Казеиновый протеин – свойства и применение. Физико-химические свойства казеина Увеличение мышечной массы
Страница 1
Около 95% казеина находится в молоке в виде сравнительно крупных коллоидных частиц - мицелл - которые имеют рыхлую структуру, они сильно гидратированы.
В растворе казеин имеет ряд свободных функциональных групп, которые обуславливают его заряд, характер взаимодействия с Н2О (гидрофильность) и способность вступать в химические реакции.
Носителями отрицательных зарядов и кислых свойств казеина является β и γ-карбоксильные группы аспаргиновой и глютаминовой кислот, положительных зарядов и основных свойств - å-аминогрупп лизина, гуанидовые группы аргинина и имидазольные группы гистидина. При рН свежего молока (рН 6,6) казеин имеет отрицательный заряд: равенство положительных и отрицательных зарядов (изоэлектрическое состояние белка) наступает в кислой среде при рН 4,6-4,7; следовательно в составе казеина преобладают дикарбоновые кислоты, кроме того, отрицательный заряд и кислые свойства казеина усиливают гидроксильные группы фосфорной кислоты. Казеин принадлежит к фосфоропротеидам - в своем составе содержит Н3РО4 (органический фосфор), присоединенную моноэфирной связью к остаткам серина.
Гидрофильные свойства зависят от структуры, заряда молекул, рН среды, концентрации в ней солей, а также других факторов.
Своими полярными группами и пептидными группировками главных цепей казеин связывает значительное количество Н2О - не более 2 ч. на 1 ч. белка, что имеет практическое значение, обеспечивает устойчивость частиц белка в сыром, пастеризованном и стерилизованном молоке; обеспечивает структурно-механические свойства (прочность, способность отделить сыворотку) кислотных и кислотно-сычужных сгустков, образующихся при выработке кисломолочных продуктов и сыра, т. к. в процессе высокотемпературной тепловой обработке молока денатурируется β-лактоглобулин взаимодействуя с казеином и свойства гидрофильные казеина усиливаются: обеспечивая влагоудерживающую и водосвязывающую способность сырной массы при созревании сыра, т. е. консистенция готового продукта.
Казеин – амфотерин. В молоке он имеет явно выраженные кислые свойства.
СООН СОО-
Его свободные карбоксильные группы дикарбоновых аминокислот и гидроксильные группы фосфорной кислоты взаимодействуя с ионами солей щелочных и щелочноземельных металлов (Na+, K+, Ca+2 , Mg+2) образуют казеинаты. Щелочные растворители в Н2О, щелочноземельные нерастворимы. Казеинат кальция и натрия имеют большое значение при производстве плавленых сыров, при котором часть казеината кальция превращается в пластичный эмульгирующий казеинат натрия, который все шире используется в качестве добавки при производстве пищевых продуктов.
Свободные аминогруппы казеина взаимодействуют с альдегидом, например с формальдегидом:
R − NH2 + 2CH2O → R − N
Эту реакцию используют при определении белка в молоке методом формального титрования.
Взаимодействие свободных аминогрупп казеина (в первую очередь S-аминогрупп лизина) с альдегидными группами лактозы и глюкозы объясняется первая стадия реакции меланоидинообразования:
R - NH2 + C – R R - N = CH - R + H2O
альдозиламин
Для практики молочной промышленности особый интерес представляет прежде всего способность казеина к коагуляции (осаждению). Коагуляцию можно осуществить с помощью кислот, ферментов (сычужного), гидроколлоидов (пектин).
В зависимости от вида осаждения различают: кислотный и сычужный казеин. Первый содержит мало кальция, так как ионы Н2 выщелачивают его из казеинового комплекса, сычужный казеин - это смесь наоборот казеината кальция и он не растворяется в слабых щелочах в противоположность кислотному казеину. Различают два вида казеина, получаемого осаждением кислотами: кисломолочный творог и казеин-сырец. При получении кисломолочного творога кислота образуется в молоке биохимическим путем - культурами микроорганизмов, причем отделению казеина предшествует стадия гелеобразования. Казеин-сырец получают путем добавления молочной кислоты или минеральных кислот, выбор которых зависит от назначения казеина, так как под их воздействием структура осажденного казеина различна: молочнокислый казеин - рыхлый и зернистый, сернокислотный - зернистый и слегка сальный; соляно-кислый - вязкий и резинообразный. При осаждении образуются кальциевые соли применяемых кислот. Труднорастворимый в воде сульфат кальция нельзя полностью удалить при промывке казеина. Казеиновый комплекс довольно термоустойчив. Свежее нормальное молоко с рН 6,6 свертывается при температуре 150оС - за несколько секунд, при температуре 130оС более чем за 20 минут, при 100оС - в течение нескольких часов, поэтому молоко можно стерилизовать.
