Казеинът е главното белтъчно вещество на млякото. Той е неразтворим във вода. Количеството казеин в кравето мляко варира събразно породата на кравата, етапа на лактация, но основно е в границите 24-29 g/l. Казеинът съдържа 0,7-0,9% фосфор, ковалентно свързан с протеина чрез естерна връзка със серина. Заради това казинът е известен като фосфопротеин. Всички незаменими аминокиселини се съдържат в казеина във високи пропорции, с изключение на цистин. Заради това казеинът се смята за високохранителен протеин.
В млякото се съдържа във вид на разтворима калциева сол. Той е отговорен за белия непрозрачен вид на млякото, в което е свързан с калций и фосфор като групички от казеинови молекули, наречени „мицели”.
Главните сфери, за които е използван казеина преди 60-те години от миналия век са били технически, нехранителни приложения като лепила за дърво, покритие на хартия, доработка на кожи, синтетични нишки, както и пластмаса за копчета и др. През последните 30 години, главната употреба на казеиновите продукти е като хранителна добавка, за подобряване на физическите (т.н. функционални) показатели, като например разбиване и впеняване, водозадържане и сгъстяване, емулгиране и текстура, както и за подобряване хранителната стойност.
При подкиселяване на млякото с киселини (оцетна, млечна, солна и др.) казеинът може да се изолира в сравнително чист вид. Най-пълно утаяване на казеина протича при рН = 4,7 (изоелектрична точка на казеина). При варене на казеина в присъствие на киселини или на основи той се хидролизира отначало до олигопептиди и накрая до аминокиселини.
Пълната хидролиза на белтъците се извършва при загряването им в продължение на около 20 h с киселини в колба с обратен хладник или в запоена ампула при температура около 105°С. Показател за пълната хидролиза на белтъка е отрицателната биуретова реакция.
Указания за практическа работа:
А/ Необходими материали: Обезмаслено мляко, 3%-ов разтвор на СН3СООН, етанол (96%-ов), 10%-ов разтвор на натриев карбонат, 20%-ов разтвор на сярна киселина, 10%-ов разтвор на натриева основа, 1% разтвор на CuSO4.
Б/ Ход на опита: 50 ml обезмаслено мляко се разрежда с 100 ml дестилирана вода и след това при разбъркване се прибавя на капки 3%-ов разтвор на оцетна киселина, докато престане да се образува утайка (да се избягва прибавянето на значителен излишък от киселина). Утаеният казеин се филтрува през марля върху бюхнерова фуния под вакуум, промива се 2—3 пъти с вода и накрая с етилов алкохол. Казеинът се прехвърля с шпатула в чаша от 100 ml и се разтваря при разбъркване с 20 ml 10%-ов разтвор на Nа2СО3. От този разтвор се вземат 10 ml и се прехвърлят в облодънна колба, снабдена с обратен хладник. Прибавят се 20 ml разтвор на сярна киселина и колбата се загрява внимателно на котлон.
.png)
През 1 h се вземат проби, които се неутрализират с натриева основа и се извършва биуретова реакция. Хидролизата продължава до отрицателна биуретова проба — показател, че в разтвора са останали само дипептиди и аминокиселини.
Здравословни и безопасни условия на труд
1. NaOH е силно корозивна. Предизвиква тежки изгаряния. Може да предизвика сериозни трайни увреждания на очите. Опасна е при поглъщане, контакт с кожата или при вдишване на прах.
Меден (II) сулфат е опасен при поглъщане.
3. к. H2SO4 - Контактът може да причини сериозни изгаряния и трайно увреждане. Риск от ослепяване! При попадане на веществото в очите, да се измият обилно с течаща вода , като клепачите се държат отворени. Задължително е да се потърси незабавно лекарска помощ. Не се налива вода към концентрирана киселина!
4. Спазвайте правилата за безопасна работа при нагряване с електрически уреди.
Въпроси и задачи
1. На какво се дължи утаяването на казеина при подкисляване на средата?
2. Защо най-пълно утаяване на казеина протича при pH=4,7?
3. Как се установява края на киселинната хидролиза? Отчетете резултатите таблично и направете изводи за хода на хидролизата във времето.
4. Каква среда трябва да се създаде преди да се извърши биуретовата реакция?
За любознателните:
Повече информация за казеина можете да прочетете от тук.
