Kazeina – od mleka do nowoczesnych zastosowań przemysłowych

Kazeina to jedno z najważniejszych białek występujących w mleku, stanowiące podstawę wielu procesów technologicznych w przemyśle spożywczym i nie tylko. Dzięki swoim unikalnym właściwościom fizykochemicznym znajduje szerokie zastosowanie w różnych obszarach przemysłu – od produkcji serów i napojów mlecznych po wykorzystanie w branży chemicznej, farmaceutycznej i kosmetycznej. W artykule przybliżamy, czym jest kazeina, jakie są jej rodzaje oraz w jaki sposób wykorzystywana jest przez producentów w różnych gałęziach przemysłu.

Czym jest kazeina i czym się charakteryzuje?

Kazeina to kompleksowe białko stanowiące około 80% całkowitej zawartości białka w mleku krowim. Występuje w nim w formie miceli, czyli złożonych, sferycznych struktur o średnicy 25-300 nm, które decydują o właściwościach mleka i produktów mlecznych. Kazeina jest wyodrębniana z mleka poprzez jej wytrącanie za pomocą enzymu podpuszczki lub kwasów.

Choć kazeina jest naturalnym składnikiem mleka, jej znaczenie wykracza daleko poza przemysł mleczarski – znajduje szerokie zastosowanie w produkcji żywności, kosmetyków, farb czy nawet bioplastiku. Z biznesowego punktu widzenia jest surowcem o wysokiej wartości – ze względu na różnorodność zastosowań i stabilny popyt w sektorach przemysłowych stanowi istotny element globalnego rynku białek mlecznych.

Rodzaje kazeiny i ich charakterystyka

Wyróżnia się dwa główne rodzaje kazeiny, różniące się procesem produkcji i właściwościami fizykochemicznymi: kazeinę podpuszczkową i kwasową.

Kazeina podpuszczkowa

Kazeina podpuszczkowa jest otrzymywana w procesie enzymatycznego koagulowania mleka przy użyciu podpuszczki, enzymu naturalnie występującego w żołądkach cieląt. Podpuszczka sprawia, że mleko ulega koagulacji, tworząc skrzep. Kazeina jest następnie oddzielana od laktozy, minerałów i białek serwatki, jest poddawana zagęszczaniu i suszeniu, ostatecznie przybierając postać sypkiego proszku.

Kazeina podpuszczkowa ma wysoką czystość, delikatny smak, dobrą przyswajalność i wysoką rozpuszczalność w wodzie. Stosowana jest głównie w przemyśle spożywczym, np. do produkcji serów, napojów mlecznych, deserów oraz jako składnik wysokobiałkowych wyrobów spożywczych. Dodaje produktom nie tylko mlecznego smaku, ale też kremowej konsystencji i wartości odżywczych – kazeina podpuszczkowa zawiera ok. 90-95% białka.

Kazeina kwasowa

Kazeina kwasowa to zazwyczaj kazeina techniczna, która powstaje poprzez obniżenie pH mleka do około 4,6 przy zastosowaniu kwasów, np. kwasu solnego, co powoduje wytrącanie białka. Następnie ze skrzepu wypłukuje się białka serwatki, po czym zagęszcza się, mieli i suszy gotowy produkt.

Kazeina ta ma nieco inną strukturę i mniejszą rozpuszczalność niż kazeina podpuszczkowa. Charakteryzuje się większą odpornością na czynniki chemiczne i termiczne. Wykorzystywana jest nie tylko w żywności, lecz także w produkcji farb, klejów, powłok i materiałów technicznych.

Oprócz opisanych dwóch głównych typów kazeiny spotyka się także jej pochodne, np. kazeiniany sodu, wapnia i potasu, które są lepiej rozpuszczalne i wygodniejsze w użyciu w produktach płynnych. Kazeinian sodu jest dodatkiem do żywności stabilizującym żywność przetworzoną, podczas gdy kazeinian wapnia stosuje się w celu zwiększenia zawartości wapnia i obniżenia poziomu sodu w produktach.