Радиоактивный анализ
Радиоактивный
анализ открыл в конце XIX столетия (в 1895 г.) немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген невидимые
лучи способные беспрепятственно проходить через твёрдые тела и вызывать
почерн...
Характеристика сим–триазиновых пестицидов и их содержание в различных объектах окружающей среды
Возделываемые культуры обладают разной конкурентной способностью к сорнякам в борьбе за свет, влагу и питательные элементы. Чем больше экологические требования сорняков совпадают с требованиями ку...
Пожалуй, каждый наверняка слышал о казеиновом протеине. Он является основным элементом . К сожалению, такой белковый продукт не всегда воспринимают серьёзно. А зря! Ведь казеин очень полезен, как для спортсменов, так и для обычных людей. Его основная особенность заключается в правильном употреблении белка.
В переводе с латинского языка, казеин означает сыр. По научному определению он трактуется как сложный белок, который содержится в молоке. Этот компонент входит в состав молока, которое используют практически все млекопитающие на земле. Основная часть его в молоке насчитывает 82%, при этом сыворотки в нем всего лишь 18%. Когда молоко прокисает, весь казеин переходит в осадок, который заключается в образовании творожной массы. Таким образом, можно с уверенностью говорить о том, что творог в большей части состоит именно из казеина.
Особенность данного продукта состоит в том, что для него характерна запасающая функция. Эта уникальная способность достигается его природным происхождением. Благодаря тому, что казеиновый протеин расщепляется в несколько раз дольше, чем обычный белок в сыворотке, в человеческий организм попадает необходимое количество аминокислот. Такие свойства казеина позволяют его активно использовать людям, занимающимся тяжелыми видами спорта, а так же тем, кто хочет избавиться от лишней массы тела.
В разных видах спорта чаще всего он применяется в виде мицелярного казеина. Это означает, что продукт состоит из взвешенных частиц. Когда продукт смешать с водой, то в результате образуется довольно густая консистенция. Ее очень легко употреблять и при этом не чувствуешь никакого дискомфорта и неприятного привкуса. Когда мицелярный казеин попадает в желудок, то человек ощущает большой прилив сил и полную сытость, которая будет ощущаться длительный промежуток времени.
Такой эффект достигается благодаря тому, что в 100% казеине на 100 грамм мицелярного продукта белка находится 88%, при этом 1,5% составляют жиры. Стоит отметить тот факт, что углеводы в казеиновом протеине не находятся! Такие уникальные особенности продукта дают возможность организму получать все важные аминокислоты. После приема казеина человек будет чувствовать себя сытым приблизительно 6-8 часов. Это время оказывает положительное влияние на мышечные ткани. Ведь они не только заметно увеличиваются в массе, но и не разрушаются между перерывами употребления еды.
Казеиновый протеин очень эффективно помогает сжигать жировые отложения и уменьшать чувство голода. Если активно заниматься физическими упражнениями и употреблять данный продукт, добиться желаемого результата будет очень просто.
Важно знать!
Протеин, который бы включал в себя 100% белков, не существует в природе. Максимум только 95%!.
Для набора массы мышц такого рода протеин играет не последнюю роль. Он обладает антикатаболическим свойством.
Не рекомендуется использовать казеин до тренировки или после нее. Результатов, таким образом, не достигнешь. Ведь в период физической нагрузки организму нужны белки, которые имеют способность быстро усваиваться. Из этого следует, что употреблять данный продукт необходимо только перед сном, в количестве 40 грамм.
Для сбрасывания массы тела принимают 2-4 раза за сутки по 20-30 грамм, а та же перед сном. В данной ситуации он выполняет роль насыщения и сохранения мышц.
Самым лучшим образом казеин будет усваиваться в дозе 30-40 грамм. При этом его необходимо перемешивать с молоком. Когда продукт соединяют с жидкостью, то лучше всего перемешивать его при помощи шейкера или миксера.
Вкус напитка будет похож на творожный продукт. Если захочется поэкспериментировать, то в него можно добавлять какао, ванилин или сахар.
Не нужно забывать о том, что казеин учитывается в суточном рационе потребляемых калорий. Так на 100 грамм продукта, он будет иметь в себе 360 ккал.
