KALCIUMKASEINAT: STRUKTUR, EGENSKAPER, FRAMSTÄLLNING OCH ANVÄNDNING - KEMI - 2026

Den kalciumkaseinat är en komplex organisk förening som består av kolatomer (C), väte (H), syre (O), fosfor (P), kväve (N), svavel (S) och kalcium (Ca). Det är ett derivat av kaseiner, en grupp proteiner som finns i däggdjursmjölk.

Kalciumkaseinat är mycket lösligt i vatten. Dess vattenhaltiga lösningar är vitt och mjölkliknande i utseende. Det har förmågan att bilda mycket tunna fasta filmer. Av den anledningen används det för att skydda eller hålla färska vissa livsmedel som äpplen, grönsakspinnar, spannmålstänger, jordnötter, mandlar, etc.

Kalciumkaseinat erhålls från mjölk. Författare: Couleur. Källa: Pixabay.

Det kan också bilda emulsioner eller krämer och används för att kontrollera surheten i livsmedel som yoghurt, krämig ost, vispad krämer, bland andra. Det gör det möjligt att förbereda produkter som imiterar vissa typer av ost.

På grund av dess höga näringsvärde har kalciumkaseinat använts för att utfodra barn i undernäringstillstånd, vilket återställer dem till hälsa. Det kan också användas tillsammans med andra föreningar för att kapsla in vissa läkemedel och förhindra att personen som tar in dem känner sin bitter smak.

Personer som är allergiska mot kasein i mjölk bör inte konsumera kalciumkaseinat.

Sammansättning och struktur

Kalciumkaseinat är ett derivat av kasein, ett protein som finns i däggdjursmjölk. Det är faktiskt en grupp specifika mjölkproteiner.

Sammansättning

Som ett protein består kasein av aminosyror. Den senare är organiska föreningar som har aminogrupper -NH ₂ och karboxylgrupper -COOH, bland andra.

Aminosyrasammansättningen för kasein är specifik för den djurart som mjölken kommer från. Av denna anledning skiljer sig kasein som kommer från bröstmjölk från det från kommjölk.

Kasein erhålls från mjölk vid surt pH och kalciumkaseinat erhålls genom tillsats av alkali till kasein. Rauenstein / Public domain. Källa: Wikimedia Commons.

Kalciumkaseinat innehåller organiska fosfater (R-PO ₄ H ₂ ) som finns i aS ₁ -, aS ₂ - och P-kaseiner, vilka skiljer sig från varandra genom deras aminosyra, fosfor och kolhydratinnehåll.

Kort sagt består kalciumkaseinat av elementen kol (C), väte (H), syre (O), kväve (N), fosfor (P), svavel (S) och kalcium (Ca).

Strukturera

Kaseiner bildar komplexa partiklar eller miceller, som vanligtvis är komplex av kalciumkaseinat och kalciumfosfat Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ .

Kalciumkaseinat i vatten bildar mycket små partiklar på 100-300 nm (nm = nanometer = ^10-9 meter) på grund av den bindande påverkan av kalciumjon Ca ²⁺ .

Strukturen för micellerna beror på den elektrostatiska verkan av kalciumjonen, som har en dubbel positiv laddning (Ca ²⁺ ).

Kaseinmiceller. Wikikaos / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Kalciumkaseinat

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Massiv vit.

löslighet

Kalciumkaseinat är mycket lösligt i vatten.

Andra egenskaper

Kalciumkaseinat är hydrofilt, det vill säga det är relaterat till vatten och löses lätt upp i det.

Det har egenskapen att enkelt bilda filmer. Filmerna är emellertid inte särskilt motståndskraftiga mot våta ånga, men de är mekaniskt starka.

Kalciumkaseinat har rapporterats vara det enda mjölkproteinsystemet som uppvisar reversibla termiska gelningsegenskaper. Detta betyder att det med temperatur kan gel (bilda ett material som liknar gelatin), men att detta är vändbart.

Kalciumkaseinat i joniska miljöer (det vill säga i närvaro av joner) ordnar om sig och bildar grupper eller aggregat.

Det är en mycket effektiv emulgator och kan bilda stabila skum.

Erhållande

Kalciumkaseinat produceras genom att neutralisera surt kasein med ett kalciumalkali. Den erhållna lösningen är en vit och ogenomskinlig kolloidal dispersion, med ett utseende som mycket liknar mjölk.

På detta sätt framställs en 20% kalciumkaseinatlösning och underkastas spraytorkning, vilket erhåller kalciumkaseinatpulvret.

Mellanformer av kaseinat framställs också i vilka kasein och alkali endast har reagerat delvis, varigenom en blandning av kalciumkaseinat och kasein erhålls.

När mjölk koagulerar eller curdles till följd av värme, pH-förändringar eller effekten av enzymer, omvandlas kasein till ett komplex av kaseinat och kalciumfosfat.

Användningar inom livsmedelsindustrin

Kalciumkaseinat används i olika livsmedel där det har olika funktioner.

I ätliga filmer

Kalciumkaseinat används i ätliga filmer, eftersom det ger mekanisk seghet och flexibilitet.

Även om kalciumkaseinatfilmer ensamma inte kan motstå passagen av fukt, ger de god mekanisk styrka eller seghet och fungerar som en barriär mot syre, därför kan de förhindra matförsämring.

