เคซีน

เคซีน(อังกฤษ:Caseinมาจากภาษาละติน:caseusซึ่งแปลว่าชีส) เป็นชื่อของกลุ่มฟอสโฟโปรตีน คือ αS1, αS2, β, κโปรตีนเหล่านี้พบโดยทั่วไปในนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมซึ่งเป็นส่วนถึง 80% ของโปรตีนในนมวัว  และประมาณ 20%-45% ของโปรตีนในนมมนุษย์เคซีนใช้ประโยชน์ได้หลายอย่างรวมทั้งเป็นส่วนประกอบหลักของชีสสารเติมแต่งอาหาร  และตัวยึดในไม้ขีดไฟโดยเป็นอาหาร  เคซีนประกอบด้วยกรดอะมิโนคาร์โบไฮเดรตและสารอนินทรีย์สองอย่างคือแคลเซียมและฟอสฟอรัส
เคซีนสามารถทำจากนมได้โดย 3 วิธีคือ
เคซีนมีกรดอะมิโนแบบ proline เป็นจำนวนมาก แม้ว่ากรดอะมิโนจะไม่มีปฏิสัมพันธ์ต่อกันและกัน
และไม่มีแม้แต่พันธะโคเวเลนต์ประเภท disulfide 
และดังนั้นจึงมีโครงสร้างโปรตีนแบบตติยภูมิ (tertiary structure) ที่น้อยมาก
เป็นโมเลกุลที่ไม่ถูกกับน้ำ  ดังนั้นจึงไม่ค่อยละลายน้ำมักจะพบเป็นสารแขวนลอยอยู่ในน้ำรวมกันเป็นกลุ่มกลม ๆ เหมือนลูกบอล  (casein micelles)  โดยมีส่วนที่ไม่ถูกกับน้ำอยู่รอบนอก
แต่ว่า  ส่วนที่อยู่ด้านในของลูกบอลนั้นกลับชุ่มน้ำเมื่อเปรียบเทียบกับลูกบอลที่เกิดจากสารลดแรงตึงผิวประเภทอื่น ๆ
ส่วนเคซีนที่อยู่ในลูกบอลมีการยึดไว้ด้วยกันโดยไอออนของแคลเซียมและแรงปฏิสัมพันธ์สืบเนื่องจากสภาพกลัวน้ำ (hydrophobic interaction)
มีแบบจำลองทางโมเลกุล (molecular model) หลายอย่างที่สามารถอธิบายการรวมตัวกันของเคซีนเป็นลูกบอลได้(คือยังไม่ชัดเจนว่าแบบไหนกันแน่)
โดยมีแบบหนึ่งที่เสนอว่านิวเคลียสของลูกบอลประกอบด้วยลูกบอลเล็ก ๆ ของเคซีนหลายลูก และส่วนรอบนอกเป็นเคซีนแบบ κอีกรูปแบบหนึ่งเสนอว่า  นิวเคลียสของลูกบอลประกอบด้วยใยที่เป็นเคซีนต่อ ๆ กันและแบบล่าสุดเสนอว่า  มีพันธะคู่ระหว่างเคซีนจึงทำให้กลายเป็นเจลได้ทั้งสามแบบจำลองพิจารณาลูกบอล (micelle) เช่นนี้ว่าเป็นอนุภาคคอลลอยด์เกิดจากการรวมตัวกันของเคซีนที่ล้อมด้วยเคซีนแบบ κ ซึ่งละลายน้ำได้
จุดไฟฟ้าเสมอ (จุดไอโซอิเล็กทริก) ของเคซีนอยู่ที่ 4.6เนื่องจากค่าpHของนมอยู่ที่ 6.6 เคซีนจึงมีประจุไฟฟ้าลบในนม
เคซีนบริสุทธิ์ในน้ำจึงไม่ละลายน้ำ
และก็ไม่ละลายด้วยถ้าอยู่ในน้ำเกลือที่เป็นกลาง
แต่จะละลายในสารละลายที่มีสภาพเป็นด่างหรือในน้ำเกลือบางประเภทเช่นโซเดียมออกซาเลต(sodium oxalate) หรือโซเดียมแอซิเตต(sodium acetate)
ในกระบวนการแยกสลายเคซีนด้วยน้ำ  สามารถใช้เอนไซม์ทริปซินยึดเอา peptone ซึ่งประกอบด้วยฟอสเฟตออกจากเคซีน
ซึ่งสามารถใช้เป็นกาวอินทรีย์ได้
