酪蛋白

哺乳动物包括母牛

酪蛋白是一种含磷钙的结合蛋白，对酸敏感，pH较低时会沉淀。

简介

酪蛋白简称：CS

又称：干酪素、酪朊、乳酪素、奶酪素、酪素、酪胶

英文：Casein

CAS号：9000-71-9

详细说明

酪蛋白是哺乳动物包括母牛，羊和人奶中的主要蛋白质。牛奶的蛋白质，主要以酪蛋白（Casein）为主，人奶以白蛋白为主。酪蛋白是一种大型、坚硬、致密、极困难消化分解的凝乳（curds）。

酪蛋白是乳中含量最高的蛋白质，龋齿，防治骨质疏松与佝偻病，促进动物体外受精，调节血压，治疗缺铁性贫血、缺镁性神经炎等多种生理功效，尤其是其促进常量元素（Ca、Mg）与微量元素（Fe、Zn、Cu、Cr、Ni、Co、Mn、Se）高效吸收的功能特性使其具有“矿物质载体”的美誉，它可以和金属离子，特别是钙离子结合形成可溶性复合物，一方面有效避免了钙在小肠中性或微碱性环境中形成沉淀，另一方面还可在没有VD参与的条件下使钙被肠壁细胞吸收。

酪蛋白为非结晶、非吸潮性物质，常温下在水中可溶解0.8-1.2%，微溶于25℃水和有机溶剂，溶于稀碱和浓酸中，能吸收水分，当浸入水中则迅速膨胀，但分子不结合。

物化性质

干酪素是等电点为pH4.6的两性蛋白质。在牛奶中以磷酸二钙、磷酸三钙或两者的复合物形式存在，构造极为复杂，直到现在没有完全确定的分子式，分子量大约为57000-375000。干酪素在牛奶中约含3%，约占牛奶蛋白质的80%。纯干酪素为白色、无味、无臭的粒状固体。相对密度约1.26。不溶于水和有机溶剂。干酪素能吸收水分，浸于水中，则迅速膨胀，但分子并不结合。

制备方法

（1）新鲜牛奶脱脂，加酸（乳酸、乙酸、盐酸或硫酸），将pH调至4.8，使干酪素微胶粒失去电荷而凝固沉淀。用这种方法得到的干酪素称为酸酪蛋白，加酸的种类不同得到的酸酪蛋白却几乎毫无区别。酸酪蛋白是白色至淡黄色粉末或颗粒，稍有奶臭和酸味。在水中只是溶胀，若加入氨、碱及其盐时，则可分散溶解于水中。可溶于强酸、二乙醇胺、吗啉、尿素、甲酰胺、热苯酚和土耳其红油。

（2）将牛奶与粗制凝乳酶作用，形成凝固沉淀物，称为粗制凝乳酶酪蛋白，呈白色粒状，几乎无味无臭，加热灼烧会产生特有的臭味。凝乳酶酪蛋白比酸酪蛋白的灰分含量高。

（3）酪蛋白在牛奶中是以胶体束形式存在的，通过膜分离技术，选择合适的微滤膜可以将绝大部分的酪蛋白截留，而让大部分乳清蛋白透过。

用途

酪蛋白在食品中的应用

生产婴幼儿乳粉

酪蛋白含有 8 种必需氨基酸，营养价值极高，不需要预先进行变性就能够被酪蛋白酶水解。将酪蛋白应用于婴幼儿配方乳粉、食品，其易被婴幼儿身体吸收，对于补充婴幼儿身体所需营养具有极重要的作用。由于β-CN是人母乳里最主要的蛋白质成分，近年来人们开始使用 β-CN模拟婴幼儿配方乳粉的蛋白质组成，优化婴幼儿乳粉的蛋白质组成和氨基酸比例，提升婴幼儿配方乳粉的营养品质。

生产营养补充剂

酪蛋白易与金属离子尤其是钙离子结合构成可溶性复合物，能够促使钙离子在无维生素D 参与下被肠壁细胞所吸收，因此酪蛋白可用作补钙、铁营养的补充剂。对于爱好健身的人来说，酪蛋白既能供给人体正常运转所需要的蛋白质，又能够很好地保护肌肉不受损伤和抗蛋白质分解。此外酪蛋白还能够在人体的血液中保存较长的时间。