Om kalciumkaseinat används i samband med ett oljigt eller oljigt material som avvisar eller motstår passagen av fuktånga, ger den resulterande filmen mekanisk seghet, motstånd mot passagen av syre och fungerar som en barriär mot fukt.

Spannmålstänger och nougats kan beläggas med en kalciumkaseinatfilm som fungerar som skydd. Författare: Anastasia Makarevich. Källa: Pixabay.

Det används för att belägga frukt och grönsaker för att hålla dem fräscha, till exempel att belägga äpplen, selleri pinnar och zucchini. Nämnda film kan ätas.

Det fungerar som en ätbar film för kokosnöt, spannmål, jordnötter, mandlar, fungerar som en barriär för vätskor och smaker.

I livsmedelsförpackningar

Kalciumkaseinat används också som en film i biologiskt nedbrytbar och flexibel förpackning, eftersom det fungerar som en barriär mot vatten, gaser och mikroorganismer.

För att erhålla emulsioner

Det verkar i bildandet av emulsioner i kaffevitare, desserter och piskade toppings. Det används också för produktion av korvskinn.

Vispgrädde kan innehålla kalciumkaseinat som emulgator. Författare: Devanath. Källa: Pixabay.

I fermenterade livsmedel

Kalciumkaseinat tillsätts ofta till mjölk för att kontrollera gelning (gelbildning) under jäsning inducerad av bakteriekulturer.

Fermenterade livsmedel som det tidigare har lagts till är till exempel yoghurt och krämig ost.

Yoghurt kan innehålla kalciumkaseinat för att kontrollera gelningen. Författare: Profet77. Källa: Pixabay.

I mat som liknar ost

Ostliknande ätbara ämnen har erhållits genom att blanda kalciumkaseinat med smörolja. Produkten kan användas i hamburgare, pizzor och såser.

Ostliknande livsmedel tillagade med kalciumkaseinat läggs till några hamburgare. Författare: OpenClipart-Vectors. Källa: Pixabay.

En imitation av Mozzarellaost med kalciumkaseinat framställs också.

I specialmat

Kalciumkaseinat används i livsmedelsformler för enteral näring.

Enteral näring används på sjukhus när en patient inte kan äta. Det är en terapeutisk åtgärd där näringsämnen administreras direkt i mag-tarmkanalen, det vill säga i magen eller tarmen, utan att passera genom munnen.

Det har också använts för att behandla undernäring hos barn, vilket resulterar i att diarré och ödem stoppas hos spädbarn och avsevärt förbättra deras hälsa.

Användning i farmaceutiska tillämpningar

Kalciumkaseinat har använts framgångsrikt i samband med lecitin för att kapsla in acetaminophen, ett botemedel som används för feber och lindra värk och smärta.

Acetaminophen inkapslad med kalciumkaseinat frisätts långsamt vid intag, vilket gör att den kan maskera den bittera smaken av läkemedlet.

Kalciumkaseinatet gör att acetaminofen-tabletter kan beläggas för att förhindra att bitter medicin uppfattas. Författare: Stux. Källa: Pixabay.

Användning i industriella tillämpningar

Kalciumkaseinat användes i pappersbeläggning och i färg och läderbehandling.

Allergi

Vissa människor kan vara allergiska mot kasein, det vill säga deras kropp identifierar det som en främmande förening och reaktioner som klåda i huden eller halsen, röda ögonlock och diarré, bland andra symtom.

Kasein som nämnts ovan är mjölkproteinet och finns också i ostar och andra mejerivederivat. Personer med en kaseinallergi bör också undvika livsmedel som innehåller kalciumkaseinat.

referenser

1. Southward, CR (2003). Kasein och kaseinater. Användning inom livsmedelsindustrin. Ätliga filmer. I Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (andra upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
2. Smith, L. och Garcia, J. (2011). Enteral näring. Stagnerande formel. Vid pediatrisk gastrointestinal och leversjukdom (fjärde upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
3. Southward, CR (2003). Kasein och kaseinater. Tillverkningsmetoder. Kaseinater. I Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (andra upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
4. Gaby, AR (2018). Matallergi och intolerans. Livsmedel du måste undvika. In Integrative Medicine (fjärde upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
5. Lawrence, RA och Lawrence, RM (2011). Biochemistry of Human Milk. Kasein. I amning (sjunde upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
6. Onwulata, CI et al. (2011). Extrusion texturerade mejeriproteiner. Ostanaloger. I framsteg inom mat- och näringsforskning. Återställs från sciencedirect.com.
7. Everett, DW och Auty, MAE (2017). Ostmikrostruktur. In Cheese (fjärde upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
8. O'Kennedy, BT (2011). Kaseiner. Syra geler. I handbok med matproteiner. Återställs från sciencedirect.com.
9. Ritzoulis, C. och Karayannakidis, PD (2015). Proteiner som texturmodifierare. Caseinate. I Modifying Food Texture. Återställs från sciencedirect.com.
10. Doraiswamy, TR et al. (1962). Användning av kalciumkaseinat vid behandling av proteinundernäring hos barn. Indiska J. Pediat., 29: 226, 1962. Hämtad från ncbi.nlm.nih.gov.
11. Hoang Thi, TH et al. (2013). Användning av kalciumkaseinat tillsammans med lecitin för att maskera bitterheten i acetaminophen-jämförande studie med natriumkaseinat. Int J Pharm 2013 nov 18; 456 (2): 382-9. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.