Електрическото състоянието на млечни протеини

Страничните вериги на някои аминокиселини на млечни протеини носят електрически заряд зависи от рН на мляко. Когато рН се променя чрез добавяне на киселина или основа, и също се променя разпределението на заряда на протеина. При нормална мляко рН равно на 6.6, на белтъчната молекула има отрицателен заряд. Молекулите на протеин се разделят поради отблъскване на еднакви такси.

При добавяне на водородни йони са адсорбирани протеинови молекули. Когато стойността на рН, протеинът в която положителна енергия става равна на отрицателен заряд (когато броят на групите NH3 + и COO - в страничните вериги на същите), общият заряд на протеин е нула. Протеинови молекули, вече не се отблъскват взаимно, и една молекула на положителните заряди привличане отрицателни заряди на съседните молекули, което води до образуването на големи протеинови агрегати, последвано от утаяване на протеин от разтвор. Големината на рН, при което се случва това явление се нарича изоелектричната точка на протеина.

Ако има повече от водородните йони протеинови молекули придобиват нетен положителен заряд. Това отново води до взаимно отблъскване на протеинови молекули, като им позволява да остане в разтвора. От друга страна, да се прибави силно алкален разтвор (NaOH) всички протеини придобиват отрицателни заряди, остават в разтворено състояние.

Класификация на млечни протеини

Млякото съдържа стотици видове протеин, повечето от които се намират в много малки количества. Протеините могат да се класифицират по различни начини в зависимост от техния химически и физически свойства и биологични функции. Старият начин за разделяне на протеини казеин, албумин и глобулин отстъпва по-подходяща система за класификация. Таблица 2.5 показва съкратена списък на млечни протеини съгласно модерна система. Малка група от протеини за простота изключени. Терминът "суроватъчен протеин" често се използва като синоним на плазмени протеини мляко, но ще трябва да бъдат запазени за суроватъчни протеини, получени в процеса на производство на сирене. В допълнение към протеините на суроватката съдържа суроватъчен протеин и казеин фрагменти от молекули.

Някои протеини присъстват в по-ниска концентрация, отколкото в първоначалния млякото. Това се дължи на топлинна денатурация при пастьоризация на млякото при производството на сирене. Три основни групи млечни протеини значително се различават характеристики и свойства. Казеини може лесно да се утаи в млякото на различни начини, като протеини от суроватка са обикновено в разтвор. Белтъци на обвивката на мастните глобули, както е необходимо за заглавието, се придържат към повърхността на гранулите и се различават само чрез механично действие - например, бие крем в масло.

Казеин е име на група с преобладаващ класа на млечни протеини. Казеини лесно образуват полимери, съдържащи множество от еднакви или различни видове молекули. Поради голямото количество на казеин молекула йонизирани групи, както и хидрофилни и хидрофобни части на полимерни молекули, образувани казеини, са много специфични. Тези полимери са изградени от стотици или хиляди индивидуални молекули и образуват колоиден разтвор, който дава обезмаслено мляко му характеристика белезникав синьо.

Концентрацията на протеини в млякото

Концентрация на мляко, г / кг

*), Наричана по-нататък áS-казеин

Тези молекулни комплекси са известни като казеин мицели. Големината на тези мицели може да бъде до 0.4 микрона, и могат да бъдат видими само под електронен микроскоп.

Три подгрупи от казеин - áS-казеин, _____êказеин и âказеин - всички са хетерогенна и се състои от 2-8 генетични варианти, които се различават само няколко аминокиселини. Общото за тези подгрупи е, че имат една от двете аминокиселини, съдържащи хидрокси група естерифицирана с фосфорна киселина, за придобиване на калциеви и магнезиеви соли и някои комплексни да образуват вътремолекулни или междумолекулни връзки.

Поради доминиращата локализацията последно на казеин мицели на повърхността на разтворимостта на неговата калциева сол неразтворимост предимство пред другите две казеини, съдържащи се в мицели, и тъй като цялата мицел обикновено разтворими за да се образува колоиден разтвор. (Текущи данни за химията на силата на звука на млечни протеини P.F.Foks 1. - .. Advanced млечни химия Vol.1 Протеини Fox P.F ...).

