Približno 95 % kazeina se nahaja v mleku v obliki razmeroma velikih koloidnih delcev – micel, ki imajo ohlapno strukturo in so visoko hidrirani.

V raztopini ima kazein številne proste funkcionalne skupine, ki določajo njegov naboj, naravo interakcije s H2O (hidrofilnost) in sposobnost vstopanja v kemične reakcije.

Nosilci negativnih nabojev in kislih lastnosti kazeina so Y-karboksilne skupine asparaginske in glutaminske kisline, pozitivni naboji in bazične lastnosti amino skupin lizina, gvanidne skupine arginina in imidazolne skupine histidina. Pri pH svežega mleka (pH 6,6) ima kazein negativen naboj: enakost pozitivnih in negativnih nabojev (izoelektrično stanje proteina) nastopi v kislem okolju pri pH 4,6-4,7; torej - vendar v sestavi kazeina prevladujejo dikarboksilne kisline, poleg tega pa negativni naboj in kisle lastnosti kazeina okrepijo hidroksilne skupine fosforne kisline. Kazein spada med fosforoproteine ​​- vsebuje H 3 PO 4 (organski fosfor), vezan z monoestrsko vezjo na serinske ostanke:

R CH - CH 2 - O - P = O = O

Kazein serin fosforna kislina

Hidrofilne lastnosti so odvisne od strukture, naboja molekul, pH medija, koncentracije soli v njem in drugih dejavnikov.

Kazein s svojimi polarnimi skupinami in peptidnimi skupinami glavnih verig veže znatno količino H 2 O - ne več kot 2 dela na 1 del beljakovin, kar je praktično pomembno in zagotavlja stabilnost beljakovinskih delcev v surovih, pasteriziranih in sterilizirano mleko; zagotavlja strukturne in mehanske lastnosti (trdnost, sposobnost ločevanja sirotke) kisle in kislo-siriščne skute, ki nastane pri proizvodnji fermentiranih mlečnih izdelkov in sira, saj se pri visokotemperaturni toplotni obdelavi mleka -laktoglobulin denaturira v interakciji s kazeinom in povečane so hidrofilne lastnosti kazeina: zagotavlja sposobnost zadrževanja vlage in vezave vode sirne mase med zorenjem sira, to je konsistence končnega izdelka.

Kazein-amfoterin. V mleku ima izrazite kisle lastnosti.

COOH SOO -

Njegove proste karboksilne skupine dikarboksilnih kislin in hidroksilne skupine fosforne kisline medsebojno delujejo z ioni soli alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin (Na +, K +, Ca +2, Mg +2), da tvorijo kazeinate. Alkalna topila v H 2 O, zemeljskoalkalijska topila so netopna. Pri proizvodnji sta velikega pomena kalcijev in natrijev kazeinat predelani siri, pri katerem se del kalcijevega kazeinata pretvori v plastiko, ki emulgira natrijev kazeinat, ki se vse pogosteje uporablja kot dodatek v proizvodnji hrane.

Proste amino skupine kazeina medsebojno delujejo z aldehidom (formaldehidom)

R - NH 2 + 2CH 2 O R - N

Ta reakcija se uporablja za določanje beljakovin v mleku s formalno metodo titracije.

Interakcija prostih amino skupin kazeina (predvsem amino skupin lizina) z aldehidnimi skupinami laktoze in glukoze pojasnjuje prvo stopnjo reakcije tvorbe melanoida.

R - NH 2 + C - R R - N = CH - R + H 2 O

aldozilamin

Za prakso mlečne industrije je posebej zanimiva predvsem sposobnost koagulacije (usedline) kazeina. Koagulacijo lahko dosežemo s kislinami, encimi (sirilo), hidrokoloidi (pektin).

Glede na vrsto padavin ločijo kisli in siriščni kazein. Prvi vsebuje malo kalcija, saj ga ioni H2 izlužijo iz kazeinskega kompleksa; siriščni kazein je mešanica nasprotja kalcijevega kazeinata in se za razliko od kislega kazeina ne topi v šibkih alkalijah. Poznamo dve vrsti kazeina, pridobljenega z obarjanjem s kislinami: skuto iz fermentiranega mleka in surovi kazein. Pri izdelavi fermentirane mlečne skute se kislina v mleku tvori biokemično – z mikrobnimi kulturami, pred izločanjem kazeina pa sledi faza želiranja. Surovi kazein dobimo z dodajanjem mlečne kisline ali mineralnih kislin, katerih izbira je odvisna od namena kazeina, saj je pod njihovim vplivom struktura oborjenega kazeina različna: mlečnokislinski kazein je ohlapen in zrnat, žveplokislinski kazein je zrnat. in rahlo masten; klorovodikova kislina - viskozna in gumijasta. Med obarjanjem se tvorijo kalcijeve soli uporabljenih kislin. Kalcijevega sulfata, ki je težko topen v vodi, ni mogoče popolnoma odstraniti s pranjem kazeina. Kazeinski kompleks je precej toplotno stabilen. Sveže normalno mleko s pH 6,6 koagulira pri temperaturi 150 o C v nekaj sekundah, pri temperaturi 130 o C v več kot 20 minutah, pri 100 o C v nekaj urah, tako da je mleko mogoče sterilizirati.