Właściwości kazeiny – funkcjonalność i stabilność

Kazeina wyróżnia się szeregiem cennych właściwości technologicznych, które czynią ją niezwykle wszechstronnym składnikiem w przemyśle. Są to przede wszystkim:

• wysokie wartości odżywcze (zawartość dużej ilości aminokwasów egzogennych i węglowodanów);
• zdolność żelowania (umożliwia tworzenie stabilnych struktur białkowych w serach, jogurtach i kremach);
• emulgowanie (stabilizuje emulsje tłuszczowo-wodne, co jest kluczowe w produkcji sosów, lodów i kremów mlecznych);
• wiązanie wody (poprawia teksturę i wilgotność produktów spożywczych);
• rozciągliwość;
• odporność na temperaturę i pH (zachowuje strukturę nawet w zmiennych warunkach środowiskowych, co ułatwia jej stosowanie w różnych procesach technologicznych).

Zastosowanie kazeiny w przemyśle

Kazeina jest wykorzystywana w wielu sektorach przemysłu, dzięki czemu stanowi cenny surowiec dla producentów z różnych branż.

Przemysł spożywczy

Największe zastosowanie kazeina znajduje właśnie w przemyśle spożywczym, gdzie cenione są jej wartości odżywcze i teksturotwórcze. Wykorzystuje się ją do:

• produkcji serów dojrzewających i topionych,
• stabilizacji napojów mlecznych,
• wytwarzania deserów mlecznych, jogurtów i lodów,
• produkcji sosów, past i dipów,
• wytwarzania produktów w proszku, które wymagają szybkiego rozpuszczania w wodzie (np. zupy instant, zabielacze do kawy),
• poprawy konsystencji i wartości białkowej produktów dietetycznych, np. batonów czy pieczywa, a także produktów mięsnych.

Dzięki swoim właściwościom kazeina umożliwia tworzenie produktów o kremowej konsystencji i stabilnej strukturze, która jest zachowywana nawet przy długim okresie przechowywania.

Przemysł chemiczny i techniczny

Kazeina znalazła zastosowanie jako naturalny klej i spoiwo, dzięki czemu używa się jej do produkcji woodpornych klejów do drewna, mebli, skóry czy plastiku (np. do etykietowania butelek). W przemyśle farbiarskim wykorzystywana jest jako składnik powłok i lakierów nadających elastyczność i połysk. W sektorze opakowań i ekologicznych materiałów stosuje się ją natomiast do produkcji bioplastików stanowiących alternatywę dla tworzyw sztucznych (np. galalit, bawełna mleczna, nanomateriały).

Przemysł farmaceutyczny i kosmetyczny

Ze względu na swoje właściwości wiążące i filmotwórcze kazeina pojawia się w niektórych kremach, maseczkach i tabletkach jako składnik pomocniczy lub nośnik substancji aktywnych. Bywa wykorzystywana również jako dodatek do suplementów diety dla osób aktywnych fizycznie i produktów do żywienia klinicznego. Pochodne kazeiny stosuje się także w produktach do remineralizacji szkliwa zębów.

Przemysł paszowy

Kazeina ze względu na swoją wartość odżywczą jest również stosowana jako składnik pasz i karm dla zwierząt domowych, dostarczając do ich diety dużą zawartość niezbędnych aminokwasów.

Producenci kazeiny i rynek surowca

Globalny rynek kazeiny jest silnie zróżnicowany, a jego wartość rośnie wraz z zapotrzebowaniem na wysokiej jakości białka mleczne. Najwięksi producenci pochodzą z Nowej Zelandii, Indii, Francji i Polski. Firmy specjalizujące się w handlu surowcami mlecznymi, takie jak Foodcom S.A., oferują różne formy kazeiny dostosowane do potrzeb przemysłu spożywczego i technicznego, w tym kazeinę podpuszczkową i kazeinę kwasową.

W ujęciu biznesowym kazeina to nie tylko składnik mleka, ale też surowiec o strategicznym znaczeniu dla różnych branż. Jej wszechstronność technologiczna sprawia, że jest niezastąpiona w wielu procesach produkcyjnych, a jednocześnie wpisuje się w trendy związane ze składnikami naturalnymi i biodegradowalnymi.