KALCIJEV KAZEINAT: STRUKTURA, LASTNOSTI, PRIDOBIVANJE IN UPORABA - KEMIJA - 2026

Kalcijev kazeinat je kompleksna organska spojina, sestavljena iz atomov ogljika (C), vodika (H), kisik (O), fosfor (P), dušik (N), žvepla (S) in kalcij (Ca). Je derivat kazeinov, skupine beljakovin, ki jih najdemo v mleku sesalcev.

Kalcijev kazeinat je zelo topen v vodi. Njene vodne raztopine so po videzu bele in mlečne. Ima sposobnost oblikovanja zelo tankih trdnih filmov. Zaradi tega se uporablja za zaščito ali ohranjanje sveže nekatere hrane, kot so jabolka, zelenjavne palice, žitne palice, arašidi, mandlji itd.

Kalcijev kazeinat se pridobiva iz mleka. Avtor: Couleur. Vir: Pixabay.

Prav tako lahko tvorijo emulzije ali kreme in se med drugim uporabljajo za nadzor kislosti živil, kot so jogurti, kremni siri, stepene kreme. Omogoča pripravo izdelkov, ki posnemajo nekatere vrste sira.

Zaradi visoke prehranske vrednosti se kalcijev kazeinat uporablja za hranjenje otrok v stanju podhranjenosti in jim povrne zdravje. Uporablja se ga lahko tudi z drugimi spojinami za kapsuliranje nekaterih zdravil in prepreči osebi, ki jih zaužije, da občuti njihov grenak okus.

Ljudje, alergični na kazein v mleku, ne smejo zaužiti kalcijevega kazeinata.

Sestava in struktura

Kalcijev kazeinat je derivat kazeina, beljakovine, ki jo najdemo v mleku sesalcev. Pravzaprav gre za skupino specifičnih mlečnih beljakovin.

Sestava

Kazein je beljakovina, sestavljena iz aminokislin. Slednji so organske spojine, ki imajo amino skupino -NH ₂ in karboksilne skupine -COOH, idr.

Aminokislinska sestava kazeina je značilna za živalske vrste, iz katerih prihaja mleko. Zaradi tega se kazein, ki prihaja iz materinega mleka, razlikuje od tistega iz kravjega mleka.

Kazein se pridobiva iz mleka pri kislem pH, kalcijev kazeinat pa dobimo z dodajanjem alkalije kazeinu. Rauenstein / Javna last. Vir: Wikimedia Commons.

Kalcijev kazeinat vsebuje organske fosfate (R-PO ₄ H ₂ ), prisotne v αs ₁ -, αs ₂ - in β-kazeinu, ki se med seboj razlikujejo po vsebnosti aminokislin, fosforja in ogljikovih hidratov.

Skratka, kalcijev kazeinat je sestavljen iz elementov ogljik (C), vodik (H), kisik (O), dušik (N), fosfor (P), žveplo (S) in kalcij (Ca).

Struktura

Kazeini tvorijo kompleksne delce ali micele, ki so ponavadi kompleksi kalcijevega kazeinata in kalcijevega fosfata Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ .

Kalcijev kazeinat v vodi tvori zelo majhne delce 100-300 nm (nm = nanometri = 10 ^-9 metrov) zaradi vezave vpliva kalcijevega iona Ca ²⁺ .

Struktura micelov je odvisna od elektrostatičnega delovanja kalcijevega iona, ki ima dvojni pozitivni naboj (Ca ²⁺ ).

Kazeinske micele. Wikikaos / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Vir: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

• Kalcijev kazeinat

Lastnosti

Fizično stanje

Trdno bela.

Topnost

Kalcijev kazeinat je zelo topen v vodi.

Druge lastnosti

Kalcijev kazeinat je hidrofilni, torej je povezan z vodo in se v njem zlahka raztopi.

Ima lastnost oblikovanja filmov z lahkoto. Vendar njeni filmi niso zelo odporni na prehod mokre pare, so pa mehansko močni.