Казеиновый протеин — Видео
Как правильно выбрать протеин
Креатин и протеин, гейнер или протеин — что лучше выбрать?
Протеин или ВСАА, что лучше?
Как принимать протеин
Казеин представлен в виде сложного белка, который образуется за счет казеиногена. Из этого белка состоит молоко на 80%, при этом на сывороточный протеин приходятся остальные 20%. При скисании происходит свертывание молока и в виде творожного сгустка в осадок выпадает казеин. Следовательно, основную часть творога составляет именно этот белок.
В качестве спортивного питания казеинат кальция особо популярен среди любителей бодибилдинга и фитнеса. Он в два раза медленнее обрабатывается и переваривается в организме по сравнению с сывороточным. Если быть точнее, казеиновый протеин переваривается на протяжении семи часов. Преимущественно рост мышц приходится на время сна, именно поэтому рассматриваемый белок рекомендуется принимать на ночь перед сном. Может сложиться ошибочное мнение о том, что медленное усвоение казеина организмом негативно отражается, но в данном случае это свидетельствует лишь о том, что после его приема наблюдается более длительный эффект. За счет длительного воздействия казеин превосходно препятствует катаболизму и укрепляет кости за счет высокого уровня кальция.
- Запасающая функция считается отличительной особенностью, которая объясняется природным происхождением. Он в два раза медленнее сывороточного белка расщепляется в организме и обеспечивает равномерное поступление аминокислот, которые он содержит.
- Данный белок интересует преимущественно любителей спортивных залов и людей, которые стремятся похудеть, поскольку семичасовое ощущение сытости в данном случае очень важно вместе с запасом энергии. Казеин полезно принимать во время длительных перерывов в приеме пищи и перед сном.
- Казеин хорош при сжигании жиров, поскольку способен устранить голод и дать ощущение сытости на длительное время.
- Он препятствует разрушению мышечной массы во время сжигания жира.
- Казеин не содержит жиры и углеводы.
Преимущество казеина перед сывороточным белком на основе исследований
Усвоение организмом
Длительное время вопрос выбора питания для спортсменов был открыт и в частности споры касались выбора между сывороточным белком и казеином. Всем известно, что существуют медленные и быстрые углеводы и в зависимости от скорости усвоения разных углеводных продуктов был создан показатель гликемического индекса.
В середине прошлого века французские ученые задумались над созданием аналогичного показателя по отношению к белкам. Иными словами, им было интересно, зависит ли мышечный рост от скорости абсорбции белков. В то время было проведено ряд экспериментов на здоровых добровольцах, что свидетельствует о максимальной достоверности результатов. В экспериментальных исследованиях участвовали добровольцы бодибилдеры, обладающие достаточным опытом тренировок и не принимающие какие-либо добавки.
Добровольцев разделили на две группы: члены первой принимали сывороточный белок, следовательно, участники второй принимали пищевую добавку с казеином. При этом, никому из культуристов не было известно о том, какие пищевые добавки ему дают. Результаты были более чем однозначными, ведь сывороточный белок усваивался намного быстрее и его отнесли к разряду быстрых белков. Казеин решено было отнести к медленным протеинам, поскольку усваивается он в два раза медленнее.
Уже через полчаса уровень аминокислот в крови участников первой группы достигал своего пика и далее стремительно шел на спад, возвращаясь к прежнему уровню. У испытуемых второй группы высокий уровень концентрации аминокислот в организме наблюдался даже спустя пять часов после приема пищевой добавки.
Благодаря рассматриваемому исследованию было доказано, что именно за счет казеина высокая концентрация аминокислот в крови наблюдается в течение длительного времени.
Увеличение мышечной массы
В 2011 году были проведены исследования, в которых сравнивалась скорость синтеза мышечного белка при однократном и постепенном введении сывороточного протеина. В результате больший эффект дает именно разовый прием. В то же время были проведены исследования, которые доказали более высокую эффективность сывороточного протеина перед казеином, однако рассматриваемые исследования были проведены лишь на пожилых людях. Также были найдены результаты исследований, в которых не было отображено никакой разницы между воздействием на мышечную массу казеина и сывороточного протеина. Данный вопрос остается открытым.
Казеиновый протеин для похудения
Многие исследования подтверждают актуальность использования любого протеина для похудения, поскольку он подавляет аппетит, сохраняет мышечную массу и повышает термогенез. Результаты многих экспериментов свидетельствуют о том, что для повышения термогенеза и сохранения мышечной массы лучше употреблять сывороточный протеин, но для подавления голода именно казеин считается более эффективным, особенно при употреблении за полчаса до еды. Рассматриваемое свойство объясняется наличием высокой концентрации кальция в казеине.
