Kazeina - Polski Serwis Naukowy

Kazeina (sernik) – białko z mleka ssaków, które zostaje wyodrębnione w procesie trawienia poprzez działanie podpuszczki.

Kazeina podpuszczkowa ułatwia wchłanianie białka z przewodu pokarmowego, ponieważ pokarm pozostaje w nim dłużej. Podpuszczka występuje tylko u osobników młodych, dlatego niektóre źródła podają, że spożywanie mleka przez osobniki dorosłe nie dostarcza zbyt wielkiej ilości białka i wapnia, gdyż mleko nie jest w pełni przyswajane przez przewód pokarmowy.

Kazeina kwasowa techniczna wytwarzana z mleka krowiego przy zastosowaniu kwasów. Ma zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.

Kazeina należy do fosfoprotein i glikoprotein, co oznacza, że w łańcuchu białka wbudowywane są reszty cukrowe i fosforanowe.

Micele to cząstki występujące w trwałych emulsjach. Tworzą je związki chemiczne o własnościach amfifilowych. Micele są kulistymi tworami zawierającymi od kilkudziesięciu do kilkuset cząsteczek.

Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny z grupy niemetali. Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0019%. Stabilnymi izotopami azotu są 14N i 15N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości). Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotany oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).

Kazeina jest najważniejszym białkiem mleka. Stanowi ona około ¾ ogólnej ilości białek mleka. Kazeina jest białkiem najbardziej przydatnym jako materiał budulcowy do syntezy hemoglobiny i białek osocza krwi. Po spożyciu mleka kazeina tworzy w żołądku skrzep, który jest bardziej podatny na działanie enzymów trawiennych niż, np.: białka w produktach mięsnych. Jej zawartość w mleku waha się najczęściej w granicach od 2,3 do 2,6%. Kazeina jest fosfoproteiną, tzn. w składzie elementarnym oprócz węgla (53%), wodoru (7%), tlenu (22%), azotu (15,65%) i siarki (0,76%) zawiera także fosfor (0,85%), który występuje tu w postaci reszt orto- i pirofosforanowych, związanych estrowo jako monoestry lub dwuestry - w określonych miejscach cząsteczek – głównie z seryną, a także treoniną.

Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny, niemetal z bloku s układu okresowego. Jest to najprostszy możliwy pierwiastek o liczbie atomowej 1, składający się z jednego protonu i jednego elektronu.

Zol - układ koloidalny w postaci cząstek koloidalnych rozproszonych w cieczy lub gazie. W praktyce pod tym terminem kryje się większość układów koloidalnych.

Kazeina nie jest białkiem jednorodnym. Stosując metody elektroforetyczne, w jej składzie wyróżniono 20 frakcji różniących się zawartością fosforu, składem aminokwasów, masą cząsteczkową, udziałem sacharydów i właściwościami. Do głównych frakcji kazeiny należą:

kazeina α,

kazeina β,

kazeina γ,

αs- kazeina (strąca się w obecności jonów wapnia),

к-kazeina (nie strąca się w obecności jonów wapnia)

W mleku kazeina występuje głównie w postaci sferycznych, silnie porowatych skupisk, zwanych micelami. Micele kazeinowe charakteryzują się znacznymi rozmiarami (średnica od 25 do 300 nm), dlatego w fazie wodnej mleka tworzą roztwór koloidalny (zol). Zostają one uformowane z podjednostek składających się z monomerów poszczególnych frakcji kazeiny połączonych ze sobą za pomocą mostków utworzonych przez jony wapniowe, fosforanowe, a także cytrynianowe.

Zasady – jedna z podstawowych obok kwasów i soli grup związków chemicznych. Wodne roztwory silnych zasad nieorganicznych są nazywane ługami (np. ług sodowy). Istnieją trzy różne definicje tej grupy związków:

Układ pokarmowy (łac.systema digestorium) – system połączonych funkcjonalnie narządów służących zapewnieniu dostarczania organizmowi odpowiedniej ilości wody i składników odżywczych.

We wszystkich modelach przyjmuje się, że wnętrze miceli stanowią monomery αs, β i inne śladowe frakcje kazeinowe, zaś zewnętrzną powłokę – cząsteczki к-kazeiny zasocjowane z αs- lub też β-kazeiną, przy czym cząsteczki tych dwóch frakcji mają być zwrócone na zewnątrz miceli (w kierunku frakcji к) tą częścią łańcucha polipeptydowego, która zawiera w przewadze aminokwasy kwaśne. W strukturze micelarnej kazeiny szczególną rolę przypisuje się glikoproteinie - к-kazeinie. Obecność tylko jednej grupy fosforanowej w jej cząsteczce czyni ją rozpuszczalną w obecności jonów wapnia, a - sacharydowego fragmentu złożonego z galaktozy, N-acetylo-galaktozaminy i kwasu N-acetyloneuraminowego zwanego makropeptydem, decyduje o silnych właściwościach hydrofilnych. Poza tym, łącząc się z cząsteczkami innych frakcji poprzez wiązania jonowe i hydrofobowe, nie ulegają wytrąceniu. W świeżym mleku (pH ok. 6,6) micele kazeinowe mają ujemny ładunek elektryczny (przewaga zdysocjowanych grup kwasowych nad zasadowymi), co warunkuje tworzenie się warstw hydratacyjnych otaczających micele (wiązanie cząsteczek wody). Warstwy hydratacyjne o jednoimiennych ładunkach elektrycznych wzajemnie się odpychają, stabilizując roztwór koloidalny kazeiny.

Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.

Osocze krwi – zasadniczy, płynny składnik krwi, w którym są zawieszone składniki morfotyczne (komórkowe). Stanowi ok. 55% objętości krwi. Uzyskuje się je przez wirowanie próbki krwi. W uproszczeniu można przyjąć że osocze krwi pozbawione fibrynogenu i czynników krzepnięcia jest surowicą krwi.

Z kazeiny wytwarza się klej kazeinowy, tworzywo sztuczne Galalit.

Bibliografia

Berlitz H. D., Grosch W., Food chemistry, Springer- Verlag Berlin Heidelberg, Berlin 1999.

Białka w żywności i żywieniu, praca zbiorowa pod red. Gawęckiego J., Wyd. AR w Poznaniu, Poznań 2003.

Kączkowski J., Podstawy biochemii, WNT, Warszawa 2004

Obrusiewicz T., Mleczarstwo, cz. II, WSiP, Warszawa 1992