เคซีน

เคซีน  (  มาจากภาษา ซึ่งแปลว่า ชีส) เป็นชื่อของกลุ่มฟอสโฟโปรตีน คือ αS1, αS2, β, κ
โปรตีนเหล่านี้พบโดยทั่วไปในนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ซึ่งเป็นส่วนถึง 80% ของโปรตีนในนมวัว  และประมาณ 20%-45% ของโปรตีนในนมมนุษย์
เคซีนใช้ประโยชน์ได้หลายอย่างรวมทั้งเป็นส่วนประกอบหลักของชีส  สารเติมแต่งอาหาร  และตัวยึดในไม้ขีดไฟ
โดยเป็นอาหาร  เคซีนประกอบด้วยกรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรต และสารอนินทรีย์สองอย่างคือแคลเซียมและฟอสฟอรัส

กรรมวิธีการผลิต 
เคซีนสามารถทำจากนมได้โดย 3 วิธีคือ
 ทิ้งนมให้บูด กรดแล็กติกที่เกิดขึ้นจะทำให้เคซีนตกตะกอน
 เติมกรดซัลฟิวริกหรือกรดไฮโดรคลอริกที่เจือจางแล้ว  กรดจะทำให้เคซีนตกตะกอน
 เติมสาร rennet ซึ่งมี เอนไซม์ rennin ซึ่งทำให้เคซีนตกตะกอน

ส่วนประกอบ 
เคซีนมีกรดอะมิโนแบบ proline เป็นจำนวนมาก แม้ว่ากรดอะมิโนจะไม่มีปฏิสัมพันธ์ต่อกันและกัน
และไม่มีแม้แต่พันธะโคเวเลนต์ประเภท disulfide 
และดังนั้นจึงมีโครงสร้างโปรตีนแบบตติยภูมิ (tertiary structure) ที่น้อยมาก
เป็นโมเลกุลที่ไม่ถูกกับน้ำ  ดังนั้นจึงไม่ค่อยละลายน้ำ 
มักจะพบเป็นสารแขวนลอยอยู่ในน้ำรวมกันเป็นกลุ่มกลม ๆ เหมือนลูกบอล  (casein micelles)  โดยมีส่วนที่ไม่ถูกกับน้ำอยู่รอบนอก
แต่ว่า  ส่วนที่อยู่ด้านในของลูกบอลนั้นกลับชุ่มน้ำเมื่อเปรียบเทียบกับลูกบอลที่เกิดจากสารลดแรงตึงผิวประเภทอื่น ๆ
ส่วนเคซีนที่อยู่ในลูกบอลมีการยึดไว้ด้วยกันโดยไอออนของแคลเซียม  และแรงปฏิสัมพันธ์สืบเนื่องจากสภาพกลัวน้ำ (hydrophobic interaction)
มีแบบจำลองทางโมเลกุล (molecular model) หลายอย่างที่สามารถอธิบายการรวมตัวกันของเคซีนเป็นลูกบอลได้ (คือยังไม่ชัดเจนว่าแบบไหนกันแน่)
โดยมีแบบหนึ่งที่เสนอว่า  นิวเคลียสของลูกบอลประกอบด้วยลูกบอลเล็ก ๆ ของเคซีนหลายลูก และส่วนรอบนอกเป็นเคซีนแบบ κ 
อีกรูปแบบหนึ่งเสนอว่า  นิวเคลียสของลูกบอลประกอบด้วยใยที่เป็นเคซีนต่อ ๆ กัน  
และแบบล่าสุดเสนอว่า  มีพันธะคู่ระหว่างเคซีนจึงทำให้กลายเป็นเจลได้
ทั้งสามแบบจำลองพิจารณาลูกบอล (micelle) เช่นนี้ว่าเป็นอนุภาคคอลลอยด์เกิดจากการรวมตัวกันของเคซีนที่ล้อมด้วยเคซีนแบบ κ ซึ่งละลายน้ำได้

