CALCIUMCASEÏNAAT: STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, VERKRIJGING EN GEBRUIK - CHEMIE - 2026

Het calciumcaseïnaat is een complexe organische verbinding die bestaat uit koolstofatomen (C), waterstof (H), zuurstof (O), fosfor (P), stikstof (N), zwavel (S) en calcium (Ca). Het is een derivaat van caseïne, een groep eiwitten die voorkomt in melk van zoogdieren.

Calciumcaseïnaat is goed oplosbaar in water. De waterige oplossingen zien er wit en melkachtig uit. Het heeft de mogelijkheid om zeer dunne vaste films te vormen. Om deze reden wordt het gebruikt om bepaalde voedingsmiddelen te beschermen of vers te houden, zoals appels, groentesticks, mueslirepen, pinda's, amandelen, enz.

Calciumcaseïnaat wordt verkregen uit melk. Auteur: Couleur. Bron: Pixabay.

Het kan ook emulsies of crèmes vormen en wordt gebruikt om de zuurgraad van voedingsmiddelen zoals yoghurt, romige kazen, slagroom, onder anderen te beheersen. Het maakt het mogelijk om producten te bereiden die sommige soorten kaas nabootsen.

Vanwege de hoge voedingswaarde is calciumcaseïnaat gebruikt om kinderen in ondervoeding te voeden en weer gezond te maken. Het kan ook worden gebruikt met andere verbindingen om sommige medicijnen in te kapselen en te voorkomen dat de persoon die ze inslikt hun bittere smaak voelt.

Mensen die allergisch zijn voor caseïne in melk, mogen geen calciumcaseïnaat consumeren.

Samenstelling en structuur

Calciumcaseïnaat is een derivaat van caseïne, een eiwit dat voorkomt in melk van zoogdieren. Het is eigenlijk een groep specifieke melkeiwitten.

Samenstelling

Omdat caseïne een eiwit is, bestaat het uit aminozuren. De laatste zijn organische verbindingen met onder andere aminogroepen -NH ₂ en carboxylgroepen -COOH.

De aminozuursamenstelling van caseïne is specifiek voor de diersoort waarvan de melk afkomstig is. Om deze reden is caseïne die uit moedermelk komt, anders dan caseïne die uit koemelk komt.

Caseïne wordt verkregen uit melk met een zure pH en calciumcaseïnaat wordt verkregen door alkali aan caseïne toe te voegen. Rauenstein / Openbaar domein. Bron: Wikimedia Commons.

Calciumcaseïnaat bevat organische fosfaten (R-PO ₄ H ₂ ) aanwezig in αs ₁ -, αs ₂ - en β-caseïne, die van elkaar verschillen door hun aminozuur-, fosfor- en koolhydraatgehalte.

Kortom, calciumcaseïnaat is samengesteld uit de elementen koolstof (C), waterstof (H), zuurstof (O), stikstof (N), fosfor (P), zwavel (S) en calcium (Ca).

Structuur

Caseïnen vormen complexe deeltjes of micellen, die meestal complexen zijn van calciumcaseïnaat en calciumfosfaat Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ .

Calciumcaseïnaat vormt in water zeer kleine deeltjes van 100-300 nm (nm = nanometer = ^10-9 meter) door de bindende invloed van het calciumion Ca ²⁺ .

De structuur van de micellen hangt af van de elektrostatische werking van het calciumion, dat een dubbele positieve lading heeft (Ca ²⁺ ).

Caseïne micellen. Wikikaos / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Bron: Wikimedia Commons.

Nomenclatuur

• Calciumcaseïnaat

Eigendommen

Fysieke toestand

Effen wit.

Oplosbaarheid

Calciumcaseïnaat is goed oplosbaar in water.

Andere eigenschappen

Calciumcaseïnaat is hydrofiel, dat wil zeggen, het is verwant aan water en lost er gemakkelijk in op.

Het heeft de eigenschap om gemakkelijk films te vormen. De films zijn echter niet erg goed bestand tegen het passeren van natte stoom, maar ze zijn mechanisch sterk.

