na het schrijven over het maken van je eigen extracten (vanille & sinaasappel/citroen) en hoe deze te gebruiken is het tijd dat we beginnen te praten over meer harde kern wetenschap. Wat is extractie vanuit het perspectief van chemici? En is er iets wat we hier kunnen berekenen?
u geïnteresseerd maken in voedingswetenschap is een van de doelen van mijn blog., Dat is waarom ik probeer om berichten te schrijven in verschillende niveaus, vandaar de vorige berichten over het maken en het gebruik van extracten. Deze meer diepgaande post is voor degenen die klaar zijn voor een volgende stap in de voedingswetenschap!
wanneer gebruiken we extractie?
stel je voor dat je een sinaasappel hebt en je wilt de smaakcomponenten in de schil van deze sinaasappel gebruiken. Echter, je wilt niet om ze te gebruiken vandaag alleen. In plaats daarvan wil je er nu wat gebruiken, en de rest een paar weken later. Die sinaasappel houdt het niet zo lang., Je kunt elke keer een nieuwe sinaasappel kopen, maar je kunt ook proberen om de smaakcomponenten eruit te halen en deze op te slaan. Terwijl een sinaasappel zou kunnen bederven, zullen die ‘geëxtraheerde’ smaakcomponenten dat niet doen.
Dit is wanneer je extractie zou gebruiken. Thee is een ander voorbeeld van extractie. U haalt de smaken en andere theecomponenten uit de theebladeren bij het maken van thee. Je drinkt de theeblaadjes zelf niet, maar proeft toch de thee!
Wat is extractie?
extractie is een voorbeeld van een scheidingstechniek. Het kan twee componenten splitsen, ze uit elkaar scheiden.
stel je voor dat je een mengsel hebt van de bestanddelen A en B (bijvoorbeeld sinaasappelschil (A) met aroma ‘ s erin (B), of een vanillestokje (B) met vanillesmaak (A)). We willen graag B uit A. halen maar A en B zijn heel goed gemengd, we kunnen niet wachten tot B zich settelt, of tot A verdampt. Bij extractie wordt B uit A verwijderd door toevoeging van een derde compent C (de rum in het geval van sinaasappel-en vanille-extracten)., Deze derde component zal ‘pull’ B uit A.
de reden dat dit werkt is dat B (beter) oplost in C terwijl het misschien niet oplost in A Of veel slechter. Laten we dit nog eens toepassen op de sinaasappel: de smaakmoleculen lossen goed op in rum (alcohol) waarin de sinaasappelschil wordt gelakt. Als gevolg daarvan zullen ze in de rum zitten en de schil zelf verlaten.
wanneer extractie gebruiken?
Er zijn veel verschillende scheidingstechnieken. Sommige technieken (zoals destillatie) gebruiken warmte om twee componenten te scheiden., Door de hitte verdampt een van de componenten, terwijl de andere achterblijft.
echter, als uw componenten gevoelig zijn voor warmte, is destillatie niet geschikt. In veel van die gevallen is extractie een goed alternatief. Omdat veel voedselcomponenten (vooral smaakstoffen) warmtegevoelig zijn, wordt extractie vaak gebruikt in de voedingsindustrie. Om extractie te laten werken, moet je een component beschikbaar hebben die goed is in het’ uittrekken ‘ van de moleculen die je zoekt.,
soorten extractie
Er zijn verschillende soorten extractie, de twee belangrijkste zijn vloeistof-vloeistof en vloeistof-vaste extractie.
bij vloeistof-vloeistof extractie zit de component die u wilt overbrengen (hier de opgeloste stof genoemd en in de vorige uitleg B genoemd) in een vloeistof (A). B moet worden geëxtraheerd in een andere vloeistof (C). Tijdens de extractie gaat de opgeloste stof van vloeistof naar vloeistof. Wat erg belangrijk is bij vloeistof-vloeistofextractie is dat de twee vloeistoffen niet in elkaar oplossen. Als de vloeistoffen in elkaar zouden oplossen, zullen ze niet meer kunnen splitsen., Met andere woorden, je eindigt met een mengsel van 3 componenten in plaats van ze verder te scheiden.
zoals je zou kunnen raden bij de naam, zal bij vloeistof-vaste extractie de opgeloste stof van een vaste stof naar een vloeistof moeten gaan (of vice versa). Beide processen worden gebruikt in voedsel, maar we zullen ons richten op vloeistof-vloeistof extractie omdat het iets eenvoudiger kan worden.
