KAZEÍN – vyskytuje sa len v mlieku cicavcov. Jeho obsah kolíše medzi 70 – 80 % z celkového počtu bielkovín. V sušine asi 2,5 – 2,6 %. Je to bielkovina syntetizovaná v sekrečných bunkách mliečnej žľazy. Nachádza sa vo forme kazeínových miciel (koloidná fáza – 90 – 95 %) a ako rozpustný ( molekulárna fáza – 5 – 10 %). Pri dostatku Ca prevládajú micely. Ďalším faktorom je teplota. Pod 5 ⁰C (2 – 3 dni) prechádzajú micely na rozpustný kazeín. Nad 70 ⁰C pribúda rozpustný kazeín (vzniká nerozpustný Ca). Pri dlhodobom skladovaní sa uvoľňuje β-kazeín (50 %). Degraduje na γ-kazeín a ten degraduje proteózo – peptónovú frakciu. Veľkosť miciel 80 – 300 nm. Pri ovčom 80 nm. Micely sa skladajú zo submiciel, ktorých je od 300 do 500. Tieto sú pospájané iónmi Ca, Mg, PO₄, citrátovými, v malom množstve aj Na, K, Mn.

Chcete sa naučiť investovať ? Túžite spoznať umenie burzových špekulácií z Wall Street a obchodovať na burze zo ziskom ?! Zaujímate sa o svetové finančné trhy ? Ak áno, všetko potrebné k úspešnému online obchodovaniu nájdete na stránke: www.Forex-system.sk

Na povrchu submiciel je nerozpustný Ca₃(PO₄)₂ a tiež zabudovaný ϰ-kazeín. Medzi micelamy sa nachádza kapilárna voda. Vodu viažu cukry ϰ – kazeínu a bielkoviny (aminokyseliny COO^-). Všetky vlastnosti sa odvíjajú od existencie hydratačného obalu. Micely majú na povrchu hydratačný obal, ktorý je tým väčší, čím má micela väčší ná­boj. V izoelektrickom bode má vody najmenej a rozpustnosť a stabili­ta micely je najnižšia. Hydratačný obal sa zmenšuje teplom, sólami (vysoľovanie), dobre rozpustnými látkami vo vode (alkohol), blokova­ním polárnych skupín ťažkými kovmi alebo hydrokoloidmi.

Kazeín v čerstvom mlieku sa vyznačuje veľkou termostabilitou, zráža sa pri teplote 150 ⁰C za niekoľko sekúnd a varom po niekoľkých hodinách. Zráža sa syridlom, kyselinami, niektorými soľami (CaCl₂, na­sýteným roztokom síranu horečnatého alebo amónneho, sólami ťažkých ko­vov atď.).

VLASTNOSTI KAZEÍNU:

1.        Termostabilita – schopnosť kazeínu odolávať pôsobeniu vysokých teplôt bez zrážania vďaka tomu, že hydratačný obal sa odstraňuje pomaly a pomerne ťažko. Sacharidy orientované smerom von v ϰ – kazeíne. Ak sa odstráni resp. stenčí obal micela stráca stabilitu (polymerizácia → koagulácia). Teplota varu 100,16 – 100,2⁰C – 3 a viac hodín na vyzrážanie, 150 ⁰C – 2 až 3 sekundy, UHT (135 ⁰C) 2 – 3 sekundy.

2.        Kyslé zrážanie – hydratačný obal sa odstraňuje znížením pH na hodnotu izoelektrického bodu (4,6 – 4,7). Keď je kazeín elektricky neutrálny a nie je schopný viazať vodu. Je to vratný proces. Využíva sa pri výrobe kyslomliečnych výrobkov. Nie je závislí na teplote a je vratný. Využíva sa kyselina mliečna (produkt mliečnych kultúr).

