Semaine 4 (Isolation du lactose)

Date : 24 février 2011


Objectif :


La semaine dernière, nous avons séparé le lait en deux éléments soient le caillé (caséine) et le petit-lait (solution de lactose). Aujourd'hui, nous allons nous débarrasser de toutes les impuretés dans le petit-lait pour pouvoir ensuite faire cristalliser le lactose pur.


Manipulations :


Chauffer la solution de lactose jusqu’à une douce ébullition pendant 10 minutes pour une précipitation presque complète des albumines.

Filtrer le mélange chaud sous vide pour enlever les albumines précipitées et l'excès de carbonate de calcium.

Sur une plaque chauffante, concentrer le filtrat dans un bécher de 600ml jusqu’à environ 30 ml. Agiter continuellement avec une tige de verre, car la solution a tendance à former de la mousse qui peut sortir du bécher si le mélange bout trop vigoureusement. 

Ajouter 175 ml d’éthanol (95 %) et 1 ou 2 g de charbon activé à la solution chaude.

Après avoir bien mélangé, filtrer la solution encore chaude par gravité sur une couche de terre de diatomée.

Le filtrat obtenu devrait être clair. Si le filtrat n’est pas clair ou à une apparence noire causée par des traces de charbon activé, ajouter 1 g de terre de diatomée à la solution et filtrer par gravité. Pour garder le lactose dans en solution, faire chauffer la solution de nouveau avant de la filtrer.

Le lactose pourrait ne pas cristalliser si la solution n’est pas totalement claire. Après la filtration sous vide, le filtrat pourrait être opaque à cause d’une filtration trop rapide du lactose. Si, au repos, la solution montre une augmentation relativement rapide de l’opacité, une future filtration devrait être évitée pour empêcher d’enlever le produit. 

Transférer la solution dans un erlenmeyer, boucher l’ouverture et laisser la solution reposer jusqu’au prochain laboratoire. Le lactose se cristallisera sur les parois et le fond de l’erlenmeyer.

Observations:

Au début de la période de laboratoire, lorsque nous avons sorti notre solution de lactose de l'armoire, nous avons remarqué qu'il y a eu précipitation de l'excès de carbonate de calcium au fond de l'erlenmeyer. La solution au-dessus était jaunâtre et limpide. En agitant le tout, la solution est revenue blanche et opaque.

La filtration de cette solution était très rapide. Elle était complétée en moins de 10 minutes. 

En chauffant le filtrat sur la plaque chauffante, il y avait formation de mousse blanche même en agitant continuellement. Lorsqu'on arrêtait d'agiter, un précipité blanc tombait au fond du bécher. 

La formation de mousse était beaucoup plus importante lorsque le niveau de la solution était bas (moins de 75 ml). Si on arrêtait de brasser quelques secondes, il y avait formation d'une grosse bulle d'air au milieu du bécher qui s'éclatait.

Après avoir ajouté les 175 ml d'éthanol et le charbon activé dans la solution concentrée d'environ 30 ml, nous avons filtré cette dernière à l'aide d'un montage à filtration par gravité avec 3 entonnoirs à courte tige munis de papiers-filtres Whatman #4. Nous avons ajouté un peu d'éthanol sur chaque papier-filtre pour le mouiller pour qu'il reste en place. Nous avons ensuite ajouté une couche de terre de diatomée sur chaque papier filtre (2,15 g séparés en 3).

Durant cette filtration, nous avons remarqué que les premières gouttes de filtrat n'étaient pas claires, elles étaient blanchâtres. Nous croyions que c'était de la terre de diatomée qui avait pu passer à travers du papier-filtre ou entre le papier filtre et l'entonnoir. Nous avons donc décidé, une fois la filtration terminée, d'en faire une deuxième. Nous avons jeté les trois papiers filtres et recommencé une nouvelle filtration avec un entonnoir et un nouveau papier filtre. Nous avons ajouté 2,02 de terre de diatomées. En cours de route, nous avons réalisé que ce n'était pas de la terre de diatomée qui tombait dans nos trois petits béchers, mais bien du lactose qui commençait déjà à cristalliser. De plus, nous avons oublié de réchauffer notre solution avant de faire la deuxième filtration, donc le lactose a cristallisé dans le papier filtre. Nous avons tout de même continué la filtration. Nous avons mis dans un bécher le filtrat et nous l'avons scellé avec de la paraffine. Pour ne pas perdre le lactose dans le papier filtre, nous avons pesé un verre de montre étiquetté et y avons déposé le papier-filtre avec le lactose cristallisé et la terre de diatomée (2,02 g). Nous avons fait sécher le tout jusqu'à la semaine prochaine.

Sources d'erreur possibles:


Avant la première filtration (sous-vide), nous avons laissé tomber par mégarde quelques gouttes de la solution sur le comptoir.

Après la première filtration, il restait un peu de carbonate de calcium non dissous et des albumines sur les parois du bécher. Il y avait peut-être du lactose dedans.


Il restait de la mousse blanche collée aux parois de la fiole conique qui récoltait le filtrat durant la première filtration.


La paroi du bécher était en contact direct avec la paroi de la plaque chauffante. Si nous n'avons pas assez brassé la solution, le lactose aurait pu «cuire» et être dénaturé.


Durant la première filtration par gravité, ce qui restait dans les papiers-filtres n'était peut-être pas complètement sec et il y avait peut-être encore de la solution de lactose.