자신의 추출물 (바닐라 &오렌지/레몬)을 만드는 것에 대해 글을 쓰고이를 사용하는 방법은 더 하드 핵심 과학을 이야기하기 시작할 때입니다. 화학자 관점에서 추출하는 것은 무엇입니까? 그리고 여기서 계산할 수있는 것이 있습니까?
식품 과학에 관심을 갖도록하는 것은 내 블로그의 나의 목표 중 하나입니다. 그렇기 때문에 다른 수준으로 게시물을 작성하려고하므로 추출물 제작 및 사용에 대한 이전 게시물입니다. 이 더 심층적 인 게시물은 식품 과학의 다음 단계를 준비하는 사람들을위한 것입니다!
추출은 언제 사용합니까?
주황색이 있고이 오렌지의 향에 맛 구성 요소를 사용하고 싶다고 상상해보십시오. 그러나 오늘날 만 사용하고 싶지 않습니다. 대신, 몇 주 후에 나머지는 지금 사용하고 싶습니다. 그 오렌지는 그렇게 오래 유지되지 않을 것입니다. 필요할 때마다 새 오렌지를 구입할 수 있지만 맛 구성 요소를 꺼내고 저장할 수도 있습니다. 오렌지는 망치지 만 '추출 된'향미 구성 요소는 그렇지 않습니다.
이것은 당신이 추출을 사용할 때입니다. 차는 추출의 또 다른 예입니다. 차를 만들 때 찻잎에서 맛과 다른 차 성분을 추출합니다. 당신은 실제 찻잎을 스스로 마시지 않지만 여전히 차를 맛보세요!
추출이란 무엇입니까?
추출은 분리 기술의 예입니다. 두 구성 요소를 분리하여 분리 할 수 있습니다.
구성 요소 A와 B (예 :오렌지 풍미 (A)가 (B) 내부에 풍미가있는 또는 바닐라 맛 (B)이 바닐라 맛 (a))가 혼합되어 있다고 상상해보십시오. 우리는 A에서 B를 꺼내고 싶습니다. 그러나 A와 B는 매우 잘 혼합되어 있으며 B가 정착되기를 기다릴 수 없습니다. 또는 A가 증발하기를 기다릴 수 없습니다. 추출시 B는 세 번째 컴퓨터 C (오렌지 및 바닐라 추출물의 경우 럼)를 추가하여 A에서 제거됩니다. 이 세 번째 구성 요소는
에서 'B를 뽑아냅니다이것이 작동하는 이유는 B가 C에 용해되기 때문입니다. 이것을 오렌지에 다시 적용합시다 :향미 분자는 오렌지 풍미가 놓인 럼 (알코올)에 잘 녹을 것이다. 결과적으로, 그들은 럼에 앉아서 열렬한 자체를 떠날 것입니다.
추출을 사용하는시기?
다양한 분리 기술이 많이 있습니다. 증류와 같은 일부 기술은 열을 사용하여 두 구성 요소를 분리합니다. 열 때문에 구성 요소 중 하나가 증발하는 반면 다른 하나는 뒤에 남아 있습니다.
그러나 구성 요소가 열에 민감한 경우 증류가 적합하지 않습니다. 많은 경우 추출은 좋은 대안입니다. 많은 식품 성분 (특히 맛)이 열 민감성이므로 식품 산업에서 추출이 매우 자주 사용됩니다. 추출이 작동하려면 찾고있는 분자를 '당겨'하는 데 좋은 구성 요소가 있어야합니다.
추출 유형
추출 유형은 다른 유형의 추출이 있으며, 두 가지 주요 것은 액체 액체 및 액체-고체 추출입니다.
액체-액체 추출에서 전달하려는 성분 (여기서 용질이라고 불리고 이전 설명에서 b라고 함)은 액체 (a)에 앉아있다. B는 다른 액체 (C)로 추출되어야한다. 추출하는 동안, 용질은 액체에서 액체로 이동합니다. 액체-액체 추출에서 매우 중요한 것은 두 액체가 서로 용해되지 않는다는 것입니다. 액체가 서로 용해되면 다시 분할 할 수 없습니다. 다시 말해, 당신은 더 분리하는 대신 3 개의 구성 요소가 혼합 될 것입니다.
.이름으로 추측 할 수 있듯이 액체-고체 추출에서 용질은 고체에서 액체로 이동해야합니다 (또는 그 반대로). 두 과정 모두 음식에 사용되지만 액체 액체 추출에 중점을 둘 것입니다.
액체-액체 추출 이론
액체-액체 추출은 음식에만 사용되는 것이 아닙니다. 분석 화학 내에서 매우 큰 주제입니다. 분석 화학자는 종종 추출을 사용하여 구성 요소를 분리하거나 집중시켜 분석하기가 더 쉽습니다. 액체-액체 추출에 대한 이론이 많이 있기 때문에 우리는 주제를 조금 더 깊이 빠뜨릴 것입니다.
