Mi az alvadás?
A szakácsművészetben az alvadás az emulzió vagy kolloid nagy, eltérő összetételű részekre bontása a flokkuláció, a krémképződés és az összeolvadás fizikai-kémiai folyamatai révén. Az alvadás szándékos és kívánatos a sajt és a tofu készítésénél; nem szándékos és nem kívánatos a szószok és pudingok készítésénél. Az alvadás természetes módon következik be a tejben, ha a tejet nem használják fel a lejárati időn belül, vagy ha a tej meleg hőmérsékleten kint marad.
A tej több vegyületből, elsősorban zsírból, fehérjéből és cukorból áll. A tejben lévő fehérje általában kolloid oldatban szuszpendálódik, ami azt jelenti, hogy a kis fehérjemolekulák szabadon és egymástól függetlenül lebegnek. Ezek a lebegő fehérjemolekulák megtörik a fényt, és (a lebegő zsírral együtt) hozzájárulnak a tej fehér megjelenéséhez. Normális esetben ezek a fehérjemolekulák taszítják egymást, így csomósodás nélkül lebeghetnek, de amikor az oldatuk pH-értéke megváltozik, vonzhatják egymást, és csomókat képezhetnek. Ez történik a tej alvadásakor, amikor a pH csökken és savasabbá válik, a fehérjemolekulák (kazein és más) vonzzák egymást, és “alvadékokká” válnak, amelyek az áttetsző savó oldatában lebegnek. Ez a csomósodási reakció melegebb hőmérsékleten gyorsabban megy végbe, mint hideg hőmérsékleten.
Melyek azok a poduktumok a tejben, amelyek lehetővé teszik az alvadást?
A tej egy emulzió vagy kolloid, amely vajzsírgömbökből áll egy vizet, szénhidrátokat, ásványi anyagokat és fehérjéket tartalmazó keverékben.
A tej fő alkotórészei a víz, a zsír, a fehérjék, a laktóz (tejcukor) és az ásványi anyagok (sók). A tej nyomokban más anyagokat is tartalmaz, például pigmenteket, enzimeket, vitaminokat, foszfolipideket (zsírszerű tulajdonságokkal rendelkező anyagok) és gázokat.
Mi a tej zsírtartalma?
A The Dairy Council szerint a teljes tej zsírtartalma 3,9% (azaz 3,9 g zsírt tartalmaz 100 g-onként), a félzsíros tejé 1,7%, az 1%-os zsíros tejé 1%, a fölözött tejé pedig 0,3%.
Milyen fehérjéket tartalmaz a tej?
A legtöbb tej, amit az USA-ban isznak, tehenek tejmirigyéből származik. A tejben található főbb fehérjék egyedülállóak, és az emlőmirigyeken kívül más szövetekben nem fordulnak elő. A tejfehérjék, különösen a kazeinek aminosav-összetétele hasznos a fiatalok növekedése és fejlődése szempontjából. A tejben található egyéb fehérjék közé tartozik egy sor enzim, a tápanyagok szállításában részt vevő fehérjék, a betegségekkel szembeni ellenállásban szerepet játszó fehérjék (antitestek és mások), növekedési faktorok stb. (lásd az 1. hivatkozást). A tehéntejben található fehérjék 79,5%-át a kazein teszi ki.
A tej 3,3% összes fehérjét tartalmaz. A tejfehérjék tartalmazzák mind a 9 esszenciális aminosavat, amelyre az embernek szüksége van. A tejfehérjéket az emlőmirigyben szintetizálják, de a fehérjék felépítéséhez használt aminosavak 60%-a a tehén táplálékából származik. A tej teljes fehérjetartalma és aminosavösszetétele a tehénfajtától és az egyes állatok genetikájától függően változik.(2)
A tejfehérje a tej fehérjetartalmának 19,3%-át teszi ki. A legtöbb faj tejében 3 vagy 4 kazein található; a különböző kazeinek különböző molekulák, de hasonló szerkezetűek. A tejben található összes többi fehérjét tejsavófehérje néven csoportosítják. A tehéntejben található fő savófehérjék a béta-laktoglobulin és az alfa-laktalbumin.
A β-laktoglobulin a tehén- és juhtej fő savófehérjéje, és számos más emlősfajban is jelen van; figyelemre méltó kivétel az ember.
