تبلیغات
وبلاگicon
..... *با سلام : در حال راه اندازی سایت شیمیدانان به کمک شما دوستان می باشیم* ..... سایت شیمیدانان ( www.shimidanan.ir ) - لخته شدن شیر
 
سایت شیمیدانان ( www.shimidanan.ir )
دروازه ای رو به جهان شیمی
درباره سایت


سلام دوستان عزیز:

این تارنما سعی دارد به کمک شما همکاران فرهنگی و علاقه مندان شیمی مکانی ایجاد نموده که بتوان محلی دوستانه برای بحث و ارائه مطالب متنوع شیمی و درسی درراستای اهداف آموزش شیمی در فضای مجازی باشد.منتظر نظرات سازنده شما هستیم.

www.shimidanan.ir
shimidanan@yahoo.com

مدیر سایت : علی حیدری جابری
نظرسنجی
مطالب مورد استفاده ی شما :






یکشنبه 10 خرداد 1394

چرا شیر با افزودن نمک خوراکی لخته نمی شود؟

ماشااله جهانی، زهرا حیدری   

گروه شیمی اسلام ابادغرب

کلویید

معمولا" یک ذره کولوئیدی، یا خود نوعی مولکول بسیار درشت معروف به ماکروملکول است، مانند هموگلوبین خون، و یا این‌که از گردهم آمدن تعداد زیادی مولکول کوچک به وجود می‌آید مانند ذرات کولوئیدی گوگرد در آب که از تجمع تعدادی در حدود 1000 مولکول S8فراهم می‌گردند. اگر پرتویی از نور قوی را از این نوع مخلوط بگذرانیم، نوعی تابش خفیف شیری رنگ در آن می‌بینیم. این مخلوط را کولوئید می‌گوییم که حدواسط میان مخلوط سوسپاسیون و محلول همگن است.

پایداری کلوییدها

هریک از ذرات کلوییدی تحت تاثیر دو نیرو قرار دارند:

یکی دافعه ی ناشی از لایه بارداردوگانه در سطح ذرات کلوییدی  و دیگری نیروی جاذبه ناشی از نیروی واندرواسی بین مولکولها.

مجموع این دو نیرو پایداری ذرات کلوییدی را تشکیل می دهد که اگر نیروی دافعه بیشتر باشد ذرات به هم نمی پیوندند و ته نشینی صورت نمی‌گیرد. هرچه ذرات به هم نزدیکتر شوند نیروی جاذبه واندروالسی مولکولها بیشتر شده و ذرات به هم می چسپند.

در حقیقت اگر به طریقی بتوان لایه باردار دوگانه را خنثی یا کوچک کرد ذرات به چسپیده و ته نشین می شوند.

بار روی ذرات کلوییدی ناشی از چیست؟

چرا شیر با افزودن نمک خوراکی لخته نمی شود؟

ماشااله جهانی، زهرا حیدری   

گروه شیمی اسلام ابادغرب

کلویید

معمولا" یک ذره کولوئیدی، یا خود نوعی مولکول بسیار درشت معروف به ماکروملکول است، مانند هموگلوبین خون، و یا این‌که از گردهم آمدن تعداد زیادی مولکول کوچک به وجود می‌آید مانند ذرات کولوئیدی گوگرد در آب که از تجمع تعدادی در حدود 1000 مولکول S8فراهم می‌گردند. اگر پرتویی از نور قوی را از این نوع مخلوط بگذرانیم، نوعی تابش خفیف شیری رنگ در آن می‌بینیم. این مخلوط را کولوئید می‌گوییم که حدواسط میان مخلوط سوسپاسیون و محلول همگن است.

پایداری کلوییدها

هریک از ذرات کلوییدی تحت تاثیر دو نیرو قرار دارند:

یکی دافعه ی ناشی از لایه بارداردوگانه در سطح ذرات کلوییدی  و دیگری نیروی جاذبه ناشی از نیروی واندرواسی بین مولکولها.

مجموع این دو نیرو پایداری ذرات کلوییدی را تشکیل می دهد که اگر نیروی دافعه بیشتر باشد ذرات به هم نمی پیوندند و ته نشینی صورت نمی‌گیرد. هرچه ذرات به هم نزدیکتر شوند نیروی جاذبه واندروالسی مولکولها بیشتر شده و ذرات به هم می چسپند.

