după ce ați scris despre fabricarea propriilor extracte (vanilie & orange/lemon) și cum să le folosiți este timpul să începem să vorbim mai multă știință de bază. Ce este extracția din perspectiva chimiștilor? Și putem calcula ceva aici?
a te face interesat de știința alimentelor este unul dintre obiectivele mele ale blogului meu., De aceea încerc să scriu postări la diferite niveluri, de aici postările anterioare despre realizarea și utilizarea extraselor. Acest post mai aprofundat este pentru cei care sunt pregătiți pentru un pas următor în știința alimentelor!
când folosim extracția?
Imaginați-vă că aveți o portocală și doriți să folosiți componentele aromei în coaja acestei portocale. Cu toate acestea, nu doriți să le utilizați doar astăzi. În schimb, doriți să utilizați unele acum, iar restul câteva săptămâni mai târziu. Portocala aia nu va rezista prea mult., Puteți cumpăra o portocală nouă de fiecare dată când aveți nevoie, dar puteți încerca, de asemenea, să scoateți componentele de aromă și să le păstrați. În timp ce o portocală s-ar putea strica, acele componente de aromă „extrase” nu vor.
Acest lucru este atunci când ați folosi extracția. Ceaiul este un alt exemplu de extracție. Extrageți aromele și alte componente ale ceaiului din frunzele de ceai atunci când faceți ceai. Nu bea ceai real frunze ei înșiși, dar încă gust ceai!
ce este extracția?
extracția este un exemplu de tehnică de separare. Poate împărți două componente, le poate separa.
Imaginați-vă că aveți un amestec de componente A și B [de exemplu coaja de portocală (A) cu arome în interior (B) sau o păstaie de fasole de vanilie (B) cu aromă de vanilie (A)]. Am dori să scoatem B din A. cu toate acestea, A și B sunt foarte bine amestecate, nu putem aștepta ca B să se stabilească sau să așteptăm ca A să se evapore. În extracția B se elimină din A prin adăugarea unui al treilea compent C (romul în cazul extractelor de portocale și vanilie)., Acest al treilea component va „trage” B din A.
motivul pentru care funcționează este că B se dizolvă (mai bine) în C, în timp ce s-ar putea să nu se dizolve în A sau mult mai rău. Să aplicăm acest lucru din nou portocalei: moleculele de aromă se vor dizolva bine în ROM (alcool) în care este așezată coaja de portocală. Drept urmare, ei vor sta în rom și vor lăsa zestul în sine.
când se utilizează extracția?
există o mulțime de tehnici de separare diferite. Unele tehnici (cum ar fi distilarea) utilizează căldură pentru a separa două componente., Din cauza căldurii, una dintre componente se va evapora, în timp ce cealaltă va rămâne în urmă.cu toate acestea, dacă componentele dvs. sunt sensibile la căldură, distilarea nu este adecvată. În multe dintre aceste cazuri, extracția este o alternativă bună. Deoarece o mulțime de componente alimentare (în special arome) sunt sensibile la căldură, extracția este folosită destul de des în industria alimentară. Pentru ca extracția să funcționeze, ar trebui să aveți o componentă disponibilă care este bună în „extragerea” moleculelor pe care le căutați.,
tipuri de extracție
există diferite tipuri de extracție, cele două principale fiind extracția lichid-lichid și lichid-solid.în extracția lichid-lichid componenta pe care doriți să o transferați (numită solutul aici și numită B În explicația anterioară) se află într-un lichid (A). B trebuie extras într-un alt lichid (C). În timpul extracției, solutul se deplasează de la lichid la lichid. Ceea ce este foarte important în extracția lichid-lichid este că cele două lichide nu se dizolvă unul în altul. Dacă lichidele s-ar dizolva una în alta, nu vor mai putea să se împartă din nou., Cu alte cuvinte, veți termina cu un amestec de componente 3 în loc să le separați mai departe.după cum s-ar putea ghici după nume, în extracția lichidă-solidă, solutul va trebui să călătorească dintr-un solid într-un lichid (sau invers). Ambele procese sunt utilizate în alimente, dar ne vom concentra pe extracția lichid-lichid, deoarece poate fi simplificată puțin mai ușor.
