Casein Micelle Cơ cấu tổ chức

Các đại diện đầu tiên của cấu trúc micelle casein được hiển thị ở đây là của phụ casein "mô hình" micelle. Nó đã phát triển từ một vài mô hình trước đó. Nó rất khó để hình dung chính xác những gì trông giống như các micelle. Tuy nhiên, các nhà khoa học không biết nhiều về các micelle từ hành vi của nó, và mô hình bất cứ nhu cầu vào tài khoản cho tất cả các sự kiện được biết. Mô hình này, trong đó nows ngày đến khoảng 20 tuổi, được dựa trên sự bao gồm của nhiều người được biết sự thật về hành vi micelle casein. Xem Walstra và Jenness cho các cuộc thảo luận của mô hình này.

Hiện không phải là phổ quát chấp nhận của các nhà khoa học trên mô hình chăn nuôi bò sữa, trong thực tế, có gắn kết bằng chứng cho thấy submicelles casein cũng xác định không tồn tại, thay vì cơ cấu là cởi mở hơn và chất lỏng, có lẽ một bát "-của-spaghetti" kiểu mẫu . Các vấn đề lớn với mô hình trước đó là việc phân phối các phosphat canxi, và nó chắc chắn rõ ràng bây giờ mà tồn tại nhiều canxi phosphat phân bố đều khắp các micelle, do đó, dựa trên mô hình trên, cả trong và ngoài submicelles.

Các mô hình kế tiếp được hiển thị ở đây đã phát triển gần đây, từ công việc đặc biệt là do Carl Holt và đồng nghiệp tại Viện Nghiên cứu Hannah, Scotland. Nó cho thấy một ít nhiều hình cầu, cao ngậm nước, mở và công bằng hạt. Chuỗi Polypeptide trong lõi là một phần xuyên được liên kết bởi kích cỡ nanomet cụm phosphat Ca; cơ cấu nội bộ cho phép tăng lên đến một khu vực bên ngoài phân khúc của mật độ thấp hơn được gọi là lớp lông, mà confers steric và / hoặc tính ổn định để các hạt casein bản địa. Con số này cũng thể hiện sự cân bằng giữa các micelle và huyết thanh sữa với quá trình axit hóa và có sưởi ấm. (Nhờ Tiến sĩ Carole Tranchant, Ph.D. Disertation, Univ of Guelph, 1999,. Cho việc sử dụng các con số này). Nó có thể là nhiều năm nhưng trước khi ra các kỹ thuật trực

quan (ví dụ như kính hiển vi điện tử) cho phép chúng tôi biết cấu trúc thực sự của micelle casein.

phần và Cơ cấu tổ chức: Tổng quan Vai trò của sữa trong tự nhiên là để nuôi dưỡng và bảo vệ miễn dịch cho trẻ, động vật có vú. Sữa đã được một nguồn thức ăn cho con người từ thời tiền sử, từ con người, dê, trâu, cừu, Yak, với trọng tâm của phần này - thuần hóa sữa bò (chi Bos). Sữa và mật ong là những bài viết chỉ của chế độ ăn uống có chức năng duy nhất trong tự nhiên là thực phẩm. Nó không phải là đáng ngạc nhiên, do đó, rằng giá trị dinh dưỡng của sữa cao. Sữa cũng là một thực phẩm rất phức tạp với hơn 100.000 loài phân tử khác nhau được tìm thấy. Có rất nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến thành phần sữa giống như các biến thể (xem giới thiệu, bò để các biến thể của con bò, tổng đàn để các biến thể đàn - bao gồm cả quản lý và cân nhắc thức ăn, biến đổi theo mùa, và các biến thể địa lý. Với tất cả điều này trong tâm trí, chỉ có một khoảng thành phần sữa có thể được đưa ra:

87,3% nước (phạm vi 85,5% - 88,7%) 3,9% milkfat (phạm vi 2,4% - 5,5%) 8,8% chất rắn-không chất béo (phạm vi 7,9-10,0%):

o protein 3,25% (3 / 4 casein) o lactose 4,6% o khoáng chất 0,65% - Ca, P, citrat, Mg, K, Na, Zn, Cl, Fe, Cu, sulfate,

bicarbonate, nhiều người khác o axit 0,18% - citrate, formate, acetate, lactate, oxalat

o enzym - peroxidase, catalase, Phosphatase, lipase o khí - oxy, nitơ o vitamin - A, C, D, thiamine, riboflavin, những người khác

Những từ ngữ dưới đây được sử dụng để mô tả phân số sữa: Huyết tương = sữa - chất béo (skim milk) Huyết thanh = plasma - micelles casein (sữa) chất rắn-không chất béo (SNF) = protein, lactose, khoáng chất, axit, enzym,

vitamin Tổng số sữa chất rắn = mỡ + SNF

Không chỉ là thành phần quan trọng trong việc xác định các tính chất của sữa, nhưng cơ cấu vật lý cũng phải được kiểm tra. Do vai trò của nó trong tự nhiên, sữa là một dạng chất lỏng. Điều này có vẻ tò mò nếu một sẽ đưa vào xem xét một thực tế là sữa có ít hơn hầu hết các nước trái cây và rau cải. Sữa có thể được mô tả như là:

một dầu-trong-nước nhũ tương với các chất béo globules phân tán trong giai đoạn huyết thanh liên tục

đình chỉ một keo của micelles casein, protein globular và partilcles lipoprotein một giải pháp của lactose, protein hòa tan, khoáng chất, vitamin các thành phần

khác.