Van calciumcaseïnaat is gemeld dat het het enige melkeiwitsysteem is dat omkeerbare thermische geleringseigenschappen vertoont. Dit betekent dat het bij temperatuur kan geleren (een materiaal vormt dat lijkt op gelatine), maar dat dit omkeerbaar is.

Calciumcaseïnaat in ionische omgevingen (dat wil zeggen, in aanwezigheid van ionen) herschikt zichzelf en vormt groepen of aggregaten.

Het is een zeer efficiënte emulgator en kan stabiele schuimen vormen.

Het verkrijgen van

Calciumcaseïnaat wordt geproduceerd door zure caseïne te neutraliseren met een calciumalkali. De verkregen oplossing is een witte en ondoorzichtige colloïdale dispersie met een uiterlijk dat sterk lijkt op melk.

Op deze manier wordt een 20% calciumcaseïnaatoplossing bereid en onderworpen aan sproeidrogen, waarbij het calciumcaseïnaatpoeder wordt verkregen.

Er worden ook tussenvormen van caseïnaat bereid waarin caseïne en base slechts gedeeltelijk hebben gereageerd, waardoor een mengsel van calciumcaseïnaat en caseïne wordt verkregen.

Wanneer melk stolt of gaat stremmen als gevolg van warmte, veranderingen in pH of de werking van enzymen, wordt caseïne omgezet in een complex van caseïnaat en calciumfosfaat.

Gebruikt in de voedingsindustrie

Calciumcaseïnaat wordt in verschillende voedingsmiddelen gebruikt waar het verschillende functies vervult.

In eetbare films

Calciumcaseïnaat wordt gebruikt in eetbare films, omdat het mechanische taaiheid en flexibiliteit biedt.

Hoewel calciumcaseïnaatfilms op zichzelf de doorgang van vocht niet kunnen weerstaan, bieden ze een goede mechanische sterkte of taaiheid en fungeren ze als een barrière tegen zuurstof, waardoor ze voedselafbraak kunnen voorkomen.

Als calciumcaseïnaat wordt gebruikt in combinatie met een olieachtig of vettig materiaal dat de doorgang van vochtdamp afstoot of weerstaat, geeft de resulterende film mechanische taaiheid, weerstand tegen de doorgang van zuurstof en dient als barrière tegen vocht.

Graanrepen en nougats kunnen worden bedekt met een calciumcaseïnaatfilm die als bescherming dient. Auteur: Anastasia Makarevich. Bron: Pixabay.

Het wordt gebruikt om fruit en groenten te coaten om ze vers te houden, bijvoorbeeld appels, stengels bleekselderij en courgette. Die film kan worden gegeten.

Het dient als een eetbare film voor kokos, granen, pinda's, amandelen en werkt als een barrière voor vloeistoffen en smaken.

In voedselverpakkingen

Calciumcaseïnaat wordt ook gebruikt als folie in biologisch afbreekbare en flexibele verpakkingen, omdat het een barrière vormt tegen water, gassen en micro-organismen.

Bij het verkrijgen van emulsies

Het werkt bij de vorming van emulsies in koffiewitmakers, desserts en opgeklopte toppings. Het wordt ook gebruikt bij de productie van worstvellen.

Slagroom kan calciumcaseïnaat als emulgator bevatten. Auteur: Devanath. Bron: Pixabay.

In gefermenteerd voedsel

Calciumcaseïnaat wordt vaak aan melk toegevoegd om gelvorming (gelvorming) tijdens fermentatie veroorzaakt door bacterieculturen te beheersen.

Gefermenteerde voedingsmiddelen waaraan het eerder is toegevoegd, zijn bijvoorbeeld onder andere yoghurt en romige kazen.

Yoghurt kan calciumcaseïnaat bevatten om gelvorming onder controle te houden. Auteur: Profet77. Bron: Pixabay.

In voedsel vergelijkbaar met kaas

Kaasachtige eetwaren zijn verkregen door calciumcaseïnaat te mengen met boterolie. Het product kan worden gebruikt in hamburgers, pizza's en sauzen.

Kaasachtig voedsel gemaakt met calciumcaseïnaat wordt aan sommige hamburgers toegevoegd. Auteur: OpenClipart-Vectors. Bron: Pixabay.

Er wordt ook een imitatie van mozzarellakaas met calciumcaseïnaat gemaakt.

