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酪蛋白
高營養(yǎng)價值的全價蛋白質
酪蛋白
酪蛋白（英文名：Caseins）是一類富含磷和鈣的蛋白質，哺乳動物奶中最主要的蛋白質，約占牛奶蛋白質的80%，宏觀上是以膠束的形式存在。在常溫常壓下為白色固體或淡黃色粉末，無任何異味，溶于水后形成膠束。酪蛋白主要是由結構性質上相似的四種酪蛋白蛋白質組成，分別為
基本信息
中文名
酪蛋白
英文名
Caseins
別名
牛奶蛋白
拼音
Lào dàn bái
CAS編號
9000-71-9
物理性質
外觀
白色固體或淡黃色粉末
氣味
無臭味
結構與組成
酪蛋白主要包括一類含磷且結構近似的蛋白質構成，包括
酪蛋白組成成分及相對性質
α_s1-酪蛋白
α_s2-酪蛋白
β-酪蛋白
κ-酪蛋白
酪蛋白膠束結構
“套核”模型
1965年首次提出的一種酪蛋白模型。在這個模型的假設下，膠核是
內部結構模型
內部結構模型認為
亞單元模型
亞單元模型認為，酪蛋白膠體是由不同組成的亞單元構成，亞單元包含
但是，磷酸鈣等小分子物質對膠體的形成具有重要的影響。因此，亞單元模型經過幾次修正，認為各個亞單元之間通過磷酸鈣相連，并且
經修正后的亞單元模型
經修正后的亞單元模型
理化性質
酪蛋白為白色固體或淡黃色粉末，無異味。酪蛋白是一類具有相似結構的蛋白質，主要包括
溶解性
酪蛋白在3.5~4.5的pH時，溶解性很差，pH在5.5以上時，酪蛋白可以溶解90%。
乳化性能
酪蛋白膠束主要是由四種蛋白質構成，每個蛋白質都具有不同的親水性和疏水性的氨基酸片段組成且集中分布在肽鏈上，因此具有獨特的親水、親油特性，是良好的表面活性劑因此可以作為啤酒和蘋果汁的乳化試劑。
熱穩(wěn)定性
大多數蛋白質受熱會破壞蛋白質的三級結構而變性，而酪蛋白加熱到130攝氏度以上才會破壞，因此酪蛋白能夠在120度下高溫滅菌而不破壞其功能。
生理功能
幼小哺乳動物主要依靠乳汁維持生存，乳汁中最主要的成分是酪蛋白，酪蛋白能為機體提供豐富的氨基酸，同時酪蛋白經過單一蛋白酶或復合蛋白酶的水解后，得到天然生物活性的肽片段。生物活性肽，是具有一定生理功能的多肽化合物。
這些生物活性肽包括免疫活性肽、抗血栓活性肽、礦質元素結合肽、酪蛋白糖巨肽等，對人類有豐富的營養(yǎng)價值。免疫活性肽具有多方面的生理功能，它不僅能在免疫調節(jié)中增強機體的免疫力，還能刺激淋巴細胞和巨噬細胞，提高機體對外界病原物質的抵抗能力。抗血栓活性肽能抑制ADP激活的血小板聚合作用，同時還能抑制人血纖維蛋白原與血小板的結合。礦質元素結合肽在體內能與多種礦質元素結合，可以充當很多礦質元素的載體，促進小腸對礦質元素的吸收。酪蛋白糖巨肽可調節(jié)免疫系統(tǒng)，對傷寒沙門氏菌脂多糖引起的老鼠脾細胞增殖有抑制作用，對激素免疫系統(tǒng)有向上調節(jié)的作用。除此之外還能夠抑制胃液分泌，促進雙歧桿菌生長，抑制流感病毒紅細胞凝集素。
制備方法
工業(yè)上從牛奶中分離酪蛋白組分的分離方法較多主要有主要包括沉淀分離、層析分離、膜分離以及酶法分離等。主要制備過程如下圖所示。將牛奶和緩沖液預加熱，之后不斷進行攪拌均勻，將懸浮液冷至室溫，離心。棄上清，得酪蛋白粗制品。之后用蒸餾水洗沉淀多次，再次離心，棄上清同時過濾。用乙醇-乙醚混合液洗沉淀，最后用無水乙醚洗沉淀，干燥后得到酪蛋白。
酪蛋白
沉淀分離
沉淀分離法是最常用的分離方法，這種方法依據酪蛋白在不同溶液的理化性質，如溶解度、溫度、離子強度等實現分離。這種技術可以更好地理解酪蛋白的結構和功能。經過發(fā)展，沉淀分離酪蛋白的方法已經有使用尿素溶液、氯化鈣溶液、尿素-硫酸溶液、乙醇-硫酸銨溶液等溶液。