สีเคซีนที่ใช้โดยช่างศิลป์มีคุณสมบัติคือแห้งไว  ละลายน้ำได้  โดยเคซีนทำหน้าที่เป็นตัวจับสี
สีที่ทำจากเคซีนใช้กันมาตั้งแต่สมัยอียิปต์โบราณโดยเป็นสีฝุ่นเทมเพอราประเภทหนึ่ง  และเป็นสีที่นิยมมากที่สุดในงานศิลป์อาชีพจนกระทั่งคริสต์ทศวรรษ 1960 ที่เริ่มใช้สีอะคริลิกที่ประดิษฐ์ขึ้นใหม่แทน  สีเคซีนจึงเริ่มเสื่อมความนิยมไปแต่สีเคซีนก็ยังเป็นที่นิยมกับจิตรกรวาดทิวทัศน์  แม้ว่าสีอะคริลิกก็เริ่มจะเป็นที่นิยมกับงานศิลป์แนวนี้เช่นกัน
กาวที่ทำจากเคซีนน้ำหินปูนและแคลเซียมไฮดรอกไซด์ เป็นกาวที่นิยมใช้ในงานไม้
และใช้ในการประกอบเครื่องบินด้วยจนกระทั่งราวปี ค.ศ. 1938-1939นอกจากนั้นแล้ว  กาวเคซีนยังใช้ในการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าเพราะมีคุณสมบัติที่ให้น้ำมันซึมผ่านได้แม้ว่าจะมีการใช้กาวยางสังเคราะห์ทดแทนไปโดยมากแล้ว  แต่ก็ยังมีการใช้กาวเคซีนในงานบางอย่าง  เช่นในการเคลือบประตูกันไฟและในการติดฉลากขวด
ชีสประกอบด้วยโปรตีนและไขมันจากนมโดยปกติของวัวควายแพะหรือแกะผลิตโดยการจับก้อนของเคซีน
โดยทั่วไปแล้ว  จะมีการทำนมให้เป็นกรดแล้วจับเป็นก้อนโดยเติมเอนไซม์ประกอบที่เรียกว่า rennet ที่ประกอบด้วยเอนไซม์ย่อยโปรตีน  rennin ปกติได้มาจากกระเพาะอาหารของลูกวัว
หลังจากนั้นก็จะมีการแยกส่วนที่จับเป็นก้อน  แล้วผ่านวิธีกรรมอื่น ๆ ซึ่งกลายเป็นชีสโดยที่สุด
โดยที่ไม่เหมือนโปรตีนมากมายหลายชนิด  เคซีนจะไม่จับเป็นก้อนเพราะความร้อน
คือ  ในกระบวนการทำเคซีนให้จับเป็นก้อน  เอนไซม์ย่อยโปรตีนที่ทำให้เคซีนจับเป็นก้อนจะมีกัมมันตภาพต่อเคซีนประเภทที่ละลายน้ำได้  ซึ่งก็คือ  เคซีน κ และทำให้เกิดการจับก้อนในเคซีนที่เหลือเพราะไม่ละลายน้ำ
และถ้าจับก้อนร่วมกับสาร chymosinผลิตภัณฑ์ที่ได้บางครั้งก็จะเรียกว่า  พาราเคซีน (paracasein)
ส่วน Chymosin (EC 3.4.23.4) เป็นเอนไซม์ย่อยโปรตีนที่สลายพันธะเพปไทด์Phe105-Met106 ของเคซีน κ  
และเป็นเอนไซม์ย่อยโปรตีนที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการผลิตชีส
ในประเทศอังกฤษคำว่าcaseinogenหมายถึงโปรตีนที่ยังไม่จับก้อน  และคำว่าcaseinหมายถึงโปรตีนที่จับก้อนแล้ว
ส่วนเคซีนที่อยู่ในนมมีการเรียกว่า  เป็นเกลือแคลเซียม(salt of calcium)
พลาสติกบางพวกในยุคต้น ๆ ทำมาจากเคซีน
โดยเฉพาะก็คือพลาสติกที่เรียกว่า galalith ใช้ในการทำกระดุมนอกจากนั้นแล้ว  ใยแก้วเคซีนก็สามารถทำได้จากการอัดรีด
ผ้าทำมาจากใยเคซีนที่มีชื่อว่า Lanital หรือ Aralac (ในสหรัฐอเมริกา) ได้รับความนิยมในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1930