vloeistof-vloeistofextractietheorie
vloeistof-vloeistofextractie wordt niet alleen in levensmiddelen gebruikt. Het is een zeer groot onderwerp binnen de Analytische Chemie., Analytische chemici gebruiken vaak extractie om een component te isoleren of te concentreren, zodat het gemakkelijker is om door hen te analyseren. Er is heel wat theorie beschikbaar over vloeistof-vloeistof extractie dus we zullen dieper op het onderwerp ingaan.,
het is Het gemakkelijkst uit te leggen extractie in de meest eenvoudige systeem mogelijk, opnieuw met behulp van de dezelfde codering en het beeld hieronder wordt getoond:
- Een Vloeistof
- Vloeistof B (lost niet op in en zal niet mengen)
- Opgeloste S (sterren in de foto ‘ s hieronder)
Partitie coëfficiënt
Zoals je kunt zien in de afbeelding hierboven, dat extractie proces was niet erg efficiënt. Slechts de helft van de sterren bewoog van A naar B! We zouden liever meer dan de helft verhuizen.,
de hoeveelheid opgeloste S die naar de andere fase zal gaan, kan worden beschreven met behulp van de partitie coefficent (K). K beschrijft de verhouding van de concentratie van S in A Versus die in B aan het einde van de extractie:
k ≈ / of B / A
in het voorbeeld hierboven is de concentratie van S gelijk in zowel A als B aan het einde van het extractieproces. Dat resulteert in een K waarde van 1. In het voorbeeld hieronder kunt u verschillende waarden van K zien vertegenwoordigd.,
omdat we zoveel mogelijk S uit A willen halen, zoeken we naar een B die een zeer hoge K-waarde heeft bij het extraheren uit A. Elke combinatie van oplosmiddelen en opgeloste stof heeft een andere K en wordt beïnvloed door alle drie de componenten. Over het algemeen geldt dat hoe meer A en B op elkaar lijken, hoe dichter de waarde van K bij één ligt, omdat de opgeloste stof het verschil niet zal zien.
verdelingscoëfficiënt en tijd
de verdelingscoëfficiënt beschrijft een zogenaamd “evenwicht”., Met andere woorden, Dit is de uiteindelijke staat waar het mengsel na verloop van tijd zal aankomen. Echter, het kan een tijdje duren om er te komen.
Het versnellen van extractie door bijvoorbeeld schudden heeft geen invloed op de verdelingscoëfficiënt. Uiteindelijk zal de verhouding van de concentraties hetzelfde zijn.
verdelingscoëfficiënt en pH
de verdelingscoëfficiënt kan echter worden beïnvloed door andere factoren, zoals de pH-waarde (zuurgraad). Bij een andere pH kan de opgeloste stof liever in een ander oplosmiddel zitten.,
het kiezen van oplosmiddelen bij vloeistofextractie
voor een succesvolle vloeistofextractie is het belangrijk dat de oplosmiddelen goed worden gekozen. Zoals we eerder bespraken, zouden de oplosmiddelen A en B niet goed moeten mengen, noch in elkaar moeten oplossen. In plaats daarvan moeten ze gemakkelijk scheiden.
ook moet u ervoor zorgen dat de K-waarde voor uw proces geschikt is. Zorg ervoor dat de opgeloste stof eigenlijk liever in het oplosmiddel dat u gebruikt om het te extraheren met zitten.
vaste-vloeistofextractie
voor vaste-vloeistofextractie zijn de extractieprincipes hetzelfde., De opgeloste stof die je probeert te extraheren, zal liever in de andere component zitten. In dit geval kunt u de twee componenten echter niet schudden, ze mengen zich niet.
dus, in plaats van te schudden zal je over het algemeen proberen om de vaste fase in kleinere stukken te snijden. De kleinere oppervlakken resulteren in meer oppervlakte waar de opgeloste stof over kan reizen.
extractie & Food
in de Analytische Chemie zou een chemicus op zoek kunnen zijn naar een zeer specifiek molecuul om te extraheren. Door het kiezen van de juiste oplosmiddelen, concentraties en tijd zullen ze in staat zijn om het molecuul te extraheren., Dit kan meerdere extracties op een rij te nemen. Als je bij elke extractie 60% verwijdert, blijf je moleculen extraheren, maar het duurt even voordat je 95% hebt geëxtraheerd.
in voedsel zijn dingen nog ingewikkelder. Er zijn vaak veel verschillende moleculen die je wilt extraheren (denk aan thee en vanille bijvoorbeeld). Elk van deze hebben verschillende oplosbaarheden in de vloeistoffen en vaste stoffen die u gebruikt. Terwijl een component zou kunnen worden extract heel gemakkelijk, in andere, kan dit veel langer duren of misschien zelfs nooit volledig uittreksel.,
een andere overweging is de relatief beperkte keuze van oplosmiddelen om mee te extraheren. Oplosmiddelen hebben de neiging om voedsel-grade, dat wil zeggen, geschikt voor menselijke consumptie. Dit beperkt de brede pantry waar analytische chemici uit moeten kiezen.
uw kennis toepassen
Nu u weet wat extractie is, kunt u beginnen met extraheren! Probeer het maken van vanille-extract of sinaasappelschil-extract eens. Vraagt u zich af waarom sinaasappelschil en geen sinaasappelsap?
succes! En, als er vragen zijn, laat het me weten: -)!