Kasein

vysrážený mléčnou kyselinou, jemný prášek

Technické složení:

Forma: prášek
Proteiny: max. 83.5 %
Voda: max. 12.0 %
Obsah tuku: max. 2.5 %
Obsah popela: max. 2.5 %
Rozpustnost ve vodě: nerozpustný

Kasein je nejdůležitější bílkovinnou složkou mléka. Dodává se ve formě bílého až nažloutlého, mírně hygroskopického prášku. Kasein je rozpustný ve vodě a zásadách a získává se z kravského mléka.
To obsahuje asi 3 % kaseinu v koloidním, mléčně opalizujícím roztoku. Asi 83 % mléčné bílkoviny tvoří kasein, podle posledních výzkumů se nejedná o jednotnou látku, ale o směs asi 60 % αI a αII-kaseinu (tvoří nerozpustné vápenaté soli), 25 % β-kaseinu (nerozpustný v Ca-soli), 10 % γ-kaseinu (nerozpustný v Ca-soli) a 5 % rozpustného v Ca-soli.

U krav, buvolů, ovcí, lam, sobů a koz je téměř veškerá mléčná bílkovina tvořena kaseinem.
U koní, oslů, psů a koček však převažuje albumin. Kasein se varem vločkuje.
Naopak mléko je pokryto slupkou kaseinátu vápenatého. Po přidání kyseliny (H iontů) nebo syřidla (trávicí enzym podobný pepsinu, dostupný z telecího žaludku) se kasein koloidně "rozpuštěný" v mléce rychle sráží a vytváří bílou, baňatou hmotu.
Pokud se kravské mléko nechá několik dní stát, nahromadí se na něm drobné kapičky tuku ve formě smetany.
Pod ní se nachází bílá, baňatá hmota koagulovaného kaseinu.
Tato koagulace kaseinu je způsobena H ionty kyseliny mléčné, které produkují všudypřítomné bakterie mléčného kvašení štěpením mléčného cukru. Kasein se poměrně snadno štěpí na peptidy a aminokyseliny pomocí pepsinu a trypsinu.

Výroba
Plnotučné mléko se odstředí, čímž se sníží obsah tuku z 3,4 % na 0,05-0,2 %. Poté se do odstředěného mléka zahřátého na 35 °C a po několika hodinách zahřátého na 45 °C a více přidá čistá kultura bakterií mléčného kvašení. Mezitím se bakterie mléčného kvašení množí. Rozkládají laktózu na kyselinu mléčnou, a když se tato kyselina pH 4,6 se kasein sráží.
Čirá, supernatantní tekutina (syrovátka) se nechá odtéct, promyje se vodou, kasein se slisuje na obsah vody 65 až 68 % a po předchozím rozmělnění se vysuší na obsah vody přibližně 10 %. Srážení kaseinu lze rovněž provádět pomocí kyseliny octové, kyseliny chlorovodíkové nebo kyseliny sírové.

Použití
Jako pojivo pro barvy (viz kaseinové receptury), pro lepení překližek, pro výrobu lepidel, tmelů, povrchových úprav a vrchních nátěrů kůže, pro úpravu velikosti a potahování papíru, pro impregnaci tkanin atd.
Kazeinový odpad lze poněkud zpevnit formaldehydem a použít jako pomalu působící dusíkaté hnojivo pro květiny.

Kaseinové recepty
Kasein lze zpracovat několika způsoby.

Borax - kasein - lepidlo
Práškové kaseiny vyžadují dostatečně dlouhý proces bobtnání, který se obvykle provádí v noci, a následné trávení vhodnými zásadami, aby vzniklo ve vodě rozpustné kaseinové lepidlo.

Rozkladné látky však určují různou použitelnost lepidel za studena na bázi kaseinu.
Obvykle pevná směs vápenného kaseinu byla náležitě oceňována mezi materiály pro nátěry stěn, kde rozvlákňování provádí plastické hašené vápno nebo čiré hydratované vápno. Pro všechny účely malování ploch se naopak v praxi nejlépe osvědčilo boraxové kaseinové lepidlo, i když by teoreticky mohlo být upřednostněno amonné kaseinové lepidlo, protože po splnění podmínek procesu rozvlákňování všechny alkalické složky, které nejsou pro tento účel potřebné, unikají do ovzduší jako plynný amoniak. Autor však zjistil, že amoniakální složky zůstávají v kaseinové pastě mimořádně dlouho a po třech dnech ztrácejí svou houževnatou konzistenci a že amoniaková kaseinová pasta hnije mnohem rychleji. Při výrobě kaseinových lepidel pro malířské účely musí být vyloučeny silné zásady, jako je soda (uhličitan sodný), potaš (uhličitan draselný) nebo podobné látky! Naproti tomu borax (tetraboritan sodný) je tak slabě alkalický, že se v praxi docela osvědčil, i když hlavně při malování desek, kde odolnost proti povětrnostním vlivům není obecně důležitá. Pro vlastní přípravu kaseinového lepidla se používá krystalický borax, který ještě obsahuje krystalizační vodu, a vyhýbá se uměle vypálenému produktu.