ส่วนใยแก้วเคซีนที่เป็นผลิตภัณฑ์ประดิษฐ์ขึ้นไม่นานนี้เรียกว่า  QMilch  เป็นใยที่ใช้ในการผลิตผ้านำสมัย
เคซีเนตเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำมาจากเคซีน  ที่ใช้กันมากที่สุดก็คือโซเดียมเคซีเนต (อังกฤษ:sodium caseinate) และแคลเซียมเคซีเนต (อังกฤษ:calcium caseinate)โดยใช้ในผลิตภัณฑ์เป็นต้นว่า
เคซีเนตที่ใช้บริโภคผลิตโดยละลายเคซีนกับสารละลายแอลคาไลน์(มีสภาพด่าง)  ที่เหมาะสำหรับการบริโภคเช่น แคลเซียมไฮดรอกไซด์หรือโซเดียมไฮดรอกไซด์  แล้วทำให้แห้งโดยปกติใช้เครื่องพ่นแห้งทำให้กลายเป็นผงเล็ก ๆ
คุณสมบัติอย่างหนึ่งของโมเลกุลเคซีนก็คือสามารถจับเป็นก้อนได้ในท้อง  ซึ่งทำให้เป็นแหล่งสารอาหารที่มีประสิทธิภาพ
คือ  เคซีนที่จับเป็นก้อนนั้น  ปล่อยกรดอะมิโนออกอย่างช้า ๆ เข้าไปในเลือด  บางครั้งเป็นเวลานานหลาย ช.ม.
ในบางกรณี  มีการขายเคซีนประเภทที่ย่อยแล้วเป็นบางส่วน  เช่นย่อยโดยเอนไซม์คือทริปซินแต่ว่า  เคซีนประเภทนี้มีรสขม  และทั้งเด็กทารกทั้งสัตว์ที่ใช้ในการทดลอง  จะชอบใจเคซีนที่ยังไม่ย่อยมากกว่าโปรตีนเช่นนี้
มีการใช้สารประกอบจากเคซีนในกระบวนการคืนแร่ธาตุให้กับฟัน  (Remineralisation of teeth) เพื่อสร้างเสถียรภาพให้กับ amorphous calcium phosphate (ACP) และปล่อย ACP ไปที่ผิวฟัน  ซึ่งช่วยในการคืนแร่ธาตุให้กับฟัน
แม้ว่าจะมีการใช้วิธีรักษาทางเลือกในระดับสูงสำหรับเด็กที่เป็นโรคออทิซึมเช่นการทานอาหารที่เว้นจากกลูเทนและเคซีน  แต่ว่า  จนกระทั่งถึงปี ค.ศ. 2008 ก็ยังไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่แสดงประสิทธิภาพของการทานอาหารเช่นนี้กับโรค
เคซีน A1 beta และ A2 beta เป็นโปรตีนที่เกิดจากความแตกต่างกันทางกรรมพันธุ์ของสัตว์ที่ให้นม  โดยมีความต่างกันโดยกรดอะมิโนตัวหนึ่ง
คือ  มี proline ที่ตำแหน่ง 67 ของลูกโซ่กรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบของเคซีน A2 beta
ในขณะที่มี histidine ที่ตำแหน่งเดียวกันในเคซีน A1 betaเคซีน A1 และ A2 มีปฏิสัมพันธ์กับเอนไซม์ในระบบย่อยอาหารที่ไม่เหมือนกัน  จึงให้กรดอะมิโนที่เป็นผลต่างกัน  
คือ  เกิดเพปไทด์ประกอบด้วยกรดอะมิโน 7 ตัว คือ beta-casomorphin-7 (BCM-7) จากการย่อยเคซีน A1-betaซึ่งก็เป็นประเภทที่พบมากที่สุดในนมวัวในยุโรป(นอกจากประเทศฝรั่งเศส)สหรัฐอเมริกาออสเตรเลียและนิวซีแลนด์