teoria extracției lichid-lichid
extracția lichid-lichid nu este utilizată doar în alimente. Este un subiect foarte important în cadrul chimiei analitice., Chimiștii analitici folosesc adesea extracția pentru a izola sau concentra o componentă, astfel încât este mai ușor de analizat de către ei. Există o mulțime de teorii disponibile despre extracția lichid-lichid, așa că vom aprofunda subiectul puțin mai profund.,
Acesta este cel mai simplu de a explica de extracție în cel mai simplu sistem posibil, din nou, folosind aceeași codificare și imaginea prezentată mai jos:
- Un Lichid
- Lichid B (nu se dizolvă în O și nu se va amesteca)
- Solut S (stele în imaginile de mai jos)
coeficientul de Partiție
după Cum puteți vedea în imaginea de mai sus, că procesul de extragere nu a fost foarte eficient. Doar jumătate din stele s-au mutat de fapt de la A la B! Am prefera mai mult de jumătate pentru a muta, deși.,
cantitatea de solute S care se va muta în cealaltă fază poate fi descrisă folosind coefficent partiție (K). K descrie raportul dintre concentrația de S în A și cea din B la sfârșitul extracției:
k ≈ / sau B / A
în exemplul prezentat mai sus concentrația de S este egală atât în A cât și în B la sfârșitul procesului de extracție. Aceasta are ca rezultat o valoare K de 1. În exemplul de mai jos puteți vedea diferite valori ale K reprezentate.,din moment ce vrem să extragem cât mai mult S din A posibil, căutăm un B care are o valoare K foarte mare atunci când extragem din A. fiecare combinație de solvenți și solut are un K diferit și este foarte ușor de utilizat.influențată de toate cele trei componente. În general, cu cât sunt mai asemănătoare A și B, cu atât valoarea lui K este mai apropiată de una, deoarece solutul nu va vedea diferența.
coeficientul partiției și timpul
coeficientul partiției descrie un așa-numit „echilibru”., Cu alte cuvinte, aceasta este starea finală la care amestecul va ajunge în timp. Cu toate acestea, ar putea dura ceva timp pentru a ajunge acolo.
accelerarea extragerii prin agitare, de exemplu, nu afectează coeficientul de partiție. În final, raportul concentrațiilor va fi același.
coeficientul partiției și pH-ul
acestea fiind spuse, coeficientul partiției poate fi influențat de alți factori, cum ar fi valoarea pH-ului (aciditate). La un pH diferit solutul ar putea prefera să stea într-un alt solvent.,pentru ca extracția lichid-lichid să aibă succes, este important ca solvenții să fie aleși bine. Așa cum am discutat anterior, solvenții A și B nu ar trebui să se amestece bine și nici să se dizolve unul în celălalt. În schimb, ar trebui să se separe cu ușurință.de asemenea, trebuie să vă asigurați că valoarea K pentru procesul dvs. este potrivită. Asigurați-vă că solutul preferă să stea în solventul pe care îl utilizați pentru a-l extrage.
extracție Solid-lichid
pentru extracția lichidă solidă principiile de extracție sunt aceleași., Solutul pe care încercați să-l extrageți, va prefera să stea în cealaltă componentă. Cu toate acestea, în acest caz nu puteți agita cele două componente, acestea nu se vor amesteca.deci, în loc să vă agitați, veți încerca, în general, să tăiați faza solidă în bucăți mai mici. Suprafețele mai mici au ca rezultat o suprafață mai mare peste care se poate deplasa solutul.
extracție& alimente
în chimia analitică, un chimist ar putea căuta o moleculă foarte specifică de extras. Prin alegerea solvenților adecvați, a concentrațiilor și a timpului, aceștia vor putea extrage molecula., Acest lucru ar putea dura mai multe extracții la rând. Dacă scoți 60% cu fiecare extracție, vei continua să extragi molecule, dar va dura ceva timp până când vei extrage 95%.în alimente lucrurile sunt și mai complicate. Există adesea o mulțime de molecule diferite pe care doriți să le extrageți (gândiți-vă la ceai și vanilie, de exemplu). Fiecare dintre acestea va avea solubilități diferite în lichidele și solidele pe care le utilizați. În timp ce o componentă ar putea fi extrasă foarte ușor, în altele, acest lucru poate dura mult mai mult sau chiar nu ar putea extrage complet.,un alt considerent este alegerea relativ limitată de solvenți pentru a extrage cu. Solvenții tind să fie de calitate alimentară, adică potriviți pentru consumul uman. Acest lucru limitează cămara largă pe care chimiștii analitici trebuie să o aleagă.
aplicarea cunoștințelor
acum că știți ce este extracția, puteți începe să vă extrageți! Încercați să faceți extract de vanilie sau extract de coajă de portocală. Vă întrebați de ce coaja de portocale și nu sucul de portocale?
mult noroc! Și, dacă există întrebări, să-mi spuneți: -)!