Електричний заряд білків визначається іонізованими групами: -СОО - , NH 3 + та ін. У водному середовищі карбоксильні та фосфатні групи дисоціюють (віддають протон) і переходять у форму аніонів:
R-COOH R-COO - + H +
R–O–P = O R–O–P = O + 2H +
Аміногрупи, гуанідинові групи приєднують протони і переходять у катіони:
R-NH 2 + H + R-NH 3 +
R–NH–C–NH 2 + H + R–NH–C–NH 2
Від величини електричних зарядів на поверхні білків залежать: 1 - Здатність до гідратації; 2 - Здатність до пересування в електричному полі; 3 – кислий чи основний характер білків; 4 - Розчинність.
1. Для білків характерна дуже високий рівень гідратації, тобто. зв'язування води: 1 г казеїну зв'язує 2-3,7 г і більше води. На поверхні електрично зарядженої колоїдної частинки утворюється мономолекулярний шар зв'язаної води через полярність молекул води. На цьому шарі адсорбуються інші частки води тощо. У міру потовщення нові молекули води дедалі слабше утримуються білком і легко відокремлюються від нього при підвищенні температури, внесенні електролітів та ін. Гідратна оболонка перешкоджає агрегації молекул білка в нативному стані та їх коагуляції.
2. Величина заряду визначає рухливість білків в електричному полі та є основою електрофоретичного поділу та ідентифікації білків. Розмір заряду білка залежить від рН. Зі зниженням рН дисоціація СООН-груп уповільнюється й надалі припиняється повністю. У лужному середовищі вони, навпаки, повністю дисоційовані.
3. При рН свіжого молока, що дорівнює 6,6-6,8, казеїн несе і позитивні, і негативні заряди, з переважанням негативних. Тобто сумарний заряд на поверхні казеїну негативний.
4. Якщо поступово знижувати рН, то іони Н + зв'язуватимуться зарядженими СОО -групами з утворенням незаряджених карбоксильних груп, тобто. зменшується величина негативного заряду. При певному значенні рН (4,6-4,7) кількість позитивних зарядів на поверхні частинок казеїну дорівнюватиме кількості негативних. У цій точці, яка називається ізоелектричної (pI), білки втрачають електрофоретичну рухливість, знижується рівень гідратації і, отже, стабільність, тобто. казеїн коагулює. Сироваткові білки при цьому залишаються у розчині.
На розчинність білків також впливає концентрація солей у суміші:
При невеликій концентрації електроліту розчинність підвищується;
Дуже високі концентрації солей позбавляють білки гідратної оболонки, і вони випадають в осад (висолювання) (оборотний процес).
Спирт та ацетон також діють як водовіднімні речовини, причому необоротно. Дія посилюється, коли білок перебуває у нестійкій формі (алкогольна проба визначення термостійкості молока).
Сироваткові білки - це білки молока, що залишаються в сироватці після осадження казеїну з сирого молокапри рН 4,6 та температурі 20°С. Вони становлять 15-22% всіх білків молока. Так само як і казеїн не є гомогенні, а складаються з декількох фракцій, головні з яких β-лактоглобулін (АВСDD 2), α-лактальбумін (АВ), альбумін сироватки крові, імуноглобуліни, компоненти протеозопептонної фракції. Крім того, в сироватці містяться лактоферин, трансферин, ферменти, гормони та ін мінорні компоненти.
Сироваткові білки містять більше незамінних амінокислот, ніж казеїн, тому повноцінніші і їх необхідно використовувати на харчові цілі.
Деякі властивості сироваткових білків виявляються в ході різних технологічних процесіві впливають на якість продуктів.
