning er brukt ganske ofte i næringsmiddelindustrien. For utvinning for å arbeide, bør du ha en komponent er tilgjengelig som er god i «å dra» ut molekyler du er ute etter.,
Typer utvinning
Det finnes forskjellige typer utvinning, de to viktigste å være væske-væske og væske-fast utvinning.
I væske-væske ekstraksjon den komponenten du ønsker å overføre (kalt oppløst stoff her og kalt B i tidligere forklaring) sitter i en væske (En). B har til å bli hentet inn i en annen væske (C). Under utvinning, oppløst stoff går fra væske til væske. Det som er veldig viktig i væske-væske ekstraksjon er at de to væsker som ikke oppløses i en annen. Hvis væsker ville oppløse i hverandre, de vil ikke være i stand til å splitte igjen., Med andre ord, vil du ende opp med en blanding av 3 komponenter i stedet for å skille dem videre.
Som du kanskje skjønner av navnet, i væske-fast utvinning av oppløst stoff nødt til å reise fra en solid inn i en væske (eller vice versa). Begge prosessene er brukt i mat, men vi vil fokusere på væske-væske ekstraksjon, siden det kan være forenklet litt lettere.
væske-Væske ekstraksjon teori
væske-Væske ekstraksjon er ikke bare brukes i mat. Det er en veldig stor tema innen analytisk kjemi., Analytiske kjemikere bruker ofte utvinning for å isolere eller konsentrasjon til en komponent, slik at det er enklere å analysere dem. Det er ganske mye teori som er tilgjengelige på væske-væske ekstraksjon, så vi vil dykke inn i temaet litt dypere.,
Det er lettest å forklare utvinning i de mest enkle systemet som er mulig, igjen ved å bruke samme koding og bildet vist nedenfor:
- En Væske
- Væske B (ikke oppløses i En og vil ikke mix)
- oppløst stoff S (stjerner i bildene under)
fordelingskoeffisient
Som du kan se i bildet over, som utvinning prosessen var ikke veldig effektiv. Bare halvparten av stjernene faktisk flyttet fra A til B! Vi ønsker mer enn halvparten å gå selv.,
mengden av oppløst stoff S som vil flytte til den andre fasen kan beskrives ved hjelp av partisjonen coefficent (K). K beskriver forholdet mellom konsentrasjonen av S i A mot at B på slutten av utvinning:
K ≈ / eller B / A
I eksemplet ovenfor konsentrasjonen av S er lik i både A og B på slutten av utvinning prosessen. Som resulterer i en K-verdi på 1. I eksempelet under kan du se forskjellige verdier av K representert.,
Siden vi ønsker å trekke ut så mye S fra En som mulig, vi er på utkikk etter et B som har en svært høy K-verdi ved å trekke fra A. Hver kombinasjon av løsemidler og oppløst stoff har en annen K og er påvirket av alle de tre komponentene. Generelt, jo mer likt A og B er, jo nærmere verdien av K til den ene siden oppløst stoff vil ikke se forskjellen.
fordelingskoeffisient og tid
fordelingskoeffisient beskriver en såkalt ‘likevekt’., Med andre ord, dette er de endelige tilstand blandingen vil ankomme over tid. Men, det kan ta en stund å komme dit.
Påskynde utvinning av risting for eksempel ikke påvirke fordelingskoeffisient. I slutten forholdet mellom konsentrasjonene vil være den samme.
fordelingskoeffisient og pH
når det er sagt, fordelingskoeffisient kan være påvirket av andre faktorer, som for eksempel pH-verdi (surhetsgrad). På en annen pH de oppløst stoff kanskje foretrekker å sitte i en annen løsemiddel.,
Velge løsemidler i væske ekstraksjon
for væske-væske ekstraksjon for å lykkes, er det viktig stoffene er valgt godt. Som vi har diskutert før, løsemidler A og B skal ikke bland godt, eller oppløses i en annen. I stedet, de skal skille lett.
Også, må du sørge for at K-verdi for prosessen er egnet. Sørg for at oppløst stoff faktisk foretrekker å sitte i løsemiddel du bruker for å pakke den med.
Solid-væske ekstraksjon
For solid-væske ekstraksjon prinsipper for utvinning er den samme., Det oppløst stoff du prøver å trekke ut, vil foretrekker å sitte i den andre komponenten. Imidlertid, i dette tilfellet, kan du ikke riste av to komponenter, vil de ikke blandes.
Så, i stedet for å riste du vil som regel prøve å kutte den faste fasen i mindre biter. De mindre flater resultere i mer areal over som oppløst stoff kan reise.
Utvinning & Mat
I analytisk kjemi og en kjemiker kan være ute etter en veldig spesifikk molekyl til å trekke ut. Ved å velge egnede løsemidler, konsentrasjoner og tid vil de være i stand til å trekke ut molekylet., Dette kan ta flere utdrag på rad. Hvis du tar ut 60% med hver utvinning, vil du holde på å trekke molekyler, men det vil ta en stund før du har pakket ut 95%.
I maten ting er enda mer komplisert. Det er ofte mange forskjellige molekyler du ønsker å hente ut (tenker på kaffe og vanilje, for eksempel). Hver av disse vil ha forskjellige solubilities i væsker og faste stoffer du bruker. Mens en komponent kan være ekstrakt veldig enkelt, i andre, dette kan ta mye lengre tid, eller kanskje aldri helt ekstrakt.,
en Annen betraktning er relativt begrenset utvalg av løsemidler til å trekke med. Løsemidler har en tendens til å være mat-grade, det er, egnet til menneskeføde. Dette begrenser bredt spiskammer som analytiske kjemikere har å velge mellom.
Anvender kunnskap
Nå som du vet hva utvinning er, kan du begynne å trekke ut selv! Gi lage vanilje ekstrakt eller appelsinskall ekstrakt en prøve. Lurer på hvorfor appelsinskall og ikke appelsinjuice?
lykke til! Og, hvis det er noen spørsmål, la meg vite :-)!