- Для набора мышечной массы казеин важную роль играет во время длительных перерывов между приемами пищи, будь то дневной перерыв в 4 часа или ночной отдых. Нет смысла принимать рассматриваемый протеин сразу же после тренировки, поскольку в данном случае быстрые белки являются более актуальными. Таким образом, при наборе мышечной массы казеин рекомендуется принимать один раз в сутки порцией по сорок граммов перед сном.
- При сжигании жиров основная цель казеина заключается в сохранении мышечной массы и устранении голода. Именно поэтому его необходимо принимать перед сном и между приемами пищи, от двух до четырех раз в сутки по двадцать-тридцать граммов. Лучше всего усваивается казеин в сухом виде, если 30 г растворить в молоке, воде или другой жидкости.
Для смешивания рекомендуется использовать миксер или шейкер. Данный белок обладает натуральным творожным вкусом, который в коктейле можно заглушить чайной ложкой ванильного сахара, ванили, сиропа или какао. На 100 г казеина приходится 360 ккал и в суточном графике при похудении эту ценность необходимо учитывать.
Введение
Когда говорят, что «жизнь - есть форма существования белковых тел» (Ф. Энгельс), то подразумевают не только то, что наиболее важные составные части человеческого организма состоят из белков (мышцы, сердце, мозг и даже кости содержат значительное количеством белка), но и участие белковых молекул во всех важнейших процессах жизнедеятельности человека. Значение белков определяется не только многообразием их функций, но и их незаменимостью другими пищевыми веществами. Если жиры и углеводы в той или иной степени взаимозаменяемы, то белки компенсировать чем-либо невозможно. Поэтому белки считаются наиболее ценными компонентами пищи. Молочные белки более ценны, чем белки мяса и рыбы, и перевариваются быстрее. В своей работе я хочу рассмотреть свойства одного из белков - казеина.
Основные физико-химические свойства казеина
КАЗЕИН (от лат. caseus - сыр), основная белковая фракция коровьего молока; относится к запасным белкам. В коровьем молоке содержание казеина составляет 2,8-3,5% по массе (от всех белков молока - ок. 80%), в женском - в два раза меньше, также g-казеин (2,5% от всего).
Элементарный состав казеина (в %) следующий: углерод - 53,1, водород - 7,1, кислород - 22,8, азот - 15,4, сера - 0,8, фосфор - 0,8. Он содержит несколько фракций, отличающихся аминокислотным составом.
Казеин является фосфопротеидом, следовательно, фракции казеина содержат остатки фосфорной кислоты (органический фосфор), присоединенные к аминокислоте серину моноэфирной связью (О-Р)
В молоке казеин находится в виде специфических частиц, или мицелл, представляющих собой сложные комплексы фракций казеина с коллоидным фосфатом кальция.
Казеин - комплекс 4 фракций: ? s1 , ? s2 , ?, ?. Фракции имеют различный аминокислотный состав и отличаются друг от друга заменой одного или двух аминокислотных остатков в полипептидной цепи. ? s - и? - Казеины наиболее чувствительны к ионам кальция и в присутствии их они агрегируют и выпадают в осадок. ? - Казеин не осаждается ионами кальция и в казеиновых мицеллах, располагаясь на поверхности, выполняет защитную роль по отношению к чувствительным. ? s - и? - казеину. Однако? - казеин чувствителен к сычужному ферменту и под его воздействием распадается на 2 части: гидрофобный пара -?-казеин и гидрофильный макропротеид.
Полярные группы, находящиеся на поверхности и внутри казеиновых мицелл (NH 2 , COOH, ОН и др.), связывают значительное количество воды -- около 3,7 г на 1 г белка. Способность казеина связывать воду характеризует его гидрофильные свойства. Гидрофильные свойства казеина зависят от структуры, величины заряда белковой молекулы, рН среды, концентрации солей и других факторов. Они имеют большое практическое значение. От гидрофильных свойств казеина зависит устойчивость казеиновых мицелл в молоке. Гидрофильные свойства казеина влияют на способность кислотного и кислотно-сычужного сгустка удерживать и выделять влагу. Изменение гидрофильных свойств казеина необходимо учитывать при выборе режима пастеризации в процессе производства кисломолочных продуктов и молочных консервов. От гидрофильных свойств казеина и продуктов его распада зависят водосвязывающая и влагоудерживающая способность сырной массы при созревании сыров, консистенция готового продукта.