در حقیقت اگر به طریقی بتوان لایه باردار دوگانه را خنثی یا کوچک کرد ذرات به چسپیده و ته نشین می شوند.

بار روی ذرات کلوییدی ناشی از چیست؟

بار اکتریکی ذرات کلوییدی که عامل اصلی پایداری آنهاست، ناشی از عوامل مختلف است:

آ) تغییرات در داخل شبکه بلور ذرات (نقص شبکه): مثلاً در ترکیبات سیلسی موجود در خاک رس که عامل اصلی کدورت در آب هستند یک اتم Si در سلول واحد شبکه با اتم دیگر جایگزین شده و که نقص کاتیونی یا انیونی ایجاد شده و ذره ی کلوییدی باردار شود.

ب)جذب سطحی یونها بر سطح ذره کلوییدی: بسیاری از ذرات جامد می توانند یونها را بر سطح خود جذب کنند و باردار شوند.

ج) انحلال غیر یکنواخت: اگر ذره کلوییدی در ساختار خود دارای گروههای باردار مثبت و منفی باشد که این گروهها به یک اندازه در آب حل نشوند موجب عدم توازن بار منفی و مثبت شده و درنتیجه ذره کلوییدی باردار خواهد شد.

 د)یونیزاسیون گروههای عاملی موجود در سطح ذرات: مانند پروتئینها که بار خود را در اثر یونیزاسیون گروههای اسیدی یا آمینی موجود در ساختار خود بدست می آورند.

مکانیسم لخته سازی کلوییدها

مکانیسم تجمع ذرات کلوییدی شامل دو مرحله است:

1- کاهش نیروی دافعه و ناپایدار سازی ذره

2- حرکت ذرات ناپایدار و برخورد آنها با یکدیگر

لخته سازی(Flocculation): به فرایند تجمع ذرات کلوییدی و ایجاد لخته ها و ذرات بزرگتر اطلاق می‌شود.

انعقاد(Coagulation): فرایندی است که طی آن ناپایدار کردن ذرات و تجمع آنها رخ می‌دهد . بنابراین انعقاد فرایندی کلی تر است که لخته سازی یکی از این مراحل(انتقال و حرکت ذرات به سمت هم) را شامل می‌شود.

برای کاهش نیروی دافعه ی بین ذرات مکانیسم چهارگانه‌ای به کار گرفته نی‌شود:

1- متراکم کردن لایه دوگانه الکتریکی روی ذرات:

اگر بتوان لایه دوگانه الکتریکی روی ذرات را متراکم کرد انذازه ذرات کلویید کوچک شده در نتیجه به یکدیگر نزدیک شده ،نیروهای جاذبه واندروالسی مولکولهای انها را به هم می چسپانند و ته نشینی صورت می گیرد.

افزودن یونهایی با بار مخالف موجب افزایش دانسیته بار الکتریکی(کاهش اندازه و زیاد شدن بار) اطراف ذرات شده ونیروی های جاذبه واندروالسی غالب می شوند که باعث نزدیک شدن ذرات به هم می‌شوند.

این مکانیسم با افزودن مقدار زیاد الکترولیت ممکن است همچنین افزایش بار کاتیون موجب افزایش قدرت انعقاد می شود.

برای مثال اگر از کاتیونهای +Na+ ,Ca2+ , Al3 استفاده شود قدرت انعقاد نسبی آنها به ترتیب 1000و10 و1 خواهد بود.

2- جذب سطحی و خنثی سازی بار:

بسیاری از مواد بر روی سطح ذرات کلوییدی جذب می شوند اگر این مواد بار مخالف ذره کلوییدی داشته با شند موجب تقلیل بار یا خنثی کردن بار سطح ذره کلوییدی و در نتیجه ناپایداری ان خواهند شد.

برای مثال دودسیل آمونیوم قادر است بر روی سطح ذرات کلوییدی یدور نقره جذب شده و آنرا با این مکانیسم ناپایدار نماید.

3- به دام افتادن ذره در یک رسوب:

برخی ترکیبات به عنوان هسته ساز عمل کرده و با ایجاد چسپیدن ذرات کلوییدی به انها رسوب کنند. همچنین برخی ترکیبات که در آب رسوب می کنند به هنگام اضافه شدن به کلویید، ذرات کلوییدی را به دام انداخته با خود ته‌نشین کنند.

