1.1. Физико-химические свойства

Казеин присутствует в молоке в коллоидной форме. Плотность казеина находится в пределах 1300…1450 кг/м³.

Очищенный казеин, выделенный из молока кислотным способом, представляет собой аморфный порошок или гранулы белого цвета, без запаха и вкуса, практически нерастворимый в воде и спирте, растворимый в слабых растворах щелочей, солей щелочных и щелочноземельных металлов и минеральных кислот. В нормальном состоянии казеин обладает амфотерными свойствами. Его можно разделить на фракции, которые несколько различаются по составу и свойствам. К настоящему времени выделено семь основных фракций. Казеин содержит 19 из 20 присутствующих в молоке аминокислот.

В растворе казеин имеет ряд свободных функциональных групп, которые обусловливают его заряд, характер взаимодействия с водой (гидрофильные свойства) и способность вступать в химические реакции. Гидрофобные фракции казеина, чувствительные к кальцию, расположены в центральной части субмицеллы. Гидрофильные фракции обращены наружу, при этом дипольные молекулы воды и находящиеся в ней ионы образуют гидратную оболочку, которая и обеспечивает устойчивость коллоидного раствора. Кроме того, одноименный заряд частиц казеина препятствует их агломерации. Носителями отрицательных зарядов и кислых свойств казеина являются β- и γ-карбоксильные группы аспаргиновой и глутаминовой кислот, а также гидроксильные группы фосфорной кислоты и карбоксильные группы сиаоловой кислоты гликомакропептидов казеина.

Носителями положительных зарядов и основных свойств являются ε-аминогруппы лизина, гуанидиновые группы аргинина и имидазольные группы гистидина. При рН свежего молока 6,6-6,7 казеин на поверхности мицелл имеет отрицательный заряд. Равенство положительных и отрицательных зарядов (изоэлектрическое состояние белка) наступает в кислой среде при рН 4,6-4,7 (табл. 2).  При этом силы межмолекулярного притяжения (силы Ван-дер-Ваальса) начинают играть существенную роль в агломерации частиц казеина, которые, соединяясь, образуют пространственную структуру по всему объему молока.