كازينات الكالسيوم: الهيكل والخصائص والحصول والاستخدامات - كيمياء - 2025

و كازينات الكالسيوم هو مركب معقد العضوية تتكون من ذرات الكربون (C) والهيدروجين (H) والأكسجين (O) والفسفور (P) والنيتروجين (N)، الكبريت (S) والكالسيوم (الكالسيوم). وهو مشتق من الكازين ، وهي مجموعة من البروتينات الموجودة في حليب الثدييات.

كازينات الكالسيوم شديدة الذوبان في الماء. محاليلها المائية بيضاء وشبيهة بالحليب في المظهر. لديها القدرة على تشكيل أغشية صلبة رفيعة للغاية. لهذا السبب يتم استخدامه لحماية أو الحفاظ على بعض الأطعمة طازجة مثل التفاح ، وأعواد الخضار ، وقوالب الحبوب ، والفول السوداني ، واللوز ، إلخ.

يتم الحصول على كازينات الكالسيوم من الحليب. المؤلف: Couleur. المصدر: Pixabay.

يمكن أن تشكل أيضًا مستحلبات أو كريمات وتستخدم للتحكم في حموضة الأطعمة مثل الزبادي والجبن الكريمي والكريمات المخفوقة وغيرها. يسمح بتحضير المنتجات التي تقلد بعض أنواع الجبن.

نظرًا لقيمته الغذائية العالية ، تم استخدام كازينات الكالسيوم لإطعام الأطفال الذين يعانون من سوء التغذية ، وإعادتهم إلى الصحة. كما يمكن استخدامه مع مركبات أخرى لتغليف بعض الأدوية ومنع الشخص الذي يتناولها من الشعور بطعمها المر.

يجب ألا يستهلك الأشخاص الذين يعانون من حساسية تجاه الكازين في الحليب كازينات الكالسيوم.

التكوين والهيكل

كازينات الكالسيوم مشتق من الكازين ، وهو بروتين موجود في حليب الثدييات. إنها في الواقع مجموعة من بروتينات الحليب المحددة.

تكوين

كونه بروتينًا ، يتكون الكازين من الأحماض الأمينية. هذه الأخيرة عبارة عن مركبات عضوية تحتوي على مجموعات أمينية - NH ₂ ومجموعات الكربوكسيل - COOH ، من بين أمور أخرى.

تركيبة الأحماض الأمينية في الكازين خاصة بأنواع الحيوانات التي يأتي منها الحليب. لهذا السبب ، يختلف الكازين الذي يأتي من حليب الأم عن ذلك الذي يأتي من حليب البقر.

يتم الحصول على الكازين من الحليب عند درجة الحموضة الحمضية ويتم الحصول على كازينات الكالسيوم بإضافة القلويات إلى الكازين. Rauenstein / المجال العام. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

يحتوي كازينات الكالسيوم على فوسفات عضوي (R-PO ₄ H ₂) موجود في αs ₁ - و αs ₂ - وبيتا كازين ، والتي تختلف عن بعضها البعض من خلال محتوياتها من الأحماض الأمينية والفوسفور والكربوهيدرات.

باختصار ، يتكون كازينات الكالسيوم من عناصر الكربون (C) والهيدروجين (H) والأكسجين (O) والنيتروجين (N) والفوسفور (P) والكبريت (S) والكالسيوم (Ca).

بناء

يشكل الكازين جسيمات معقدة أو مذيلات ، والتي تكون عادةً معقدات من كازينات الكالسيوم وفوسفات الكالسيوم Ca ₃ (PO ₄) ₂.

يتكون كازينات الكالسيوم في الماء من جزيئات صغيرة جدًا تتراوح من 100 إلى 300 نانومتر (نانومتر = نانومتر = 10 ^-9 أمتار) بسبب تأثير الارتباط لأيون الكالسيوم Ca ²⁺.

تعتمد بنية المذيلات على العمل الكهروستاتيكي لأيون الكالسيوم ، الذي يحتوي على شحنة موجبة مزدوجة (Ca ²⁺).

المذيلات الكازين. Wikikaos / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

التسمية

• كازينات الكالسيوم

الخصائص

الحالة الفيزيائية

صلبة بيضاء.

الذوبان

كازينات الكالسيوم شديدة الذوبان في الماء.

خصائص أخرى

كازينات الكالسيوم مادة محبة للماء ، أي أنها مرتبطة بالماء وتذوب فيها بسهولة.

لها خاصية تشكيل الأفلام بسهولة. ومع ذلك ، فإن أغشيةها ليست شديدة المقاومة لمرور البخار الرطب ، لكنها قوية ميكانيكيًا.