Nhìn vào sữa dưới kính hiển vi, lúc phóng đại thấp (5X) đồng phục nhưng vẫn đục lỏng là quan sát. Tại 500X phóng to, giọt hình cầu của chất béo, được gọi là globules chất béo, có thể nhìn thấy. Tại phóng đại cao hơn (50.000 X), các micelles casein có thể được quan sát thấy. Các thành phần cấu trúc chính của sữa, chất béo globules và micelles casein, sẽ được xem xét chi tiết hơn sau này.

Sữa Lipids - Hoá tiết Các nội dung chất béo của sữa có tầm quan trọng kinh tế vì sữa được bán trên cơ sở chất béo. Sữa axít béo có nguồn gốc hoặc từ các hoạt động vi sinh vật trong rumen, và vận chuyển đến các tế bào phân tiê t qua máu và bạch huyết, hoặc từ tổng hợp tại các tế bào phân tiê t. Các lipid sữa chính là một lớp được gọi là chất béo trung tính có bao gồm một xương sống glycerol ràng buộc đến ba axit béo khác nhau. Các axit béo là bao gồm một chuỗi hydrocarbon và một nhóm carboxyl. Các axit béo chủ yếu được tìm thấy trong sữa là:

Long chuỗi

C14 - myristic 11% C16 - palmitic 26% C18 - Stearic 10% C18: 1 - oleic 20%

Chuỗi ngắn (11%) C4 - butyric * C6 - caproic C8 - caprylic C10 - capric

* Axít béo butyric là cụ thể cho mỡ sữa của động vật và động vật nhai lại chịu trách nhiệm về hương vị ôi khi nó được tách ra từ glycerol bởi hành động lipase.

Các axít béo bão hòa (không có liên kết đôi), chẳng hạn như myristic, palmitic, và Stearic chiếm tới hai phần ba các acid béo sữa. Oleic acid là axít béo chưa no nhiều nhất trong sữa với một liên kết đôi. Trong khi các hình thức cis của đồng phân hình học là phổ biến nhất trong tự nhiên, khoảng 5% của tất cả các trái phiếu chưa no đang ở vị trí xuyên như là kết quả của hyđrô hóa rumen.

Lipid cấu trúc: 17 KB

Triglycerides chiếm 98,3% tổng milkfat. Việc phân phối các axit béo chuỗi chất béo trung tính trên, trong khi có hàng trăm các kết hợp khác nhau, không phải là ngẫu nhiên. Các mẫu axít béo rất quan trọng khi xác định tính chất vật lý của lipid. Nói chung, các vị trí SN1 gắn axit béo cacbon chủ yếu còn dài, và vị trí gắn SN3 cacbon chủ yếu là chiều dài ngắn hơn và các axít béo chưa no. Ví dụ:

C4 - 97% trong SN3 C6 - 84% trong SN3 C18 - 58% trong SN1

Các lượng nhỏ mono-, diglycerides, và acid béo tự do trong sữa tươi có thể là một sản phẩm của lipolysis sớm hoặc đơn giản là tổng hợp chưa đầy đủ. Các lớp học khác của lipid bao gồm phospholipids (0,8%) mà chủ yếu là liên kết với màng viên nhỏ chất béo và cholesterol (0,3%) mà chủ yếu nằm trong lõi viên nhỏ chất béo.

Sữa Lipids - Physical tiết Các tính chất vật lý của milkfat có thể được summerized như sau:

mật độ ở 20 ° C là 915 kg m (-3) * Chỉ số khúc xạ (589 nm) là 1,462 mà giảm theo nhiệt độ tăng hòa tan trong chất béo của nước là 0,14% (w / w) ở 20 ° C và làm tăng nhiệt độ

tăng tính dẫn nhiệt khoảng 0,17 m J (-1) s (-1) K (-1) ở 20 ° C cụ thể nhiệt ở 40 ° C là khoảng 2.1kJ kg (-1) K (-1)