1. Borax - kasein podle Wehlteho
   40 g kaseinového prášku kyseliny mléčné, asi 12 hodin ve 125 cc vody, nabobtnalý za studena.
   16 g boraxu, krystalického, rozpuštěného ve 125 cm3 vody, co nejteplejší. K přípravě můžete použít velkou porcelánovou mísu s paličkou, ale postačí jakákoli smaltovaná mísa nebo plastová a vlastnoručně vyřezávaná robustní míchací tyčinka. Porcelánová miska, ve které je kaseinový prášek již namočený, se hned na začátku přikryje složenou, tlustou, měkkou, silně navlhčenou látkou, aby žádná zrnka kaseinu zpočátku na okraji nezaschla a nezůstala vyloučena z procesu bobtnání, a že dále je zabráněno tvorbě slupky na hotovém kaseinovém lepidle, dokud není použito nebo naplněno do utěsněné nádoby. Vmíchejte horký roztok boraxu do kaseinové kaše, po několika minutách dvakrát nebo třikrát promíchejte a nechte přikryté. Po 1 - 2 hodinách již nelze ve viskózní, nažloutlé, zakalené sklovité hmotě vidět žádná jednotlivá zrnka kaseinu, což je známka toho, že proces trávení lze považovat za dokončený. Nicméně, pokud to čas dovolí, lze natrávenou hmotu nechat stát až jeden den, během této doby se hotová kaseinová pasta stane ještě krémovější. Pokud má být kaseinová pasta skladována několik dní nebo dokonce týdnů, musí být konzervována. Osvědčilo se připravovat pouze malé množství kaseinového lepidla najednou čerstvého a neuchovávat ho déle. Pro použití jako lepidlo na barvy se toto množství lepidla dále ředí vodou na celkový objem 1 litr tak, aby koncentrace kaseinu v roztoku barvy byla 4 %. S jedním litrem kaseinové barvy lze natírat na nesavý hladký povrch cca 10m2.
   Borax kasein vydrží déle, pokud se dělá hygienická práce, tedy převařená voda a nádoby, pak borax kasein vydrží půl roku i déle bez konzervantů.
2. Amonium - kasein podle Dörnera
   Rozmíchejte 40 g kaseinu v troše studené vody, poté přidejte 250 ml teplé vody, rozmíchejte do hladka, poté přidejte 10 g uhličitanu amonného rozpuštěného v troše vody, rozmíchejte, připraveno k použití, když oxid uhličitý z uhličitanu již nevytváří plyn (bublinky již nestoupají) použijte na tempery, na stěny zřeďte na 1 litr vodou.
   Kasein amonný a kasein amonný připravený s jehličnatou solí se rychle kazí a při konzervaci také brzy řídne.
   Výhoda: poměrně nízké napětí a v sušeném kaseinu se později nevyskytují alkálie.
   Pokud se použije kamenná sůl, použijte velkou nádobu, protože silně pění.

Vápno - kasein - lepidlo
(Výňatek z knihy Kuhrt Wehlte - MATERIÁLY A TECHNIKY MALOVÁNÍ)

Recept na vápenný kasein:
5 objemových dílů tvarohu (nízkotučný tvaroh) 1 objemový díl hašeného vápna (jámové vápno).

5 objemových dílů tvarohu a 1 objemový díl hašeného vápna nejprve dobře vymačkáme v hadříku, aby se odstranila přebytečná syrovátka (voda + bílkovina). Nyní poněkud sušší, drobivou hmotu dáme do třecí mísy a přidáme přibližně 5. dílů vápna. V praxi se toto množství nikdy neváží, ale pouze odhaduje, protože v tomto případě nejsou přesné poměry důležité (na rozdíl od neutrálního vápenného kaseinu!). Vápno se používá tak, jak se těží z jámy, kde bylo skladováno, tedy v máslové konzistenci. Pomocí paličky se nyní tvaroh a vápno dobře utírají. Preventivně můžete tvaroh předem protřít i samotný, zabráníte tak tvorbě hrudek. V průběhu asi jedné minuty, tedy enormně rychle, proběhne proces trávení. Výsledkem je viskózní hmota, která má nízkou konzistenci pouze v případě, že by v tvarohu bylo ještě příliš mnoho vody. Někteří malíři, kteří nemají k dispozici třecí misku, berou místo ní malou porcelánovou, plastovou nebo smaltovanou misku a vlastnoručně vyřezávanou robustní míchací tyčinku. Ještě jednu věc je třeba zmínit: vápenocaseinové lepidlo začne gelovat po relativně krátké době, někdy asi po hodině. Tím se stává nepoužitelným, protože jej nelze znovu zkapalnit ani působením tepla, ani opětovným protřením malým množstvím vody. Tomuto nepříjemnému jevu se však dá předejít tím, že s ním barvy co nejdříve přetřete a zbylé pojivo ihned naředíte vodou.
Při nízké koncentraci nedochází k želatinaci. Hotově namíchané vápeno-kaseinové barvy již také negelovatí (alespoň ne ve většině případů). Jediné, co na nich lze pozorovat, je další fenomén, který platí pro všechny kaseinové barvy a někdy i pro kaseinové temperové barvy:
Ukazuje se, že různé pigmenty silně tixotropně houstnou. Tixotropie je zvláštní koloidní chemický proces.
Normální vázaná barva, která se plní na plechovky ve stejně normální konzistenci tuby, se již druhý den ráno stala špinavou hmotou. Malíř se pak snadno přikloní k ředění takové barvy vodou. Výsledkem je však příliš řídká barevná lazura bez těla, i když bylo přidáno jen velmi malé množství vody.
Pokud se naopak tixotropní barva jednoduše rozmíchá rukojetí štětce bez přidání vody, okamžitě se vrátí do své původní konzistence. Někdy dokonce stačí poklepat bokem nádoby nebo jím několikrát poklepat na desku stolu, aby se odstranila tixotropie.

