Чистый казеин по Гаммарстену содержит:
В сухом виде — гидрофильный коллоид, белый аморфный порошок, который набухает в воде, но практически нерастворим в ней. Он нерастворим также в спирте и эфире, но растворяется в водных растворах солей слабых кислот (буры, щавелевокислого калия, угле-шелочных солей и др.) и в едких щелочах, образуя металлические производные солеобразного характера, распадающиеся при нагревании выше 50°.
В слабых соляных растворах (например КС1 или NaCl в воде, в пропорции 1 : 1 000) также растворим. Сильные минеральные кислоты определенных концентраций способны растворять его, причем эта способность зависит от природы кислоты и от t°; напр. 1/2 N НСl хорошо растворяет его при 12— 15°, тогда гак 1/10 N H2S04 — только при нагревании; при кипячении таких растворов он не свертывается.
Сухой препарат казеин, будучи нагнет до 94—100° разлагается с образованием легко растворимого в щелочах изоказеина. При повышении t° до 140—150° казеин переходит (до 65%) в белковое вещество, растворимое в веде, но нерастворимое в щелочах. Реакция слабо кислая; уд. в. 1,259.
Некоторые исследователи считают казеин шестиосновной кислотой с мол. в. 6 180, другие — четырехосновной кислотой с мол. в. 4 540; эти величины мол. в. чрезвычайно спорны, т. к определение их производилось разными исследователями по различным методам.
По данным изысканий Кона Гендри и Прентиса Бергрена (1925 г.) мол. в. казеин принят в 12 800. По данным Зайковского мол. в. - равен 20 000 (определено из вращательной способности растворов казеина).
Данные, основанные на рентгеноскопия, исследованиях, показали, что период решетки у него значительно меньше, чем предполагаемые размеры молекулы, основанные на прежних методах испытаний. Растворы в присутствии нейтральных солей обнаруживают кислую реакцию, и для нейтрализации их необходимо затратить строго определенное количество щелочи, а именно; на 1 г казеина — 8,1 см3 1/10 N раствора NaOH. Изоказеин обладает в сравнении с казеином большей кислотностью: для нейтрализации 1 г его требуется 10,4 см2 1/10 N NaOH.
Казеин амфотерен; кислотный характер его обусловливается повидимому присутствием кислотных групп, основной же характер — присутствием аминогрупп. Кислотный характер выявлен яснее, чем основной, что доказывается его способностью вытеснять СОс из углекислых щелочей.
Казеин обладает способностью образовывать как кислые, так и средние соли — Казеинаты, чем пользуются при получении чистого продукта путем диализа. При этом установлено, что чем слабее щелочь, связанная с ним, тем сильнее диссоциация соли. Казеинаты в зависимости от числа атомов металла, вошедших в молекулу казеина, носят название моноказеинатов, диказеинатов и триказеинатов.
Диказеинаты при пробе на лакмус дают реакцию нейтральную, триказеинаты — на лакмус щелочную, а на фенолфталеин — нейтральную. Растворы казеина в присутствии солей щелочных (напр. 1 г КСl в 1 л Н20) и щелочноземельных металлов представляют собой коллоидальные псевдорастворы, которые при фильтровании на ультрафильтре не проходят через него.
Казеин в молоке находится в виде кальциевой соли в коллоидально растворенном состоянии. Аналогом может служить раствор в известковом молоке, нейтрализованный фосфорной кислотой; он являются псевдораствором, в котором он и фосфорнокислый кальций остаются во взвешенном состоянии. В нейтральных растворах он показывает [а]d = 80°, в слабо щелочных [а]d = 76°. Концентрация водородных ионов в щелочном растворе приближается к Рн = 8,5, хотя обычно Рн принимают не выше7,5.
Казеин является основной составной частью творога, сыра и некоторых других молочных продуктов и применяется также в промышленности в форме т. н. «технического». Последний получается из тощего сепарированного коровьего молока (обрата) путем коагуляции (сквашивания) его сычужным ферментом (сычужный ) или кислотами (кислотный). Получившийся сгусток освобождается затем соответствующей обработкой и высушиванием от большей части содержащейся в нем воды и по возможности от всех остальных составных частей молока.
Особенно важно освобождение казеина от жира, потому на хорошее обезжиривание молока должно быть обращено сугубое внимание, с тем чтобы содержание жира в тощем молоке ни в коем случае не превышало 0,05%, что достигается нагреванием сепарируемого молока до t° не ниже 45°, увеличением числа оборотов барабана сепаратора на 30—50% и уменьшением на такую же величину притока в него цельного молока.
Сычужный казеин получается путем сквашивания молока сычужным ферментом обычно при t около 35°. Сквашивание должно произойти в течение 25—30 мин. Получившийся сгусток молока, носящий название «калье», измельчается в течение 15—20 мин. до комочков величиной не крупнее мелкого гороха, после чего температура обрабатываемой массы повышается до 60— 65°. Под влиянием повышенной температуры комочки калье усиленно выделяют влагу и уплотняются, постепенно превращаясь при этом в «зерна». При этом зерна приобретают некоторую клейкость. Вымешивание обрабатываемой массы продолжают до заметной потери клейкости, пока проба зерна, сильно сжатая в кулаке, не будет при последующем растирании легко рассыпаться на отдельные зерна. Массе дают осесть, выделившуюся из нее сыворотку сливают. Вместо сыворотки наливают холодную воду и хорошо перемешивают в ней осевшую массу в течение 10—15 мин. Масса при этом охлаждается и теряет клейкость, в то же время происходит промывка зернистой массы.