3.        Sladké zrážanie - Kazeín v mlieku sa zráža proteolytickými enzýmami  najmä chymozínom (rennínom) a pepsínombakterilnymi proteinázanu. Všeobecne sa tieto enzýmy nazývajú syridlá – odštiepujú hydrofilnú časť reťazca ϰ – kazeínu. Tento proces je nevratný. Beží pri 30 – 38 ⁰C. pH sa nemení. Potrebujeme dostatok rozpustného vápnika. Keď sa do mlieka pridá syridlo, začne pôsobiť na kazeín, pričom tento proces zrážania má 2 významne rozdielne fázy:

-         Enzymatická fáza – predstavuje odštiepenie hydrofilnej časti ϰ – kazeínu medzi 105 – 106 AMK. Vzniká para-ϰ–kazeín (má lyofóbny charakter, je citlivý na vápnik) a glykomakropeptid, ktorý je úlomkom kazeínu od 106 do 169 AMK (prechádza do roztoku).

-         Koagulačná fáza – Dochádza k reakcii para-ϰ–kazeínu a iónov Ca²⁺ pričom vzniká para kazeiňan vápenatý. Ďalej sa vyznačuje zhlukovaním, agregáciou miciel, k čomu prispieva strata ich hydratačného obalu a elektrokinetického potenciálu. Nastáva zmena v priestorovej štruktúre polypeptidových reťazcov, uvoľňujú sa ich aktívne miesta, v ktorých sa na seba micely viažu, vytvárajú trojrozmernú štruktúru, sieť, až vznikne syrenina (zrazenina - gél). Parakazeínová "kostra" syreniny sa sťa­huje, pričom sa z nej samovoľne vytláča srvátka (syneréza).

                   I.            KAZEÍN - 80% z bielkovín

                       - 2,6 - 2-8% z sušiny

1.        Schopnosť tvoriť soli (kazeináty) – vznikajú reakciou kazeínu s hydroxidmi. Reagujúci kazeín sa získava kyslím zrážaním s rôznymi hydroxidmi – NaOH, KOH, NH₄OH. Vznikajú alkalické soli, ktoré sú dobre rozpustné vo vode, ale aj kazeinát vápenatý, ktorý je nerozpustný. Sú veľmi hygroskopické a viažu vodu. Využívajú sa preto v potravinárskom priemysle na výrobu pečiva, salám ako stabilizátory. Tiež v stavebníctve. Majú emulgačné vlastnosti – sú zároveň hydro aj lipofilné. Preto sa používajú pri stabilizácii tukov, výrobe mrazených smotanových krémov, na obohatenie detskej mliečnej výživy.

2.        Plasticita – je charakteristická pre sladký kazeín. Po zahriatí na 60 – 70 ⁰C sa kazeín stáva elastickým a dá sa formovať (výroba korbáčikov, pareníc, oštiepkov). Plasticita sa zvyšuje ak sa zahrieva čiastočne prekysaná syrovina, ktorú možno vyťahovať v podobe stuhy resp. nití.

3.        Schopnosť kazeínu zrážať sa s rôznymi chemickými zlúčeninami – pôsobením chemických zlúčenín sa narúša hydratačný obal.

-         Soľami – ZnSO₄, MgSO₄, NH₄SO₄,CaCl₂, MgCl₂, NaCl

-         Kyselinami – akékoľvek slabé anorganické alebo organické kyselina – využívajú sa na výrobu koprecipátov.

-         Rozpúšťadlami – etanol.

Koprecipáty čiže všetky mliečne bielkoviny, predstavujú ka­zeín a srvátkové bielkoviny vyzrážané CaCl₂ pri zahriatí odtučneného mlieka na teplotu 95 – 97 ⁰C. Pri tomto zrážaní chlorid vápenatý znižuje stabilitu kazeínového komplexu ako koloidnej sústavy, lebo prebieha výmena katiónov medzi H⁺ iónami komplexu a Ca^- iónmi chloridu vápenatého:

Takto sa kazeínový komplex obohacuje o Ca, zvyšuje sa kyslosť mlieka (pH klesá zo 6,5 na 5), komplexy sa agregujú, pri nasýtení vápnikom významne znižujú svoju termostabilitu a pri teplote 95⁰C nastáva koagulácia kazeínu. Súčasne koagulujú aj zdenaturované termolabilné srvátkové bielkoviny.

Koprecipitá ty majú veľké využitie v mnohých odvetviach potravi­nárskeho priemyslu, predstavujú biologicky vysokohodnotný koncentrát živočíšnych bielkovín.