ترکیباتی مانند آلومینیوم سولفات Al2(SO4)3 کلروفریک FeCl3 با تشکیل رسوب Al(OH)3, Fe(OH)3 با این مکانیسم موجب انعقاد ذرات کلوییدی می‌شوند. در این روش برخلاف روش اول غلظت کمتری از منعقد کننده لازم است.

4- ایجاد پل بین ذرات کلویید با جذب سطحی:

  در سال 1963 LaMer و ILeady تئوری ایجاد پل شیمیایی بین ذرات کلوییدی توسط برخی درشت‌مولکولها یا پلیمرها مطرح کردند. طبق این تئوری برخی مولکولهای درشت یا پلیمر مانند نشاسته، سلولز ، مواد پروتئینی و برخی پلیمرها در طول زنجیر اتمهای کربن خود بارهای الکتریکی دارند که ذره کلوییدی به یک نقطه ان می چسپد  ذره دیگر به قسمت مشابه چسپیده و بین ذرات کلویید پل ایجاد می‌شود  و ذره بزرگتر تشکیل شده و ته نشینی صورت می‌گیرد.

به این منعقد کننده ها پلی الکترولیت نیز می گویند.

 

مکانیسم انعقاد شیر

بررسی چگونگی انعقاد شیر بدون توجه به ساختار آن غیر معقول است.

شیر مخلوطی از چند ماده است و دارای ساختار یا فرمول خاصی نیست. شیر ترکیبی کلوئیدی و بسیار پیچیده است که عمده ترکیبات آن را آب، چربی، پروتئین‌ها، لاکتوز، ویتامین‌ها و مواد معدنی تشکیل می‌دهند. شیر همچنین حاوی مقادیر جزئی از مواد دیگر مانند رنگدانه‌ها، آنزیم‌ها، فسفولیپیدها و گازها می‌باشد.

درصد اجزای تشکیل دهنده شیر در جدول زیر ذکر شده است 

 

مقدارمتوسط%

اجزای شیر

87.5

آب

13

جامد تام

3.9

چربی

3.4

پروتین

4.8

لاکتوز

0.8

مواد معدنی

 

 

محققان از سال 1830 دریافتند شیر دارای دو نوع پروتئین است که با کاهش pH تا حدود 4/6 از هم جدا می شوند. پروتئینی که در این pH  نامحلول است ، کازئین نامیده می شود، که 78% نیتروژن شیر را تشکیل می دهد.پروتئینهای محلول تحت عنوان پروتئین آب پنیر یا پروتئین سرم نامیده می شوند. کازئین ها وβ - لاکتاگلوبولین و α- لاکتاآلبومین در غدد پستانی سنتز می شوند در حالیکه سایر پروتئین های آب پنیر از خون نشأت گرفته اند.

کازئین فسفوپروتئینی با ساختار متخلخل ، دارای مقادیر زیادی پرولین و دارای خاصیت هیدروفوبیک می باشد. کازئین دارای بار الکتریکی نسبتا بالایی است که این امر به سبب حضور گروههای فسفات باند شده به سرین است. α و β و κ – کازئین بخش های مهم آنرا را تشکیل می دهند. مدلی از ساختار کازئین در شکل زیر نشان داده شده است.

 

 

اگر ایجاد کلویید به دلیل وجود درشت مولکولهای پروتئین و چربی شیر باشد، لخته نمودن این کلویید با لخته سازی کلویید ناشی از ذرات خاک رس در آب متفاوت خواهد بود. پروتئینی به نام کاپا کازئین را فاکتورپایدارکننده(STABILIZING FACTOR)گویند ،زیرا موجب می شود میسل ها در شیر به صورت معلق درآیند ورسوب نکنند ،اگر کاپا کازئین راجداکنند حالت پایدار از بین می رود وپروتئین کازئین در کنار یون کلسیم رسوب می کند ماده ای به نام رنین می تواند کاپا کازئین را از شیر بیرون بکشد ،اگر یون کلسیم در شیر نباشد حتی اگر کاپا کازئین بیرون کشیده شود رسوب نمی کند.

یک روش  لخته کردن پروتئینها( پنیر سازی)  با افزودن انزیمهای خاص صورت می گیرد.

در مرحله اول آنزیم روی کاپا کازئین اثر می کند و پیوند میان فنیل آلانین و متیونین را می شکند در نتیجه کاپا کازئین به دو بخش کازئینو ماکروپپتید محلول وپارا کاپا کازئین نامحلول شکسته می شود.

