Способы совместного осаждения казеина и сывороточных белков

Кислотная коагуляция возможна как при воздействии молочнокислого брожения, так и в результате воздействия химических веществ (добавление к молоку кислоты). Происходящие при этом процессы основаны на осаждении казеина в изоэлектрической точке при рН 4,6 – 4,7.

Казеин как амфотерный электролит в результате диссоциации амино и карбоксильных групп получает заряд, знак которого зависит от рН, температуры, ионной силы, состава растворителей. Так, при рН выше изоэлектрической точки (что характерно для свежего молока) казеин имеет отрицательный заряд –NH2 - R – COO -, при рН ниже изоэлектрической точки – положительный заряд NH3+ - R – COOH. В изоэлектрической точке казеин находится в виде электронейтральной молекулы с одинаковым количеством положительных и отрицательных зарядов.

Сущность кислотной коагуляции казеина заключается в потере заряда его частицами при приближении рН к изоэлектрической точке казеина [23]. При этом растворимость, вязкость и набухание казеина минимальны. Изоэлектрические точки разных фракций казеина неодинаковы. Для α-, β-, γ- казеина они составляют соответственно 4,7; 4,9; 5,8-6,0.

Следовательно, при подкислении молока до рН 4,6-4,7 полностью коагулируют все фракции, составляющие мицеллу казеина (данные Вебба).

Сывороточные белки молока (β-лактоглобулин и -лактоальбумин) в силу особых условий гидратации переходят в сыворотку.

При нагревании молока значение показателя рН изоэлектрической точки казеина увеличивается, что вероятно, обусловлено образованием связи между ним и денатурированными сывороточными белками. Если температура молока во время подкисления находится в пределах 1 – 10 оС, то рН молока может понижаться до изоэлектрической области без видимой коагуляции казеина. Несмотря на то, что это свойство казеина давно известно и уже применяется на практике для непрерывного получения сгустка, процессы, происходящие при этом, не изучены. Между тем именно при непрерывном способе подкисления особенно важно знать, сразу ли происходит реакция при низкой температуре между добавляемой кислотой и составными частями молока и сколько времени необходимо для того, чтобы система достигла равновесия. При обычных условиях сквашивания, т.е. при температуре молока выше 15 – 20 оС, казеин очень чувствителен к изменению рН. Он начинает осаждаться уже при подкислении рН 5,2 – 5,3 [21]. При этом рН частицы казеина недостаточно стойки и некоторые из них коагулируют.

Одним из факторов, обусловливающих стойкость коллоидной системы, является солевое равновесие, которое, в свою очередь, зависит о концентрации ионов водорода. При постепенном введении в молоко ионов водорода от казеинового комплекса отщепляется кальций, в результате чего ускоряется коагуляция белков молока.

Схематично кислотную коагуляцию казеина можно представить следующим образом:

Вследствие увеличения концентрации ионов водорода фосфат кальция постепенно отщепляется от мицеллы. В изоэлектрической точке казеина фосфат кальция полностью теряет связь с ней. Установлено, что мицеллы казеина начинают осаждаться при рН 5,2-5,3, когда еще содержат кальций. Это обстоятельство усложняет выделение казеина, свободного от минеральных веществ.

В процессе кислотной коагуляции изменяется дисперсность частиц казеинового комплекса. Доказано, что по мере увеличения активной кислотности путем добавления в молоко молочной кислоты дисперсность частиц комплекса изменяется в две стадии. Сначала до рН 5,85 наблюдается увеличение дисперсности частиц, затем при дальнейшем повышении кислотности дисперсность уменьшается. Величина рН, характеризующая разделение этих стадий, значительно отличается от изоэлектрической точки и характеризует начало появления крупных частиц казеинового комплекса, из которых при последующем нарастании кислотности образуется пространственная гелевая структура молочного сгустка. Заметное образование гелевой структуры наблюдается при рН 5,2.

Материалы по теме:

Применение стабилизаторов в пищевой промышленности
При выборе добавки и технологии её применения необходимо учитывать, с какой целью используется тот или иной тип пищевых стабилизаторов – повышение вязкости или гелеобразование, так как при производстве различных типов продуктов (молочных, кондитерских, мясных, фруктовых или хлебобулочных) от стабил ...

Технология приготовления и ассортимент шашлыков
Технологический процесс приготовления шашлыков одинаков – нарезают мясо, затем маринуют в течение двух-трех часов. Затем куски мяса нанизывают на шампур вперемежку с репчатым луком, нарезанным кольцами. Жарить шашлык нужно над горячими, без пламени, углями в течение 15–20 минут, поворачивая вертел, ...

Генезис технологии пищевых производств
В конце XVIII – начале ХIХ вв. на Западе под влиянием буржуазных революций утверждались капиталистические общественные отношения, в экономической жизни воплощались идеи классической политэкономии о свободе предпринимательства, невмешательстве государства в его сферы. В Англии к 30-40 гг. ХIХ в. зав ...