Kazeina

Kazeina jest to białko występujące w mleku ssaków. Z konsumenckiego punktu widzenia rozróżnia się dwa produkty zawierające ten związek:

• Kazeina podpuszczkowa - uzyskiwana przez wytrącanie białka z mleka pod wpływem działania enzymów podpuszczki (mikrobiologicznej bądź naturalnej)
• Kazeina kwasowa techniczna wytwarzana z mleka krowiego przy zastosowaniu kwasów. Ma zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.

Więcej informacji biochemicznych można znaleźć w haśle Wikipedii - Kazeina

Wytwarzanie

"Istnieją dwa rodzaje kazeiny, tzw. kazeina kwasowa i podpuszczkowa. Nazwy te pochodzą od sposobu, w jaki wytrącamy kazeinę, czyli mówiąc popularnie, ścinamy mleko.

Kazeina po wytrąceniu z mleka i odciśnięciu (po lewej) i po wysuszeniu (z prawej)

Kazeina kwasowa

Na początek radzę Ci wydzielić kazeinę kwasową. Mleko, pozbawione w wirówce tłuszczu tzw. odciąganie, ogrzej do temperatury 35°C i na każdy litr mleka doda] około 5 ml rozcieńczonego kwasu solnego (zwykły stężony handlowy kwas solny rozcieńcz 1:7 wodą). W czasie dodawania kwasu mieszaj mleko cały czas. Kwas musisz dodawać powoli, małymi porcjami, obserwując stale wygląd serwatki. Jeżeli serwatka jest klarowna, dowodzi to, iż strącenie kazeiny przebiega prawidłowo.

Po strąceniu się kazeiny serwatkę odlej, a kazeinę przepłucz kilkakrotnie wodą z małym dodatkiem HCL. Po wypłukaniu kazeinę umieść w woreczku z gęstego płótna i po pierwszym odciśnięciu nadmiaru wody poddaj prasowaniu, np. pomiędzy dwiema deseczkami, z których górna jest obciążona. Dobre, silne prasowanie powinno trwać 4-5 godzin. Tak otrzymana kazeina zawiera około 60% wody. Teraz sprasowaną kazeinę pokrusz na jak najdrobniejsze kawałeczki i rozłóż cienką warstewką na bibule lub tkaninie. Jeśli dopisuje pogoda i słońce mocno operuje, suszenie możesz przeprowadzać na słońcu; w przeciwnym razie musisz uciec się do pomocy piekarnika, pieca lub kaloryfera. Pamiętaj jednak, iż temperatura suszenia nie może przekroczyć 50°C, a powinna wynosić mniej więcej 40—45C.

Po starannym wysuszeniu otrzymasz kazeinę w postaci ziarenek przypominających kaszę. Zawartość wody spada w niej wtedy do 8—10%, dzięki czemu kazeinę taką możesz już przechowywać bardzo długo w szczelnie zamkniętym naczyniu.

Kazeina podpuszczkowa

Z kolei opiszę Ci sposób otrzymywania kazeiny podpuszczkowej. A więc na każde 5 litrów odtłuszczonego, czyli tzw. odciąganego mleka o temperaturze 35°C dodaj 2—3g podpuszczki i utrzymaj tę temperaturę przez 1—2 godziny stale mieszając (zamiast gotowej podpuszczki możesz dodać kilka gramów drobno posiekanego świeżego żołądka cielęcego). Następnie powoli podnieś temperaturę mleka do 65°C, a gdy ścięta masa kazeiny oddzieli się całkowicie od serwatki, wydobądź ją i bardzo starannie, wielokrotnie przemyj wodą.

Dalsze postępowanie, a więc prasowanie, rozdrabnianie i suszenie odbywa się zupełnie tak samo, jak przy otrzymywaniu kazeiny kwasowej.

Radzę Ci przygotować trochę większą porcję kazeiny (tak około 0,5 kg), gdyż potrzebna Ci będzie nie do jednego, lecz do wielu ciekawych doświadczeń. Pamiętaj przy tym, że dłużej przechowywać można tylko kazeinę bardzo starannie wypłukaną, wysuszoną i wsypaną do naprawdę szczelnie zamykanego naczynia (np. słoja ze szklanym docieranym korkiem).

Badanie jakości kazeiny

Podam Ci teraz prosty sposób badania jakości kazeiny. Do probówki wlej 15 ml wody, dodaj do niej 10 kropli stężonego wodorotlenku amonowego Nh₄OH. po czym wrzuć 3—5 ziarenek wysuszonej kazeiny. Probówkę zakorkuj i mocno ją wstrząsaj. Dobra kazeina, a więc taka, która jest przydatna do wyrobu galalitu, kleju lub włókien sztucznych, powinna się rozpuścić już po 6—9 minutach. Jeżeli po tym czasie kazeina nie ulegnie rozpuszczeniu, świadczy to, że suszyłeś ją w zbyt wysokiej temperaturze lub też użyłeś źle odtłuszczonego mleka. Tak czy inaczej niestaranność Twoja zaraz się wykryje. Lepiej więc zaraz zrób tę próbę — nie będziesz się potem musiał martwić z powodu nieudane] "produkcji" kleju czy tworzywa sztucznego."