Koagulacija kazeina je povezana z njegovo denaturacijo (strjevanjem), pojavlja se v obliki kazeinskih kosmičev ali v obliki gela. V tem primeru se flokulacija imenuje koagulacija, geliranje pa koagulacija. Pred vidnimi makroskopskimi spremembami se pojavijo submikroskopske spremembe na površini posameznih micel kazeina, ki se pojavijo pod naslednjimi pogoji

• -- ko je mleko kondenzirano -- kazeinske micele tvorijo delce, ki so med seboj šibko povezani. Tega pri sladkanem kondenziranem mleku ni opaziti;
• - med stradanjem - micele razpadejo na submicele, njihova sferična oblika se deformira;
• -- pri segrevanju v avtoklavu na 130 o C -- se pretrgajo glavne valenčne vezi in poveča vsebnost neproteinskega dušika;
• -- med sušenjem z razprševanjem -- oblika micel se ohrani. s kontaktno metodo se njihova oblika spremeni, kar vpliva na slabo topnost mleka;
• - pri liofilizaciji - spremembe so nepomembne.

V vseh tekočih mlečnih izdelkih je vidna denaturacija kazeina zelo nezaželena.

V mlečni industriji dobimo pojav koagulacije kazeina skupaj s sirotkinimi beljakovinami kot soprecipitate, uporabljamo CaCl 2, NH 2 in kalcijev hidroksid.

Vsi procesi denaturacije kazeina, razen izsoljevanja, se štejejo za ireverzibilne, vendar je to res le, če reverzibilnost procesov razumemo kot obnovo izvorne terciarne in sekundarne strukture mlečnih beljakovin. Praktičnega pomena je reverzibilno obnašanje proteinov, ko se lahko vrnejo iz oborjene oblike v koloidno dispergirano stanje. Koagulacija sirila je v vsakem primeru ireverzibilna denaturacija, saj poruši glavne valenčne vezi. Kazeini sirila se ne morejo vrniti v prvotno koloidno obliko. Nasprotno pa lahko reverzibilnost spodbuja geliranje hlapov -- liofiliziranega H-kazeina, ko dodamo koncentrirano raztopino namizna sol. Obrnimo tudi proces nastajanja mehkega gela s tiksotropnimi lastnostmi v UHT mleku pri sobna temperatura. V začetni fazi nežno stresanje vodi do peptizacije gela. Obarjanje kazeinske kisline je reverzibilen proces. Zaradi dodajanja ustrezne količine alkalije kazein v obliki kazeinata spet preide v koloidno raztopino. Flokulacija kazeina je velikega pomena tudi z vidika prehranske fiziologije. Mehka skuta nastane z dodajanjem rahlo kislih sestavin, npr. citronska kislina, ali odstranitev dela kalcijevih ionov z ionsko izmenjavo, pa tudi med predobdelavo mleka s proteoleptičnimi encimi, saj tak strdek tvori tanek mehak strdek v želodcu.

Ko govorimo o športni prehrani, je nemogoče ne govoriti o tej vrsti beljakovin, kazeinu. Kazeinske beljakovine, tako v svetu amaterskega fitnesa kot v svetu profesionalnega bodybuildinga, je široko uporabljan dodatek, ki se po priljubljenosti in biološki vrednosti uvršča takoj za sirotkinimi beljakovinami. Toda njihova najpomembnejša razlika je stopnja prebavljivosti in neposredni namen vnosa. Vse o beljakovinah lahko izveste iz mojih prejšnjih člankov: in. Danes se želim podrobneje posvetiti kazein in odgovorite na naslednja vprašanja: ali lahko dekleta jemljejo kazein? Kateri kazein je boljši? Kako izbrati pravi protein kazein? Kaj je bolje kazein za hujšanje ali nemastna skuta? Odgovori na vsa ta in številna druga vprašanja, ki vas zanimajo, so v tem članku.

Kazeinske beljakovine

Preden začnete obravnavati kazein neposredno kot športno prehrano, morate na splošno razumeti, kakšna "zver" je.

Kazein je kompleksna beljakovina, ki je osnova mleka in je v njem v obliki kalcijevih soli (kalcijev kazeinat). Zato kazein beljakovine veljajo za najboljši vir kalcija med vsemi obstoječimi beljakovinskimi napitki.

Ime kazein izvira iz latinske besede "caseus", kar pomeni "sir". Prav zaradi mlečne beljakovine kazeina iz mleka pridobivajo sir in skuto.

Stopnja absorpcije kazeina

Vsi ste že slišali za hitre in počasne ogljikove hidrate, ki se razlikujejo po hitrosti absorpcije v telesu. Beljakovine imajo tudi svojo delitev: obstajajo hitre beljakovine (prebavljivost od nekaj minut do nekaj ur) in počasne beljakovine (prebavljivost 5-12 ur). Kazein je torej počasi prebavljiva beljakovina, ki jo telo prebavlja precej dolgo. Je to dobro ali slabo? Na to vprašanje ni mogoče odgovoriti nedvoumno, tako kot v primeru ogljikovih hidratov (naše telo potrebuje tako enostavne kot zapletene ogljikove hidrate), morate zaužiti eno ali drugo vrsto beljakovin v pravih količinah in ob pravem času.

Kdaj jemati kazein?

Sirotkine beljakovine, ki so hitro prebavljive beljakovine, je najbolje zaužiti 1) takoj po prebujanju, da telo z jutranjim obrokom nasitimo s potrebnimi količinami beljakovin; 2) v 20-30 minutah po treningu, da povzroči anabolične procese v mišičnem tkivu vadečega.