Recept na vápenný kasein:
40 g práškového kaseinu 125 ccm vody (studené) 33 g (vápno). Odvážený kaseinový prášek se ihned namočí do třecí mísy s určeným množstvím vody a pokud možno se nechá přikryté (!) na teplém místě několik hodin nabobtnat na měkkou kaši. Kasein pak většinou pohltil všechnu vodu. V praxi se tento proces namáčení obvykle odkládá na předchozí večer. Člověk má pak jistotu, že proces bobtnání bude druhý den ráno dokončen. Nyní se s touto kaseinovou kaší zachází jako s čerstvým tvarohem, tj. je digerován s uvedeným množstvím vápna (20 %). Tak se v každém případě získá pěkné, houževnaté kaseinové lepidlo jednotné konzistence. Tato kaseinová pasta vyrobená z práškového kaseinu má však tendenci gelovatět ještě rychleji než tvarohová kaseinová pasta, a proto vyžaduje rychlé další zpracování. Všechna vápenná kaseinová lepidla zaujímají technologicky zvláštní postavení, protože jsou dokonce z velké části odolná vůči povětrnostním vlivům! (Kaseinový recept z "Wehlte" doporučujeme naředit 3 - 5 díly vody a na cca 1 litr ředění přidat cca 1 kg pigmentu.
(Použije se mramorová mouka, křemenná mouka s vhodným pigmentem. Udělejte vzorky, kvůli křídování nebo odlupování je potřeba pojiva u pigmentů velmi odlišná. V případě vápenného kaseinu použijte preventivně pigmenty kalkechtefreskoliste.htm). Vápenný kasein je voděodolný. Lepidlo je nutné vždy do čtvrt hodiny po přidání vápna naředit vodou, jinak nerozpustně gelovatí!

nebo : kaseinová barva za sucha smíchaná s vápnem: (zdroj Brühl "Casein")
Vápenné kaseiny nejsou po sušení rozpustné ve vodě. 5,5 dílů šampaňské křídy 1,5 dílů čínské hlíny (nebo kaolinu) 0,2 dílů dextrinu 1,2 dílů kaseinu dobře promíchejte. 1 kg této směsi vsypte do 830 ml vody, nechte louhovat, asi 5 hodin, nejlépe přes noc. Dobře promíchejte a přidejte asi 200 g vápna do jímky, které bylo předem rozmícháno tak, aby bylo homogenní, tedy bez hrudek. Nechte 1 - 2 hodiny odstát. Šampaňská křída může být částečně nebo zcela nahrazena jinými pigmenty. V tomto případě se mohou vlastnosti barvy změnit kvůli speciálním vlastnostem pigmentů, takže je vždy nutné provést předběžné zkoušky.

nebo: (kaseinová barva bílá)
450 g Champagne Chalk 123 g Titanová bílá 123 g Zinková bílá 168 g China Clay 23 g Dextrin 112 g Kasein = cca. 1 kg suché směsi + cca. Přilijte 830 ml vody a nechte cca. 5 hodin. Dobře promícháme a přidáme cca. 200 ml homogenně promíchaného vápna. Praskání, zejména odlupování nebo odlupování, ukazuje na příliš lepený nátěr. Obsah kaseinu musí být snížen. Křídující vrstvy indikují nedostatečně přilnutý nátěr nebo špatně dispergované pigmenty - zvyšte obsah kaseinu nebo pigmenty lépe třete. Pigmenty musí být vápenostálé. Při malování používejte ochranné brýle! Barvu brzo spotřebujte, za pár dní bude smrdět! (v závislosti na počasí). 
Pro konzervaci je vhodný sulfid zinečnatý (KR46350). 0,35 dílu, vztaženo na suchou směs, se přidá k suchým složkám a smíchá se s nimi.