KAZEINIAN WAPNIA: BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI, OTRZYMYWANIE I ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2026

Kazeinian wapnia jest złożony związek organiczny, składa się z atomów węgla (C), wodór (H), tlen (O), fosfor (P), azot (N), siarkę (S) i wapnia (Ca). Jest pochodną kazein, grupy białek występujących w mleku ssaków.

Kazeinian wapnia jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie. Jego wodne roztwory mają biały i mleczny wygląd. Ma zdolność tworzenia bardzo cienkich stałych warstw. Z tego powodu służy do ochrony lub utrzymywania świeżości niektórych produktów spożywczych, takich jak jabłka, paluszki warzywne, batony zbożowe, orzeszki ziemne, migdały itp.

Kazeinian wapnia otrzymywany jest z mleka. Autor: Couleur. Źródło: Pixabay.

Może również tworzyć emulsje lub kremy i jest używany do kontrolowania kwasowości żywności, takiej jak między innymi jogurty, kremowe sery, bita śmietana. Pozwala na przygotowanie produktów imitujących niektóre rodzaje serów.

Ze względu na wysoką wartość odżywczą kazeinian wapnia był stosowany do karmienia dzieci w stanie niedożywienia, przywracając im zdrowie. Można go również stosować z innymi związkami, aby zamknąć niektóre leki i zapobiec odczuwaniu gorzkiego smaku przez osobę, która je spożywa.

Osoby uczulone na kazeinę w mleku nie powinny spożywać kazeinianu wapnia.

Skład i struktura

Kazeinian wapnia jest pochodną kazeiny, białka występującego w mleku ssaków. W rzeczywistości jest to grupa określonych białek mleka.

Kompozycja

Będąc białkiem, kazeina składa się z aminokwasów. Te ostatnie są związki organiczne, które mają grupy aminowe -NH ₂ i grupy karboksylowe COOH, między innymi.

Skład aminokwasów kazeiny jest specyficzny dla gatunku zwierząt, od których pochodzi mleko. Z tego powodu kazeina pochodząca z mleka ludzkiego różni się od tej pochodzącej z mleka krowiego.

Kazeinę uzyskuje się z mleka o kwaśnym pH, a kazeinian wapnia otrzymuje się przez dodanie alkaliów do kazeiny. Rauenstein / domena publiczna. Źródło: Wikimedia Commons.

Kazeinian wapnia zawiera organiczne fosforany (R-PO ₄ H ₂ ) obecne w αs ₁ -, αs ₂ - i β-kazeinach, które różnią się między sobą zawartością aminokwasów, fosforu i węglowodanów.

Krótko mówiąc, kazeinian wapnia składa się z pierwiastków węgla (C), wodoru (H), tlenu (O), azotu (N), fosforu (P), siarki (S) i wapnia (Ca).

Struktura

Kazeiny tworzą złożone cząsteczki lub micele, które są zwykle kompleksami kazeinianu wapnia i fosforanu wapnia Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ .

Kazeinian wapnia w wodzie tworzy bardzo małe cząsteczki o wielkości 100-300 nm (nm = nanometry = ^10-9 metrów) pod wpływem wiązania jonu wapnia Ca ²⁺ .

Struktura miceli zależy od elektrostatycznego działania jonu wapnia, który ma podwójny ładunek dodatni (Ca ²⁺ ).

Micele kazeiny. Wikikaos / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Źródło: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

• Kazeinian wapnia

Nieruchomości

Stan fizyczny

Jednolity biały.

Rozpuszczalność

Kazeinian wapnia jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie.

Inne właściwości

Kazeinian wapnia jest hydrofilowy, to znaczy jest spokrewniony z wodą i łatwo w niej rozpuszcza się.

Ma właściwość łatwego formowania folii. Jednak jego folie nie są bardzo odporne na przenikanie mokrej pary, ale są wytrzymałe mechanicznie.

Doniesiono, że kazeinian wapnia jest jedynym systemem białek mleka, który wykazuje właściwości odwracalnego żelowania termicznego. Oznacza to, że wraz z temperaturą może żelować (tworzyć materiał podobny do żelatyny), ale jest to odwracalne.