가장 간단한 시스템에서 추출을 설명하는 것이 가장 쉽습니다.
- 액체 a
- 액체 B (A에 용해되지 않고 혼합되지 않을 것임)
- Solute S (아래 이미지의 별)
파티션 계수
위의 이미지에서 볼 수 있듯이 그 추출 과정은 그다지 효율적이지 않았습니다. 별의 절반만이 실제로 A에서 B로 이동했습니다! 우리는 반 이상 이동하는 것을 선호합니다.
다른 단계로 이동하는 용질 S의 양은 분할 계수 (k)를 사용하여 설명 할 수 있습니다. K는 A에서 S의 농도의 비율과 추출 종료시 B의 비율을 설명합니다.
k ≈ [B의 농도 S] / [A의 농도 S] 또는 [s]
위의 예에서 S의 농도는 추출 과정의 끝에서 A와 B 모두에서 동일하다. 이로 인해 k 값이 1입니다. 아래 예제에서 k의 다른 값이 나타나는 것을 볼 수 있습니다.
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우리는 가능한 한 A에서 많은 것을 추출하고 싶기 때문에 A에서 추출 할 때 매우 높은 k 값을 가진 B를 찾고 있습니다. 용매와 용질의 각 조합은 다른 K를 가지며 세 가지 구성 요소 모두의 영향을받습니다. 일반적으로 A와 B와 비슷할수록 용질이 차이를 볼 수 없기 때문에 k의 값이 더 가까워집니다.
파티션 계수 및 시간
파티션 계수는 소위 '평형'을 설명합니다. 다시 말해, 이것은 혼합물이 시간이 지남에 따라 도달 할 최종 상태입니다. 그러나 거기에 도착하는 데 시간이 걸릴 수 있습니다.
예를 들어 흔들림으로 인해 추출 속도를 높이면 파티션 계수에 영향을 미치지 않습니다. 결국 농도의 비율은 동일합니다.
파티션 계수 및 pH
즉, 파티션 계수는 pH 값 (산도)과 같은 다른 요인에 의해 영향을받을 수 있습니다. 다른 pH에서 용질은 다른 용매에 앉는 것을 선호 할 수 있습니다.
액체 추출에서 용매 선택
액체-액체 추출이 성공하기 위해서는 용매가 잘 선택되는 것이 중요합니다. 앞에서 논의한 바와 같이, 용매 A와 B는 잘 섞이지 않거나 서로 녹아서는 안됩니다. 대신, 그들은 쉽게 분리되어야한다.
또한 프로세스의 k 값이 적합한 지 확인해야합니다. 용질이 실제로 사용중인 용매에 앉아있는 것을 선호하는지 확인하십시오.
고체-액체 추출
고체 액체 추출의 경우 추출 원리는 동일합니다. 추출하려는 용질은 다른 구성 요소에 앉는 것을 선호합니다. 그러나이 경우 두 구성 요소를 흔들 수 없으면 혼합되지 않습니다.
따라서 흔들리는 대신 일반적으로 고체상을 작은 조각으로 자르려고합니다. 표면이 작을수록 용질이 이동할 수있는 표면적이 더 많아집니다.
추출 및 음식
분석 화학에서 화학자는 추출 할 매우 특정한 분자를 찾고있을 수 있습니다. 적절한 용매, 농도 및 시간을 선택함으로써 분자를 추출 할 수 있습니다. 이것은 몇 가지 추출을 연속으로 취할 수 있습니다. 추출 할 때마다 60%를 꺼내면 분자를 계속 추출하지만 95%를 추출하기까지 시간이 걸립니다.
음식에서는 물건이 훨씬 더 복잡합니다. 추출하려는 다른 분자가 많이 있습니다 (예 :차와 바닐라를 생각하십시오). 이들 각각은 사용중인 액체와 고형물에 다른 용해도가 있습니다. 하나의 구성 요소는 매우 쉽게 추출 될 수 있지만, 다른 구성 요소에서는 더 오래 걸리거나 완전히 추출하지 않을 수도 있습니다.
또 다른 고려 사항은 추출 할 용매의 상대적으로 제한된 선택입니다. 용매는 식품 등급, 즉 인간 소비에 적합해야합니다. 이것은 분석 화학자들이 선택 해야하는 넓은 식료품 저장실을 제한합니다.
지식 적용
추출이 무엇인지 알았으므로 스스로 추출을 시작할 수 있습니다! 바닐라 추출물 또는 오렌지 풍미 추출물을 시도해보십시오. 오렌지 주스가 아닌 오렌지 풍미가 궁금하십니까?
행운을 빌어요! 그리고 질문이 있으시면 다음과 같이 알려주세요 :)!