Sirotkine beljakovine lahko zaužijete tudi čez dan, če je to nujno potrebno, največjo korist pa boste imeli zjutraj in po vadbi.

Kazein ima popolnoma drugačne lastnosti. Glede na to, da je hitrost njegove prebave v telesu 5-8 ur, je najboljši čas za uživanje:

a) zvečer/pred spanjem;

b) podnevi, ko ni mogoče zaužiti običajnega obroka (nadomestek obroka).

V prvem primeru bo pitje porcije kazeina vso noč napajalo vaše mišice, kar jih bo zaščitilo pred katabolizmom. V drugem primeru se lahko izognete dolgotrajnemu postu.

Najverjetneje že veste, da je za dosego tega priporočljivo, da se tega držite vsake 2,5-3 ure ves dan. To je potrebno predvsem zato, da podprete in daste telesu "zeleno luč" za kurjenje maščob. V nasprotnem primeru z 2-3 obroki na dan telo vklopi zasilno skladiščenje maščobe in o kakem visokem metabolizmu, še manj o izgubi teže, ne more biti govora. Zato vam bo uživanje kazeina tekom dneva, ko obstaja možnost, da zamudite načrtovani obrok, prišlo prav. Kazeinske beljakovine vas bo zaščitil pred lakoto, pa tudi katabolnimi procesi v mišicah.

A ni vse tako preprosto, kot se morda zdi na prvi pogled, jemanje kazeina ima svoje nianse. Od tega, kakšne cilje si boste zastavili (pridobivanje mišične mase ali hujšanje), bo odvisen tudi čas jemanja kazeina. Oglejmo si vsako možnost posebej.

Kazein za pridobivanje mišične mase

Če je vaš cilj izgradnja mišične mase, potem lahko čas jemanja kazeinskih beljakovin pade čez dan, ko se to zgodi. verjetnost, da ne boste jedli pravočasno(interval med obroki je več kot 3 ure) in zvečer. Zakaj je priporočljivo popiti večerni odmerek kazeina? tik pred spanjem. Tako v prvem kot v drugem primeru kazein deluje kot zaščita mišičnega tkiva pred katabolizmom.

Porcija kazeina je 30-40 gramov.

Kazein za hujšanje

Če je vaš cilj izguba teže, jemljite dnevni kazeinski koktajl kot nadomestek obroka oz zdrav prigrizek , prav tako večerni obrok, a ne tik pred spanjem, kot pri pridobivanju mišične mase, ampak 1,5-2 ure pred spanjem. Dejstvo je, da ima, tako kot vsak izdelek, tudi kazeinska beljakovina svojo vsebnost kalorij in hranilna vrednost(porcija kazeina je v povprečju 100-120 kcal), zato bo uživanje tudi najkakovostnejšega proteinskega kazeina pred spanjem zagotovo negativno vplivalo na proces izgorevanja maščob. Ko pride v telo, beljakovina kazein še vedno povzroča izločanje inzulina v majhnih odmerkih, kar preprečuje nočno sproščanje rastnega hormona, ki je naš nočni hormon za izgorevanje maščob. Prav zaradi tega kazeina ponoči ni priporočljivo piti pri hujšanju, je pa možno pri pridobivanju mišične mase.

Porcija kazeina je 20-25 g.

In ker smo se že dotaknili vprašanja insulinskega faktorja, poglejmo, kakšna je situacija s kazeinom in njegovim AI? Znano je, da ima skuta visok inzulinski indeks (več o tem v članku) in je sestavljena iz 80% kazeina, ali to ne pomeni, da kazeinske beljakovine ima tudi visok insulinski indeks? Ugotovimo.

Vrste kazeina

Kazein je na voljo v dveh vrstah: kalcijev ali natrijev kazeinat in micelarni kazein. Med seboj se razlikujejo po načinu pridobivanja.

• Kalcijev/natrijev kazeinat se proizvaja z ostro obdelavo mleka z različnimi kislinami pri visokih temperaturah.
• In micelarni kazein se pridobiva z mikro-ultra-filtracijo mleka. Pri tej predelavi mleko ni izpostavljeno močni toploti in kislinam, zato micelarni kazein ohrani naravno strukturo beljakovin, za razliko od kalcijevega kazeinata, kjer je beljakovina delno denaturirana.

Micelarni kazein velja za veliko bolj kakovostnega, zato stane nekoliko več kot navadni kazein.

Prednosti micelarnega kazeina:

— proces absorpcije beljakovin se podaljša na 12 ur (za nočne obroke popolna možnost, če je vaš cilj povečanje mase);

- Ima najboljši okus in topnost v vodi;

— bolj prijetna konsistenca (ni lepljiva);

- predmet obsežnejšega čiščenja maščob in ogljikovih hidratov (mlečni sladkor);

- manj povzroča prebavne motnje;

— za razliko od sirotkinih beljakovin in kazeinatov sploh ne vsebuje laktoze.

Zaradi teh prednosti je micelarni kazein bolj priljubljen med profesionalnimi športniki, začetnikom, ki šele razmišljajo o nakupu kazeina kot dodatne športne prehrane, priporočam nakup SAMO micelarnega kazeina.

 Informacije za tiste, ki hujšajo

Kalcijev/natrijev kazeinat lahko vsebuje mlečni sladkor, ker proces čiščenja in proizvodnje ni tako obsežen kot micelarni kazein.

In končno smo prišli do najbolj zanimivega vprašanja: ali ima kazein visok inzulinski odziv?