Найважливішими технологічними властивостямисироваткових білків молока є висока вологоутримуюча здатність і термолабільність, тобто. їхня денатурація при нагріванні (95°С протягом 20 хв). Поліпептидні ланцюги сироваткових білків мають α-спіралеподібну конфігурацію і високий вміст амінокислот S, що містять. При нагріванні відбувається розрив водневих зв'язків та побічних валентних зв'язків α-спіралі; поліпептидні ланцюги розгортаються. Між молекулами сироваткових білків відбувається формування нових водневих зв'язків і дисульфідних містків, що веде до теплової коагуляції, при цьому сироваткові білки перетворюються на дуже дрібні пластівці, які в пастеризаторі осідають разом з Са 3 (РО 4) 2 у вигляді молочного каменю або осідають на частинок, блокуючи їх активну поверхню. Теплова обробка веде також до реакції між α-лактальбуміном та β-лактоглобуліном.
β-лактоглобулін - Основний сироватковий білок, що містить вільні SH-групи, становить 7-12% загальної кількості білків молока.
Денатурований при пастеризації β-лактоглобулін утворює комплекси з æ-казеїном і осаджується разом з ним при кислотній та сичужній коагуляції казеїну. Утворення комплексу β-лактоглобулін – æ-казеїн значно погіршує атаку æ-казеїну сичужним ферментом та знижує термостійкість міцел казеїну.
α-лактальбумін становить 2-5% загальної кількості білків молока, тонкодиспергований; не коагулює в ізоелектричній точці (рН 4,2-4,5), т.к. сильно гідратований; не згортається сичужним ферментом; термостабілен через велику кількість S-S-зв'язків; відіграє важливу роль у синтезі лактози.
Альбумін сироватки крові (0,7-1,5%) надходить у молоко з крові. У маститному молоці цієї фракції багато.
Імуноглобуліни (Іг) виконують функцію антитіл (аглютиніну), тому у звичайному молоці їх мало (1,9-3,3% загальної кількості білків), а в молозиві вони становлять основну масу (до 90%) сироваткових білків. Дуже чутливі до нагрівання.
Протеозо-пептони - Найбільш термостабільна частина сироваткових білків. Складають 2-6% всіх білків молока. Не осідають при 95-100°С протягом 20 хв і підкисленні до рН 4,6; осаджуються 12%-ною трихлороцтовою кислотою.
Мінорні білки :
- лактоферин (червоний залізо-зв'язуючий білок), глікопротеїд, міститься в кількості 0,01-0,02%, має бактеріостатичну дію на Е.coli;
– трансферин аналогічний лактоферину, але з іншою послідовністю амінокислот.
Сторінка 1
КАЗЕЇН (від латів. caseus - сир), основна білкова фракція коров'ячого молока; відноситься до запасних білків. У коров'ячому молоці вміст казеїну становить 2,8-3,5% по масі (від усіх білків молока - бл. 80%), у жіночому - вдвічі менше, а також g-казеїн (2,5% від усього).
Елементарний склад казеїну (в %) наступний: вуглець – 53,1, водень – 7,1, кисень – 22,8, азот – 15,4, сірка – 0,8, фосфор – 0,8. Він містить кілька фракцій, що відрізняються амінокислотним складом.
Казеїн є фосфопротеїдом, отже фракції казеїну містять залишки фосфорної кислоти (органічний фосфор), приєднані до амінокислоти серину моноефірним зв'язком (О-Р)
У молоці казеїн знаходиться у вигляді специфічних частинок, або міцел, що є складними комплексами фракцій казеїну з колоїдним фосфатом кальцію.
Казеїн – комплекс 4 фракцій: αs1, αs2, β, χ. Фракції мають різний амінокислотний склад і відрізняються один від одного заміною одного або двох амінокислотних залишків поліпептидного ланцюга. αs- та β-Казеїни найбільш чутливі до іонів кальцію і в присутності їх вони агрегують і випадають в осад. χ - Казеїн не осаджується іонами кальцію та у казеїнових міцелах, розташовуючись на поверхні, виконує захисну роль по відношенню до чутливих. αs - та β - казеїну. Однак χ – казеїн чутливий до сичужного ферменту і під його впливом розпадається на 2 частини: гідрофобна пара - χ-казеїн та гідрофільний макропротеїд.