điện dẫn là <10 (-12) ohm (-1) cm (-1) Hằng số điện môi khoảng 3,1

* dấu ngoặc xung quanh con số biểu thị superscript

Ở nhiệt độ phòng, các lipid được rắn, do đó, là chính xác được gọi là "chất béo" như trái ngược với "dầu" mà là chất lỏng ở nhiệt độ phòng. Các điểm nóng chảy của chất béo trung tính cá nhân khoảng từ -75 ° C cho glycerol tributyric đến 72 ° C cho tristearin. Tuy nhiên, điểm nóng chảy cuối cùng của milkfat là ở 37 ° C vì chất béo trung tính nóng chảy cao hơn hòa tan trong chất béo lỏng. Điều này là quan trọng bởi vì nhiệt độ 37 ° C là nhiệt độ cơ thể của con bò và sữa sẽ cần phải được chất lỏng ở nhiệt độ này. Những đường cong nóng chảy của milkfat là phức tạp của các thành phần lipid khác nhau:

trans unsaturation tăng điểm nóng chảy lẻ và các chuỗi phân nhánh giảm điểm nóng chảy

Tinh của milkfat phần lớn xác định sự ổn định thể chất của các viên nhỏ chất béo và nhất quán của các sản phẩm từ sữa ít chất béo, nhưng hành vi tinh thể cũng phức tạp bởi nhiều chất béo trung tính khác nhau. Có bốn hình thức mà tinh thể có thể xảy ra trong milkfat; alpha, ß, ß '1, và ß' 2, tuy nhiên, hình thức alpha là ổn định và ít nhất là hiếm khi quan sát thấy trong từ từ làm mát bằng chất béo.

Milkfat Kết cấu - Fat Globules Hơn 95% các lipid sữa tổng số là dưới hình thức một viên nhỏ khác nhau, có kích thước 0,1-15 um đường kính. Những giọt mỡ lỏng được bao phủ bởi một màng mỏng, 8-10 nm độ dày, có đặc tính là hoàn toàn khác nhau từ cả hai milkfat và huyết tương. Các chất béo có nguồn gốc viên nho màng (FGM) bao gồm màng apical huyết tương của tế bào mà liên tục phân tiê t bao thư các giọt lipid khi họ vượt qua vào trong lumen. Các thành phần chính của FGM bản địa, do vậy, là protein và phospholipids. Các phospholipids đều tham gia vào quá trình oxy hóa của sữa. Có thể có một số sắp xếp lại của màng tế bào sau khi phát hành vào lumen như chất amphiphilic từ hấp thu vào huyết tương viên nhỏ chất béo và các phần của màng hòa tan vào một trong hai lõi viên nhỏ hoặc huyết thanh này. FGM Việc làm giảm lipid-huyết thanh giao diện đến các giá trị rất thấp, 1-2,5 mN / m, ngăn ngừa các globules từ keo tụ ngay lập tức và coalescence, cũng như bảo vệ chúng từ hành động enzym.

Nó nổi tiếng là nếu nguyên kem sữa hoặc là trái phải đứng, nó sẽ khác nhau. Stokes 'Luật dự đoán rằng globules chất béo sẽ kem do sự khác biệt về mật độ giữa chất béo và huyết tương giai đoạn của sữa. Tuy nhiên, trong sữa tươi lạnh, creaming diễn ra nhanh hơn so với dự đoán là từ thực tế này một mình. IgM, một immunoglobulin trong sữa, tạo thành một phức hợp với lipoprotein. Phức tạp này, được gọi là kết tủa cryoglobulin lên globules chất béo và keo tụ gây ra. Điều này được gọi là agglutination lạnh. Như cụm globules chất béo, làm tăng tốc độ tăng cao và quét lên các globules nhỏ hơn với họ. Các lớp kem hình thức rất nhanh, trong vòng 20-30 phút, trong sữa lạnh..

Homogenization sữa ngăn creaming này bằng cách giảm đường kính và phân phối kích thước của globules chất béo, làm cho tốc độ tăng được tương tự cho phần lớn các globules. Đồng thời, homogenization gây ra sự hình thành của một màng recombined được nhiều mật độ tương tự trong các giai đoạn liên tục.

Màng Recombined rất khác so với bản địa FGM. Xử lý các bước như homogenization, giảm đường kính trung bình của viên nhỏ chất béo và làm tăng đáng kể diện tích bề mặt. Một số FGM bản địa sẽ vẫn adsorbed nhưng không còn đủ của nó để bao gồm tất cả các diện tích bề mặt vừa được tạo ra. Ngay sau khi sự phá vỡ của các viên nhỏ mỡ, sức căng bề mặt tăng đến một mức độ cao của 15 mN / m và các phân tử amphiphilic trong huyết tương nhanh chóng hấp thu vào các giọt lipid để hạ thấp giá trị này. Các lớp adsorbed bao gồm chủ yếu là các protein huyết thanh và micelles casein.