در مرحله دوم که غیر آنزیمی است،کازئین تغییر یافته تحت اثر یون کلسیم رسوب میکند.سایر آنزیمهای تجزیه کننده پروتئین، نظیر پپسین و پروتئازهای میکروبی نیز می توانند همان پیوند ذکر شده را بشکنند.

انعقاد شیر توسط اسیدهم انجام می شود اگر PHشیر به۴/۶ برسد لخته  به وجود می آید .

درمورد رنین برای ایجاد لخته حتما یون کلسیم را نیاز داریم ولی در مورد اسید یون کلسیم را نیاز نداریم (از آبلیمو ،سرکه و.......)نیز می توان استفاده پس از جداشدن کازئین آنچه می ماند آب پنیر است (whey protein)این مایع که پس از رسوب دادن کازئین وصاف کردن آن به دست می آید حاوی گلوبولین ها ،لاکتوفرینها ،سرولوآلبومین ،ایمیونوگلوبینها ،پروتئوپپتوفرکشن ولاکتو فرین می باشد لاکتوفرین از پروتئینهای آهن دار است پروتئینهای بالا برخلاف کازئین به حرارت حساسند واگر دمااز۶۰درجه سلسیوس بالاتر رود رسوب می کنند ولی در مقابل اسید و رنین مقاومند.

نتیجه گیری

مکانیسم لخته سازی به عوامل مختلف بستگی دارد از جمله ساختار لخته‌ساز و مقدار آن، نوع وساختار کلویید، دما، PH  و همچنین انتقال ذرات برای چسیدن به همدیگر بستگی دارد.

انعقاد شیر با انعقاد کلویید ذرات رس در آب متفاوت است بنابراین نوع الکترولیت به کار رفته در آنها نیز متفاوت است. شیر را با افزودن اسیدها و تغییر در ساختار برخی مواد درون آن که فرایندی شیمیایی است میتوان لخته کرد در حالیکه ذرات خاک رس را با افزودن الکترولیت نمکهای Al3+ یا Fe3+ که فرایندی فیزیکی- شیمیایی است ته نشین می کنند.

بعلاوه نوع کاتیونهای انتخابی برای لخته سازی در آب نیز در فرایند لخته سازی موثر است. 

برای مثال 3+Al   هزار برابر +Na قابلیت انعقاد  در کلویید آبی دارد.

بنابراین عدم لخته شدن شیر پس از افزودن نمک خوراکی قاعده لخته شدن توسط الکترولیتها را نقص نمی کند.

منابع

1-شیمی تجزیه اسگوگ

2- ضیابری م.۱۳۸۳.تکنولوژی شیر وفرآورده های آن.نشر علوم کشاورزی.چاپ پنجم.

3- 

Bylund, G. (1995). Dairy processing handbook. tetrapak processing systems. Available Online at: http://afns.ualberta.ca/courses/Nufs403.





نوع مطلب : مطالب و نکات شیمی 3، 
کلید واژه ها : کلویید شیر،
لینک های مرتبط :
پنجشنبه 26 مهر 1397 10:59 ب.ظ
fantastic issues altogether, you simply won a logo new reader.
What may you suggest about your put up that you simply made
a few days in the past? Any positive?
پنجشنبه 26 مهر 1397 02:00 ب.ظ
Do you have a spam problem on this website; I also am a blogger, and
I was wondering your situation; many of us have created some nice methods and we are
looking to exchange strategies with other folks, why not shoot me
an e-mail if interested.
سه شنبه 17 مهر 1397 07:26 ب.ظ
Does your site have a contact page? I'm having problems locating it but, I'd
like to send you an e-mail. I've got some creative ideas for your blog you might be
interested in hearing. Either way, great website and I look forward
to seeing it expand over time.
جمعه 13 مهر 1397 07:33 ق.ظ
Generally I don't read article on blogs, however I wish to
say that this write-up very forced me to check out and do it!
Your writing taste has been surprised me. Thanks, quite
nice post.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر





......
همراه ما

تلگرام

 



[ ]

کانال تلگرامی ما: [ کلیک نمایید]
......
آمار سایت
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی
...... ...... ......

کانال تلگرامی ما

......

کانال آپارات ما

.....
 
 
بالای صفحه