Indeks kazeina in insulina

Za razliko od manj mastne skute in sirotkinih beljakovin, v katerih je količina laktoze precej visoka (več kot 3 g), micelarni kazein v celoti očiščen laktoze. To nakazuje, da bo insulinski indeks kazeina precej nižji kot pri skuti. Vendar to velja samo za micelarni kazein, ki je bil podvržen natančnejšemu čiščenju in filtraciji ogljikovih hidratov, za razliko od svojega poceni brata kalcijevega kazeinata.

Izkazalo se je, da ima kazein še vedno prednost pred skuto prav zaradi nizke vsebnosti laktoze. Torej, če imate intoleranco za laktozo ali je vaš cilj shujšati, zvečer pa nenadoma želite jesti skuto, potem je bolje, da popijete porcijo micelarnega kazeina, razredčenega V VODI. Besedno zvezo "na vodi" poudarjam z razlogom, kajti če kazeinski koktajl razredčite z mlekom, se bo ves pomen "operacije" takoj izgubil, saj mleko vsebuje veliko laktoze in vse skupaj bo takoj končajo v vašem kazeinu. Če se torej zvečer odločite potešiti lakoto s porcijo kazeina, ga razredčite samo z vodo. Hkrati se spomnite:

! Če izgubljate težo, pijte kazein 1,5-2 ure pred spanjem, če pa ne sledite temu cilju, potem lahko popijete koktajl tik pred spanjem.

Nekateri ljudje po zaužitju kazeina občutijo nelagodje v želodcu, napihnjenost, pline, vetrove in druge simptome intolerance na laktozo. Zakaj se to zgodi, saj v njem ni laktoze?

• Prvi razlog je lahko dejansko posledica mlečni sladkor . Preden si privoščite ves kazein, bodite pozorni, kakšen kazein pijete: micelarni ali kalcijev/natrijev kazeinat. Če je druga možnost, to pomeni, da morda res vsebuje laktozo, ki ni bila odstranjena iz mlečne skute med proizvodnim procesom.
• Drugi razlog za nelagodje v trebuhu je lahko visoka vsebnost natrija v samem kazeinu. Visoka koncentracija natrija lahko povzroči napihnjenost in vetrove, in ne laktoza.
• In končno, tretji razlog je prehranske vlaknine in encimi . Zelo pogosto se kazeinu dodajo encimi, kot so amilaza, lipaza, proteaza, celulaza, pa tudi kompleks živilskih encimov za boljšo absorpcijo in prebavo kazeinske skute. To se naredi z absolutno dobrimi nameni in motivi, vendar to ne vpliva vedno na korist potrošnikov takšnih izdelkov. Prekomerna obogatitev katerega koli izdelka (to ne velja samo za kazein) z dodatnimi encimi lahko povzroči obratno reakcijo v telesu: namesto da bi proces prebave hrane potekal hitreje in lažje, dodatni encimi motijo ​​​​delovanje svojih sorodnikov, kar čas lahko povzroči težave s prebavo in absorpcijo uporabne snovi v kri. Vse to povzroča napenjanje in nastajanje plinov po jemanju kazeina. Zato vam svetujem, da če imate takšne težave, natančno preučite sestavo kazeinskega proteina in po potrebi zamenjajte proizvajalca.

In če v sestavi svojega kazeina vidite tak živilski encim, kot je laktaza, to pomeni, da ta kazein vsebuje 100 % laktoze (slika 1). In ker je laktoza, pomeni, da je tista, ki pri vas povzroča vse zgoraj navedene simptome. Zato pozivam vse, naj to postanejo pravilo PREUČITE SESTAVO KAKRŠNEGA KOLI IZDELKA, ki jih kupite, od običajnih semen do športne prehrane.

riž. 1 Kazein, ki vsebuje laktazo

Kako izbrati dober kazein?

Najprej se morate odločiti, katere cilje želite doseči z uživanjem kazeina?

a) nadomestiti nočne obroke pri hujšanju;

b) za nočne obroke pri izgradnji mišične mase;

c) kot prigrizek čez dan;

d) nadomestiti mlečne izdelke zaradi intolerance na laktozo.

Ko boste vedeli odgovor, boste lažje izbrali popolne beljakovine zase.

• za dosego katerega od zgornjih ciljev priporočam izbiro micelarni kazein. Morda bo stalo malo več kot kalcijev/natrijev kazeinat, vendar boste dobili resnično visokokakovosten izdelek;
• pazite, da MORA biti na prvem mestu v sestavi micelarni kazein, ne kalcijev/natrijev kazeinat ali kazeinski proteinski koncentrat, ampak micelarni kazein!
• Prepričajte se, da so v sestavi uporabljene samo arome in barvila.
• bodite pozorni na količino ogljikovih hidratov in maščob: če je vaš cilj shujšati, potem poiščite kazein z vsebnostjo ogljikovih hidratov manj kot 4 g in vsebnostjo maščobe manj kot 1,5 g. Če je vaš cilj izgradnja mišične mase, potem za vas je primeren kazein z visoko vsebnostjo ogljikovih hidratov (do 8 g) in zmerno vsebnostjo maščob (1,5-3 g).

Spodaj bom naštel nekaj kakovostnih proizvajalcev micelarnega kazeina in njihove izdelke (slike so klikljive).