Полярні групи, що знаходяться на поверхні та всередині казеїнових міцел (NH2, COOH, ВІН та ін.), пов'язують значну кількість води – близько 3,7 г на 1 г білка. Здатність казеїну зв'язувати воду характеризує його гідрофільні властивості. Гідрофільні властивості казеїну залежать від структури, величини заряду білкової молекули, рН середовища, концентрації солей та інших факторів. Вони мають велике практичне значення. Від гідрофільних властивостей казеїну залежить стійкість казеїнових міцел у молоці. Гідрофільні властивості казеїну впливають на здатність кислотного та кислотно-сичужного згустку утримувати та виділяти вологу. Зміна гідрофільних властивостей казеїну необхідно враховувати під час вибору режиму пастеризації у процесі виробництва кисломолочних продуктівта молочних консервів. Від гідрофільних властивостей казеїну та продуктів його розпаду залежать водозв'язувальна та вологоутримуюча здатність сирної маси при дозріванні сирів, консистенція готового продукту.
Казеїн у молоці міститься у вигляді складного комплексу казеїнату кальцію з колоїдним фосфатом кальцію, так званого казеїнаткальцій фосфатного комплексу (ККФК). До складу ККФК також входить невелика кількість лимонної кислоти, магнію, калію та натрію.
Вивчено первинну структуру всіх казеїнів та їх фізико-хімічних властивостей. Ці білки мають молекулярну масу близько 20 тис., ізоелектричну точку (рI) бл. 4,7. Містять підвищені кількості проліну (поліпептидний ланцюг має b-структуру), стійкі до дії денатурантів. Залишки фосфорної кислоти (зазвичай у вигляді Са-солі) утворюють складноефірний зв'язок головним чином з гідроксигрупою залишків серину. Висушений казеїн - білий порошок без смаку та запаху, практично не розчинний у воді у воді та органічних розчинниках, розчиняється у водних розчинах солей та розведених лугів, з яких випадає в осад при підкисленні. Казеїн має здатність до створювання. Цей процес має ферментативну природу. У новонароджених у шлунковому соку міститься особлива протеїназа - ренін, або хімозин, який відщеплює від (-казеїну глікопептид з утворенням так званої пари - казеїну, що володіє здатністю до полімеризації. Цей процес - перша стадія творіння всього казеїну. У дорослих тварин та людини утворення пара - казеїну відбувається в результаті дії пепсину.За здатністю до створажування казеїн подібний з фібриногеном плазми крові, який при дії тромбіну перетворюється на легко полимеризующийся фібрин. оскільки забезпечує його затримку в шлунку.Казеїн легко доступний для травних протеїназ вже в нативному стані, в той час як всі глобулярні білки набувають цієї властивості при денатурації.При частковому протеолізі казеїну, що відбувається при асиміляції молока новонародженими, утворюються ф ізоологічно активні пептиди, що регулюють такі важливі функції, як травну, кровопостачання мозку, активність центральної нервової системи та ін. Для виділення казеїну зняте молоко підкислюють до рН 4,7 що викликає випадання казеїну в осад. Казеїн містить усі необхідні організму амінокислоти (в т. ч. незамінні), є головною складовою сиру і сиру; служить плівкоутворювачем у виробництві клеїв та клейових фарб, а також сировиною для пластмас та волокон.
Сторінка 1
Близько 95% казеїну перебуває у молоці як порівняно великих колоїдних частинок - міцел - які мають пухку структуру, вони сильно гідратовані.
У розчині казеїн має низку вільних функціональних груп, які зумовлюють його заряд, характер взаємодії з Н2О (гідрофільність) та здатність вступати у хімічні реакції.
Носіями негативних зарядів та кислих властивостей казеїну є β та γ-карбоксильні групи аспаргінової та глютамінової кислот, позитивних зарядів та основних властивостей – å-аміногруп лізину, гуанідові групи аргініну та імідазольні групи гістидину. При рН свіжого молока (рН 66) казеїн має негативний заряд: рівність позитивних і негативних зарядів (ізоелектричний стан білка) настає в кислому середовищі при рН 46-47; отже, у складі казеїну переважають дикарбонові кислоти, крім того, негативний заряд і кислі властивості казеїну посилюють гідроксильні групи фосфорної кислоти. Казеїн належить до фосфоропротеїдів - у своєму складі містить Н3РО4 (органічний фосфор), приєднану моноефірним зв'язком до залишків серину.
