Mleko je več kot le hladna pijača - prav tako je zanimiv kemični koktejl. Dva pomembna sestavina v mleku sta beljakovine, imenovane kazein in sladkor, imenovani laktoza. Ekstrahiranje teh komponent je priljubljen eksperiment v dodiplomskih laboratorijskih razredih, ker kaže na nekatere metode, ki jih kemiki uporabljajo za ekstrahiranje specifičnih spojin iz rastlin in drugih naravnih izdelkov.
Kemija mleka
Običajno olja, kot je maščoba, se ne raztopijo v vodi. Mleko pa vsebuje maščobe, shranjene v neštetih majhnih globulah. Molekule, kot so fosfolipidi in nekateri beljakovini, najdeni v mleku, imajo hidrofilno ali "všeč" območje vode ter hidrofobno ali "nezdrava v vodi" regijo. Te tako imenovane amfipatske molekule obkrožajo maščobne globule in jim omogočajo, da se mešajo z vodo. Globusi so manj gosti od vode, vendar če pustite mleko, da stoji dovolj dolgo, se bodo mnogi med njimi dvignili na površino in ustvarili plastjo smetane, ki jo lahko odrežete od vrha.
Kazein in laktoza
Laktoza je dezaharidni ali dvosmerni paket, sestavljen iz dveh preprostih sladkorjev; se hitro raztopi v vodi. Vendar je manj topna v mešanici vode in etanola in jo lahko kristalizirate iz takšne raztopine. Kazein, nasprotno, je res mešanica treh beljakovin, od katerih sta dve slabi v vodi. Tako kot maščobne globule so ti proteini stabilizirani s tretjim vodotopnim beljakovinam z negativno nabitimi fosfatnimi skupinami, pritrjenimi na nekatere svoje aminokisline. Če pH mleka pade pod 4,6, bodo fosfatne skupine pobrali ione vodika in izgubile negativno polnilo, kazein pa se bo izločil ali padel iz raztopine.
Kislina
Za izolacijo kazeina lahko po kapljicah dodamo ocetno kislino, da toplo mleko segrejemo. Kazein bo oboril in ga lahko odstranite s pomočjo lopatice. Pomembno je, da ne dodajajte preveč kisline, kajti če je pH prenizek, raztopite laktozo v glukozo in galaktozo. Ko odstranite kazein, segrevanje mešanice na še višjo temperaturo povzroča, da so beljakovine albuminov tudi v mleku izgubile strukturo in oborile.
Kristalizacija laktoze
Centrifugiranje gretega mleka zagotavlja, da se odstranijo vsi albumini. Centrifuga je sorazmerno preprosta naprava, ki hitro vrti cevi, nameščene v rotorju, s svojo vsebino spuščajo navzven in sedimentirajo v gosto oborino iz tekočin v mešanici. Nato lahko dodate etanol in toploto mleka; višja temperatura zadrži izločanje laktoze med centrifugiranjem mešanice, odstranjevanje drugih spojin, ki bi lahko kontaminirale vaš izdelek laktoze. Nastajanje zmesi, ki nastane ob nekaj dnevih, privede do kristalov laktoznega sladkorja.