Kazeinian wapnia w środowiskach jonowych (to znaczy w obecności jonów) przegrupowuje się i tworzy grupy lub agregaty.

Jest bardzo wydajnym emulgatorem i może tworzyć stabilne piany.

Otrzymywanie

Kazeinian wapnia jest wytwarzany poprzez zobojętnianie kwaśnej kazeiny zasadą wapniową. Otrzymany roztwór jest białą i nieprzezroczystą dyspersją koloidalną o wyglądzie bardzo podobnym do mleka.

W ten sposób przygotowuje się 20% roztwór kazeinianu wapnia i poddaje go suszeniu rozpyłowemu, uzyskując proszek kazeinianu wapnia.

Wytwarza się również pośrednie postacie kazeinianu, w których kazeina i alkalia przereagowały tylko częściowo, w wyniku czego otrzymuje się mieszaninę kazeinianu wapnia i kazeiny.

Kiedy mleko krzepnie lub ścina się pod wpływem ciepła, zmian pH lub działania enzymów, kazeina przekształca się w kompleks kazeinianu i fosforanu wapnia.

Zastosowania w przemyśle spożywczym

Kazeinian wapnia jest stosowany w różnych produktach spożywczych, gdzie spełnia różne funkcje.

W jadalnych filmach

Kazeinian wapnia jest stosowany w foliach jadalnych, ponieważ zapewnia wytrzymałość mechaniczną i elastyczność.

Chociaż same filmy kazeinianu wapnia nie są w stanie wytrzymać przenikania wilgoci, zapewniają dobrą wytrzymałość mechaniczną lub twardość i działają jako bariera dla tlenu, dlatego mogą zapobiegać degradacji żywności.

Jeśli kazeinian wapnia jest stosowany w połączeniu z oleistym lub tłustym materiałem, który odpycha lub jest odporny na przenikanie pary wodnej, uzyskana folia zapewnia wytrzymałość mechaniczną, odporność na przenikanie tlenu i służy jako bariera przed wilgocią.

Batoniki i nugaty zbożowe mogą być pokryte warstwą kazeinianu wapnia, która służy jako ochrona. Autor: Anastasia Makarevich. Źródło: Pixabay.

Służy do obtaczania owoców i warzyw w celu zachowania ich świeżości, na przykład do powlekania jabłek, paluszków selera i cukinii. Ten film można zjeść.

Służy jako jadalny film do orzechów kokosowych, płatków zbożowych, orzeszków ziemnych, migdałów, stanowiąc barierę dla płynów i aromatów.

W opakowaniach do żywności

Kazeinian wapnia jest również stosowany jako folia w biodegradowalnych i elastycznych opakowaniach, ponieważ stanowi barierę dla wody, gazów i mikroorganizmów.

W otrzymywaniu emulsji

Działa przy tworzeniu emulsji w zabielaczach do kawy, deserach i bitych polewach. Wykorzystywany jest również do produkcji skórek do kiełbas.

Bita śmietana może zawierać kazeinian wapnia jako emulgator. Autor: Devanath. Źródło: Pixabay.

W sfermentowanej żywności

Kazeinian wapnia jest często dodawany do mleka, aby kontrolować żelowanie (tworzenie się żelu) podczas fermentacji wywołanej przez kultury bakterii.

Fermentowane potrawy, do których był wcześniej dodawany, to np. Jogurty i kremowe sery.

Jogurt może zawierać kazeinian wapnia, aby kontrolować żelowanie. Autor: Profet77. Źródło: Pixabay.

W żywności podobnej do sera

Produkty spożywcze podobne do sera uzyskano przez zmieszanie kazeinianu wapnia z olejem maślanym. Produkt może być stosowany do hamburgerów, pizzy i sosów.

Do niektórych hamburgerów dodaje się podobne do sera potrawy z kazeinianem wapnia. Autor: OpenClipart -ectors. Źródło: Pixabay.

Przygotowywana jest również imitacja sera Mozzarella z kazeinianem wapnia.

