Caseina e caseinato: metodi di fabbricazione

La caseina è la componente proteica più importante del latte, sia quantitativamente che nutrizionalmente, rappresentando circa l’80% dell’azoto totale del latte. È stato utilizzato nelle industrie che producono carta, tessuti, vernici, pelle, fibre e altri materiali. Anche la caseina commestibile e i caseinati sono sottoprodotti lattiero-caseari di lunga data con usi in molti alimenti. La caseina è una fonte molto ricca di aminoacidi essenziali, con l’unica possibile eccezione della cisteina. È un complesso fosforilato e glicosilato sintetizzato dalle ghiandole mammarie. È costituito da tre diverse catene polipeptidiche (αs1, αs2 e ß) tenute insieme da interazioni non covalenti. Le frazioni di caseina sono organizzate in aggregati micellari che contengono anche cationi bivalenti (calcio e minori quantità di magnesio), di diametro compreso tra 20 e 300 nm. Questa struttura consente una dispersione altamente stabile delle frazioni idrofobe allo stato colloidale mediante l’azione dei legami idrofili.

La quantità di caseina nel latte intero varia a seconda della razza animale e dello stadio di lattazione. È generalmente nell’intervallo 24-29 g l-1. La caseina contiene lo 0,7-0,9% di fosforo, legato in modo covalente alla proteina da un legame estere serina. Di conseguenza, la caseina è nota come fosfoproteina. Tutti gli amminoacidi essenziali per l’uomo sono presenti nella caseina in proporzioni elevate, con la possibile eccezione della cisteina. Pertanto, la caseina è considerata una proteina altamente nutriente. Esiste nel latte in complessi gruppi di molecole chiamate micelle. Le micelle sono costituite da molecole di caseina, calcio, fosfato inorganico e ioni citrato e hanno un peso molecolare tipico di diverse centinaia di milioni di dalton.

In termini di chimica fisica, le micelle di caseina esistono nel latte come dispersione colloidale molto stabile. Come proteina, la caseina è composta da centinaia di singoli amminoacidi, ognuno dei quali può avere una carica positiva o negativa, a seconda del pH del sistema lattiero. Ad un certo valore di pH, tutte le cariche positive e tutte le cariche negative sulla caseina rimangono in equilibrio (cioè, la carica netta sulla proteina è zero); questo valore di pH è noto come punto isoelettrico (IEP), che è 4,6 per la caseina. L’IEP è il pH al quale la proteina è meno solubile. Il latte ha un valore di pH di circa 6,6, al quale le micelle di caseina hanno una carica netta negativa e sono abbastanza stabili. La caseina è costituita da diversi singoli componenti della caseina (αs1-, αs2-, β- e κ-caseina), ciascuno con proprietà leggermente diverse.

La caseina viene fatta precipitare dal latte scremato acidificandolo per produrre caseina acida, oppure il latte viene trattato con caglio per produrre caseina presamica. La cagliata di caseina precipitata viene separata dal siero, lavata ed essiccata. I derivati ​​idrosolubili delle caseine acide, prodotti per reazione con alcali, sono detti caseinati. La caseina commestibile è un sottoprodotto lattiero-caseario di lunga data utilizzato come ingrediente in molti prodotti alimentari, compresi i prodotti lattiero-caseari. Lo sviluppo generale delle tecnologie alimentari e delle loro applicazioni ha aumentato la produzione e la domanda di caseina. La sua fabbricazione differisce da quella della caseina non commestibile (detta anche caseina industriale) in quanto la caseina per alimenti è prodotta in condizioni sanitarie. Inoltre, durante la sua fabbricazione, vengono utilizzati prodotti chimici per uso alimentare e sufficientemente trattati termicamente per rendere la caseina sicura per il consumo umano. L’intensa indagine sulle tecnologie di produzione nel corso degli anni e l’introduzione di progetti di impianti efficienti hanno notevolmente migliorato la tecnologia per la produzione di caseina commestibile.