Казеин — от молока до современных промышленных применений

Казеин — один из важнейших белков, содержащихся в молоке, который лежит в основе многих технологических процессов в пищевой промышленности и за ее пределами. Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам он широко применяется в различных областях промышленности — от производства сыра и молочных напитков до использования в химической, фармацевтической и косметической промышленности. В этой статье мы расскажем, что такое казеин, какие виды казеина существуют и как он используется производителями в различных отраслях.

Что такое казеин и каковы его характеристики?

Казеин — это сложный белок, который составляет около 80 % от общего содержания белка в коровьем молоке. Он находится в нем в виде мицелл — сложных сферических структур диаметром 25-300 нм, которые определяют свойства молока и молочных продуктов. Казеин извлекается из молока путем осаждения с помощью сычужного фермента или кислот.

Хотя казеин является естественным компонентом молока, его значение выходит далеко за рамки молочной промышленности — он широко используется в производстве продуктов питания, косметики, красок и даже биопластиков. С точки зрения бизнеса, это высокоценное сырье — благодаря разнообразию сфер применения и стабильному спросу в промышленных секторах он является важной частью мирового рынка молочного белка.

Виды казеина и их характеристики

Существует два основных типа казеина, различающихся по процессу производства и физико-химическим свойствам: сычужный казеин и кислотный казеин.

Сычужный казеин

Ренет-казеин получают путем ферментативной коагуляции молока с помощью сычужного фермента, который естественным образом содержится в желудке телят. Реннет заставляет молоко свернуться, образуя творог. Затем казеин отделяется от лактозы, минералов и сывороточных белков, подвергается сгущению и сушке и в итоге приобретает форму свободно сыплющегося порошка.

Ренет-казеин отличается высокой чистотой, нежным вкусом, хорошей усвояемостью и высокой растворимостью в воде. В основном он используется в пищевой промышленности, например, при производстве сыра, молочных напитков, десертов и в качестве ингредиента высокобелковых продуктов. Он придает продуктам не только молочный вкус, но и кремообразную текстуру и питательную ценность — сычужный казеин содержит около 90-95 % белка.

Кислотный казеин

Кислотный казеин — это, как правило, технический казеин, который производится путем понижения pH молока примерно до 4,6 с помощью кислот, например соляной кислоты, которая осаждает белок. Затем сывороточные белки вымываются из творога, после чего происходит концентрация, измельчение и сушка готового продукта.

Этот казеин имеет несколько иную структуру и меньшую растворимость, чем сычужный казеин. Он характеризуется большей устойчивостью к химическим и термическим воздействиям. Он используется не только в пищевой промышленности, но и в производстве красок, клеев, покрытий и технических материалов.

Помимо двух описанных основных типов казеина, встречаются и его производные, например, казеинаты натрия, кальция и калия, которые лучше растворяются и удобнее для использования в жидких продуктах. Казеинат натрия является пищевой добавкой, стабилизирующей обработанные продукты, а казеинат кальция используется для повышения содержания кальция и снижения уровня натрия в продуктах.

Свойства казеина — функциональность и стабильность

Казеин отличается рядом ценных технологических свойств, которые делают его чрезвычайно универсальным ингредиентом в промышленности. К ним, прежде всего, относятся:

• высокая пищевая ценность (высокое содержание незаменимых аминокислот и углеводов);
• желирующая способность (позволяет создавать стабильные белковые структуры в сырах, йогуртах и кремах);
• эмульгирование (стабилизирует водно-жировые эмульсии, что является ключевым фактором при производстве соусов, мороженого и молочных кремов);
• связывание воды (улучшает текстуру и влажность пищевых продуктов);
• растяжимость;
• термо- и pH-устойчивость (сохраняет структуру даже при изменении условий окружающей среды, что облегчает его использование в различных технологических процессах).

Использование казеина в промышленности

Казеин используется в самых разных отраслях промышленности, что делает его ценным сырьем для производителей различных отраслей.

Пищевая промышленность

Наибольшее применение казеин находит именно в пищевой промышленности, где ценятся его питательные и текстурирующие свойства. Он используется для:

• производства созревших и плавленых сыров,
• стабилизации молочных напитков,
• производства молочных десертов, йогурта и мороженого,
• производства соусов, паст и дипов,
• производство порошкообразных продуктов, требующих быстрого растворения в воде (например, супы быстрого приготовления, сливки для кофе),
• улучшение консистенции и белковой ценности диетических продуктов, например, батончиков и хлеба, а также мясных продуктов.

Благодаря своим свойствам казеин позволяет создавать продукты с кремообразной текстурой и стабильной структурой, которая сохраняется даже при длительном хранении.

Химическая и техническая промышленность

Казеин нашел применение в качестве натурального клея и связующего вещества, поэтому его используют в производстве деревостойких клеев для дерева, мебели, кожи и пластика (например, для этикетирования бутылок). В лакокрасочной промышленности он используется в качестве ингредиента в покрытиях и лаках для придания эластичности и блеска. В секторе упаковки и экологически чистых материалов он используется для производства биопластиков как альтернативы пластмассам (например, галалит, молочный хлопок, наноматериалы).

Фармацевтическая и косметическая промышленность

Благодаря своим вяжущим и пленкообразующим свойствам казеин входит в состав некоторых кремов, масок и таблеток в качестве вспомогательного ингредиента или носителя активных веществ. Иногда он также используется в качестве добавки в диетических добавках для физически активных людей и продуктах клинического питания. Производные казеина также используются в продуктах для реминерализации зубной эмали.

Кормовая промышленность

Благодаря своей питательной ценности казеин также используется в качестве ингредиента в кормах и кормах для домашних животных, обеспечивая высокое содержание незаменимых аминокислот в их рационе.

Производители казеина и рынок сырья

Мировой рынок казеина очень диверсифицирован и растет в цене вместе со спросом на высококачественные молочные белки. Крупнейшими производителями являются Новая Зеландия, Индия, Франция и Польша. Компании, специализирующиеся на торговле молочным сырьем, такие как Foodcom S.A., предлагают различные формы казеина, отвечающие потребностям пищевой и технической промышленности, включая сычужный казеин и кислотный казеин.

С точки зрения бизнеса, казеин — это не только ингредиент молока, но и сырье, имеющее стратегическое значение для различных отраслей промышленности. Его технологическая универсальность делает его незаменимым в широком спектре производственных процессов и в то же время соответствует тенденциям, связанным с натуральными и биоразлагаемыми ингредиентами.