Prostar 100% kazein znamke Ultimate Nutrition (primeren za hujšanje)
Casein Pro iz Universal Nutrition (primeren za hujšanje)
Micelar Casein proizvajalca MYPROTEIN (manj primeren za hujšanje, bolj primeren za izgradnjo mišične mase)
Gold Standard Casein iz Optimum Nutrition (primeren za izgradnjo mišične mase)
100% Casein Complex iz Scitec Nutrition (primeren za hujšanje)

S tem zaključujem svoj članek o kazeinu. Upam, da zdaj ne boste imeli težav pri izbiri kakovostnega kazeina; vedeli boste, kako in kdaj je najbolje vzeti kazein za hujšanje; Koliko časa pred spanjem je najbolje piti? kazein za povečanje mase; Kateri vrsti kazeina je bolje dati prednost in zakaj. In kar je najpomembneje, zdaj vas ne bo strah piti kazein za hujšanje, ker je moj prijatelj Vasya ali moja prijateljica Masha rekla, da vsebuje veliko laktoze in mi je na splošno slabo. Tako kot v prehranjevalni kulturi in režimu treninga obstajajo nianse, ki nekaterim pomagajo pri doseganju ciljev, medtem ko jih drugi, nasprotno, ovirajo zaradi nepoznavanja slednjega, enako velja za kazein. Če poznate vse podrobnosti jemanja tega koktajla in lahko analizirate sestavo izdelka, ki ga kupujete, potem vam lahko kazein bistveno pomaga pri doseganju cilja. To ti iskreno želim!

Vedno tvoja Janelia Skripnik!

Uvod

Ko pravijo, da je "življenje oblika obstoja beljakovinskih teles" (F. Engels), ne mislijo samo na najpomembnejše sestavine Človeško telo sestavljajo beljakovine (mišice, srce, možgani in celo kosti vsebujejo precejšnjo količino beljakovin), temveč tudi sodelovanje beljakovinskih molekul v vseh najpomembnejših procesih človekovega življenja. Pomen beljakovin ni določen le zaradi raznolikosti njihovih funkcij, temveč tudi zaradi njihove nenadomestljivosti z drugimi. hranila. Če so maščobe in ogljikovi hidrati tako ali drugače zamenljivi, potem je beljakovin nemogoče z ničemer nadomestiti. Zato se beljakovine štejejo za najdragocenejše sestavine hrane. Mlečne beljakovine so bolj dragocene od mesnih in ribjih beljakovin in se hitreje prebavijo. V svojem delu želim upoštevati lastnosti enega od proteinov - kazeina.

Osnovne fizikalno-kemijske lastnosti kazeina

KAZEIN (iz latinščine caseus - sir), glavna beljakovinska frakcija kravjega mleka; se nanaša na skladiščne beljakovine. IN kravje mleko Vsebnost kazeina je 2,8-3,5% teže (od vseh mlečnih beljakovin - približno 80%), v ženskem mleku je dvakrat manj, tudi g-kazein (2,5% celotne količine).

Elementna sestava kazeina (v%) je naslednja: ogljik - 53,1, vodik - 7,1, kisik - 22,8, dušik - 15,4, žveplo - 0,8, fosfor - 0,8. Vsebuje več frakcij, ki se razlikujejo po aminokislinski sestavi.

Kazein je fosfoprotein, zato kazeinske frakcije vsebujejo ostanke fosforne kisline (organski fosfor), vezane na aminokislino serin z monoestrsko vezjo (O-P).

V mleku se kazein nahaja v obliki specifičnih delcev ali micel, ki so kompleksni kompleksi frakcij kazeina s koloidnim kalcijevim fosfatom.

Kazein - kompleks 4 frakcij: ? s1, ? s2 , ?, ?. Frakcije imajo različno aminokislinsko sestavo in se med seboj razlikujejo po zamenjavi enega ali dveh aminokislinskih ostankov v polipeptidni verigi. ? s - in? - Kazeini so najbolj občutljivi na kalcijeve ione in v njihovi prisotnosti agregirajo in precipitirajo. ? - Kazein se ne obori s kalcijevimi ioni in v micelah kazeina, ki se nahajajo na površini, igra zaščitno vlogo v odnosu do občutljivih. ? s - in? - kazein. Vendar? - kazein je občutljiv na sirišče in pod njegovim vplivom razpade na 2 dela: hidrofobni para-β-kazein in hidrofilni makroprotein.

Polarne skupine, ki se nahajajo na površini in v notranjosti kazeinskih micel (NH 2, COOH, OH itd.), Vežejo znatno količino vode - približno 3,7 g na 1 g beljakovin. Sposobnost kazeina, da veže vodo, je značilna za njegove hidrofilne lastnosti. Hidrofilne lastnosti kazeina so odvisne od strukture, naboja proteinske molekule, pH okolja, koncentracije soli in drugih dejavnikov. So velikega praktičnega pomena. Stabilnost kazeinskih micel v mleku je odvisna od hidrofilnih lastnosti kazeina. Hidrofilne lastnosti kazeina vplivajo na sposobnost kisle in kisle siriščne skute, da zadržuje in oddaja vlago. Pri izbiri režima pasterizacije med proizvodnjo fermentiranih mlečnih izdelkov in mleka v pločevinkah je treba upoštevati spremembe v hidrofilnih lastnostih kazeina. Sposobnost vezave in zadrževanja vode sirne mase med zorenjem sira in konsistenca končnega izdelka sta odvisna od hidrofilnih lastnosti kazeina in njegovih razgradnih produktov.