A kazein molekula
A rokon foszfoproteinek családja (αS1, αS2, β, κ).
A kazein nagyszámú prolinmaradékot tartalmaz, amelyek nem lépnek kölcsönhatásba egymással. Disulfidhidak sincsenek. Ennek eredményeként viszonylag kevés tercier szerkezettel rendelkezik. Viszonylag hidrofób, ezért vízben rosszul oldódik. A tejben részecskék szuszpenziójaként, úgynevezett kazein-micellák formájában található,
A kazein nagyszámú prolinmaradékot tartalmaz, amelyek nem lépnek kölcsönhatásba. Disulfidhidak sincsenek benne. Ennek eredményeként viszonylag kevés tercier szerkezettel rendelkezik. Viszonylag hidrofób, ezért vízben rosszul oldódik. A tejben részecskék szuszpenziójaként, úgynevezett kazein-micellák formájában található meg,
Kép: Kasein-micella, kappa kazein kékkel, alfa kazein vörössel, béta kazein magentával, vízből származó oxigén ciánkékkel. Forrás: B: Kumosinski, T.F., King, G. és Farrell, H.M., Jr. (1994). bovine submicellar caseins of the three dimensional molecular models of bovine submicellar caseins with small-angle X-ray scattering.
A tehéntejben lévő kazeinek különböző formákat tartalmazhatnak, a tehéntej jellemzően kétféle béta-kazein egyikét tartalmazza. az egyes tehenek genetikai profiljától függően a termelt tej A1-béta-kazeineket vagy A2-béta-kazeineket tartalmaz.
Minden kazeinmolekulának van legalább egy észterhez kötött foszfátja. A tejsavófehérjék egyike sem rendelkezik ilyennel.
A kazein izoelektromos pontja 4,6. Mivel a tej pH-ja 6,6, a kazein negatív töltéssel rendelkezik a tejben.
A kazeineknél a töltések nagyon egyenetlenül oszlanak el a molekula mentén, míg a főbb savófehérjéknél a töltések egyenletesebben oszlanak el. Ez magyarázza a tejben lévő kazeinek egyik fő tulajdonságát, az amfifil jellegüket. A töltött régiók általában vízkedvelők vagy hidrofilek, a molekula mentén elhelyezkedő töltés nélküli régiók pedig inkább hidrofóbok vagy vízgyűlölők. Mivel ezek a régiók egyenlőtlenül oszlanak el a molekula mentén, ezek a régiók jobban ki vannak téve.
Az egyenletes eloszlású fehérjékben a hidrofil és hidrofób régiók alapvetően kioltják egymást. A kazeinmolekulák amfifil jellegének köszönhető a kazein egyik legfontosabb tulajdonságának, a kazeinmicellának a kialakulása. A tejben lévő kazeinek többsége bonyolult, laza aggregátumokban, úgynevezett micellákban található.
A kazeinmicellákat kétféleképpen stabilizálják. Először is a kalcium-foszfát nagy koncentrációban található a tejben és magában a kazein-micellában. A koncentráció olyan mértékű, hogy a foszfát kis aggregációkat képez. A foszfát egy része viszonylag szabadon áramlik be és ki a micellába, egy része pedig erősen kötődik a fehérjéhez. Ez a kötött foszfát az oldatlan (kolloidális) kalcium-foszfát apró aggregátumaiban van. Ezek összetapasztják a micellát, stabilizálva annak szerkezetét.
K-kazein és a tej alvadása
A másik stabilizáló hatás a K-kazein egyik tulajdonságának köszönhető. A K-kazeinnek a szerkezetén belül van egy szénhidrátcsoportja, amely a fehérjében lévő treoninhoz észteresedik. Ez a szénhidrátcsoport tartalmaz néhány negatív töltésű csoportot. Ennek eredményeként a K-kazein a molekula egyik részén hidrofilebbé válik. A micellában a K-kazein és bizonyos mértékig a B-kazein is a micella vízfelületéhez közel, vagy annak határfelületére nyúlva helyezkedik el. Ez stabilizálja a micellát azáltal, hogy megakadályozza a micellák aggregációját a sztérikus taszítás révén (megakadályozza a kazein micellák közötti szoros közeledést). A K-kazein esetében a 105. és 106. aminosav közötti peptidkötés érzékeny a proteolitikus enzimek (mikrobiális koagulátor vagy oltó) általi hidrolízisre. Ez az alvadékképződés mechanizmusa (a fehérje szénhidrátot tartalmazó részének eltávolításával és így a sztérikus stabilitás csökkentésével). A K-kazein védelmének elvesztése lehetővé teszi, hogy a kazein micellák aggregálódjanak és összefüggő alvadékot képezzenek.
