CALCIUMCASEINAT: STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, GEWINNUNG UND VERWENDUNG - CHEMIE - 2025

Das Calciumcaseinat ist eine komplexe organische Verbindung, die aus Kohlenstoffatomen (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Phosphor (P), Stickstoff (N), Schwefel (S) und Calcium (Ca) besteht. Es ist ein Derivat von Kaseinen, einer Gruppe von Proteinen, die in Säugetiermilch vorkommen.

Calciumcaseinat ist in Wasser sehr gut löslich. Seine wässrigen Lösungen sind weiß und milchartig. Es hat die Fähigkeit, sehr dünne feste Filme zu bilden. Aus diesem Grund wird es verwendet, um einige Lebensmittel wie Äpfel, Gemüsesticks, Müsliriegel, Erdnüsse, Mandeln usw. zu schützen oder frisch zu halten.

Calciumcaseinat wird aus Milch gewonnen. Verfasser: Couleur. Quelle: Pixabay.

Es kann auch Emulsionen oder Cremes bilden und wird verwendet, um den Säuregehalt von Lebensmitteln wie Joghurt, cremigem Käse und Schlagsahne zu kontrollieren. Es ermöglicht die Herstellung von Produkten, die einige Käsesorten imitieren.

Aufgrund seines hohen Nährwerts wurde Kalziumkaseinat verwendet, um Kinder in einem Zustand der Unterernährung zu ernähren und ihre Gesundheit wiederherzustellen. Es kann auch mit anderen Verbindungen verwendet werden, um einige Arzneimittel einzukapseln und zu verhindern, dass die Person, die sie einnimmt, ihren bitteren Geschmack spürt.

Menschen, die in Milch gegen Kasein allergisch sind, sollten kein Kalziumkaseinat konsumieren.

Zusammensetzung und Struktur

Calciumcaseinat ist ein Derivat von Casein, einem Protein, das in Säugetiermilch vorkommt. Es ist eigentlich eine Gruppe spezifischer Milchproteine.

Komposition

Als Protein besteht Kasein aus Aminosäuren. Letztere sind organische Verbindungen, die unter anderem Aminogruppen -NH ₂ und Carboxylgruppen -COOH aufweisen.

Die Aminosäurezusammensetzung von Kasein ist spezifisch für die Tierart, von der die Milch stammt. Aus diesem Grund unterscheidet sich Kasein, das aus Muttermilch stammt, von dem, das aus Kuhmilch stammt.

Casein wird aus Milch bei saurem pH-Wert erhalten und Calciumcaseinat wird durch Zugabe von Alkali zu Casein erhalten. Rauenstein / gemeinfrei. Quelle: Wikimedia Commons.

Calciumcaseinat enthält organische Phosphate (R-PO ₄ H ₂ ), die in αs ₁ -, αs ₂ - und β- Caseinen enthalten sind und sich durch ihren Aminosäure-, Phosphor- und Kohlenhydratgehalt voneinander unterscheiden.

Kurz gesagt besteht Calciumcaseinat aus den Elementen Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Stickstoff (N), Phosphor (P), Schwefel (S) und Calcium (Ca).

Struktur

Kaseine bilden komplexe Partikel oder Mizellen, bei denen es sich üblicherweise um Komplexe aus Kalziumkaseinat und Kalziumphosphat Ca ₃ (PO ₄ ) _{2 handelt} .

Calciumcaseinat in Wasser bildet aufgrund des Bindungseinflusses des Calciumions Ca ²⁺ sehr kleine Partikel von 100 bis 300 nm (nm = Nanometer = 10 bis ⁹ Meter) .

Die Struktur der Mizellen hängt von der elektrostatischen Wirkung des Calciumions ab, das eine doppelt positive Ladung (Ca ²⁺ ) aufweist.

Caseinmizellen. Wikikaos / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Quelle: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Calciumcaseinat

Eigenschaften

Körperlicher Status

Solides Weiss.

Löslichkeit

Calciumcaseinat ist in Wasser sehr gut löslich.

Andere Eigenschaften

Calciumcaseinat ist hydrophil, dh es ist mit Wasser verwandt und löst sich leicht darin.

Es hat die Eigenschaft, mit Leichtigkeit Filme zu formen. Seine Filme sind jedoch nicht sehr widerstandsfähig gegen den Durchtritt von feuchtem Dampf, aber sie sind mechanisch stark.

Es wurde berichtet, dass Calciumcaseinat das einzige Milchproteinsystem ist, das reversible thermische Gelierungseigenschaften aufweist. Dies bedeutet, dass es mit der Temperatur gelieren kann (ein gelatineartiges Material bilden), dies jedoch reversibel ist.

Calciumcaseinat in ionischen Umgebungen (dh in Gegenwart von Ionen) ordnet sich neu an und bildet Gruppen oder Aggregate.

Es ist ein sehr effizienter Emulgator und kann stabile Schäume bilden.

Erhalten

Calciumcaseinat wird durch Neutralisieren von saurem Casein mit einem Calciumalkali hergestellt. Die erhaltene Lösung ist eine weiße und undurchsichtige kolloidale Dispersion mit einem der Milch sehr ähnlichen Aussehen.

Auf diese Weise wird eine 20% ige Calciumcaseinatlösung hergestellt und einer Sprühtrocknung unterzogen, wobei das Calciumcaseinatpulver erhalten wird.