Hiển vi điện tử của Homogenized Milkfat Globules 77 KB

Chất béo Destabilization Trong khi homogenization là phương pháp chủ yếu để đạt được ổn định của nhũ tương chất béo trong sữa, chất béo destabilization là cần thiết để hình thành cơ cấu trong bơ, whipping cream và kem. Chất béo destabilization nói đến quá trình của clustering và clumping (một phần coalescence) của globules chất béo dẫn đến sự phát triển của một mạng nội bộ liên tục chất béo hoặc ma trận trong cơ cấu sản phẩm Fat destabilization. (Đôi khi "kết tụ mỡ") là một thuật ngữ chung mà mô tả sự tổng kết những hiện tượng khác nhau. Chúng bao gồm: Coalescence:

tăng không thể đảo ngược trong kích thước của globules chất béo và mất một bản sắc của globules coalescing;

Keo tụ: mà đảo ngược (với đầu vào năng lượng nhỏ) kết tụ / clustering của globules chất béo không mất bản sắc của globules trong các floc; các globules chất béo flocculate; họ có thể dễ dàng redispersed nếu họ được tổ chức với nhau bằng các lực lượng yếu, hoặc họ có thể là khó redisperse để họ chia sẻ một phần của lớp interfacial của họ;

Một phần coalescence: một kết tụ không thể đảo ngược / clustering của globules chất béo, được tổ chức với nhau bởi một sự kết hợp giữa chất béo và chất béo tinh thể lỏng, và lưu giữ một bản sắc riêng của globules miễn là cấu trúc tinh thể được duy trì (ví dụ, nhiệt độ phụ thuộc, một khi các tinh thể tan, các cụm coalesces). Họ thường gặp nhau trong một lĩnh vực cắt, như trong whipping, và nó được hình dung ra rằng các tinh thể ở bề mặt của giọt nước có trách nhiệm gây ra đụng globules để dính lại với nhau, trong khi một phần chất béo lỏng chảy giữa họ và các hành vi như xi măng " ". Coalescence một phần chi phối hình thành cơ cấu trong whipped, nhũ sữa có ga, và nó cần được nhấn mạnh rằng tinh thể trong giọt nhũ tương chịu trách nhiệm cho sự xuất hiện của nó.

Một tài liệu tham khảo tốt cho thêm thông tin về globules chất béo có thể được tìm thấy trong Mulder và Walstra.

Sữa Lipids - chức năng tiết Giống như tất cả các chất béo, milkfat cung cấp dầu bôi trơn. Họ impart một miệng kem cảm thấy như trái ngược với kết cấu khô. Bơ là hương vị độc đáo và có nguồn gốc từ cấp độ thấp của axit béo chuỗi ngắn. Nếu quá nhiều axit béo chuỗi ngắn được thủy phân (tách ra) từ các chất béo trung tính, tuy nhiên, sản phẩm này sẽ được hương vị ôi. Bơ béo cũng có vai trò như một hồ chứa cho mùi vị khác, đặc biệt là trong pho mát tuổi. Chất béo globules sản xuất có hiệu lực một '' rút ngắn trong pho mát bằng cách giữ ma trận protein mở rộng để cung cấp cho một kết cấu mềm. Chất béo thay thế được thiết kế để bắt chước các tài sản globular chất béo sữa. Phạm vi spreadable bơ béo là 16-24 ° C. Thật không may là không spreadable bơ ở nhiệt độ lạnh. Sữa béo cung cấp năng lượng (1g = 9 calories),. Và các chất dinh dưỡng (axit béo thiết yếu, các vitamin tan trong chất béo).

Sữa Proteins

Giới thiệu và Review Cơ cấu chính của protein bao gồm một chuỗi polypeptide của các axit amin dư lượng tham gia với nhau bởi mối liên kết peptide, mà cũng có thể qua được liên kết bởi cầu disulphide. Axit amin chứa cả một nhóm amin yếu cơ bản, và một nhóm yếu acid carboxyl cả hai kết nối một chuỗi hydrocarbon, mà là duy nhất cho các axit amin khác nhau. Các tổ chức ba chiều của protein, hoặc y theo, cũng liên quan đến cấu trúc thứ cấp, đại học, và chia bô n được. Cơ cấu phụ đề cập đến bố trí không gian của dư lượng axit amin được gần nhau trong trình tự tuyến tính. The alpha-helix và ß-pleated bọc là những ví dụ của cấu trúc thứ cấp phát sinh từ các mối quan hệ thường xuyên và định kỳ steric. Cơ cấu đại học dùng để chỉ bố trí không gian của dư lượng axit amin được xa nhau trong chuỗi tuyến tính, cho đến tăng thêm Coiling và gấp. Nếu protein là chặt cuộn và xếp thành một hình dạng hơi hình cầu, nó được gọi là một protein globular. Nếu protein bao gồm các chuỗi polypeptide dài được intermolecularly được liên kết, họ được gọi là các

protein sợi. Đệ tứ kết cấu xảy ra khi các protein với hai hoặc nhiều subunits chuỗi polypeptide liên quan.

