カゼイン

カゼイン絵具は、アーティストが使用する速乾性で水溶性の画材です。カゼイン絵具は古代エジプト時代からテンペラ絵具の一種として使用され、1960年代後半にアクリル絵具が登場するまで、商業イラストレーターに好んで使用されていました。^{[ 18 ] [ 19 ]}アクリル絵具 もその分野で普及していますが、カゼイン絵具は今でも風景画家によって広く使用されています。^{[ 20 ]}

カゼイン系接着剤は、カゼイン、水、アルカリ（通常は消石灰と水酸化ナトリウムの混合物）から作られます。牛乳から脂肪分を取り除いた後、牛乳を酸っぱくしてカゼインを凝乳として沈殿させます。凝乳を洗浄（乳清を除去）し、その後、凝乳を圧搾して水分を絞り出します（粉末状に乾燥させる場合もあります）。カゼインをアルカリ（通常は水酸化ナトリウムと水酸化カルシウムの両方）と混合して接着剤を作ります。異なるアルカリの混合物で作られた接着剤は、異なる特性を持ちます。防腐剤を添加することもあります。^{[ 21 ] [ 22 ]}

それらは木工、航空機を含め、1939年のデ・ハビランド・アルバトロス旅客機に至るまで人気があった。^{[ 23 ] [ 24 ]}

カゼイン接着剤は、その油浸透性のため、変圧器の製造（特に変圧器基板）にも使用されています。 ^{[ 25 ]}

エルマーズ・グルーオール、エルマーズ・スクールグルー、その他多くのボーデン社製接着剤は、もともとカゼインを原料としていました。その理由の一つは無毒性であることでしたが、主な理由はコスト効率の良さでした。20世紀末になると、ボーデン社は人気接着剤の原料をカゼインからPVAなどの合成樹脂に置き換えました。

カゼイン系接着剤は合成樹脂にほぼ置き換えられているものの、耐火ドアのラミネート加工やボトルのラベル貼りなど、特定のニッチな用途では依然として使用されている。^{[ 23 ] [ 26 ] [ 27 ]}カゼイン系接着剤は温度上昇に伴い急速に薄くなるため、生産ラインで瓶やボトルにラベルを貼る際に薄膜を素早く塗布することが容易である。^{[ 28 ]}

いくつかの食品、クリーム、トッピングには、さまざまなカゼイン酸塩が含まれています。カゼインナトリウムは加工食品を安定させるための優れた食品添加物として機能しますが、企業は製品のカルシウム含有量を増やし、ナトリウムレベルを減らすためにカゼインカルシウムを使用することを選択することもできます。 ^{[ 29 ]}

食品添加物として使用されるカゼインは、牛乳に酸を加えることで製造され、酸を加えるとカゼインが酸性カゼインとして沈殿します。酸性カゼインに水酸化ナトリウムや水酸化カルシウムなどの塩基を加えると、純粋なカゼイン酸塩またはカゼイン塩が生成されます。^{[ 30 ]}「共沈物」とは、カゼインと、カゼインとともに溶液から析出した他の牛乳成分の混合物を指します。沈殿は、タンパク質分解（レンネット）または酸によって起こる可能性があります。^{[ 30 ]}

カゼインの主な食品用途は、コーヒークリーマーからインスタントクリームスープまで、水に素早く溶ける粉末状の製品です。ミード・ジョンソン社は1920年代初頭に、当時子供の死亡原因としてよく見られた胃腸障害や乳幼児の消化器系の問題を軽減するために、「カセック」という製品を発売しました。

すべてのカゼイン酸塩は非常に効率的な乳化特性を持ち、食品の乳化に広く使用されています。^{[ 32 ] [ 5 ]}

カゼインは、ハラペーニョやハバネロなどの唐辛子の辛味成分であるカプサイシンを中和すると考えられています。^{[ 33 ]}牛乳は、辛い食べ物による刺激を軽減するためによく飲まれます。

チーズ作り

チーズは、牛乳（通常は牛、水牛、ヤギ、または羊の乳）由来のタンパク質と脂肪からできています。カゼインミセルの不安定化によって引き起こされる凝固によって製造され、分画と選択的濃縮のプロセスが始まります。^{[ 2 ]}通常、牛乳は酸性化され、レンニンと呼ばれるタンパク質分解酵素を含むレンネットの添加によって凝固されます。レンネットは伝統的に子牛の胃から得られますが、現在では遺伝子組み換え微生物から生産されることが多くなっています。その後、固形分が分離され、最終形態に圧縮されます。^{[ 34 ]}

多くのタンパク質とは異なり、カゼインは熱によって凝固しません。凝固の過程で、牛乳凝固プロテアーゼがカゼインの可溶性部分であるκ-カゼインに作用し、不安定なミセル状態を生み出し、凝固塊の形成につながります。キモシンで凝固したカゼインは、パラカゼインと呼ばれることもあります。キモシン（EC 3.4.23.4）は、κ-カゼインのPhe105-Met106のペプチド結合を特異的に加水分解するアスパラギン酸プロテアーゼであり、チーズ製造業界で最も効率的なプロテアーゼと考えられています（Rao et al., 1998）。一方、英国の用語では、凝固していないタンパク質をカゼイノゲン、凝固したタンパク質をカゼインと呼びます。牛乳中に存在するカゼインはカルシウム塩です。