In speciaal voedsel

Calciumcaseïnaat wordt gebruikt in voedingsformules voor enterale voeding.

Enterale voeding wordt in ziekenhuizen gebruikt als een patiënt niet kan eten. Het is een therapeutische maatregel waarbij voedingsstoffen rechtstreeks in het maagdarmkanaal worden toegediend, dat wil zeggen in de maag of darmen, zonder door de mond te gaan.

Het is ook gebruikt om ondervoeding bij kinderen te behandelen, wat resulteert in het stoppen van diarree en oedeem bij zuigelingen, en hun gezondheid aanzienlijk verbetert.

Gebruik in farmaceutische toepassingen

Calciumcaseïnaat is met succes gebruikt in combinatie met lecithine om paracetamol in te kapselen, een remedie die wordt gebruikt voor koorts en milde pijntjes en kwalen.

Acetaminophen ingekapseld met calciumcaseïnaat wordt langzaam vrijgegeven bij inname, waardoor het de bittere smaak van het medicijn maskeert.

Door het calciumcaseïnaat kunnen de paracetamol-tabletten worden gecoat om te voorkomen dat de bittere smaak van het geneesmiddel wordt waargenomen. Auteur: Stux. Bron: Pixabay.

Gebruik in industriële toepassingen

Calciumcaseïnaat werd gebruikt bij het coaten van papier en bij het afwerken van verf en leer.

Allergie

Sommige mensen kunnen allergisch zijn voor caseïne, dat wil zeggen dat hun lichaam het herkent als een vreemde stof en reacties zoals jeukende huid of keel, rode oogleden en diarree, naast andere symptomen.

Caseïne, zoals hierboven vermeld, is het eiwit van melk en wordt ook aangetroffen in kazen en andere zuivelderivaten. Mensen met een caseïne-allergie moeten ook voedingsmiddelen vermijden die calciumcaseïnaat bevatten.

Referenties

1. Southward, CR (2003). Caseïne en caseïnaten. Gebruikt in de voedingsindustrie. Eetbare films. In Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition). Opgehaald van sciencedirect.com.
2. Smith, L. en Garcia, J. (2011). Enterale voeding. Stagnerende formule. Bij pediatrische gastro-intestinale en leverziekte (vierde editie). Opgehaald van sciencedirect.com.
3. Southward, CR (2003). Caseïne en caseïnaten. Fabricagemethoden. Caseïnaten. In Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition). Opgehaald van sciencedirect.com.
4. Gaby, AR (2018). Voedselallergie en -intolerantie. Voedsel dat u moet vermijden. In Integrative Medicine (vierde editie). Opgehaald van sciencedirect.com.
5. Lawrence, RA en Lawrence, RM (2011). Biochemie van menselijke melk. Caseïne. Bij borstvoeding (zevende editie). Opgehaald van sciencedirect.com.
6. Onwulata, CI et al. (2011). Extrusie Getexturiseerde zuivelproteïnen. Kaas-analogen. Vooruitgang in voedsel- en voedingsonderzoek. Opgehaald van sciencedirect.com.
7. Everett, DW en Auty, MAE (2017). Kaas microstructuur. In Cheese (vierde editie). Opgehaald van sciencedirect.com.
8. O'Kennedy, BT (2011). Caseïnen. Zure gels. In Handbook of Food Proteins. Opgehaald van sciencedirect.com.
9. Ritzoulis, C. en Karayannakidis, PD (2015). Eiwitten als textuurmodificatoren. Caseïnaat. Bij het wijzigen van voedseltextuur. Opgehaald van sciencedirect.com.
10. Doraiswamy, TR et al. (1962). Gebruik van calciumcaseïnaat bij de behandeling van ondervoeding door eiwitten bij kinderen. Indian J. Pediat., 29: 226, 1962. Opgehaald van ncbi.nlm.nih.gov.
11. Hoang Thi, TH et al. (2013). Gebruik van calciumcaseïnaat in combinatie met lecithine voor het maskeren van de bitterheid van paracetamol-vergelijkende studie met natriumcaseïnaat. Int J Pharm 2013 18 november; 456 (2): 382-9. Opgehaald van ncbi.nlm.nih.gov.