Poročalo se je, da je kalcijev kazeinat edini mlečni beljakovinski sistem, ki ima reverzibilne lastnosti termičnega geliranja. To pomeni, da s temperaturo lahko gelira (tvori material, podoben želatini), vendar je to reverzibilno.

Kalcijev kazeinat v ionskem okolju (torej v prisotnosti ionov) se sam preuredi in tvori skupine ali agregate.

Je zelo učinkovit emulgator in lahko tvori stabilne pene.

Pridobitev

Kalcijev kazeinat nastaja z nevtralizacijo kislega kazeina s kalcijevo alkalijo. Dobljena raztopina je bela in motna koloidna disperzija, ki je po videzu zelo podobna mleku.

Na ta način pripravimo 20% raztopino kalcijevega kazeinata in jo sušimo v brizganju, pri čemer dobimo kalcijev kazeinat v prahu.

Pripravljene so tudi vmesne oblike kazeinata, pri katerih kazein in alkalija reagirata le delno, pri čemer dobimo mešanico kalcijevega kazeinata in kazeina.

Ko se mleko strdi ali strdi, kar je posledica vročine, sprememb pH ali učinka encimov, se kazein pretvori v kompleks kazeinata in kalcijevega fosfata.

Uporaba v prehrambeni industriji

Kalcijev kazeinat se uporablja v različnih živilih, kjer opravlja različne funkcije.

V užitnih filmih

Kalcijev kazeinat se uporablja v jedilnih filmih, saj zagotavlja mehansko žilavost in prožnost.

Čeprav kalcijevi kazeinatni filmi sami ne prenesejo vlage, zagotavljajo dobro mehansko trdnost ali žilavost in delujejo kot ovira pred kisikom, zato lahko preprečijo razgradnjo hrane.

Če se kalcijev kazeinat uporablja skupaj z oljnim ali mastnim materialom, ki odbija ali se upira prehodu vlažne pare, nastali film zagotavlja mehansko žilavost, odpornost na prehod kisika in služi kot ovira proti vlagi.

Žitne palice in nugati so lahko prevlečeni s folijo kalcijevega kazeinata, ki služi kot zaščita. Avtor: Anastasia Makarevich Vir: Pixabay.

Uporablja se za oblaganje sadja in zelenjave, da se ohrani svež, na primer obloži jabolka, zelene palice in tikvice. Omenjeni film lahko jeste.

Služi kot užitni film za kokos, žita, arašide, mandlje, saj deluje kot ovira za tekočine in okuse.

V embalaži za hrano

Kalcijev kazeinat se uporablja tudi kot film v biorazgradljivi in ​​prožni embalaži, saj deluje kot ovira pred vodo, plini in mikroorganizmi.

Pri pridobivanju emulzij

Deluje pri tvorbi emulzij v beli kavi, sladicah in olupljenih prelivih. Uporablja se tudi pri izdelavi kožnih klobas.

Šipkova smetana lahko vsebuje kalcijev kazeinat kot emulgator. Avtor: Devanath. Vir: Pixabay.

V fermentirani hrani

Kalcijev kazeinat se pogosto dodaja mleku za nadzor geliranja (tvorba gela) med fermentacijo, ki jo povzročajo kulture bakterij.

Fermentirana hrana, ki ji je bila predhodno dodana, so na primer jogurti in kremni siri.

Jogurt lahko vsebuje kalcijev kazeinat za nadzor železenja. Avtor: Profet77. Vir: Pixabay.

V hrani, podobni siru

Siru podobne užitne snovi so bile pridobljene z mešanjem kalcijevega kazeinata z maslenim oljem. Izdelek se lahko uporablja v hamburgerjih, picah in omakah.

Sirom podobna živila, narejena s kalcijevim kazeinatom, so dodana v nekatere hamburgerje. Avtor: OpenClipart-Vectors. Vir: Pixabay.

Pripravljena je tudi imitacija sira Mozzarella s kalcijevim kazeinatom.

V posebnih živilih

Kalcijev kazeinat se uporablja v formulah za hrano za enteralno prehrano.