根據酪蛋白在各濃度的尿素溶液中表現出的顯著溶解度差異，實現了不同組分的酪蛋白不完全分離。
但是僅僅通過這個方法實現的分離效果較差，根據酪蛋白的四種組分不同的疏水性可以通過改變溫度影響其溶解度進而實現分離效果。而在低溫下，部分酪蛋白在等電點也能溶解，因此可以通過多次酸沉酪蛋白，再加熱到30攝氏度，最終分離出酪蛋白組分。
另外也可以結合等電點沉淀與尿素沉淀分離出酪蛋白。對尿素沉淀方法進行了改進，從而獲得了更純凈的$$β$$-酪蛋白。在低溫條件下通過調節(jié)pH值和離子濃度，成功地制備出了富含
同時也有一種新的沉淀分離酪蛋白的方法，是根據酪蛋白在不同pH值、離子強度和溫度條件下的溶解度來進行分級。這項技術已經被用于50%乙醇溶液中，并且已經被證明是有效的。
層析分離
層析分離法不同于沉淀分離法，該方法利用各組分的理化性質的差異，其分離原理是利用不同組分在流動相中的溶解度不同，因此受到的力不同，速度也就不同從而實現分離，根據所用的方法可以分為離子交換層析法、疏水層析法、吸附層析法、凝膠過濾法、共價層析法、親和層析法等等。這些技術可以確定是否分離。
離子交換層析
離子交換層析主要分為陽離子交換層析和陰離子交換層析是兩種常用的分析方法，在此，陰離子交換層析在實際應用中更為普遍。陰離子交換層析法可以使用DEAE-纖維素和咪唑-鹽酸緩沖溶液，該方法結合尿素了和巰基乙醇，可以有效地分離了不同的酪蛋白組分。也可以在該方法上改進，使用兩種中性緩沖溶液，這兩種緩沖液分別含有尿素與巰基乙醇。在提高分離的性能上也可以添加氯化鈉進行梯度洗脫，添加了氯化鈉可以明顯提高流速性能。
由于酪蛋白具有酸性等電點，因此在使用陽離子交換層析時，需要添加高濃度的尿素來提高洗脫時的背景壓力。然而，這種方法并不常見。可以使用快速蛋白質液相層析技術，成功分離和半制備了酪蛋白組分。
疏水層析
疏水層析的原理類似于反相層析，其通過測量物質在鹽-水體系中的疏水性差異，進而實現分離。
可以利用苯基鍵合疏水色譜柱，可以實現對牛奶中的蛋白質進行分離。將該樣品在硫氰酸胍溶液中處理，并在短時間內從高鹽濃度緩沖液線性降低到低鹽緩沖液狀態(tài)。通過這種方法，能夠實現多種不同的蛋白的分離。
吸附層析
羥基磷灰石吸附層析是一種廣泛應用于分離領域的技術，它能夠有效地提取物質中的有機物質。羥基磷灰石表面的鈣離子能夠與蛋白質中的負電荷結合，而磷酸基團則能夠與正電荷結合，這兩種結合方式都可以在化學反應中發(fā)揮作用。顯然，這種分離方式取決于蛋白質的電荷狀態(tài)。使用了羥基磷灰石作為洗脫劑，并通過pH=6的尿素溶液進行處理。
凝膠過濾層析
凝膠過濾層析通過測量樣品中各組分分子量的差異，從而實現分離。在未添加還原劑的情況下，使用以
共價層析
通過在層析介質中形成共價鍵，共價層析技術可以有效地將物質分離。其中的一種共價層析方法是利用硫醇-Sepharose4Β進行共價層析。硫醇-Sephrose4Β中含有2-嘧啶二硫基團，它能夠與半胱氨酸結合，并將其吸附到柱子上。相反，
親和層析
親和層析利用生物大分子與某些物質之間的特殊結合，以此來研究物質的結構和性質。例如，
酶法分離
酪蛋白膠束穩(wěn)定的關鍵因素是
膜分離
其它分離方法
應用領域
食品工業(yè)
酪蛋白是牛乳中含量最高的蛋白質，是高營養(yǎng)的全價蛋白質，它不僅能夠提供營養(yǎng)物質而且還可以促進鈣磷的吸收。酪蛋白可以增加肉制品的風味，保證營養(yǎng)的同時調節(jié)口味，是良好的添加物。在烘焙食品中也可以加入酪蛋白及酪蛋白產品增加營養(yǎng)。牛奶中含有一種蛋白叫酪蛋白。當牛奶中的酪蛋白與醋混合在一起時，就會凝結。在牛奶中形成的塊狀物就是凝乳，即為奶酪。