Z doświadczenia...

Kilka porad odnośnie pozyskiwania kazeiny w domu:

• Z litra mleka możemy uzyskać około 40-45g wysuszonej kazeiny
• Do badania kwasowości mleka, podczas procesu wytrącania kazeiny, możemy użyć tanich (18zł) mierników do wina (elektrycznych)

Wytwarzanie wg. patentów

Poniżej kilka wycinków z dokumentów patentowych dotyczących pozyskiwania kazeiny. Pełną treść można przeczytać w załączonych odnośnikach do dokumentów PDF.

Sposób wytwarzania kazeiny

"Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania kazeiny, według którego mleko, do którego dodano środek strącający, intensywnie się miesza od chwili dodania tego środka aż do opróżnienia kotła, przeznaczonego do strącania, poczem, po wydzieleniu z serwatki kazeiny, tę ostatnią miesza się z kazeiną suchą dopóty, dopóki nie powstanie masa o jednostajnej zawartości wilgoci.

W tym celu do mleka zawartego w kotle, przeznaczonym do strącania i zaopatrzonym w płaszcz ogrzewający i mieszadło, dodaje się w zwykły sposób środka strącającego (podpuszczki albo kwasu) i bezpośrednio po dodaniu tego środka uruchamia się mieszadło. Następuje teraz koagulacja kazeiny najpierw w drobnych płatkach, które, dzięki mieszaniu i dodatkowemu ogrzewaniu do określonej temperatury, zgęszczają się w ziarna. Gdy serwatka stała się całkowicie czystą, całą zawartość kotła filtruje się przez napiętą materiałem ramę odciekową. Pozostającą na ramie kazeinę płucze się wodą zimną dopóty, dopóki całkowicie się nie wybieli i nie ochłodzi."

Sposób produkcji technicznej kazeiny kwasowej

"Kazeina otrzymana znanym sposobem ma postać twardych ziaren o barwie kremowej lub żółtej, rozpuszcza się w wodzie dość powoli i niecałkowicie dając roztwór mętny, a jej wiskoza jest nietrwała. Kwasowość tej kazeiny wynosi 12° SH, a zawartość popiołu 3%.

Na rynkach światowych taka kazeina jest oceniana jako produkt średniej jakości. Kazeina otrzymywana sposobem według wynalazku jest zupełnie biała, matowo-szklista, przezroczysta, całkowicie rozpuszczalna w wodzie, dając roztwór klarowny, a jej wiskoza jest trwała. Kwasowość kazeiny wynosi zaledwie 8° SH, a zawartość popiołu nie przekracza 2%.

Wysoką jakość kazeiny wyprodukowanej sposobem według wynalazku osiąga się dzięki spełnieniu optymalnych warunków fizyko-chemicznych podczas jej produkcji.

Sposób według wynalazku polega na tym, że do mleka podgrzanego do temperatury 31—35°C dodaje się powoli przy ciągłym mieszaniu wodny roztwór kwasu solnego, aż do uzyskania kwasowości czynnej pH 4,3±0,1 (co odpowiada kwasowości ogólnej 20—21° SH) całkowitego wytrącenia kazeiny w postaci płatków luźnego skrzepu. Następnie całość podgrzewa się z szybkością 1°C/min, przy ciągłym mieszaniu do temperatury 53°C, lub też najpierw podgrzewa się z tą szybkością do temperatury 48°C i dalej już z szybkością 2°C/min. aż do uzyskania temperatury końcowej 53°C. Po podgrzaniu oddziela się serwatkę, a osad zalewa się wodą o temperaturze 25°C i pozostawia na przeciąg około 12 godzin, czyli zazwyczaj do następnego dnia. Wytrąconą kazeinę płucze się dwukrotnie: w pierwszej wodzie o temperaturze 30°C w drugiej o temperaturze 10—14°C."

Sposób wytwarzania kazeiny, nadającej się wytwarzania włókien sztucznych

"Przykład. Z mleka krowiego odciąga się śmietankę w temperaturze 36,5°C. Należy unikać dalszego podwyższania temperatury, zwłaszcza powyżej 50°C. Następnie do mleka odtłuszczonego i ochłodzonego do 34,5°C dodaje się rozcieńczonego kwasu solnego, aż do osiągnięcia stężenia jonów wodorowych, odpowiadającego wartości pH = 4,6. Kazeinę, wydzieloną w postaci ziarnistej, odsącza się, przemywa, po czym zawiesza w trzykrotnej wagowo ilości wody. W zawiesinie tej doprowadza się ponownie przez dodanie dalszych ilości kwasu solnego wartość pH do 4,6, po czym masę utrzymuje w ciągu 2 godzin w temperaturze 85°C. Następnie masę ochładza się do temperatury pokojowej, kazeinę odsącza i wytwarza za pomocą amoniaku 17%-owy roztwór kazeiny."