Ahhoz, hogy megértsük, hogyan alvad meg a kimozin a tejet, tudnunk kell valamit a tejfehérjékről. A tejfehérje nagy része kazein, és a kazeinmolekuláknak négy fő típusa van: alfa-s1, alfa-s2, béta és kappa. Az alfa- és béta-kazein hidrofób fehérjék, amelyeket a kalcium könnyen kicsapja – a tej normál kalciumkoncentrációja messze meghaladja az e fehérjék kicsapásához szükséges koncentrációt. A kappa kazein azonban egy teljesen más molekula – ez nem kicsapható kalciummal. Ahogy a kazeinek kiválasztódnak, önmagukban aggregátumokba, úgynevezett micellákba rendeződnek, amelyekben az alfa- és béta-kazeineket a kappa-kazeinnel való kölcsönhatásuk tartja vissza a kicsapódástól. Lényegében a kappa-kazein általában a tejfehérje nagy részét oldhatóan tartja, és megakadályozza a spontán koagulációt.
Enter chymosin
A chymosin proteolitikusan elvágja és inaktiválja a kappa-kazeint, átalakítva azt para-kappa-kazeinné és egy kisebb fehérjévé, az úgynevezett makropeptiddé. A para-kappa-kazein nem képes stabilizálni a micelláris szerkezetet, és a kalciumban oldhatatlan kazeinek kicsapódnak, túrót képezve.
A kazeinmolekulákat a savóból úgy is el lehet választani, hogy a kazein savval kicsapódik (hasonlóan ahhoz, ami a tej fogyasztásakor a gyomorban történik), vagy a fehérjemolekulák proteolitikus enzimmel történő részleges hidrolízisével megbontják a micelláris szerkezetet. Számos faj fiatal egyedeinek gyomrában található egy rennin nevű enzim, amely specifikusan hidrolizálja a kazeinmicellák egy részét, ami túró kialakulását eredményezi. A tehéntejben lévő kazein klasszikus kicsapási módszere, amelyet laboratóriumban végeznek, az, hogy lassan HCl-t (0,1 N) adnak hozzá, hogy a tej pH-értékét 4,6-ra csökkentsék. A kazein fokozatosan csapadékot képez, míg a többi tejfehérje viszonylag kevés csapadékot képez. A kazein ellenőrzött savas kicsapásának és enzimatikus hidrolízisének különböző kombinációi képezik a sajtgyártás alapját. Gyakran speciális baktériumkultúrákat használnak a csökkentett pH-érték és a proteolitikus enzimek kiválasztásának feltételeinek megteremtéséhez, amelyek a különböző sajttípusokat alkotják.
Mi a tejsavó?
A tejsavó a tej alvadása és szűrése után visszamaradó folyadék. A tejsavófehérjék α-laktalbuminból, β-laktoglobulinból, szérumalbuminból, immunglobulinokból,
A tejsavófehérje a tejtermékekben természetesen megtalálható kiváló minőségű fehérje. Ez egy “teljes értékű” fehérje, amely tartalmazza az emberi szervezet számára szükséges összes esszenciális aminosavat, és könnyen emészthető.
A tejfehérjék, más néven szérumfehérjék, nem tartalmaznak foszfort és nem alvadnak meg pH 4,6-nál.
A tejből ricotta sajt készíthető. Hagyományosan a juhtejből nyert savót puha, bolyhos túróvá főzik.
A pH hatása
Amint a pH csökken és savasabbá válik, a fehérjemolekulák (kazein) vonzzák egymást és “alvadékká” válnak, amelyek az áttetsző savó oldatában lebegnek. Ez a csomósodási reakció melegebb hőmérsékleten gyorsabban megy végbe, mint hideg hőmérsékleten.
Az aludttej olyan tejtermék, amelyet a tej megalvadásával, az alvadásnak nevezett folyamat során nyernek. Az alvadást úgy lehet előidézni, hogy oltót vagy bármilyen ehető savas anyagot, például citromlevet vagy ecetet adunk hozzá, majd hagyjuk állni.