Kazeín a kazeínové proteíny

Kazeín ( z latinského caseus – „syr“) je meno pre rodinu príbuzných fosfoproteínov (αS1, αS2, β, κ). Tieto proteíny sa bežne nachádzajú v mlieku cicavcov, tvoria 80% proteínov v kravskom mlieku a 20% až 45% proteínov v ľudskom mlieku. Kazeín má široké spektrum využitia ako napríklad jedna z hlavných prísad syra. Ako zdroj potravy kazeín dodáva aminokyseliny; uhľohydráty; a dve anorganické prvky kalcium a fosfor.

Zloženie kazeínu

Kazeín obsahuje značné množstvo prolínových zvyškov, ktoré medzi sebou nereagujú. Taktiež tu nie sú disufidické mostíky. Dôsledkom toho má relatívne nízku terciálnu štruktúru. Je relatívne hydrofóbny, čo znamená slabú rozpustnosť vo vode. Nachádza sa v mlieku ako suspenzia častíc nazývaných „kazeínové micely“, ktoré majú len malú podobnosť s micelami tenzidového typu v tom zmysle, že sa hydrofilné časti zdržujú na povrchu a sú sférické. Na rozdiel od tenzidov micely, vnútro micely kazeínu je vysoko hydratované. Kazeíny sú v micelách držané pokope pomocou kalciových iónov a hydrofóbnych reakcií.

 

Izoelektrický bod kazeínu je 4,6. Pretože pH mlieka je 6,6 kazeín má v mlieku negatívny náboj. Čistý proteín je vo vode nerozpustný. Kedže nie je rozpustný ani v soľných roztokoch, je ľahko rozptýliteľný v riedených alkáliách a v soľných roztokoch  ako oxalát sodný a acetát sodný. Enzým trypsín môže hydrolyzovať peptón obsahujúci fosfáty. Požíva sa na tvorbu určitého typu organického lepidla.

 

Beta-Kazeín

Ľudský beta-kazeín je väčšinový proteín v ľudskom mlieku. Proteín sa viaže na kalcium v jeho fosforylovaných oblastiach, ktoré sú tým dobre chránené. Kalcium potom viaže kazeíny dokopy a tvorí micely, ktoré zlepšujú tráviteľnosť mlieka pre deti. Tiež má účinky opioidného typu na spánkové návyky novorodencov.

 

Využitie kazeínu

Výroba syra z kazeínu

Syr pozostáva z proteínov a tukov z mlieka, väčšinou kravského, kozieho alebo ovčieho. Vyrába sa pomocou zrážania kazeínov. Typicky je mlieko okyslené a potom nazrážane pridaním syridla, obsahujúce proteolytický enzým, väčšinou získavaný zo žalúdka teliat. Pevne časti sú precedené a vtlačené do konečnej formy.

 

Kazeín sa nenazráža pomocou tepla ako iné proteíny. Počas procesu hrudkovania sa mlieko hrudkujúce proteázy reagujú na rozpustnej časti kazeínov, κ-kazeíne, kde potom vzniká nestabilný micelárny stav, ktorý vyústi do vzniku hrudiek. Keď sa kazeín zráža s chymozínom, potom sa kazeín niekedy nazýva parakazeín. Chymozýn (EC 3.4.23.4) je asparágová proteáza, ktorá špeciálne hydrolyzuje peptidové väzby v Phe105-Met106 κ-kazeínu a je považovaný za najúčinnejšiu proteázu pri výrobe syra.

 

Proteínové doplnky výživy z kazeínu

Zaujímavá vlastnosť molekuly kazeínu je formovať gél alebo hrudky v žalúdku, čo ju robí veľmi efektívnou v dodávaní živín. Hrudky sú schopné poskytovať ustálené pomalé uvoľňovanie aminokyselín do krvného obehu, niekedy trvajúci až niekoľko hodín. Sú veľmi obľubené medzi športovcami a využívajú sa hlavne pred spaním, aby sa tel onedostalo do katabolického stavu. Taktiež sa využívajú, keď športovci plánujú dlhšiu prestávku medzi jedlami, aby mali stáli prísun bielkovín.

 

Medicínske a dentálne vyžitie kazeínu

Deriváty kazeínu sa používajú v produktoch pre remineralizáciu zubov pre stabilizovanie amorfného kalcium fosfátu (AKF) a uvoľnenie AKF na povrch zubov kde umožní remineralizáciu.

 


Kazein ako prostriedok na liečbu autizmu

Napriek tomu, že výskumy ukázali rozsiahle použitie komplementárnych a alternatívnych terapií pri deťoch trpiacich autizmom, zahŕňajúc bezlepkové a bezkazeínové diéty je nedostatok dôkazov potvrdzujúcich účinnosť týchto diét. Posúdenie siedmych štúdií naznačovalo, že napriek hláseným prínosom vylučujúcich diét v redukovaní symptómov autizmu, všetky mali návrhové chyby a nemali celkovo dostatok dôkazov na oprávnené odporúčanie týchto diét pacientom. Európsky úrad pre bezpečnosť potravín zverejnila posudok, kde hovorí o tom že: „vzťah akcie a reakcie sa nenachádza medzi užívaním BCM7, príbuzných peptidov alebo ich možných proteínových predchodcov a neprenosnými chorobami.“ Štúdie podporujúce tieto tvrdenia mali značné chyby a dáta boli nevyhovujúce na to, aby riadili odporúčania pre liečenie autizmu.

 

A1/A2 beta kazeíny v mlieku

Podľa Food Standards Australia New Zealand (FSANZ), mlieko obsahuje veľa proteínov. Pomer proteínov môže byť rôzny v mlieku rôznych plemien kráv a v mlieku iných zvierat. Zo šiestich väčšinových proteínov v kravskom mlieku sú štyri kazeínové a dva sú srvátkové. Kazeíny väčšinou tvoria až 80% proteínov v kravskom lieku. Jeden z najčastejších je beta-kazeín. Sú rôzne typy beta-kazeínov, ale najznámejšie sú A1 a A2 beta-kazeíny. Určité plemená kráv, ako napríklad Holstein, produkujú mlieko A1, zatiaľ čo iné plemená, ako Guernsey, tak ako aj ovce a kozy, produkujú hlavne mlieko A2. Mlieko produkované v Austrálii a na Novom Zélande je najčastejšie mixom mlieka A1 a A2.

 

Bezkazeínová diéta a alergia na kazeín

Malá štipka populácie je alergická na kazeín a musí sa mu vyhýbať ako každému inému alergénu. Existuje i presvedčenie že sú ľudia citliví na kazeín a pri tom naň nemajú alergiu. Kazeín má molekulárnu štruktúru podobnú tej lepku. Preto niektoré bezlepkové diéty sú kombinované z bezkazeínovými diétami a označované ako bezlepkové, bezkazeínové diéty.

 

Reakcie medzi liekmi a kazeínom

Kazeínové soli dokážu znížiť biodostupnosť niektorých liekov, vrátane fenytoínu. Pacient užívajúci tento liek by mal konzultovať svojho doktora o zmenení jeho diéty, aby účinnosť lieku nebola zničnená.