Обычно ограничиваются двумя - тремя промывками, после чего массу выкладывают для стекания с него воды на стол, покрытый редкой тканью (серпянкой). Для удаления оставшейся поверхностной влаги массу перекладывают в мешки и прессуют или подвергают действию центробежной силы в специальных центрифугах. Прессование продолжается 3—4 ч. Из-под пресса казеин выходит с содержанием 55—60% воды в виде плотно слежавшихся пластин, нуждающихся для последующей сушки в измельчении на дробилке и новом превращении в зернистую массу.
В целях получения возможно более равномерных по величине и форме зерен масса просеивается сквозь металлическую луженую сетку, натянутую на деревянную раму. Просеянный казеин рассыпается на сушильные рамы слоем не толще 2—2,5 см. Сушат его на солнце или в специальных сушилках — огневых и паровых. Солнечная сушка, правильно проведенная, дает даже лучшие результаты, т. к. одновременно происходит обесцвечивание, повышающее его качество. Непременное условие — равномерное просушивание и предупреждение слипания отдельных зерен в комки, для чего просушиваемая масса время от времени перемешивается.
Для получения кислотного казеина может применяться любая кислота как органическая, так и неорганическая. В зависимости от вида вносимой кислоты различают - молочнокислотный, сернокислотный, солянокислотный, уксуснокислотный.
Большей частью пользуются молочной кислотой, образующейся в молоке в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий, причем действуют двояко: или предоставляют молоко самопроизвольному сквашиванию или к свежему молоку приливают кислую сыворотку. Сквашивание производят при температуре 25—30°. Дальнейшая обработка получившегося сгустка производится тем же порядком, как и при сычужном. На 1 кг сухого казеина расходуется от 30 до 33 кг тощего молока.
Свойства того и другого вида казеина и применение их различны:
Первый содержит золы значительно больше, нежели второй, т. к. сычужный фермент в отличие от кислоты не отщепляет от казеина кальция в соединении с которым он находится в свежем молоке.
Технический казеин делится по внешним признакам, своему составу, а также физическим и химнческим свойствам на три сорта с учетом его цвета и запаха, строения и величины зерен и степени его засоренности посторонними веществами. В зависимости от вида и сортности технического казеина в нем д. б. влаги не более 12—14%, жира не более 1,5—3,0%, золы в сычужном К. 6,0—8,5%, в кислотном К. не более 4,0% с кислотностью не свыше 70—160° Т в первом и 100—200° Т во втором. Важным свойством технического является его растворимость в 1,5%-ном растворе аммиака (сычужного К.) и в 3,0%-ном растворе буры (кислотного).
Он применяется в производстве различных
Казеиновому клею предстоит в значительной мере вытеснить животный клей в промышленности и в домашнем обиходе, т. к. изготовление клея из казеина крайне просто, а по крепости он не уступает лучшим сортам столярного клея. По способности связывания разнородных материалов (напр. древесины с камнем) этот клей стоит на первом месте.
Клеящие растворы казеина применяются при изготовлении некоторых сортов линолеума, искусственного волокна, суррогатов пробки, изоляционных и электроизоляционных материалов, для проклейки бумаги, в фанерном производстве, при изготовлении сапожных гаке и политур, в живописи, в малярном деле, при выделке имитации кожи, в мыловарении, в фотография, технике и других отраслях промышленности.
Краски, изготовленные на казеиновом клее, образуют твердую пленку, пористость которой меньше, чем у красок, изготовленных на животном клее (столярном или малярном). Казеиновые краски стойки при различных атмосферных условиях (реагируя с известью штукатурки, они образуют нерастворимый казеинат кальция), обладают красивым матовым тоном, отличаются несложностью изготовления и относительной дешевизной.
Для сушки окрашенных поверхностей (до образования плотной пленки) требуется от 12 до 48 час. в зависимости от состава краски и технические подготовки окрашиваемой поверхности. Казеиновые краски хуже всего держатся на плотных поверхностях, например на гипсе, но на стекле эти краски (с известью) держатся лучше, чем масляные.
Хорошую казеиновую краску для покрытия оштукатуренных стен (снаружи и внутри здания) приготовляют из 10 ч. казеина, 120 ч. воды, 2 ч. буры, 5 ч. гашеной извести (пушонки) и 25—35 ч. мела в порошке. Полученный раствор может быть окрашен в любой цвет минеральными (земляными) красками. Иногда к раствору прибавляют эмульсию, приготовленную из олифы и нашатырного спирта в отношении 2 : 1: на указанную пропорцию ингредиентов раствора берут от 1 до 2 ч. эмульсии.
Процесс приготовления раствора состоит в следующем. Сначала распускают в 80 ч. воды 10 ч. казеина и 2 ч. буры на водяной бане, нагревая раствор не выше 80°, затем постепенно вливают еще 30 ч. воды и снимает с огня. Когда раствор остынет до 25—30° в него вливают эмульсию и раствор гашеной извести (10 ч. воды и 5 ч. извести). Масса должна быть хорошо вымешена в течение 10—15 мин. Краска в порошке (мел, охра, мумия, сажа, зеленая земля, графит) разбалтывается до необходимого оттенка в указанном выше растворе. Если полученный раствор краски пропустить через краскотерку, то краска будет ровнее ложиться на окрашиваемую поверхность.
Из казеина готовят дешевые водяные лаки. Рецепты таких лаков;
В литературе имеется также обширная рецептура по составлению различных казеинсодержащих «растворителей» для малярных красок.
Из него в настоящее время изготовляются: искусственное саго, питательный препарат «плазмой», диетическая мука Heudebech (мука + дрожжи + препарат «плазмой»), суррогат яичного порошка (Lacto-Eipulver), «синтетическое молоко» (патент Гильса, 1903 г.) и другие патентованные препараты. Казеин входит как одна из главных составных частей в питательный препарат «санатоген» и пр.
