Aislamiento de caseina y lactosa




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títuloAislamiento de caseina y lactosa
fecha de publicación05.02.2016
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AISLAMIENTO DE CASEINA Y LACTOSA
La leche es un líquido de composición compleja, blanco y opaco, de sabor dulce y pH cercano a neutro (6.6). La leche es un producto de origen animal, propio de los mamíferos, suple todas las necesidades nutritivas de las crías en etapa de desarrollo, de ahí deriva la complejidad de su composición.

Los cuatro componentes más importantes de la leche son:

  1. Lípidos componentes esenciales de las grasas (triglicéridos)

  2. Proteínas: Caseínas, albúminas y globulinas

  3. Glucósidos: Esencialmente la lactosa.

  4. Sales

Las principales características físico-químicas de la leche son:

  • Densidad: 1,03 gr/ml

  • pH: 6,5 – 6,7

  • Calor específico: 0,93

  • Punto de congelación: -0.55 ºC

Desde el punto de vista químico la composición de la leche de vaca por lo general es de alrededor de 87% de agua; 3.5% de Grasas; 4% corresponde a los péptidos (sustancias orgánicas nitrogenadas) entre los que predomina la CASEINA, Cuando la leche se acidifica, se “corta”: los prótidos coagulan dando grumos semisólidos; 4.5% de lactosa (azúcar de la leche), responsable del sabor dulce, aproximadamente 0.5% de sales inorgánicas y finalmente se encuentran las vitaminas A y D, esta última decisiva para la fijación del fosfato de calcio en dientes y huesos.
Materiales:


  • Soporte Universal

  • Rejilla de Asbesto, mechero y trípode.

  • Varilla de Vidrio y espátula.

  • Beacker o Vasos de precipitado de 600 mL

  • Leche Descremada

  • Papel secamanos de laboratorio

  • Erlenmeyer.

  • Papel filtro.


Reactivos:

  • Ácido Acético Glacial

  • Carbonato cálcico en polvo

  • Etanol 95%

  • Etanol acuoso 25%

  • Carbón activo.


PROCEDIMIENTO
Aislamiento de CASEINA:


  1. Introducir 200 ml. de leche descremada en Beacker de 500 ml. No se debe dejar la leche en reposo durante mucho tiempo antes de utilizarla, ya que la lactosa puede convertirse lentamente en ácido láctico, aunque se guarde en la nevera.

  2. Calentar la leche hasta aproximadamente los 40° C y añadir gota a gota una disolución de ácido acético diluido (1 volumen de ácido acético glacial en 10 volúmenes de agua), con un gotero.

  3. Agitar continuamente la mezcla con una varilla de vidrio durante todo el proceso de adición. Continuar añadiendo ácido acético diluido hasta que no precipite más caseína. Debe evitarse un exceso de ácido porque puede hidrolizarse parte de la lactosa. Agitar la caseína hasta que se forma una gran masa amorfa.

  4. Separar la caseína con ayuda de una varilla o espátula y colocarla en otro vaso.

  5. Filtrar la masa de caseína al vacío durante aproximadamente 15 minutos para separar todo el líquido que sea posible.

  6. Presionar la caseína con una espátula durante la operación de filtrado.

  7. Colocar el producto entre varias toallas de papel para ayudar a secar la caseína.

  8. Cambiar el producto por lo menos en tres o cuatro ocasiones, poniendo nuevas toallas de papel, hasta que la caseína esté completamente seca.

  9. Dejar que la caseína se seque completamente al aire durante uno o dos días y finalmente pesarla.

  10. La densidad de la leche es de 1,03 g/ml. Calcular el porcentaje de caseína aislada.


Aislamiento de LACTOSA:


  1. Añadir, 5 g de carbonato de calcio en polvo al primer vaso (que contiene el líquido del que se ha separado la caseína que se hizo en el procedimiento anterior).

  2. Agitar esta mezcla durante unos minutos 

  3. Calentar la mezcla anterior a ebullición suave durante aproximadamente 10 minutos. Esto causará la precipitación casi completa de las albúminas (proteínas del suero).

  4. Filtrar la mezcla caliente al vacío para separar las albúminas precipitadas y el carbonato de calcio que aún quede.

  5. Concentrar el filtrado (transparente), en un vaso de boca ancha de 600 ml. con un mechero Bunsen, hasta aproximadamente 30 ml. Utilizar varias varillas para ayudar a conseguir una ebullición homogénea y evitar las salpicaduras que se producirían al ir aumentando el precipitado.