初期のプラスチックの中にはカゼインをベースにしたものもあった。特にガラリスはボタンに使われることでよく知られていた。ミルクファイバーは押し出し成形したカゼインから作ることができる。カゼイン繊維から作られた生地であるラニタル（米国ではアララックとして知られる） ^{[ 37 ]}は1935年にイタリアで発明された。^{[ 38 ]}ミルクコットンとも呼ばれるこの素材は糸の製造に使用され、カゼインとアクリロニトリルのブレンド、または場合によっては純粋なカゼインから作ることができる。^{[ 39 ]}

カゼイン由来化合物は、歯の再石灰化製品において、非晶質リン酸カルシウム（ACP）を安定化させ、ACPを歯の表面に放出することで再石灰化を促進するために使用されています。^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}

カゼインとグルテンを除去する食事療法は、自閉症の子供に対する代替医療で用いられることがある。しかし、そのような食事療法が自閉症の子供の行動や認知機能、社会機能に何らかの影響を与えるという証拠は乏しい。^{[ 43 ] [ 44 ]}

カゼインタンパク質は、入手しやすい供給源（牛乳）とアミロイド線維に自己集合する性質のため、ナノ材料としての利用の可能性を秘めている。^{[ 45 ]}

A1 β-カゼインと A2 β-カゼインは、β-カゼイン乳タンパク質の遺伝子変異体であり、アミノ酸が 1 つ異なります。A2 β-カゼインを構成するアミノ酸鎖の 67 番目の位置にプロリンが存在するのに対し、A1 β-カゼインではその位置にヒスチジンが存在します。^{[ 47 ] [ 48 ]} β-カゼインが消化器系に存在する酵素と相互作用する方法により、A1 と A2 は消化酵素によって異なる処理を受け、7 つのアミノ酸からなるペプチドであるβ-カソモルフィン-7 (BCM-7) が A1 β-カゼインの消化によって放出されることがあります。^{[ 47 ]}

A1ベータカゼイン型は、ヨーロッパ（A2牛が多いイタリアとフランスを除く）、米国、オーストラリア、ニュージーランドの牛乳で最も一般的なタイプです。^{[ 49 ]}

A1とA2のβカゼインタンパク質の違いへの関心は、1990年代初頭にニュージーランドの科学者によって最初に行われた疫学研究と動物実験から始まりました。これらの研究では、A1βカゼインタンパク質を含む牛乳の普及率とさまざまな慢性疾患との相関関係が発見されました。 ^{[ 47 ]}この研究は、メディア、科学界の一部、そして起業家の間で関心を集めました。^{[ 47 ]} 2000年代初頭には、A2 Corporationという会社がニュージーランドで設立され、この検査を商品化し、A1由来のペプチドがないためより健康的なプレミアムミルクとして「A2ミルク」を販売しました。^{[ 47 ]} A2ミルクは、オーストラリア・ニュージーランド食品基準局に、通常の牛乳に健康警告を表示するよう求める請願書を提出しました。^{[ 47 ]}

世間の関心、A2ミルクのマーケティング、および発表された科学的証拠に応えて、2005年に発表された独立したレビューでは、慢性疾患の発症リスクに関して、A1ミルクとA2ミルクのどちらを飲んでも明らかな違いはないことが判明した。^{[ 47 ]}欧州食品安全機関（EFSA）は科学文献をレビューし、2009年に発表したレビューでは、慢性疾患とA1タンパク質を含むミルクの摂取との間に明確な関連性はないことが判明した。^{[ 49 ]}

人口のごく一部はカゼインアレルギーである。 ^{[ 50 ]}カゼイン不耐症は「乳タンパク質不耐症」とも呼ばれ、体がカゼインのタンパク質を分解できない場合に起こる。^{[ 51 ]}カゼインアレルギーまたは不耐症の有病率は幼児で0.25%から4.9%である。^{[ 52 ]}年長の子供や成人の数値は不明である。

加熱処理されたカゼインは、乳児に与えるとアレルギー反応を起こしやすく、消化しにくいことが示されています。^{[ 53 ]}母乳は通常アレルギー反応を引き起こすことは示されていませんが、授乳中の親がカゼインを含むものを摂取してアレルギー反応を起こした場合に備えて、毎回乳児に与える際には注意が必要です。カゼインを含まない食事は、乳タンパク質にアレルギーまたは不耐性のある乳児の母乳育児の結果を改善することが示されています。^{[ 54 ]}人間の母乳は乳児にとって最良の食品であることが証明されており、入手可能な場合はまず母乳を試すべきです。^{[ 55 ]}

プロテアーゼ酵素の補給は、カゼイン不耐症の人が最小限の副作用でタンパク質を消化するのに役立つことが示されている。^{[ 56 ]}