При расщеплении С-окончания -казеина на поверхности мицелл – например, под действием
сычужного фермента – мицеллы теряют растворимость и начинают агрегировать с образованием казеинового
сгустка.
В неповрежденных мицеллах имеется избыток отрицательных зарядов, и потому они взаимно
отталкиваются. Молекулы воды, удерживаемые гидрофильными участками -казеина, являются важной частью
этого равновесия. При удалении этих гидрофильных участков вода начинает покидать структуру, что является
сигналом к началу действия сил притяжения. Образуются новые связи – например, солевого типа с активным
кальцием и гидрофобного типа.
Образование связи приводит к вытеснению воды, и вся структура в конце концов осаждается с
образованием плотного сгустка.
Низкая температура отрицательно воздействует на мицеллы, вызывая диссоциацию цепей -казеина и
удаление гидроксифосфата кальция из их структуры, в которой он присутствует в коллоидном виде, в раствор.
Объяснение этого явления состоит в том, что -казеин является наиболее гидрофобной фракцией
казеина, и что гидрофобные взаимодействия ослабляются при понижении температуры. Эти изменения делают
молоко
Примечание: При большом избытке кислоты, добавляемой к коагуляту, казеин будет растворяться с
образованием соли и кислоты.
При применении соляной кислоты раствор будет содержать гидрохлорид казеина, частично
диссоциированный на ионы.
-казеин, кроме того, после выхода из мицеллы легче подвергается гидролизу различными протеазами,
содержащимися в молоке. Его гидролиз до -казеина и протеозопептонной фракции приводит к более низкому
выходу получаемого сыра из-за того, что протеозопептонные фракции отходят в сыворотку. Распад -казеина
может также привести к образованию пептидов, вызывающих горечь и таким образомприводящих к ухудшению
вкусовых качеств сыра.
В этом контексте необходимо упомянуть, что когда сырое или пастеризованное и хранившееся в холоде
молоко нагревают в течение 20 секунд до 62–65С, то -казеин и гидроксифосфат кальция возвращаются в
мицеллы, вызывая при этом полное или частичное восстановление исходных свойств молока.
Осаждение казеина
Способность казеина к осаждению является одним из характерных его свойств.
Из-за сложной природы молекул казеина и образующихся из них мицелл это осаждение может быть
вызвано многими различными агентами. Необходимо помнить о том, что существует большая разница между
оптимальными условиями осаждения для казеина в мицеллярной и немицеллярной форме – например, в виде
казеината натрия. Последующее описание относится в основном к осаждению мицеллярного казеина.
Осаждение кислотой
При введении кислоты в молоко или при росте в нем бактерий, продуцирующих кислоту, происходит
понижение pH молока. При этом происходит двухстадийное изменение среды, окружающей мицеллы. Прежде
всего коллоидный гидроксифосфат кальция, присутствующий в мицеллах казеина, растворяется с образованием
ионов кальция, проникающих в структуру мицелл, и создает прочные внутренние кальциевые связи. Затем pH
раствора достигает изоэлектрических точек отдельных видов казеина.
Оба эти процесса инициируют изменения внутри мицелл, начиная с их роста через агрегацию и
заканчивая более или менее плотным коагулятом.
В зависимости конечной величины pH коагулят будет являться солью казеина и/или казеином в его
изоэлектрическом состоянии.
Величина изоэлектрических точек компонентов казеина зависит от наличия других ионов,
присутствующих в растворе. Теоретические величины pH для этих точек, при определенных условиях
совпадающие с реальными его значениями, составляют 5,1–5,3. В солевых растворах при условиях,схожих с
теми, которые характерны для молока, интервал кислотности для оптимального осаждения составляет pH 3,9–
4,5, а практическая его величина для осаждения казеина в молоке равна 4,7.
При большом избытке гидроксида натрия, вводимого в осажденный казеин, вновь растворенный казеин
будет превращаться в казеинат натрия, частично диссоциируемый на ионы. Кисломолочные продукты имеют
обычно pH в пределах 3,9–4,5, лежащий в кислой области интервала изоэлектрических точек. При получении
казеина из обезжиренного молока добавлением серной или соляной кислоты часто выбирают pH 4,6.
Осаждение ферментами
Аминокислотная цепь, образующая -казеин, состоит из 169 аминокислот. В этой цепи связь между
аминокислотными остатками в положениях 105 (фенилаланин) и 106 (метионин) легко доступна для многих
протеолитических ферментов. Некоторые из них атакуют эту связь и расщепляют полипептидную цепь.
Образующийся концевой аминосодержащий фрагмент содержит аминокислоты между 106-м и 169-м
положениями, среди которых преобладают полярные аминокислоты, а также углевод, придающий этой