  6. Añadir 175 ml de etanol del 95% (lejos de cualquier llama) y 1 ó 2 g de carbón activo a la disolución caliente.

  7. Después de haberlo mezclado todo bien, filtrar la solución caliente al vacío. El filtrado debe ser transparente. El filtrado puede enturbiarse debido a la cristalización rápida de la lactosa, después de la filtración al vacío. 

  8. Pasar la disolución a un matraz Erlenmeyer y dejarla reposar durante la noche o hasta que se inicie el siguiente período de trabajo. En algunos casos, se requieren varios días para que la cristalización haya finalizado. La lactosa cristaliza en la pared y en el fondo del matraz.

  9. Desalojar los cristales y filtrarlos al vacío.

  10. Lavar el producto con unos pocos mililitros de etanol acuoso frío al 25 %. La lactosa cristaliza con una molécula de agua, C12 H22 O11. H2O

  11. Pesar el producto cuando esté completamente seco.

  12. La densidad de la leche es de1,03 g/ml. Con este valor, calcular el porcentaje de lactosa en la leche


RESULTADOS Y OBSERVACIONES
La densidad de la leche es de 1.03 g/ml. Con este valor calcular el porcentaje de caseína y lactosa en la leche.


  • CASEINA


100ml * 1.03 g/ml = 103 ml

El porcentaje de caseína en 200 ml de leche descremada es de aproximadamente 7.1 %

Su precipitación fue completa formando una masa amorfa de color blanco luego de retirarla del suero de la leche, el secado completo se dio luego de 3 días su peso en gramos fue de 7.3.



  • LACTOSA


100ml * 1.03 g/ml = 103 ml

El porcentaje de lactosa en 200 ml de leche es de aproximadamente 1.5 % El rendimiento de lactosa obtenido en esta práctica es muy bajo, probablemente esto se deba a que no tuvo el tiempo suficiente para cristalizar completamente, cabe mencionar que en el procedimiento no se realizó la filtración completa de la solución.
ANALISIS DE RESULTADO
Como primer paso durante el procedimiento se calentó la leche descremada a utilizar, con el fin de que se precipitara la caseína contenida en la leche. La caseína es una proteína conjugada de la leche del tipo fosfoproteína se encuentra en forma de sal cálcica (caseinato cálcico) que se separa de la leche por acidificación, el siguiente paso fue añadir ácido acético al 10% 11 ml a 40°C con el fin de que la leche alcanzara un pH de 4,6 (su punto isoeléctrico: PH en que una sustancia tiene carga neta de cero) si no se llega a este PH la precipitación nunca ocurrirá. Al llegar al punto isoeléctrico se disuelve el fosfato de calcio (los grupos fosfato se protonan), comienza la precipitación de la caseína y pasa lo que sucede con la desnaturalización de las proteínas en este caso la proteína de la leche; caseína pierde su estructuras de orden superior (ya sea secundaria, terciaria y cuaternaria), quedando la cadena polipéptidica reducida a un polímero estadístico sin ninguna estructura tridimensional fija.

Al instante comienzan a formarse grumos en la superficie (la leche se cortó) reacción que indica la precipitación de la caseína. Toda la sustancia solida se retira y del filtrado de la leche descremada se obtiene el suero líquido, el cual presentó un color amarillo mientras que el residuo fue un sólido blanco que finalmente formo una masa amorfa. Luego de tres días su peso fue de 7.3 gr. El siguiente paso fue agregar carbonato de calcio al suero para decolorar la solución y a la vez neutralizar el ácido. Al calentar, el carbonato de calcio comienza a precipitarse en el fondo del beacker con un color blanco, precipitando además casi por completo las albuminas o proteínas del suero permitiendo retirarlas para proceder al aislamiento de la lactosa. Se concentró la solución hasta 30 mililitros para eliminar agua, luego de apartar la solución del mechero agregamos etanol 175 ml al 95% y 1.5 gr de carbón activo a la solución aún caliente esto para deshidratar y llevar a la  desestabilización de las micelas. Luego de batir bien, se filtra al vacío para extraer los sólidos ajenos a la lactosa a traves de un papel filtro. El filtrado transparente se coloca en un Erlen meyer, 3 dias después se encontró precipitado en el fondo y las paredes del mismo. El cual fue filtrado al vacío, lavado con etanol acuoso y guardado en un sobre para dejar que secara. Con el producto ya seco se procede a pesarlo obteniendo finalmente 1.5 gr de lactosa.
ANEXOS




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