Гідрофільні властивості залежать від структури, заряду молекул, рН середовища, концентрації у ній солей, і навіть інших чинників.
Своїми полярними групами та пептидними угрупованнями головних ланцюгів казеїн пов'язує значну кількість Н2О – не більше 2 ч. на 1 ч. білка, що має практичне значення, забезпечує стійкість частинок білка у сирому, пастеризованому та стерилізованому молоці; забезпечує структурно-механічні властивості (міцність, здатність відокремити сироватку) кислотних і кислотно-сичужних згустків, що утворюються при виробленні кисломолочних продуктів і сиру, тому що в процесі високотемпературної теплової обробки молока денатурується β-лактоглобулін взаємодіючи з казеїном і властивості гідрофільні казе забезпечуючи вологоутримуючу та водозв'язувальну здатність сирної маси при дозріванні сиру, тобто консистенція готового продукту.
Казеїн – амфотерин. У молоці має явно виражені кислі властивості.
СООН СОО-
Його вільні карбоксильні групи дикарбонових амінокислот та гідроксильні групи фосфорної кислоти взаємодіючи з іонами солей лужних та лужноземельних металів (Na+, K+, Ca+2, Mg+2) утворюють казеїнати. Лужні розчинники в Н2О, лужноземельні нерозчинні. Казеїнат кальцію та натрію мають велике значення при виробництві плавлених сирів, При якому частина казеїнату кальцію перетворюється на пластичний емульгувальний казеїнат натрію, який все ширше використовується як добавка при виробництві харчових продуктів.
Вільні аміногрупи казеїну взаємодіють з альдегідом, наприклад, з формальдегідом:
R − NH2 + 2CH2O → R − N
Цю реакцію використовують щодо білка в молоці методом формального титрування.
Взаємодія вільних аміногруп казеїну (в першу чергу S-аміногруп лізину) з альдегідними групами лактози та глюкози пояснюється перша стадія реакції меланоїдиноутворення:
R - NH2 + C - R R - N = CH - R + H2O
альдозиламін
Для практики молочної промисловості особливий інтерес представляє насамперед здатність казеїну до коагуляції (осадження). Коагуляцію можна здійснити за допомогою кислот, ферментів (сичужного), гідроколоїдів (пектин).
Залежно від виду осадження розрізняють: кислотний та сичужний казеїн. Перший містить мало кальцію, так як іони Н2 вилуговують його з казеїнового комплексу, сичужний казеїн - це суміш навпаки казеїнату кальцію і він не розчиняється у слабких лугах на противагу кислотному казеїну. Розрізняють два види казеїну, що отримується осадженням кислотами: кисломолочний сир і казеїн-сирець. При отриманні кисломолочного сиру кислота утворюється в молоці біохімічним шляхом - культурами мікроорганізмів, причому казеїну передує стадія гелеутворення. Казеїн-сирець отримують шляхом додавання молочної кислоти або мінеральних кислот, вибір яких залежить від призначення казеїну, так як під їх впливом структура осадженого казеїну різна: молочнокислий казеїн - пухкий і зернистий, сірчанокислотний - зернистий і злегка сальний; соляно-кислий - в'язкий та гумоподібний. При осадженні утворюються кальцієві солі застосовуваних кислот. Важкорозчинний у воді сульфат кальцію не можна видалити повністю при промиванні казеїну. Казеїновий комплекс досить термостійкий. Свіже нормальне молоко з рН 6,6 згортається при температурі 150оС - за кілька секунд, при температурі 130оС за 20 хвилин, при 100оС - протягом декількох годин, тому молоко можна стерилізувати.
Радіоактивний аналіз
Радіоактивний аналіз відкрив наприкінці XIX століття (в 1895 р.) німецький фізик Вільгельм Конрад Рентген невидимі промені здатні безперешкодно проходити через тверді тіла і викликати почорніння.