ความสนใจในเรื่องความแตกต่างกันของเคซีน A1 และ A2 เริ่มขึ้นในคริสต์ทศวรรษ 1990 เนื่องจากงานวิจัยทางวิทยาการระบาดคือ  นักวิทยาศาสตร์ในประเทศนิวซีแลนด์ที่ทำงานศึกษาในสัตว์พบสหสัมพันธ์ระหว่างนมที่มีเคซีน A1 กับโรคเรื้อรังหลายอย่างซึ่งได้รับความสนใจเป็นอย่างยิ่งจากกลุ่มสื่อ  นักวิทยาศาสตร์บางพวก  และนักลงทุนในต้นทศวรรษที่ 2000 ก็ได้เกิดการก่อตั้งบริษัท A2 ขึ้นในนิวซีแลนด์เพื่อที่จะขายวิธีการทดสอบนม A2 และดำเนินการทางการตลาด  โดยวางตลาดเป็นนมที่ดีต่อสุขภาพมากกว่าเนื่องจากไม่เกิดการย่อยเป็นเพปไทด์เช่นเดียวกับนม A1บริษัทมีการดำเนินงานจนกระทั่งถึงกับเรียกร้ององค์กรมาตรฐานอาหารของประเทศออสเตรเลียและนิวซีแลนด์ (Food Standards Australia New Zealand) ให้ออกกฎบังคับให้แสดงคำเตือนทางสุขภาพสำหรับนมปกติ
โดยเป็นการตอบสนองต่อทั้งความสนใจของประชาชน ทั้งการวางตลาดของนม A2 และทั้งหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่มีการเผยแพร่แล้ว
องค์กรความปลอดภัยอาหารของยุโรป (European Food Safety Authority) ได้ทำการปฏิทัศน์สิ่งตีพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์
แล้วพิมพ์ผลงานปฏิทัศน์ในปี ค.ศ. 2009 ที่แสดงว่าไม่มีความสัมพันธ์กันระหว่างโรคเรื้อรังและการดื่มนม A1นอกจากนั้นแล้ว  ยังมีงานปฏิทัศน์ต่างหากอีกงานหนึ่งที่พิมพ์ในปี ค.ศ. 2005 ที่ไม่พบความสัมพันธ์กันระหว่างการดื่มนม A1 หรือ A2 กับโรคเรื้อรังงานปฏิทัศน์ทั้งสองงานได้เน้นความอันตรายที่เกิดจากการสรุปค่าสหสัมพันธ์ที่พบในงานวิจัยทางวิทยาการระบาดโดยความเป็นเหตุและผล  และจากการไม่พิจารณาหลักฐานทั้งหมด (คือพิจารณาแต่หลักฐานที่สนับสนุนสมมุติฐานที่เป็นประเด็น ดูความเอนเอียงเพื่อยืนยัน)
มีจำนวนน้อยที่แพ้เคซีน
งานวิจัยในประเทศจีนเป็นการศึกษาด้านสุขภาพของประชาชนจีนเป็นจำนวนมากที่ได้รับการสนับสนุนจากทั้งรัฐบาลจีนและทั้งรัฐบาลจีนท้องถิ่นเป็นงานที่นักวิจัยคือ ดร.ที. คอลิน แคมป์เบลล์สรุปว่า  กลุ่มชนที่บริโภคโปรตีนจากเคซีนเกินกว่า 10% มีความเสี่ยงต่อโรคมะเร็งเพราะเคซีนทำการสนับสนุนเซลล์มะเร็ง
ส่วน น.พ. นีล ดี. บาร์นาร์ด  ผู้เป็นแพทย์ที่มีชื่อเสียงเกี่ยวกับงานวิจัยที่ใช้การบริโภคอาหารในการรักษาโรค เน้นไปที่โทษของสารที่เป็นผลจากการบริโภคและการย่อยนม A1 โดยกล่าวว่า
ในปี ค.ศ. 2010 หนังสือเกี่ยวกับงานวิจัยในประเทศจีนของ ดร. แคมป์เบลล์ ได้รับคำวิจารณ์จากนักบล็อกดีนีส มิงเกอร์และเนื่องจากมีความสนใจในข้อความของเธอจากชนเป็นจำนวนมาก  ในที่สุดมิงเกอร์ก็ได้รับคำตอบจาก ดร. แคมป์เบลล์เอง
โดยที่ ดร. แคมป์เบลล์ ในที่สุดก็สรุปเป็นข้อความว่า