калциев фосфат и хидрофобно взаимодействие между submitsellami водят до асоциация на мицелите от казеин. Хидрофилният С-крайната част на # 61674 казеин, съдържащ въглехидрати акт група извън сложните мицели, което им дава "космат" вид и усещане, че е важно да ги стабилизира. В основата на това е най-силен отрицателен заряд на въглехидрати.

размер на мицела зависи до голяма степен от съдържанието на калциеви йони (Са ++). Ако тези йони напускат мицел - например чрез диализа, след това се разделя на submitselly. средният размер на мицела се състои от приблизително 400-500 submitsell, които са комбинирани, както е описано по-горе.

След отцепване на С-края # 61674 казеинови мицели на повърхността - например, чрез действието на сирищна - мицели започват да губят разтворимост и агрегат за да се образува съсирек казеин.

В непокътнати мицели има излишък на отрицателен заряд, така че те се отблъскват. Водните молекули, притежавани от хидрофилни области # 61674 казеин, са важна част от този баланс. При отстраняване на тези хидрофилни региони вода започва да напусне структура като сигнал за началото на силите на гравитацията. Форма нови връзки - например, сол, като например калций и активен хидрофобен тип.

Лепене резултати в изместването на вода, както и цялата структура е в крайна сметка, депозирани да образуват плътен съсирек.

Ниска температура влияе неблагоприятно на мицели, вериги причиняват разпадането # 61666-казеин и отстраняването им от структурата на калциев хидроксифосфат, в която присъства в колоидна форма в разтвора.

Обяснението на този феномен се крие във факта, че # 61666; казеин е най хидрофобна част казеин и че хидрофобни взаимодействия са атенюирани с намаляване на температурата. Промените правят млякото

Забележка: Когато голям излишък на киселина добавя към казеин коагулат ще се разтвори за образуване на сол и киселина.

При прилагането на разтвор на солна киселина съдържа казеин хидрохлорид, частично дисоциирана в йони.

# 61666; казеин, в допълнение, след напускане на мицел хидролизира лесно с различни протеази, съдържащи се в млякото. Нейната хидролиза на # 61667-казеин и Протеоза фракция води до по-нисък добив на сирене, получен в резултат на факта, че Протеоза пептон фракция на отпадъците в серум. дезинтеграция # 61666-казеин може да доведе до образуването на пептиди, които причиняват горчивина и по този начин до влошаване на вкуса obrazomprivodyaschih сирене.

В този контекст трябва да се отбележи, че когато сурово или пастьоризирано, и се съхранява в студено мляко се загрява в продължение на 20 секунди до 62-65 ° С, # 61666; казеин и калциев хидроксифосфат обратно в мицели, като по този начин причинява пълно или частично възстановяване на оригиналните свойства на мляко.

Способността за утаяване казеин е един от характерните свойства.

Поради сложността на молекулите на казеин и мицелите, образувани от тях е утаяването може да бъде причинено от различни агенти. Трябва да се помни, че има голяма разлика между оптималните условия на отлагане на мицеларен казеин и nemitsellyarnoy форма - например, под формата на натриев казеинат. Следващото описание се отнася най-общо до отлагане на мицеларен казеин.

Когато се прилага в киселина мляко или растежа на бактериите в него, за производство на киселина, намаляване настъпва рН мляко. По този начин е налице промяна на два етапа в заобикалящата ги среда, мицелите. Първо колоиден калциев хидроксифосфат присъства в мицелите на казеин разтваря да произвежда калциеви йони проникват в структурата на мицелите и създава силен вътрешен калциев връзка. След това рН на разтвора достигне изоелектрични точки на отделните видове казеин.

И двете тези процеси, инициирани промени в рамките на мицел, тъй като техния растеж чрез натрупване и до повече или по-малко плътен коагулум.

В зависимост от крайната стойност на рН ще бъде коагулира казеин сол и / или казеин в неговата изоелектрична състояние.

Изоелектричната точка на казеин компоненти зависи от присъствието на други йони, присъстващи в разтвора. Теоретични стойности на рН за тези точки, при определени условия то съвпадат с реалните стойности представляват 5.1-5.3. разтвори на соли при условията, подобни на тези, които са характерни за млякото, оптималния диапазон на рН за утаяване на рН 3,9-4,5, и неговата практическа стойност за утаяването на казеин в млякото, се равнява на 4,7.