Kazein v mleku je vsebovan v obliki kompleksnega kompleksa kalcijevega kazeinata s koloidnim kalcijevim fosfatom, tako imenovanega kazeinatnega kalcijevega fosfatnega kompleksa (CCPC). CCFC vsebuje tudi majhne količine citronske kisline, magnezija, kalija in natrija.

Primarna struktura vseh kazeinov in njihovih fizikalne in kemijske lastnosti. Ti proteini imajo molekulsko maso približno 20 tisoč, izoelektrično točko (pI) pribl. 4.7. Vsebujejo povečane količine prolina (polipeptidna veriga ima b-strukturo) in so odporni na denaturante. Ostanki fosforne kisline (običajno v obliki soli Ca) tvorijo estrsko vez predvsem s hidroksi skupino serinskih ostankov. Posušen kazein je bel prah, brez okusa in vonja, praktično netopen v vodi in organskih topilih, topen v vodnih raztopinah soli in razredčenih alkalij, iz katerih se pri nakisanju izloča. Kazein ima sposobnost strjevanja. Ta proces je encimske narave. Pri novorojenčkih želodčni sok vsebuje posebno proteinazo - renin ali kimozin, ki odcepi glikopeptid iz (-kazeina) in tvori tako imenovano paro - kazein, ki ima sposobnost polimerizacije.Ta proces je prva stopnja strjevanje vsega kazeina.Pri odraslih živalih in ljudeh pride do tvorbe pare - kazeina kot posledica delovanja pepsina.Kazein je po svoji sposobnosti strjevanja podoben fibrinogenu v krvni plazmi, ki se pod delovanjem trombina pretvori v fibrin, ki se zlahka polimerizira. Menijo, da je fibrinogen evolucijski predhodnik kazeina. Sposobnost strjevanja je velikega pomena za učinkovito asimilacijo mleka pri novorojenčkih, saj zagotavlja njegovo zadrževanje v želodcu. Kazein je lahko dostopen prebavi proteinaze že v naravnem stanju, medtem ko vse globularne beljakovine pridobijo to lastnost med denaturacijo.Z delno proteolizo kazeina, ki se pojavi med asimilacijo mleka pri novorojenčkih, se tvorijo fiziološko aktivni peptidi, ki uravnavajo tako pomembne funkcije, kot so prebava, oskrba s krvjo možgani, centralna aktivnost živčni sistem itd. Za izolacijo kazeina se posneto mleko nakisa na pH 4,7, kar povzroči obarjanje kazeina. Kazein vsebuje vse aminokisline, potrebne za telo (vključno z bistvenimi), in je glavna sestavni del skuta in sir; služi kot oblikovalec filma pri proizvodnji lepil in lepilnih barv ter kot surovina za plastiko in vlakna.

Kazein ima, tako kot vse beljakovine, amfoterične lastnosti – lahko kaže tako kisle kot alkalne lastnosti.

Ko raztopina reagira alkalno, postane kazein negativno nabit, zaradi česar lahko reagira s kislinami:

Nasprotno, v kisli raztopini kazein pridobi sposobnost reakcije z alkalijami, tj. kationov in postane pozitivno nabit.

V mleku ima kazein izrazite kisle lastnosti. Njegove proste karboksilne skupine dikarboksilnih aminokislin in hidroksilne skupine fosforne kisline zlahka komunicirajo z ioni soli alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin (Na + -, K +, Ca 2+, Mg 2+) in tvorijo kazeinate.

Proste amino skupine kazeina lahko medsebojno delujejo z aldehidi, kot je formaldehid:

Ta reakcija je osnova za določanje vsebnosti beljakovin v mleku s formolno titracijsko metodo.

Električni naboj beljakovin določajo ionizirane skupine: -COO -, NH 3 + itd. V vodnem okolju se karboksilne in fosfatne skupine disociirajo (oddajo proton) in postanejo anioni:

R–COOH R–COO - + H +

R–O–P = O R–O–P = O + 2H +

Amino skupine in gvanidinske skupine dodajo protone in postanejo kationi:

R–NH 2 + H + R–NH 3 +

R–NH–C–NH 2 + H + R–NH–C–NH 2

Velikost električnih nabojev na površini proteinov določa: 1 – sposobnost hidracije; 2 – sposobnost gibanja v električnem polju; 3 – kisla ali bazična narava beljakovin; 4 – topnost.

1. Za beljakovine je značilna zelo visoka stopnja hidracije, tj. vezava vode: 1 g kazeina veže 2-3,7 g ali več vode. Na površini električno nabitega koloidnega delca se zaradi polarnosti vodnih molekul tvori monomolekularna plast vezane vode. Drugi vodni delci itd. se adsorbirajo na tej plasti. Z zgoščevanjem se nove molekule vode vedno manj zadržujejo v beljakovini in se zlahka ločijo od nje, ko se temperatura dvigne, dodajajo se elektroliti itd. Hidracijska lupina preprečuje združevanje beljakovinskih molekul v naravnem stanju in njihovo koagulacijo.

2. Velikost naboja določa mobilnost proteinov v električnem polju in je osnova za elektroforetično ločevanje in identifikacijo proteinov. Količina beljakovinskega naboja je odvisna od pH. Z znižanjem pH se disociacija COOH skupin upočasni in nato popolnoma ustavi. V alkalnem okolju, nasprotno, popolnoma disociirajo.