- rozumie sa pod týmto pojmom zmes niekoľkých kazeínov. Kazeín obsahuje C, H, O, N, S a P, skladá sa z aminokyselín, kyseliny fosforečnej a glycidov, je to proteid. Ma amfoterné vlastnosti, chová sa ako kyselina alebo zásada (-NH₂ a -COOH skupiny). Jeho izoelektrický bod je pri pH 4,6 - 4,7 kedy sa vyzráža.

- zráža sa syridlami (sladké syry..eidam, niva)

- zráža sa kyselinami (kyslé syry.. tvaroh)

- je termostabilný: nedenaturuje a nekoaguluje

- syntetizuje sa v sekrečných bunkách mliečnej žľazy

- v mlieku je prítomný ako vápenatá soľ: zlúčenina kazeinátu vápenatého a fosforečnanu vápenatého. Nachádza sa tam v podobe kazeínového komplexu, čiže komplexu jednotlivých frakcií (α_s1, α_s2, β a κ-kazeínu ).

Komplexy sa spájajú iónami vápnika a fosforečnanom vápenatým na micely.

            Micely obsahujú asi 300  až 500 komplexov - submiciel, sú veľke v priemere asi 40 - 160 nm,  čiže sú v mlieku v koloidnom stave, v 1 ml mlieka je ich cca 5 - 15.10^-12.

Štruktúra miciel je veľmi komplikovaná, na povrchu je rozložená frakcia κ-kazeínu, ktorá zabezpečuje ich stabilitu. Micely majú na povrchu hydratačný obal, ktorý je tým väčší, čím má micela väčší náboj. V izoelektrickóm bode má vody najmenej a rozpustnosť a stabilita micely je nižšia.

            Hydratačný obal sa zmenšuje teplom, soľami (vysoľovanie), dobre rozpustnými látkami vo vode (alkohol), blokovaním polárnych skupín ťažkými kovmi alebo hydrokoloidmi.

            Kazeín v čerstvom mlieku sa vyznačuje veľkou termostabilitou, zráža sa pri teplote 150 °C za niekoľko sekúnd a varom po niekoľkých hodinách. Zráža sa syridlom, kyselinami, niektorými soľami (CaCl₂, nasýteným ʘ síranu horečnatého alebo amónneho, soľami ťažkých kovov atď.).

            Veľmi významná vlastnosť kazeínu v mlieku je jeho prechod zo stavu sólu do stavu gélu. Kazeín v čistej forme je biely, amorfný prášok, nerozpustný vo vode, bez chuti a vône.

Poznáme:

α_s1 - CN     5 genetických frakcií

α_s2 - CN     4 genetické frakcie

β - CN       7 genetických frakcií

κ - CN       2 genetické frakcie

α_s1 - kazeín (α_s1 - CN) má 5 genetických frakcií A, B, C, D, E.

            Primárna štruktúra α_s1 -CN obsahuje 199 aminokyselinových zvyškov a zbytky H₃PO₄.

- obsahuje najviac fosforu

- ťažko sa zráža teplom

- kozie mlieko ho buď vôbec neobsahuje, a ak áno tak len v stopových množstvách

α_s2 - kazeín (α_s2 - CN) má 207 AK zvyškov, 4 genetické varianty A, B, C, D. Zráža sa vápnikom.

β - kazeín (β - CN) má 209 AK zvyškov a zbytky H₃PO₄ , 7 genetických variant a ich molekulová hmotnosť sa pohybuje od 23944 do 24023.

κ - kazeín (κ - CN) má 169 AK zvyškov a cukrovú zložku v podobe (galaktózy, galaktozamínu, N-acetylneuraminovej kyseliny...), 2 genetické varianty.

            Je citlivý na enzým chymoín (rennín), ktorý ho v pozíii medzi 105 (Phe) a 106 (Met) zvyškom štiepi na para - κ - kazeín (zvyšok 1 až 105) a na glykomakropeptid- GMP (zvyšok 106 až 169 včítane niekoľkých cukrov ako sú glukóza, galaktozamín, oligosacharidy).

 - GMP - prechádza do srvátky

- glykofosfoproteín

λ - kazeín - vytvára sa štiepením α_s1 kazeínu

γ - kazeín - napr. γ₁, γ₂, γ₃ - vznikajú štiepením β - kazeínu, plazmínom

α_s1, α_s2, β, κ - hlavné frakcie CN, tvoria 85 - 90% CN