Protein sữa Fractionation Các nội dung nitơ trong sữa được phân phối giữa các caseins (76%), protein whey (18%), và không loại protein nitrogen (NPN) (6%). Điều này không bao gồm các protein nhỏ được liên kết với FGM. Điều này có thể phân phối nitơ được xác định bằng phương pháp fractionation Rowland:

1. Lượng mưa ở pH 4,6 - tách nitơ caseins từ sữa 2. Lượng mưa với acetate natri và axit axetic (pH 5,0) - chia tổng số protein từ sữa

NPN

Nồng độ của các protein trong sữa là như sau: gam / lít% của tổng số protein Protein _______________________________________________________________________________ Tổng số 33 100 Tổng số Caseins 26 79,5 alpha s1 10 30,6 alpha s2 2,6 8,0 beta 9,3 28,4 kappa 3,3 10,1 Tổng whey Protein 6,3 19,3 alpha lactalbumin 1,2 3,7 beta lactoglobulin 3,2 9,8 BSA 0,4 1,2 Immunoglobulins 0,7 2,1 Proteose peptone 0,8 2,4 _____________________________________________________________

Caseins, cũng như hình thức cấu trúc của họ - micelles casein, whey protein, và các enzym sữa bây giờ sẽ được kiểm tra chi tiết thêm.

Caseins

Các nội dung casein của sữa chiếm khoảng 80% protein sữa. Các phân số casein chính là alpha (s1) và alpha (s2)-caseins, ß-casein và kappa-casein. Việc phân biệt tài sản của tất cả các caseins là hòa tan thấp của họ ở pH 4,6. Yếu tố sáng tác chung là caseins được chia protein, nhất với nhóm phosphat (s) este hóa để tồn dư serine. Những nhóm phosphat rất quan trọng với cấu trúc của micelle casein. Canxi ràng buộc bởi các caseins cá nhân là tỷ lệ thuận với nội dung phosphat.

Các conformation của caseins là giống như là các protein denatured globular. Số lượng cao của dư lượng proline trong caseins nguyên nhân cụ thể uốn cong của chuỗi protein và ức chế sự hình thành của gần đóng gói, ra lệnh cho các cấu trúc thứ cấp. Caseins không chứa trái phiếu disulfua. Đồng thời, việc thiếu các tài khoản cơ cấu đại học cho sự ổn định của caseins chống denaturation nhiệt bởi vì có rất ít cơ cấu để mở ra. Nếu không có một cơ cấu đại học có đáng kể tiếp xúc của dư lượng hydrophobic. Điều này dẫn đến phản ứng mạnh mẽ của các hiệp hội caseins và ám họ không hòa tan trong nước.

Trong nhóm các caseins, có một số tính năng phân biệt dựa trên phân phối phụ trách và nhạy cảm đối với canxi mưa:

alpha (s1)-casein: (phân tử lượng 23.000; 199 dư lượng, 17 dư lượng proline)

Hai hydrophobic vùng, có chứa tất cả các dư lượng proline, cách nhau bằng một khu vực cực, trong đó có tất cả, nhưng một trong tám nhóm phosphate. Nó có thể được kết tủa ở cấp độ rất thấp của canxi.

alpha (s2)-casein: (phân tử lượng 25.000; 207 dư lượng, 10 prolines) Tập trung tiêu cực phí gần N-ga cuối và tích cực phí gần C-hoàn toàn. Nó cũng có thể kết tủa ở cấp độ rất thấp của canxi.

ß-casein: (phân tử lượng 24.000; 209 dư lượng, 35 prolines) Cao tính N-ga khu vực và một C hydrophobic-ga khu vực. Rất amphiphilic protein hoạt động như một phân tử chất tẩy rửa. Tự hiệp hội là nhiệt độ phụ thuộc; sẽ hình thành một polymer lớn ở 20 ° C nhưng không phải ở 4 ° C. Ít nhạy cảm với lượng mưa canxi.

kappa-casein: (phân tử lượng 19.000; 169 dư lượng, 20 prolines) Rất kháng với canxi mưa, ổn định caseins khác. Ngưng nhu tô cleavage tại Phe105-Met106 trái phiếu loại bỏ khả năng ổn định, để lại một phần hydrophobic, para-kappa-casein, và một phần được gọi là hydrophilic glycomacropeptide kappa-casein (GMP), hay chính xác hơn, caseinomacropeptide (CMP).

Cơ cấu tổ chức: Các Micelle Casein

Phần lớn, nhưng không phải tất cả, trong các protein casein tồn tại trong một hạt keo được gọi là micelle casein. Chức năng sinh học của nó là để thực hiện số lượng lớn Cap cao không hòa tan vào động vật có vú trẻ ở dạng lỏng và để tạo thành một cục máu đông trong dạ dày về dinh dưỡng hiệu quả hơn. Bên cạnh đó casein protein, canxi và phosphat, micelle cũng chứa citrat, các ion nhỏ, và các enzym lipase plasmin, và huyết thanh sữa entrapped. Những micelles có cấu trúc khá xốp, chiếm khoảng 4 ml / g và 6-12% của phần nhỏ tổng lượng sữa.