生物醫(yī)藥工業(yè)
酪蛋白及其加工產品不僅具有豐富的營養(yǎng)成分，還是生物活性肽的重要來源。生物活性肽是一類具有獨特藥理和生理作用的化合物，它們能夠在許多不同的領域發(fā)揮重要作用。它通常存在于蛋白質的長鏈分子中，但是當它被適當的蛋白酶水解后，它的活性會迅速釋放。酪蛋白是研究最多的活性肽來源之一，其他來源的活性肽也受到了廣泛關注。通過使用不同類型的蛋白酶，可以從酪蛋白中提取出大量的生物活性肽。從酪蛋白中已經發(fā)現了數十種具備各種重要生理功能的活性肽。這些活性肽及其生理功能的發(fā)現為研發(fā)功能性食品和新藥提供了新資源。
制革工業(yè)
在制革中，酪蛋白也是應用最廣泛的成膜劑之一，其長期以來，在制革工業(yè)中，特別是在皮革涂飾方面，都占有極其重要的地位。在全粒面革與苯胺革的熨平涂飾和打光涂飾中它都發(fā)揮著尤其重要的作用。酪蛋白成膜劑粘著力很強，與革面所形成的涂層具有牢固透亮、粒紋清晰、真皮感強、耐高溫的優(yōu)點，并且可以保持天然皮革的透水性與透氣性。但其缺點在于涂層容易發(fā)硬、較易泛黃、不耐濕擦、延展性較差、有時易產生裂漿等。除此之外，因為酪蛋白光亮劑以水為介質，在使用上安全方便，所以在高檔皮革的制造中有難以撼動的地位。
造紙和木材加工領域
酪蛋白膠同時還是一種新型的環(huán)保高分子粘合劑，它沒有濃烈的氣味和毒性、有強黏結力、能快速固化、初粘性很高等特點。目前酪蛋白粘合劑主要有三類：無石灰酪蛋白膠、酪蛋白共混膠、耐水酪蛋白-石灰膠。對于第一種基本用于鋁箔紙的層壓、標簽糊與其他紙類和非紙材的粘接。而后兩類則主要應用于木材加工行業(yè)。而且在受力較大的木制結構中，酪蛋白膠更是大受使用。
建筑領域
在乳膠漆、床上用品、自流平水泥的制作中，酪蛋白是不可或缺的材料。用堿中和酪蛋白之后，能得到酪蛋白金屬鹽，它有非常多的優(yōu)點，應用范圍十分廣泛。它們是水溶性酪蛋白涂料的主要化學成分，具備生物降解塑料的優(yōu)質環(huán)保性能。從某種角度來說，對于追求天然產品和可生物降解特性的商家和消費者來說，酪蛋白產品是一種很好的品質選擇。此外，酪蛋白還可用來充當自流平水泥作床層。裝修過程中，酪蛋白可以獲得水平的金屬表面。同時有多種酪蛋白所需的材料，其還具備優(yōu)良的自愈物理性能，在所需材料上鉆孔后，因為酪蛋白的作用，孔以最快的速度閉合，并逐漸形成光滑平整的金屬表面。幾十年來，這種獨特的品質和性能使酪蛋白成為建筑領域各方面性價比最高的產品。
紡織領域
再生蛋白纖維Chinon是目前世界上唯一工業(yè)化開發(fā)的酪蛋白植物纖維。這是繼第二代化纖之后的新型高效第四代植物纖維。它的強度高于棉、絲，現在已經接近滌綸纖維，特別是吸水后，仍保持很高的強度，濕強度甚至比天然纖維高很多，并且在防霉、防蛀質量和性能方面也優(yōu)于滌綸纖維。此外，它還具備很強的天然植物殺菌抑菌功能。
其它方面
凝乳酶干酪素與甲醛溶液聚合得到一種暗紅色或淡黃色，幾乎透明到不透明的高分子化合物，這就是酪蛋白塑料。其外型酷似象牙，使其常被用作高檔建筑裝飾材料。此外，用酪蛋白做拉鏈頭在中國古代也有悠久的歷史。以光滑性、亮麗、手感飽滿而著稱。酪蛋白塑料還能夠用來代替牛角等天然植物所需的材料，常用于制作刀鞘、手縫線、市政自來水筆、金屬針扣等生活用品。
安全事宜
過敏反應
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