W specjalnych potrawach

Kazeinian wapnia jest stosowany w preparatach spożywczych do żywienia dojelitowego.

Żywienie dojelitowe jest stosowane w szpitalach, gdy pacjent nie może jeść. Jest to środek terapeutyczny, w którym składniki odżywcze podaje się bezpośrednio do przewodu pokarmowego, czyli do żołądka lub jelit, bez przechodzenia przez usta.

Stosowano go również w leczeniu niedożywienia u dzieci, co skutkowało zatrzymaniem biegunki i obrzęków u niemowląt oraz znaczną poprawą ich zdrowia.

Zastosowanie w zastosowaniach farmaceutycznych

Kazeinian wapnia wraz z lecytyną jest z powodzeniem stosowany do zamykania paracetamolu, środka stosowanego na gorączkę oraz łagodne bóle.

Acetaminofen zamknięty w kapsułce kazeinianu wapnia jest powoli uwalniany po spożyciu, co pozwala zamaskować gorzki smak leku.

Kazeinian wapnia umożliwia powlekanie tabletek acetaminofenu, aby zapobiec odczuwaniu gorzkiego smaku leku. Autor: Stux. Źródło: Pixabay.

Zastosowanie w zastosowaniach przemysłowych

Kazeinian wapnia był stosowany do powlekania papieru oraz do wykańczania farb i skór.

Alergia

Niektórzy ludzie mogą być uczuleni na kazeinę, co oznacza, że ​​ich organizm identyfikuje ją jako obcy związek i reakcje, takie jak swędzenie skóry lub gardła, zaczerwienione powieki i biegunka.

Kazeina, jak wspomniano powyżej, jest białkiem mleka i występuje również w serach i innych produktach mlecznych. Osoby z alergią na kazeinę powinny również unikać pokarmów zawierających kazeinian wapnia.

Bibliografia

1. Southward, CR (2003). Kazeina i kazeiniany. Zastosowania w przemyśle spożywczym. Filmy jadalne. W Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (drugie wydanie). Odzyskany z sciencedirect.com.
2. Smith, L. i Garcia, J. (2011). Żywienie dojelitowe. Stagnant Formula. W dziecięcych chorobach przewodu pokarmowego i wątroby (wydanie czwarte). Odzyskany z sciencedirect.com.
3. Southward, CR (2003). Kazeina i kazeiniany. Metody produkcji. Kazeiniany. W Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (drugie wydanie). Odzyskany z sciencedirect.com.
4. Gaby, AR (2018). Alergia i nietolerancja pokarmowa. Pokarmy, których musisz unikać. In Integrative Medicine (czwarte wydanie). Odzyskany z sciencedirect.com.
5. Lawrence, RA i Lawrence, RM (2011). Biochemia mleka ludzkiego. Kazeina. W karmieniu piersią (wydanie siódme). Odzyskany z sciencedirect.com.
6. Onwulata, CI i wsp. (2011). Białka mleczne teksturowane przez wytłaczanie. Analogi serów. Postępy w badaniach żywności i żywienia. Odzyskany z sciencedirect.com.
7. Everett, DW i Auty, MAE (2017). Mikrostruktura sera. W serze (czwarte wydanie). Odzyskany z sciencedirect.com.
8. O'Kennedy, BT (2011). Kazeiny. Żele kwasowe. W Handbook of Food Proteins. Odzyskany z sciencedirect.com.
9. Ritzoulis, C. i Karayannakidis, PD (2015). Białka jako modyfikatory tekstury. Kazeinian. W modyfikowaniu tekstury żywności. Odzyskany z sciencedirect.com.
10. Doraiswamy, TR i wsp. (1962). Stosowanie kazeinianu wapnia w leczeniu niedożywienia białek u dzieci. Indian J. Pediat., 29: 226, 1962. Pobrane z ncbi.nlm.nih.gov.
11. Hoang Thi, TH i in. (2013). Stosowanie kazeinianu wapnia w połączeniu z lecytyną do maskowania goryczy acetaminofenu - badanie porównawcze z kazeinianem sodu. Int J Pharm 18 listopada 2013; 456 (2): 382–9. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.