Казеин в молоке содержится в виде сложного комплекса казеината кальция с коллоидным фосфатом кальция, так называемого казеинаткальций фосфатного комплекса (ККФК). В состав ККФК также входит небольшое количество лимонной кислоты, магния, калия и натрия.
Изучена первичная структура всех казеинов и их физико-химических свойств. Эти белки имеют молекулярную массу около 20 тыс., изоэлектрическую точку (рI) ок. 4,7. Содержат повышенные количества пролина (полипептидная цепь имеет b-структуру), устойчивы к действию денатурантов. Остатки фосфорной кислоты (обычно в виде Са-соли) образуют сложноэфирную связь главным образом с гидроксигруппой остатков серина. Высушенный казеин - белый порошок без вкуса и запаха, практически не растворим в воде в воде и органических растворителях, растворяется в водных растворах солей и разбавленных щелочей, из которых выпадает в осадок при подкислении. Казеин обладает способностью к створаживанию. Этот процесс имеет ферментативную природу. У новорожденных в желудочном соке содержится особая протеиназа - реннин, или химозин, который отщепляет от (-казеина гликопептид с образованием так называемого пара - казеина, обладающего способностью к полимеризации. Этот процесс - первая стадия створаживания всего казеина. У взрослых животных и человека образование пара - казеина происходит в результате действия пепсина. По способности к створаживанию казеин сходен с фибриногеном плазмы крови, который при действии тромбина превращается в легко полимеризующийся фибрин. Считается, что фибриноген является эволюционным предшественником казеина. Способность к створаживанию имеет большое значение для эффективной ассимиляции новорожденными молока, т. к. обеспечивает его задержку в желудке. Казеин легко доступен для пищеварительных протеиназ уже в нативном состоянии, в то время как все глобулярные белки приобретают это свойство при денатурации. При частичном протеолизе казеина, происходящем при ассимиляции молока новорожденными, образуются физиологически активные пептиды, регулирующие такие важные функции, как пищеварительную, кровоснабжение мозга, активность центральной нервной системы и др. Для выделения казеина снятое молоко подкисляют до рН 4,7 что вызывает выпадение казеина в осадок. Казеин содержит все необходимые организму аминокислоты (в т. ч. незаменимые), является главной составной частью творога и сыра; служит пленкообразователем в производстве клеев и клеевых красок, а также сырьем для пластмасс и волокон.
Казеин подобно всем белкам обладает амфотерными свойствами -- способен проявлять как кислые, так и щелочные свойства.
При щелочной реакции раствора казеин заряжается отрицательно, вследствие чего способен реагировать с кислотами:
Наоборот, в кислом растворе казеин приобретает способность реагировать со щелочами, т.е. катионами, при этом он заряжается положительно.
В молоке казеин имеет явно выраженные кислые свойства. Его свободные карбоксильные группы дикарбоновых аминокислот и гидроксильные группы фосфорной кислоты легко взаимодействуют с ионами солей щелочных и щелочноземельных металлов (Na + -, К + , Са 2+ , Mg 2+), образуя казеинаты.
Свободные аминогруппы казеина могут взаимодействовать с альдегидами, например с формальдегидом:
Эта реакция лежит в основе определения содержания белков в молоке методом формольного титрования.
Казеин, как и сыворотка, приходит из коровьего молока. На его долю приходится примерно 80 процентов от общего содержания молочного белка, другие 20 процентов составляет сывороточный белок. Казеин нерастворим, это цельный белок молока.
Казеином часто называют казеинат кальция, включающий в белковую структуру ион кальция.
Преимущества казеина
Преимуществ у казеинового протеина довольно много, особенно у тех, кто придерживается активного режима тренировок. Прежде всего, казеин является белком животного происхождения, что ставит его выше растительных белков, например, соевого, в плане пользы для мышечной гипертрофии после физических нагрузок. Все основные белки молока животных способствуют синтезу мышечного белка, в том числе благодаря активации цели рапамицина млекопитающих (mTOR) и являются полноценными белками (содержат все незаменимые аминокислоты , в том числе BCAA и глютамин).
Побочные действия казеина
Некоторое количество людей страдают аллергией на казеин. Они могут испытывать побочные эффекты, такие как расстройство желудка, боли, диарея, рвота или другие проблемы.
Кроме того, прием большого количества казеина может вызвать некоторые проблемы с пищеварением даже у не страдающих аллергией. Принятый в больших количествах, он может привести к вздутию живота и дискомфорту, особенно у окружающих вас людей.