Enteralna prehrana se uporablja v bolnišnicah, kadar bolnik ne more jesti. Gre za terapevtski ukrep, pri katerem se hranila vnesejo neposredno v prebavila, torej v želodec ali črevesje, ne da bi šla skozi usta.

Uporabljali so ga tudi za zdravljenje podhranjenosti pri otrocih, kar je pri dojenčkih ustavilo drisko in edeme ter bistveno izboljšalo njihovo zdravje.

Uporaba v farmacevtskih aplikacijah

Kalcijev kazeinat se uspešno uporablja skupaj z lecitinom za inkapsuliranje acetaminofena, zdravila za vročino in blage bolečine in bolečine.

Acetaminofen, inkapsuliran s kalcijevim kazeinatom, se pri zaužitju počasi sprošča, kar mu omogoča, da prikrije grenak okus zdravila.

Kalcijev kazeinat omogoča oblaganje tablet z acetaminofenom, da preprečimo zaznavanje grenkega okusa zdravila. Avtor: Stux. Vir: Pixabay.

Uporaba v industrijskih aplikacijah

Kalcijev kazeinat je bil uporabljen pri prevleki s papirjem ter pri barvanju in usnju.

Alergija

Nekateri ljudje so lahko alergični na kazein, to pomeni, da jih telo prepozna kot tujo spojino in med drugimi simptomi so reakcije, kot so srbeča koža ali grlo, rdeče veke in driska.

Kazein, kot je omenjeno zgoraj, je beljakovina mleka in ga najdemo tudi v sirih in drugih mlečnih derivatih. Ljudje z alergijo na kazein naj se izogibajo tudi živilom, ki vsebujejo kalcijev kazeinat.

Reference

1. Southward, CR (2003). Kazein in kazeinati. Uporaba v prehrambeni industriji. Užitni filmi. V Enciklopediji znanosti o hrani in prehrani (druga izdaja). Pridobljeno od sciencedirect.com.
2. Smith, L. in Garcia, J. (2011). Enteralna prehrana. Zastojna formula. Pri otroški prebavili in jetrih (četrta izdaja). Pridobljeno od sciencedirect.com.
3. Southward, CR (2003). Kazein in kazeinati. Načini izdelave. Kazeinati. V Enciklopediji znanosti o hrani in prehrani (druga izdaja). Pridobljeno od sciencedirect.com.
4. Gaby, AR (2018). Alergija na hrano in nestrpnost. Živila, ki se jih morate izogibati. V integrativni medicini (četrta izdaja). Pridobljeno od sciencedirect.com.
5. Lawrence, RA in Lawrence, RM (2011). Biokemija človeškega mleka. Kazein. V dojenju (sedma izdaja). Pridobljeno od sciencedirect.com.
6. Onwulata, CI in sod. (2011). Ekstrudirane teksturirane mlečne beljakovine. Analogi sira. V napredku na področju raziskav hrane in prehrane. Pridobljeno od sciencedirect.com.
7. Everett, DW in Auty, MAE (2017). Mikrostruktura sira. V siru (četrta izdaja). Pridobljeno od sciencedirect.com.
8. O'Kennedy, BT (2011). Kazeini. Kisli geli. V priročniku prehranskih beljakovin. Pridobljeno od sciencedirect.com.
9. Ritzoulis, C. in Karayannakidis, PD (2015). Beljakovine kot modifikatorji teksture. Kazeinat. Pri spreminjanju teksture hrane. Pridobljeno od sciencedirect.com.
10. Doraiswamy, TR in sod. (1962). Uporaba kalcijevega kazeinata pri zdravljenju podhranjenosti beljakovin pri otrocih. Indian J. Pediat., 29: 226, 1962. Pridobljeno iz ncbi.nlm.nih.gov.
11. Hoang Thi, TH in sod. (2013). Uporaba kalcijevega kazeinata v povezavi z lecitinom za zakrivanje grenkobe acetaminofen-primerjalne študije z natrijevim kazeinatom. Int J Pharm 2013, 18. 11.; 456 (2): 382–9. Pridobljeno iz ncbi.nlm.nih.gov.