تم الإبلاغ عن كازينات الكالسيوم ليكون نظام بروتين الحليب الوحيد الذي يتميز بخصائص التكوّن الحراري القابلة للعكس. هذا يعني أنه مع درجة الحرارة يمكن أن يتحول إلى هلام (تشكل مادة مشابهة للجيلاتين) ، ولكن هذا قابل للعكس.

كازينات الكالسيوم في البيئات الأيونية (أي في وجود الأيونات) يعيد ترتيب نفسه ويشكل مجموعات أو تكتلات.

إنه مستحلب فعال للغاية ويمكن أن يشكل رغوة ثابتة.

الحصول

يتم إنتاج كازينات الكالسيوم عن طريق معادلة الكازين الحمضي مع قلوي الكالسيوم. الحل الذي تم الحصول عليه هو تشتت غرواني أبيض وغير شفاف ، مع مظهر مشابه جدًا للحليب.

بهذه الطريقة ، يتم تحضير محلول كازينات الكالسيوم بنسبة 20٪ وتعريضه للتجفيف بالرش للحصول على مسحوق كازينات الكالسيوم.

يتم أيضًا تحضير الأشكال الوسيطة من الكازين التي يتفاعل فيها الكازين والقلوي جزئيًا فقط ، حيث يتم الحصول على خليط من كازينات الكالسيوم والكازين.

عندما يتخثر الحليب أو يتخثر نتيجة للحرارة أو تغيرات في الأس الهيدروجيني أو تأثير الإنزيمات ، يتحول الكازين إلى مركب من الكازينات وفوسفات الكالسيوم.

يستخدم في صناعة المواد الغذائية

يستخدم كازينات الكالسيوم في العديد من الأطعمة حيث يؤدي وظائف مختلفة.

في الأفلام الصالحة للأكل

يستخدم كازينات الكالسيوم في الأغشية الصالحة للأكل ، حيث يوفر صلابة ومرونة ميكانيكية.

على الرغم من أن أغشية كازينات الكالسيوم في حد ذاتها لا يمكنها تحمل مرور الرطوبة ، إلا أنها توفر قوة ميكانيكية جيدة أو صلابة وتعمل كحاجز ضد الأكسجين ، وبالتالي يمكنها منع تدهور الغذاء.

إذا تم استخدام كازينات الكالسيوم مع مادة دهنية أو زيتية تصد أو تقاوم مرور بخار الرطوبة ، فإن الفيلم الناتج يوفر صلابة ميكانيكية ومقاومة لمرور الأكسجين ويعمل كحاجز ضد الرطوبة.

يمكن تغليف ألواح الحبوب والنوجا بغشاء كازينات الكالسيوم الذي يعمل كحماية. المؤلف: أناستازيا ماكاريفيتش. المصدر: Pixabay.

يتم استخدامه لتغليف الفواكه والخضروات لإبقائها طازجة ، على سبيل المثال طلاء التفاح وأعواد الكرفس والكوسا. يمكن تناول الفيلم المذكور.

إنه بمثابة فيلم صالح للأكل لجوز الهند والحبوب والفول السوداني واللوز ، ويعمل كحاجز للسوائل والنكهات.

في تغليف المواد الغذائية

يستخدم كازينات الكالسيوم أيضًا كغشاء في عبوات مرنة وقابلة للتحلل الحيوي ، حيث يعمل كحاجز ضد الماء والغازات والكائنات الحية الدقيقة.

في الحصول على المستحلبات

يعمل في تكوين المستحلبات في مبيضات القهوة والحلويات والطبقة المخفوقة. كما أنها تستخدم في إنتاج جلود النقانق.

قد تحتوي الكريمة المخفوقة على كازينات الكالسيوم كمستحلب. المؤلف: Devanath. المصدر: Pixabay.

في الأطعمة المخمرة

غالبًا ما يضاف كازينات الكالسيوم إلى الحليب للتحكم في التبلور (تكوين الهلام) أثناء التخمير الذي تحدثه مزارع البكتيريا.

الأطعمة المخمرة التي تمت إضافتها سابقًا ، على سبيل المثال ، الزبادي والجبن الكريمي وغيرها.

قد يحتوي الزبادي على كازينات الكالسيوم للتحكم في التبلور. المؤلف: Profet77. المصدر: Pixabay.

في طعام يشبه الجبن

تم الحصول على أطعمة تشبه الجبن عن طريق خلط كازينات الكالسيوم بزيت الزبدة. يمكن استخدام المنتج في الهامبرغر والبيتزا والصلصات.