Характеристика сим-тріазинових пестицидів та їх вміст у різних об'єктах навколишнього середовища
Оброблювані культури мають різну конкурентну здатність до бур'янів у боротьбі за світло, вологу та поживні елементи. Чим більше екологічні вимоги бур'янів збігаються з вимогами ку...
Мабуть, кожен напевно чув про казеїновий протеїн. Він є основним елементом. На жаль, такий білковий продукт не завжди сприймають серйозно. А дарма! Адже казеїн дуже корисний як для спортсменів, так і для звичайних людей. Його основна особливість полягає у правильному вживанні білка.
У перекладі з латинської мови казеїн означає сир. За науковим визначенням він сприймається як складний білок, що міститься у молоці. Цей компонент входить до складу молока, яке використовують практично всі ссавці на землі. Основна частина його в молоці налічує 82%, при цьому сироватки в ньому лише 18%. Коли молоко прокисає, весь казеїн перетворюється на осад, який полягає у освіті сирної маси. Таким чином, можна з упевненістю говорити про те, що сир переважно складається саме з казеїну.
Особливість даного продукту полягає в тому, що для нього характерна функція, що запасає. Ця унікальна здатність досягається його природним походженням. Завдяки тому що казеїновий протеїнрозщеплюється в кілька разів довше, ніж звичайний білок у сироватці, у організм організму потрапляє необхідна кількість амінокислот. Такі властивості казеїну дозволяють його активно використовувати людям, які займаються важкими видами спорту, а також тим, хто хоче позбутися зайвої маси тіла.
У різних видах спорту найчастіше він застосовується як міцелярного казеїну. Це означає, що продукт складається із завислих частинок. Коли продукт змішати із водою, то результаті утворюється досить густа консистенція. Її дуже легко вживати і при цьому не відчуваєш жодного дискомфорту та неприємного присмаку. Коли міцелярний казеїн потрапляє у шлунок, то людина відчуває великий приплив сил та повну ситість, яка відчуватиметься тривалий проміжок часу.
Такий ефект досягається завдяки тому, що у 100% казеїні на 100 г міцелярного продукту білка знаходиться 88%, при цьому 1,5% складають жири. Вуглеводи в казеїновому протеїні не знаходяться! Такі унікальні особливості продукту дозволяють організму отримувати всі важливі амінокислоти. Після прийому казеїну людина почуватиметься ситим приблизно 6-8 годин. Цей час позитивно впливає на м'язові тканини. Адже вони не лише помітно збільшуються в масі, а й не руйнуються між перервами вживання їжі.
Казеїновий протеїн дуже ефективно допомагає спалювати жирові відкладення та зменшувати почуття голоду. Якщо активно займатися фізичними вправами та вживати даний продукт, досягти бажаного результату буде дуже просто.
Протеїн, який би включав 100% білків, не існує в природі. Максимум лише 95%!
Для набору маси м'язів такого роду протеїн відіграє не останню роль. Він має антикатаболічну властивість.
Не рекомендується використовувати казеїн до або після тренування. Результатів таким чином не досягнеш. Адже в період фізичного навантаження організму потрібні білки, які мають здатність швидко засвоюватись. З цього випливає, що вживати цей продукт потрібно лише перед сном, у кількості 40 грам.
Для скидання маси тіла приймають 2-4 рази на добу по 20-30 грам, та ж перед сном. У цій ситуації він виконує роль насичення та збереження м'язів.
Найкращим чином казеїн засвоюватиметься в дозі 30-40 грам. При цьому його потрібно перемішувати з молоком. Коли продукт з'єднують з рідиною, краще перемішувати його за допомогою шейкера або міксера.
Смак напою схожий на сирний продукт. Якщо захочеться поекспериментувати, то до нього можна додавати какао, ванілін або цукор.
Не слід забувати у тому, що казеїн враховується у добовому раціоні споживаних калорій. Так на 100 грамів продукту, він матиме в собі 360 ккал.
Як правильно вибрати протеїн 
Креатин та протеїн, гейнер чи протеїн – що краще вибрати? 
Протеїн чи ВСАА, що краще? 