Es werden auch Zwischenformen von Caseinat hergestellt, bei denen Casein und Alkali nur teilweise reagiert haben, wodurch eine Mischung aus Calciumcaseinat und Casein erhalten wird.

Wenn Milch infolge von Hitze, pH-Änderungen oder der Wirkung von Enzymen gerinnt oder gerinnt, wird Kasein in einen Komplex aus Kaseinat und Calciumphosphat umgewandelt.

Verwendung in der Lebensmittelindustrie

Calciumcaseinat wird in verschiedenen Lebensmitteln verwendet, wo es verschiedene Funktionen erfüllt.

In essbaren Filmen

Calciumcaseinat wird in essbaren Filmen verwendet, da es mechanische Zähigkeit und Flexibilität bietet.

Obwohl Calciumcaseinatfilme selbst dem Durchgang von Feuchtigkeit nicht standhalten können, bieten sie eine gute mechanische Festigkeit oder Zähigkeit und wirken als Barriere gegen Sauerstoff, weshalb sie den Abbau von Lebensmitteln verhindern können.

Wenn Calciumcaseinat in Verbindung mit einem öligen oder fettigen Material verwendet wird, das den Durchtritt von Feuchtigkeitsdampf abstößt oder ihm widersteht, bietet der resultierende Film mechanische Zähigkeit, Beständigkeit gegen den Durchtritt von Sauerstoff und dient als Barriere gegen Feuchtigkeit.

Müsliriegel und Nougats können mit einem Kalziumkaseinatfilm beschichtet sein, der als Schutz dient. Verfasser: Anastasia Makarevich. Quelle: Pixabay.

Es wird verwendet, um Obst und Gemüse frisch zu beschichten, zum Beispiel um Äpfel, Selleriestangen und Zucchini zu beschichten. Der Film kann gegessen werden.

Es dient als essbarer Film für Kokosnüsse, Getreide, Erdnüsse und Mandeln und dient als Barriere für Flüssigkeiten und Aromen.

In Lebensmittelverpackungen

Calciumcaseinat wird auch als Film in biologisch abbaubaren und flexiblen Verpackungen verwendet, da es als Barriere gegen Wasser, Gase und Mikroorganismen wirkt.

Bei der Gewinnung von Emulsionen

Es wirkt bei der Bildung von Emulsionen in Kaffeeweißern, Desserts und Schlagsahne. Es wird auch zur Herstellung von Wurstschalen verwendet.

Schlagsahne kann Calciumcaseinat als Emulgator enthalten. Verfasser: Devanath. Quelle: Pixabay.

In fermentierten Lebensmitteln

Calciumcaseinat wird der Milch häufig zugesetzt, um die Gelierung (Gelbildung) während der durch Bakterienkulturen induzierten Fermentation zu kontrollieren.

Fermentierte Lebensmittel, denen es zuvor zugesetzt wurde, sind beispielsweise Joghurt und cremiger Käse.

Joghurt kann Kalziumkaseinat enthalten, um das Gelieren zu kontrollieren. Autor: Profet77. Quelle: Pixabay.

In käseähnlichen Lebensmitteln

Käseähnliche Lebensmittel wurden durch Mischen von Calciumcaseinat mit Butteröl erhalten. Das Produkt kann in Hamburgern, Pizzen und Saucen verwendet werden.

Einige Hamburger erhalten käseähnliche Lebensmittel aus Kalziumkaseinat. Autor: OpenClipart-Vektoren. Quelle: Pixabay.

Eine Nachahmung von Mozzarella-Käse mit Calciumcaseinat wird ebenfalls hergestellt.

In speziellen Lebensmitteln

Calciumcaseinat wird in Lebensmittelformeln für die enterale Ernährung verwendet.

Die enterale Ernährung wird in Krankenhäusern angewendet, wenn ein Patient nicht essen kann. Es ist eine therapeutische Maßnahme, bei der Nährstoffe direkt in den Magen-Darm-Trakt, dh in den Magen oder Darm, verabreicht werden, ohne durch den Mund zu gelangen.

Es wurde auch zur Behandlung von Mangelernährung bei Kindern angewendet, was dazu führte, dass Durchfall und Ödeme bei Säuglingen gestoppt und ihre Gesundheit erheblich verbessert wurden.

Verwendung in pharmazeutischen Anwendungen

Calciumcaseinat wurde erfolgreich in Verbindung mit Lecithin zur Einkapselung von Paracetamol verwendet, einem Mittel gegen Fieber und leichte Schmerzen.

Mit Calciumcaseinat eingekapseltes Acetaminophen wird beim Verschlucken langsam freigesetzt, wodurch es den bitteren Geschmack des Arzneimittels maskieren kann.

Durch das Kalziumkaseinat können die Paracetamol-Tabletten beschichtet werden, um zu verhindern, dass der bittere Geschmack des Arzneimittels wahrgenommen wird. Autor: Stux. Quelle: Pixabay.

Verwendung in industriellen Anwendungen

Calciumcaseinat wurde bei der Papierbeschichtung sowie bei der Lackierung und Lederveredelung verwendet.

Allergie

Einige Menschen sind möglicherweise allergisch gegen Kasein, dh ihr Körper identifiziert es als Fremdstoff und reagiert unter anderem auf juckende Haut oder Hals, rote Augenlider und Durchfall.

Wie oben erwähnt, ist Kasein das Protein der Milch und kommt auch in Käse und anderen Milchderivaten vor. Menschen mit einer Kaseinallergie sollten auch Lebensmittel meiden, die Kalziumkaseinat enthalten.

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