Казеин, как амфотерный электролит, в результате
диссоциации амино- и карбоксильных групп, получает заряд, знак которого зависит
от рН, температуры, ионной силы, состава растворителей. Так, при рН выше
изоэлектрической точки (что характерно для свежего молока), казеин имеет
отрицательный заряд -NH2-R-COO–, при рН
ниже изоэлектрической точки – положительный заряд NH3+-R-COОН. В изоэлектрической точке казеин находится в виде
электронейтральной молекулы с одинаковым количеством положительных и отрицательных
зарядов. Сущность кислотной коагуляции казеина заключается в потере заряда его
частицами при приближении рН среды к изоэлектрической точке казеина. При этом
растворимость, вязкость и набухание казеина минимальны. Следует помнить, что изоэлектрические точки разных
фракций казеина неодинаковы. Для α-, β- и γ-казеина они
составляю соответственно 4,7, 4,9, 5,8-6,0. Следовательно, для полной коагуляции
всех фракций белка, составляющих мицеллу казеина, необходимо подкисление молока
до рН 4,6-4,7. При этом сывороточные белки молока (α-лактоальбумин и
β-лактоглобулин), в силу особых условий гидратации, переходят в сыворотку. При нагревании молока изоэлектрическая точка казеина
увеличивается, что, вероятно, обусловлено образованием связи между казеином и
денатурированными сывороточными белками. Если температура молока во время
подкисления находится в пределах 1‑10ºС, то рН молока может понижаться
до изоэлектрической области без видимой коагуляции казеина. При обычных
условиях сквашивания, т.е. при температуре молока выше 15-20ºС, казеин
очень чувствителен к изменению рН. Он начинает осаждаться уже при подкислении
до рН 5,2-5,3. При этом значении рН частицы казеина недостаточно стойки, и
многие из них коагулируют. Одним из факторов, обуславливающих стойкость
коллоидной системы, является солевое равновесие, которое, в свою очередь, зависит
от концентрации ионов водорода. При постепенном введении в молоко ионов
водорода от казеинового комплекса отщепляется кальций, в результате чего
ускоряется коагуляция белков молока. Схематично кислотную коагуляцию можно
представить следующим образом: |