Các "casein phụ micelle" mô hình đã được nổi bật trong nhiều năm qua, và được minh họa và được mô tả bằng liên kết sau, nhưng không có sự chấp nhận phổ quát của mô hình này, và bằng chứng để gắn nghiên cứu cho thấy rằng không có một định nghĩa phụ -micellar cơ cấu để micelle ở tất cả. Một mô hình của một cơ cấu khác mở ra cũng được định nghĩa với liên kết sau.

Trong mô hình submicelle, người ta cho rằng có những uẩn nhỏ của casein toàn, chứa 10-100 phân tử casein, được gọi là submicelles. Mọi người cho rằng có hai loại khác nhau của submicelle; có và không có kappa-casein. Những submicelles chứa một lõi hydrophobic và được bao phủ bởi một áo hydrophilic được ít nhất một phần bao gồm các moieties cực của kappa-casein. Các CMP hydrophilic của các kappa-casein tồn tại như một mái tóc linh hoạt.

Các mô hình mở cũng cho thấy có những vùng dày đặc hơn và ít dày đặc trong vòng midelle, nhưng có ít của một cấu trúc cũng xác định. Trong mô hình này, canxi phosphat nanoclusters caseins ràng buộc và cung cấp cho sự khác biệt về mật độ bên trong micelle casein.

Casein Micelle cấu 17 kB

Keo canxi phosphat (ĐTC) hoạt động như một xi măng giữa hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn submicelles đã hình thành các micelle casein. Ràng buộc có thể được cộng hóa trị hoặc điện. Submicelles giàu ở kappa-casein chiếm một vị trí trên bề mặt, trong khi những người có ít được chôn cất trong nội thất. Kết quả là lớp lông, ít nhất là 7 nm dày, hành vi cấm tập hợp thêm các submicelles bởi repulsion steric. Các micelles casein không tĩnh; có ba năng động cân bằng giữa các micelle và môi trường xung quanh của nó:

các casein phân tử miễn phí và submicelles của Việt submicelles và micelles các chất keo dissoved canxi và phosphat

Các yếu tố sau đây phải được xem xét khi đánh giá sự ổn định của micelle casein: Vai trò của Ca + +:

Hơn 90% các nội dung canxi của sữa tách kem được kết hợp một cách nào đó hay cách khác với micelle casein. Việc loại bỏ các Ca + + phân ly dẫn đến đảo ngược của ß-casein micellular mà không tan vỡ. Việc bổ sung Ca + + dẫn đến tập hợp.

H Bonding: Một số caseins xảy ra giữa các cá nhân trong micelle nhưng không nhiều vì không có cấu trúc trung học ở các protein casein.

Disulphide Trái phiếu: alpha (s1) và ß-caseins không có bất kỳ dư lượng cysteine. Nếu bất kỳ trái phiếu SS xảy ra trong micelle, họ không phải là động lực cho ổn định.

Hydrophobic Tương tác thuốc: Caseins là một trong các protein hydrophobic nhất và có một số bằng chứng cho thấy họ đóng một vai trò trong sự ổn định của các micelle. Nó phải được ghi nhớ rằng các tương tác hydrophobic rất nhiệt độ nhạy cảm.

Tương tác điện: Một số tiểu đơn vị tương tác có thể là kết quả của liên kết ion, nhưng cơ cấu micellar tổng thể là rất lỏng lẻo và cởi mở.

van der Waals Forces: Không có thành công trong các lực lượng liên quan đến sự ổn định micellular.

Steric ổn định: Như đã lưu ý, lớp lông can thiệp với cách tiếp cận interparticle.

Có một số yếu tố đó sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ thống micelle casein: Muối nội dung:

ảnh hưởng đến các hoạt động canxi trong huyết thanh và canxi phosphat nội dung của micelles.

pH:

hạ thấp độ pH dẫn đến giải thể cho đến khi canxi phosphat, tại điểm isoelectric (pH 4,6), phosphat tất cả bị giải thể và caseins tủa.

Nhiệt độ: at 4 ° C, beta-casein bắt đầu chia rẻ từ micelle này, lúc 0 ° C, không có tập hợp micellar; lạnh sản xuất một cryo gọi là kết tủa-casein.

Xử lý nhiệt: protein whey trở thành adsorbed, thay đổi hành vi của các micelle.

Mất nước: bởi ethanol, ví dụ, dẫn đến tập hợp của micelles.

Khi hai hoặc nhiều những yếu tố này được áp dụng với nhau, tác dụng cũng có thể được phụ gia.

Micelle casein kết tập Caseins có thể tổng hợp nếu bề mặt của micelle là phản ứng. Schmidt thêm mô hình minh họa này.