肉类产品加工

酪蛋白具有较多的磷酸基团，具有吸湿性和持水性。在肉类产品中酪蛋白能够与肉中的蛋白质复合吸收水分，从而增加肉制品的持水性、黏着力，提升肉类产品品质。另外，由于酪蛋白拥有非常稳固的螯合系统，能够与其他多种物质相结合并赋予食品更好的质地和口味，因此人们开始利用酪蛋白与黄原胶经热处理后呈现的纤维样结构来模仿脂肪湿润嫩滑、乳膏状的口感，从而代替某些特定人群饮食中的肉类和脂类食品。

酪蛋白在医疗领域的应用

用于药物载体

酪蛋白的鳌合结构可以很好地与其他物质鳌合，促进被鳌合物质更好地吸收，并且能在特定靶向持续释放。酪蛋白胶束和纳米粒子已成功地应用于多种疏水生物分子的纳米包埋，如β-128 胡萝卜素、维生素D2、氟他胺、姜黄素、槲皮素等，具有较好的溶解性和保质期。Bindhya等采用微波辅助法从大豆中提取出膳食异黄酮染料木素，并将药物包封于牛奶酪蛋白载体后与孕酮结合，靶向表达于乳腺癌或卵巢癌细胞上的受体，使得载体载药量优化至 88.67%，提高了大豆提取物药物对卵巢癌和三阴性乳腺癌细胞的抗癌活性方面的潜力。

制备生物活性肽

酪蛋白在亲本蛋白质序列中是一种无活性的状态，利用蛋白水解酶水解掉酪蛋白特定肽键后，成为具有生物活性的多肽片段。这些活性肽多用作肽类药物或试剂，也可用于功能性食品中，易被人体在小肠中吸收，具有极高的安全性。因此，酪蛋白来源的生物活性肽越来越受到人们的重视。目前，人们已发现了数十种具备生理性能的生物活性肽，如Mudgil 等使用碱性蛋白酶和链霉蛋白酶E处理牛和骆驼酪蛋白分别生成了牛乳和骆驼乳酪蛋白水解产物，用以模拟胃肠道消化后的有效水解物，发现两者对胰脂肪酶和胆固醇酯酶的抑制均有显著作用。抑制胰脂肪酶分泌是治疗肥胖的有效方法，因此，骆驼乳和牛乳中的酪蛋白水解物具有开发为新抗肥胖功能化合物的潜力。这些活性肽具有十分重要且普遍的生物学功能和调节功能，生物学和营养功能为其大规模的生产提供广阔的市场。对于大部分衍生自酪蛋白的生物活性肽，由于酪蛋白水解产物中活性肽的分离和纯化难度较大，并且检测方法和技术还尚未成熟，活性肽的生理机制暂不清楚，因此其工业化生产还存在一定困难。

制备医用止血剂

出血是指严重创伤和创伤后受损血管的循环血量的丧失。理想的止血剂能迅速止血，不会引起任何不良反应。基于天然聚合物的纳米纤维材料具有很高的比表面积、较强的吸液能力、足够的机械稳定性，因此有利于开发为止血剂。酪蛋白是生产抗凝剂和血管紧张素转换酶抑制剂（angiotensin I-converting enzyme inhibitory，ACEI）的极好来源，酪蛋白水解物通过延长凝血酶时间（thrombin time，TT）和活化部分凝血活酶时间（activated partial thromboplastin time，APTT）而显示出强大的抗凝血活性，并具有较强的血管紧张素转换酶活性。Tu等首次提出了一种制备自组装纳米纤维壳聚糖-酪蛋白聚电解质复合物（polyelectrolyte complexes，PECs）新策略，利用聚合物之间的络合作用来制造直径非常小的纳米纤维。由于直径较小，壳聚糖-酪蛋白纳米纤维提供了非常大的表面积与血液成分相互作用，并表现出色的凝血效率。此外，壳聚糖-酪蛋白 PECs 具有良好的血液相容性、无毒。同时，酪蛋白还有助于上皮细胞增殖和恢复上皮屏障的完整性（上皮恢复），增强止血剂的伤口愈合活性。

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