تضاف الأطعمة الشبيهة بالجبن المصنوعة من كازينات الكالسيوم إلى بعض الهامبرغر. المؤلف: OpenClipart-Vectors. المصدر: Pixabay.

كما تم تحضير تقليد لجبن الموزاريلا مع كازينات الكالسيوم.

في الأطعمة الخاصة

يستخدم كازينات الكالسيوم في التركيبات الغذائية للتغذية المعوية.

تستخدم التغذية المعوية في المستشفيات عندما لا يستطيع المريض تناول الطعام. إنه إجراء علاجي يتم فيه إعطاء المغذيات مباشرة في الجهاز الهضمي ، أي في المعدة أو الأمعاء ، دون المرور عبر الفم.

كما تم استخدامه لعلاج سوء التغذية عند الأطفال ، مما يؤدي إلى وقف الإسهال والوذمة عند الرضع ، وتحسين صحتهم بشكل ملحوظ.

استخدم في التطبيقات الصيدلانية

تم استخدام كازينات الكالسيوم بنجاح مع الليسيثين لتغليف الأسيتامينوفين ، وهو علاج يستخدم للحمى والأوجاع والآلام الخفيفة.

يتم إطلاق الأسيتامينوفين المغلف بكازينات الكالسيوم ببطء عند تناوله ، مما يسمح له بإخفاء الطعم المر للدواء.

يسمح كازينات الكالسيوم بطلاء أقراص الاسيتامينوفين لمنع الطعم المر للدواء. المؤلف: Stux. المصدر: Pixabay.

استخدم في التطبيقات الصناعية

تم استخدام كازينات الكالسيوم في طلاء الورق وفي الطلاء والجلد.

حساسية

قد يكون لدى بعض الأشخاص حساسية من الكازين ، أي أن أجسامهم تحدده على أنه مركب غريب وردود فعل مثل حكة الجلد أو الحلق ، والجفون الحمراء والإسهال ، من بين أعراض أخرى.

الكازين كما ذكر أعلاه هو بروتين الحليب ويوجد أيضًا في الجبن ومشتقات الألبان الأخرى. يجب على الأشخاص المصابين بحساسية الكازين أيضًا تجنب الأطعمة التي تحتوي على كازينات الكالسيوم.

المراجع

1. جنوبا ، CR (2003). الكازين والجبن. يستخدم في صناعة المواد الغذائية. أفلام صالحة للأكل. في موسوعة علوم الغذاء والتغذية (الطبعة الثانية). تعافى من sciencedirect.com.
2. سميث ، إل وجارسيا ، ج. (2011). التغذية المعوية. صيغة راكدة. في أمراض الجهاز الهضمي والكبد عند الأطفال (الإصدار الرابع). تعافى من sciencedirect.com.
3. جنوبا ، CR (2003). الكازين والجبن. طرق التصنيع. كازينات. في موسوعة علوم الغذاء والتغذية (الطبعة الثانية). تعافى من sciencedirect.com.
4. غابي ، أركنساس (2018). حساسية الطعام وعدم تحمله. أطعمة يجب تجنبها. في الطب التكاملي (الطبعة الرابعة). تعافى من sciencedirect.com.
5. لورانس ، أر.أ. ولورنس ، آر إم (2011). الكيمياء الحيوية للحليب البشري. الكازين. في الرضاعة الطبيعية (الطبعة السابعة). تعافى من sciencedirect.com.
6. أونولاتا ، سي آي وآخرون. (2011). قذف بروتينات الألبان المنسوجة. نظائر الجبن. في التقدم في أبحاث الغذاء والتغذية. تعافى من sciencedirect.com.
7. Everett ، DW and Auty ، MAE (2017). البنية المجهرية للجبن. في الجبن (الإصدار الرابع). تعافى من sciencedirect.com.
8. أوكينيدي ، بي تي (2011). الكازيين. المواد الهلامية الحمضية. في كتيب البروتينات الغذائية. تعافى من sciencedirect.com.
9. Ritzoulis، C. and Karayannakidis، PD (2015). البروتينات كمعدلات للنسيج. كازينات. في تعديل قوام الطعام. تعافى من sciencedirect.com.
10. Doraiswamy، TR et al. (1962). استخدام كازينات الكالسيوم في علاج سوء التغذية بالبروتين عند الأطفال. Indian J. Pediat. ، 29: 226 ، 1962. تم الاسترجاع من ncbi.nlm.nih.gov.
11. هوانغ ثي وآخرون. (2013). استخدام كازينات الكالسيوم مع الليسيثين لإخفاء مرارة دراسة مقارنة أسيتامينوفين مع كازينات الصوديوم. Int J Pharm 2013 18 نوفمبر ؛ 456 (2): 382-9. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.