Micelle casein tập hợp 17 kB

Mặc dù micelle casein là khá ổn định, có bốn cách chính, trong đó tập hợp có thể gây ra:

1. chymosin - ngưng nhu tô hoặc các proteolytic enzym như trong Cheese sản xuất 2. Axít 3. sức nóng 4. tuổi sự đông lại

Enzyme Coagulation Chymosin, hoặc ngưng nhu tô , thường được sử dụng cho các enzym đông máu. Trong giai đoạn tiểu học, ngưng nhu tô cleaves việc Phê (105)-Met (106) mối liên kết của kappa-casein dẫn đến sự hình thành của CMP hòa tan trong đó diffuses ra khỏi micelle và para-kappa-casein, một peptide hydrophobic rõ ràng những gì còn lại trên các micelle. Các bản vá hoặc trang web phản ứng, như minh họa trong hình ở trên, đó là trái trên micelles sau khi enzym cleavage là cần thiết trước khi tập hợp của micelles paracasein có thể bắt đầu.

Trong giai đoạn trung học, các tổng hợp micelles. Điều này là do sự mất repulsion steric của các kappa-casein cũng như sự thiệt hại của repulsion điện do sự giảm độ pH. Như độ pH của phương pháp tiếp cận điểm isoelectric của nó (pH 4,6), các tổng hợp caseins. Casein Các micelles cũng có một xu hướng tổng hợp, vì các tương tác hydrophobic. Canxi giúp đông máu bằng cách tạo điều kiện isoelctric và bởi hành động như một cầu nối giữa micelles. Nhiệt độ tại thời điểm đông máu là rất quan trọng cho cả

hai giai đoạn tiểu học và trung học. Với sự gia tăng nhiệt độ lên đến 40 ° C, tỷ lệ tăng phản ứng ngưng nhu tô . Trong giai đoạn thứ cấp, tăng nhiệt độ tăng phản ứng hydrophobic. Giai đoạn đại học của đông máu liên quan đến việc sắp xếp lại các gel một micelles sau khi đã được thành lập. Có một mất bản sắc paracasein như là các công ty sữa curd và syneresis bắt đầu.

Axit Coagulation Quá trình axit hóa gây ra các casein micelles để mất ổn hoặc tổng hợp bằng cách giảm phí điện của họ cho rằng các điểm isoelectric. Đồng thời, các axit trung vào làm tăng tính hòa tan các chất khoáng để canxi và phốt pho hữu cơ chứa trong các micelle dần dần trở nên hòa tan trong dung dịch nước giai đoạn. Casein micelles tan rã và casein kết tủa. Tập hợp xảy ra như là kết quả của entropically hướng tương tác hydrophobic.

Sức nóng Ở nhiệt độ trên micelles casein sôi sẽ irreversibly tổng hợp. Ngày sưởi ấm, dung lượng bộ đệm của sự thay đổi các muối sữa, lượng khí carbon dioxide được phát hành, các axit hữu cơ được sản xuất, và phophate tricalcium và phosphat casein có thể được kết tủa với việc phát hành các ion hydro.

Tuổi sự đông lại Tuổi sự đông lại là một hiện tượng tập hợp có ảnh hưởng đến thềm-ổn định, các sản phẩm sữa tiệt trùng, chẳng hạn như sữa tập trung và các sản phẩm sữa tiệt trùng. Sau khi tuần đến tháng lưu trữ của các sản phẩm này, có một sắc nét đột ngột tăng độ nhớt kèm theo sự đông lại thể nhìn thấy và tập hợp không thể đảo ngược của micelles thành chuỗi dài hình thành một mạng lưới ba chiều. Nguyên nhân thực tế và cơ chế chưa rõ ràng, tuy nhiên, một số các lý thuyết tồn tại:

1. Proteolytic đổ vỡ của các casein: enzyme plasmin vi khuẩn hoặc bản địa có khả năng chịu nhiệt điều trị có thể dẫn đến sự hình thành của một gel

2. Phản ứng hóa học: polyme của casein và protein whey do Maillard loại hoặc phản ứng hóa học khác

3. Hình thành kappa-casein-ß-lactoglobulin phức

Một nguồn tuyệt vời của các thông tin về sự ổn định micelle casein có thể được tìm thấy trong Walstra.

Whey protein Các protein xuất hiện trong nổi trên mặt sữa sau khi lượng mưa ở pH 4,6 được gọi chung là các protein sữa. Những globular protein có nhiều nước hòa tan hơn caseins và tùy thuộc vào nhiệt denaturation. Native whey protein có tốt gelling và whipping tài sản. Denaturation làm tăng khả năng giữ nước của họ. Các phân số nguyên tắc là ß-lactoglobulin, alpha-lactalbumin, albumin huyết thanh bò (BSA), và Immunoglobulins (Ig).