3. Pri pH svežega mleka 6,6-6,8 kazein nosi pozitivne in negativne naboje, pri čemer prevladujejo negativni. To pomeni, da je skupni naboj na površini kazeina negativen.

4. Če se pH postopoma znižuje, se ioni H + vežejo z nabitimi COO - skupinami in tvorijo nenabite karboksilne skupine, tj. količina negativnega naboja se zmanjša. Pri določeni vrednosti pH (4,6-4,7) bo število pozitivnih nabojev na površini kazeinskih delcev enako številu negativnih. Na tej točki, ki se imenuje izoelektrični (pI), proteini izgubijo elektroforetično mobilnost, zmanjša se stopnja hidracije in posledično stabilnost, t.j. kazein koagulira. Sirotkine beljakovine ostanejo v raztopini.

Na topnost beljakovin vpliva tudi koncentracija soli v mešanici:

Pri nizkih koncentracijah elektrolitov se poveča topnost;

Zelo visoke koncentracije soli odvzamejo proteinom njihovo hidratacijsko ovojnico in se oborijo (izsoljenje) (reverzibilen proces).

Alkohol in aceton delujeta tudi kot sredstvo za odstranjevanje vode, in to nepovratno. Učinek se poveča, če so beljakovine v nestabilni obliki (alkotest za ugotavljanje toplotne stabilnosti mleka).

Sirotkine beljakovine so mlečne beljakovine, ki ostanejo v sirotki po izločanju kazeina surovo mleko pri pH 4,6 in temperaturi 20°C. Sestavljajo 15-22% vseh mlečnih beljakovin. Tako kot kazein niso homogeni, ampak so sestavljeni iz več frakcij, od katerih je glavna β-laktoglobulin (ABCDD 2), α-laktalbumin (AV), serumski albumin, imunoglobulini, sestavine proteozne peptonske frakcije. Poleg tega serum vsebuje laktoferin, transferin, encime, hormone in druge manj pomembne sestavine.

Sirotkine beljakovine vsebujejo več esencialnih aminokislin kot kazein, zato so bolj popolne in jih je treba uporabiti v prehrambene namene.

Nekatere lastnosti sirotkinih beljakovin se razkrijejo med različnimi tehnološki procesi in vplivajo na kakovost izdelkov.

Najpomembnejše tehnološke lastnosti sirotkinih beljakovin mleka je njihova visoka sposobnost zadrževanja vode in termolabilnost, tj. njihova denaturacija s segrevanjem (95 °C 20 min). Polipeptidne verige sirotkinih beljakovin imajo α-vijačno konfiguracijo in visoko vsebnost aminokislin, ki vsebujejo S. Pri segrevanju se pretrgajo vodikove vezi in stranske valenčne vezi α-vijačnice; polipeptidne verige se odvijajo. Med molekulami sirotkinih beljakovin nastajajo nove vodikove vezi in disulfidni mostovi, kar vodi do termične koagulacije, medtem ko se sirotkine beljakovine pretvorijo v zelo majhne kosmiče, ki se v pasterizatorju skupaj s Ca 3 (PO 4 ) 2 oborijo v obliki mlečnega kamna ali se usedejo na delce kazeina in blokirajo njihovo aktivno površino. Toplotna obdelava vodi tudi do reakcije med α-laktalbuminom in β-laktoglobulinom.

β-laktoglobulin – glavna beljakovina sirotke, vsebuje proste SH skupine, predstavlja 7-12% celotne količine mlečnih beljakovin.

β-laktoglobulin, denaturiran med pasterizacijo, tvori komplekse z æ-kazeinom in se z njim obori med kislinsko in siriščno koagulacijo kazeina. Tvorba kompleksa β-laktoglobulin - æ-kazein bistveno zmanjša napad æ-kazeina s sirilom in zmanjša toplotno stabilnost kazeinskih micel.

α-laktalbumin predstavlja 2-5% celotne količine mlečnih beljakovin, fino razpršenih; ne koagulira v izoelektrični točki (pH 4,2-4,5), ker visoko hidrirano; ni koaguliran s sirilom; toplotno stabilen zaradi velikega števila S-S vezi; ima pomembno vlogo pri sintezi laktoze.

Serumski albumin (0,7-1,5%) vstopi v mleko iz krvi. Te frakcije je veliko v mleku za mastitis.

Imunoglobulini (Ig) opravljajo funkcijo protiteles (aglutinin), zato jih je v navadnem mleku malo (1,9-3,3 % skupne količine beljakovin), v kolostrumu pa predstavljajo glavnino (do 90 %) sirotke. beljakovine. Zelo občutljiv na vročino.

Proteozo-peptoni – najbolj termostabilen del sirotkinih beljakovin. Sestavljajo 2-6% vseh mlečnih beljakovin. Ne obarjajte pri 95-100 °C 20 minut in nakisajte na pH 4,6; oborimo z 12% trikloroocetno kislino.

Manjše beljakovine :

– laktoferin (rdeča beljakovina, ki veže železo), glikoprotein, vsebovan v količini 0,01-0,02%, ima bakteriostatični učinek na E. coli;

– transferin je podoben laktoferinu, vendar z drugačnim zaporedjem aminokislin.

stran 1

KAZEIN (iz latinščine caseus - sir), glavna beljakovinska frakcija kravjega mleka; se nanaša na skladiščne beljakovine. V kravjem mleku je vsebnost kazeina 2,8-3,5% teže (od vseh mlečnih beljakovin - približno 80%), v ženskem mleku je dvakrat manj, pa tudi g-kazein (2,5% celotne količine).