Когато голям излишък на натриев хидроксид се въвежда в утаеният казеин, казеин разтваря отново се превръща в натриев казеинат, частично разложим в йони. Млечни продукти обикновено са в границите на рН 3,9-4,5, който се намира в киселата област на изоелектрични точки. При получаване на казеин от обезмаслено мляко чрез добавяне на сярна или солна киселина често се избира рН 4,6.

верига аминокиселина образуване # 61674; казеин, се състои от 169 аминокиселини. В тази схема на връзката между аминокиселинните остатъци в позиции 105 (фенилаланин) и 106 (метионин) е лесно достъпна за много протеолитични ензими. Някои от тях атакува връзка и разцепване на полипептидната верига. Получената терминал амин част съдържа аминокиселини между 106 и 169 та позиции, които са контролирани от полярни аминокиселини и въглехидрати, тази последователност, придаващ хидрофилни свойства. Тази част на молекулата # 61674; казеин нарича глюкомакропептид превъзхожда в производството на сирене от суроватка. Останалата част от # 61674; казеин, състояща се от аминокиселини между 1 и 105 масто позиции, е неразтворима и остава в клъстера с # 61665; s- и казеин фракции. Тази част се нарича ал # 61674 казеин. Той се е, че цялата клъстер се състои от пара-казеин.

Съсирек формация поради внезапното отстраняване на хидрофилен macropeptide и напредва с nonequilibrium естеството на междумолекулни сили. Това води до развитието и укрепването на връзките между хидрофобните части на веригата поради калциеви връзки, образувани, когато водните молекули се съдържат в мицели започват да напусне структура. Този процес обикновено се нарича стъпка на коагулация и синерезиса. Отцепването връзка 105-106 в молекулата # 61674-казеин често се нарича началния етап на действието на сирище и етапа на коагулация и синереза ​​- на втория етап на процеса. Има и трети етап на процеса, в който компонентите на сирищна казеин vozdeystvuetna конвенционален начин. Това се случва по време на зреенето на сиренето.

Продължителността на три стъпки се определя главно от стойността на рН и температура. Освен това, втората стъпка е силно зависим от концентрацията на калциеви йони и присъствието или отсъствието на протеинови мицели мляко суроватка на повърхността.

Серумни протеини обикновено наречени протеини от суроватка.

При отстраняване казеин от обезмаслено мляко чрез всеки метод отлагане (като например добавяне на неорганична киселина) в течността е група от протеини, които се наричат ​​суроватъчни протеини. Докато те не са подложени на денатуриране чрез нагряване, те са депозирани в техните изоелектрични точки. Въпреки това, те обикновено са депозирани полиелектролити като карбоксиметил целулоза. Технически, за изолиране на протеини от суроватка често използват подобни материали или комбинация от отопление и регулиране на рН. При загряване мляко протеини от суроватка са денатурирани да образуват комплекси с казеин, казеин понижаване способността изложени сирище и калциев придават. Сиренината от мляко, което е преминал висока температура лечение, не освобождава суроватка, както обикновено се случва с извара, защото в този случай по-малък брой връзки във формата на мостове вътре молекулите на казеин и между тях. Суроватъчните протеини като цяло, и # 61665; лакталбумин в частност, имат много висока хранителна стойност. Техните аминокиселинни състав е много близко до това, което се счита за оптимална биологична. Производни на серумни протеини са широко използвани в хранителната промишленост.

Този протеин може да се счита за типичен суроватъчен протеин. Той присъства в млякото на всички бозайници и играе важна роля в синтеза на лактоза в вимето.

протеини от суроватка са:

Има два начина да причинят флокулация и коагулация на частици казеинат: отлагане на киселина и утаяване на ензимите.

Този протеин се среща само в копитни животни и е основен компонент на краве мляко.

При нагряване мляко над 60 ° С започва да денатурация, където реактивността на сярата, съдържаща аминокиселини # 61666; лактоглобулин играе важна роля.

Сярата започва да се образува връзка под формата на мостове между молекули # 61666; лактоглобулин, между # 61666; и лактоглобулин # 61674 казеин и между # 61666; и лактоглобулин # 61665; лакталбумин.

При високи температури по време на този процес се освобождава постепенно серни съединения като сероводород. Тези съединения причиняват появата на вкус "варено мляко."