ß-Lactoglobulins: (MW - 18.000; 162 dư lượng) Nhóm này, bao gồm tám biến thể di truyền, bao gồm khoảng một nửa tổng số whey protein. ß-Lactoglobulin có hai trái phiếu disulfua nội bộ và một nhóm Việt thiol. Conformation này bao gồm cấu trúc phụ đáng kể và tồn tại tự nhiên như là một dimer được liên kết noncovalent. Tại điểm isoelectric (pH 3,5-5,2), các dimers đang tiếp tục liên quan đến octamers nhưng ở pH 3,4 dưới đây, chúng dissociated để monome.

alpha-Lactalbumins: (MW - 14.000; 123 dư lượng) Các protein có chứa tám nhóm cysteine, tất cả đều tham gia vào các trái phiếu disulfua nội bộ, và bốn dư lượng tryptophan. alpha-Lactalbumin có cấu trúc rất cao đã ra lệnh thứ hai, và một, cấu trúc hình cầu nhỏ gọn đại học. Denaturation nhiệt và độ pH <4,0 kết quả trong việc phát hành canxi ràng buộc.

Enzym Enzyme là một nhóm các protein mà có khả năng xúc tác các phản ứng hóa học và tốc độ của các phản ứng như vậy. Các hành động của các enzym là rất cụ thể. Sữa chứa cả hai bản địa và exogenous enzym. Enzym Exogenous chủ yếu bao gồm nhiệt enzym ổn định sản xuất bởi vi khuẩn psychrotrophic: lipases, và proteinases. Có rất nhiều enzym bản địa đã được phân lập từ sữa. Nhóm quan trọng nhất là các hydrolases:

lipoprotein lipase plasmin Phosphatase kiềm

Lipoprotein lipase (LPL): Một loại enzyme lipase chia tách chất béo thành glycerol và acid béo tự do. Enzym này là các mặt hàng chủ yếu trong huyết tương gắn với micelles casein. Milkfat được bảo vệ khỏi hành động của mình bằng FGM. Nếu FGM đã bị hư hỏng, hoặc nếu cofactors nhất định (máu lipoprotein huyết thanh) là hiện nay, các LPL có thể tấn công lipoprotein của FGM lipolysis có thể được gây ra theo cách này..

Plasmin: plasmin là một enzym proteolytic; nó chia tách các protein. Plasmin tấn công cả hai ß-casein và alpha (s2)-casein. Nó rất nhiệt ổn định và chịu trách nhiệm cho sự phát triển của cay đắng trong sữa tiệt trùng và sữa tiệt trùng chế biến. Nó còn có thể đóng một vai trò trong việc phát triển chín và hương vị của pho mát nhất định, chẳng hạn như pho mát Thụy Sĩ.

Phosphatase kiềm: Phosphatase enzyme có khả năng chia este axit cụ thể phosporic thành axit photphoric và rượu có liên quan. Không giống như các enzym sữa nhất, nó có một OPTIMA pH và nhiệt độ khác nhau từ các giá trị sinh lý; pH 9,8. Enzyme là bị phá hủy bởi nhiệt độ pasteurization tối thiểu, do đó, một thử nghiệm Phosphatase có thể được thực hiện để đảm bảo pasteurization thích hợp.

Các thuộc tính chức năng và interfacial của β-casein và β dephosphorylated-casein (DEP

β-casein) được nghiên cứu ở pH 7,0 trong đệm phosphat 10 mM. Một giảm nhũ tương

ổn định và tăng một trong foamability đã được quan sát thấy. Kết quả từ nhiều kỹ thuật

interfacial bao gồm cả di động electrophoretic, độ dày màng mỏng, bề mặt và căng thẳng

interfacial, rheology bề mặt, adsorbed độ dày lớp, và isotherms hấp phụ của β

dephosphorylated-casein và β-casein được báo cáo. Các kết quả chứng minh rằng các

nhóm phosphoryl hóa của N-ga khu vực của β-casein là quan trọng cho việc ổn định nhũ

tương. Đây là một trong hai như là kết quả trực tiếp của repulsion phí giữa casein β-N-

khu vực nhà ga hoặc nhiều hơn có lẽ là một kết quả gián tiếp của N giảm phí đầu cuối

cho phép DEP β-casein để thông qua một conformation interfacial khác nhau dẫn đến

một mất mát hoặc giảm một rào cản steric.

http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/nhtri/Casein.doc

The functional and interfacial properties of β-casein and dephosphorylated β-casein (DeP β-casein) were studied at pH 7.0 in 10 mM phosphate buffer. A decrease in emulsion stability and an increase in foamability was observed. Results from a variety of interfacial techniques including electrophoretic mobility, thin film thickness, surface and interfacial tension, surface rheology, adsorbed layer thickness, and adsorption isotherms of dephosphorylated β-casein and β-casein are reported. The results demonstrate that the phosphorylated groups of the N-terminal region of β-casein are important for stabilizing emulsions. This is either as a direct result of charge repulsion between β-casein N-terminal regions or more probably as an indirect result of the reduced N-terminal charge permitting DeP β-casein to adopt a different interfacial conformation resulting in a loss or reduction of a steric barrier