Як приймати протеїн
Казеїн представлений у вигляді складного білка, що утворюється за рахунок казеїногену. З цього білка складається молоко на 80%, при цьому на сироватковий протеїн припадають решта 20%. При скисанні відбувається згортання молока і як сирного згустку в осад випадає казеїн. Отже, основну частину сиру становить цей білок.
Як спортивне харчування казеїнат кальцію особливо популярний серед любителів бодібілдингу та фітнесу. Він вдвічі повільніше обробляється і перетравлюється в організмі порівняно із сироватковим. Якщо бути точніше, казеїновий протеїн перетравлюється протягом семи годин. Переважно ріст м'язів припадає на час сну, саме тому білок, що розглядається, рекомендується приймати на ніч перед сном. Може скластися помилкова думка у тому, що повільне засвоєння казеїну організмом негативно відбивається, але у разі це свідчить лише у тому, що його прийому спостерігається більш тривалий ефект. За рахунок тривалого впливу казеїн чудово перешкоджає катаболізму та зміцнює кістки за рахунок високого рівня кальцію.
Тривалий час питання вибору харчування для спортсменів було відкрито і зокрема суперечки стосувалися вибору між сироватковим білком та казеїном. Всім відомо, що існують повільні та швидкі вуглеводи та в залежності від швидкості засвоєння різних вуглеводних продуктів був створений показник глікемічного індексу.
У середині минулого століття французькі вчені задумалися над створенням аналогічного показника щодо білків. Іншими словами, їм було цікаво, чи залежить м'язове зростання від швидкості абсорбції білків. На той час було проведено низку експериментів на здорових добровольцях, що свідчить про максимальну достовірність результатів. В експериментальних дослідженнях брали участь добровольці бодібілдери, які мають достатній досвід тренувань і не приймають будь-які добавки.
Добровольців розділили на дві групи: члени першої приймали сироватковий білок, отже, учасники другої приймали харчову добавку з казеїном. При цьому нікому з культуристів не було відомо про те, які харчові добавкийому дають. Результати були більш ніж однозначними, адже сироватковий білок засвоювався набагато швидше та його віднесли до розряду швидких білків. Казеїн вирішено було віднести до повільних протеїнів, оскільки засвоюється він вдвічі повільніше.
Вже за півгодини рівень амінокислот у крові учасників першої групи досягав свого піку і далі стрімко йшов на спад, повертаючись до попереднього рівня. У піддослідних другої групи високий рівень концентрації амінокислот в організмі спостерігався через п'ять годин після прийому харчової добавки.
Завдяки дослідженню, що розглядається, було доведено, що саме за рахунок казеїну висока концентрація амінокислот у крові спостерігається протягом тривалого часу.
У 2011 році було проведено дослідження, в яких порівнювалася швидкість синтезу м'язового білка при одноразовому та поступовому введенні сироваткового протеїну. В результаті більшого ефекту дає саме разовий прийом. У той же час були проведені дослідження, які довели більш високу ефективність сироваткового протеїну перед казеїном, проте дослідження, що розглядалися, були проведені лише на літніх людях. Також було знайдено результати досліджень, у яких не було відображено жодної різниці між впливом на м'язову масу казеїну та сироваткового протеїну. Це питання залишається відкритим.
Багато досліджень підтверджують актуальність використання будь-якого протеїну для схуднення, оскільки він пригнічує апетит, зберігає м'язову масу та підвищує термогенез. Результати багатьох експериментів свідчать про те, що для підвищення термогенезу та збереження м'язової маси краще вживати сироватковий протеїн, але для придушення голоду саме казеїн вважається більш ефективним, особливо при вживанні за півгодини до їди. Розглянута властивість пояснюється наявністю високої концентрації кальцію у казеїні.
Для змішування рекомендується використовувати міксер або шейкер. Даний білок має натуральний сирним смаком, Який у коктейлі можна заглушити чайною ложкою ванільного цукру, ванілі, сиропу або какао. На 100 г казеїну припадає 360 ккал і в добовому графіку при схудненні цю цінність необхідно враховувати.