Elementna sestava kazeina (v%) je naslednja: ogljik - 53,1, vodik - 7,1, kisik - 22,8, dušik - 15,4, žveplo - 0,8, fosfor - 0,8. Vsebuje več frakcij, ki se razlikujejo po aminokislinski sestavi.

Kazein je fosfoprotein, zato kazeinske frakcije vsebujejo ostanke fosforne kisline (organski fosfor), vezane na aminokislino serin z monoestrsko vezjo (O-P).

V mleku se kazein nahaja v obliki specifičnih delcev ali micel, ki so kompleksni kompleksi frakcij kazeina s koloidnim kalcijevim fosfatom.

Kazein je kompleks 4 frakcij: αs1, αs2, β, χ. Frakcije imajo različno aminokislinsko sestavo in se med seboj razlikujejo po zamenjavi enega ali dveh aminokislinskih ostankov v polipeptidni verigi. αs - in β - kazeini so najbolj občutljivi na kalcijeve ione in v njihovi prisotnosti agregirajo in precipitirajo. χ - Kazein se ne obori s kalcijevimi ioni in v kazeinskih micelah, ki se nahajajo na površini, igra zaščitno vlogo v zvezi z občutljivimi. αs - in β – kazein. Vendar je χ-kazein občutljiv na sirišče in pod njegovim vplivom razpade na dva dela: hidrofobni para-χ-kazein in hidrofilni makroprotein.

Polarne skupine, ki se nahajajo na površini in v notranjosti kazeinskih micel (NH2, COOH, OH itd.), Vežejo znatno količino vode - približno 3,7 g na 1 g beljakovin. Sposobnost kazeina, da veže vodo, je značilna za njegove hidrofilne lastnosti. Hidrofilne lastnosti kazeina so odvisne od strukture, naboja proteinske molekule, pH okolja, koncentracije soli in drugih dejavnikov. So velikega praktičnega pomena. Stabilnost kazeinskih micel v mleku je odvisna od hidrofilnih lastnosti kazeina. Hidrofilne lastnosti kazeina vplivajo na sposobnost kisle in kisle siriščne skute, da zadržuje in oddaja vlago. Pri izbiri režima pasterizacije med proizvodnjo fermentiranih mlečnih izdelkov in mleka v pločevinkah je treba upoštevati spremembe v hidrofilnih lastnostih kazeina. Sposobnost vezave in zadrževanja vode sirne mase med zorenjem sira in konsistenca končnega izdelka sta odvisna od hidrofilnih lastnosti kazeina in njegovih razgradnih produktov.

Kazein v mleku je vsebovan v obliki kompleksnega kompleksa kalcijevega kazeinata s koloidnim kalcijevim fosfatom, tako imenovanega kazeinatnega kalcijevega fosfatnega kompleksa (CCPC). CCFC vsebuje tudi majhne količine citronske kisline, magnezija, kalija in natrija.

Raziskane so bile primarna struktura vseh kazeinov in njihove fizikalno-kemijske lastnosti. Ti proteini imajo molekulsko maso približno 20 tisoč, izoelektrično točko (pI) pribl. 4.7. Vsebujejo povečane količine prolina (polipeptidna veriga ima b-strukturo) in so odporni na denaturante. Ostanki fosforne kisline (običajno v obliki soli Ca) tvorijo estrsko vez predvsem s hidroksi skupino serinskih ostankov. Posušen kazein je bel prah, brez okusa in vonja, praktično netopen v vodi in organskih topilih, topen v vodnih raztopinah soli in razredčenih alkalij, iz katerih se pri nakisanju izloča. Kazein ima sposobnost strjevanja. Ta proces je encimske narave. Pri novorojenčkih želodčni sok vsebuje posebno proteinazo - renin ali kimozin, ki odcepi glikopeptid iz (-kazeina) in tvori tako imenovano paro - kazein, ki ima sposobnost polimerizacije.Ta proces je prva stopnja strjevanje vsega kazeina.Pri odraslih živalih in ljudeh pride do tvorbe pare - kazeina kot posledica delovanja pepsina.Kazein je po svoji sposobnosti strjevanja podoben fibrinogenu v krvni plazmi, ki se pod delovanjem trombina pretvori v fibrin, ki se zlahka polimerizira. Menijo, da je fibrinogen evolucijski predhodnik kazeina. Sposobnost strjevanja je velikega pomena za učinkovito asimilacijo mleka pri novorojenčkih, saj zagotavlja njegovo zadrževanje v želodcu. Kazein je lahko dostopen prebavi proteinaze že v naravnem stanju, medtem ko vse globularne beljakovine pridobijo to lastnost med denaturacijo.Z delno proteolizo kazeina, ki se pojavi med asimilacijo mleka pri novorojenčkih, se tvorijo fiziološko aktivni peptidi, ki uravnavajo tako pomembne funkcije, kot so prebava, oskrba s krvjo možganov, delovanje centralnega živčnega sistema itd. Za izolacijo kazeina posneto mleko nakisamo na pH 4,7, kar povzroči obarjanje kazeina. Kazein vsebuje vse aminokisline, potrebne za telo (vključno z bistvenimi), in je glavna sestavina skute in sira; služi kot oblikovalec filma pri proizvodnji lepil in lepilnih barv ter kot surovina za plastiko in vlakna.