จุดไฟฟ้าเสมอ (จุดไอโซอิเล็กทริก) ของเคซีนอยู่ที่ 4.6
เนื่องจากค่า pH ของนมอยู่ที่ 6.6 เคซีนจึงมีประจุไฟฟ้าลบในนม
เคซีนบริสุทธิ์ในน้ำจึงไม่ละลายน้ำ
และก็ไม่ละลายด้วยถ้าอยู่ในน้ำเกลือที่เป็นกลาง
แต่จะละลายในสารละลายที่มีสภาพเป็นด่าง  หรือในน้ำเกลือบางประเภทเช่นโซเดียมออกซาเลต (sodium oxalate) หรือโซเดียมแอซิเตต (sodium acetate)

ในกระบวนการแยกสลายเคซีนด้วยน้ำ  สามารถใช้เอนไซม์ทริปซินยึดเอา peptone ซึ่งประกอบด้วยฟอสเฟต ออกจากเคซีน
ซึ่งสามารถใช้เป็นกาวอินทรีย์ได้

ประโยชน์

สี

สีเคซีนที่ใช้โดยช่างศิลป์มีคุณสมบัติคือแห้งไว  ละลายน้ำได้  โดยเคซีนทำหน้าที่เป็นตัวจับสี
สีที่ทำจากเคซีนใช้กันมาตั้งแต่สมัยอียิปต์โบราณโดยเป็นสีฝุ่นเทมเพอราประเภทหนึ่ง  และเป็นสีที่นิยมมากที่สุดในงานศิลป์อาชีพจนกระทั่งคริสต์ทศวรรษ 1960 ที่เริ่มใช้สีอะคริลิกที่ประดิษฐ์ขึ้นใหม่แทน  สีเคซีนจึงเริ่มเสื่อมความนิยมไป
แต่สีเคซีนก็ยังเป็นที่นิยมกับจิตรกรวาดทิวทัศน์  แม้ว่าสีอะคริลิกก็เริ่มจะเป็นที่นิยมกับงานศิลป์แนวนี้เช่นกัน

กาว
กาวที่ทำจากเคซีน  น้ำ  หินปูน และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ เป็นกาวที่นิยมใช้ในงานไม้
และใช้ในการประกอบเครื่องบินด้วยจนกระทั่งราวปี ค.ศ. 1938-1939
นอกจากนั้นแล้ว  กาวเคซีนยังใช้ในการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าเพราะมีคุณสมบัติที่ให้น้ำมันซึมผ่านได้
แม้ว่าจะมีการใช้กาวยางสังเคราะห์ทดแทนไปโดยมากแล้ว  แต่ก็ยังมีการใช้กาวเคซีนในงานบางอย่าง  เช่นในการเคลือบประตูกันไฟและในการติดฉลากขวด

การผลิตชีส

ชีสประกอบด้วยโปรตีนและไขมันจากนม  โดยปกติของวัว  ควาย  แพะ  หรือแกะ
ผลิตโดยการจับก้อนของเคซีน

โดยทั่วไปแล้ว  จะมีการทำนมให้เป็นกรดแล้วจับเป็นก้อนโดยเติมเอนไซม์ประกอบที่เรียกว่า rennet ที่ประกอบด้วยเอนไซม์ย่อยโปรตีน  rennin ปกติได้มาจากกระเพาะอาหารของลูกวัว
หลังจากนั้นก็จะมีการแยกส่วนที่จับเป็นก้อน  แล้วผ่านวิธีกรรมอื่น ๆ ซึ่งกลายเป็นชีสโดยที่สุด

โดยที่ไม่เหมือนโปรตีนมากมายหลายชนิด  เคซีนจะไม่จับเป็นก้อนเพราะความร้อน
คือ  ในกระบวนการทำเคซีนให้จับเป็นก้อน  เอนไซม์ย่อยโปรตีนที่ทำให้เคซีนจับเป็นก้อนจะมีกัมมันตภาพต่อเคซีนประเภทที่ละลายน้ำได้  ซึ่งก็คือ  เคซีน κ และทำให้เกิดการจับก้อนในเคซีนที่เหลือเพราะไม่ละลายน้ำ
และถ้าจับก้อนร่วมกับสาร chymosin ผลิตภัณฑ์ที่ได้บางครั้งก็จะเรียกว่า  พาราเคซีน (paracasein)
ส่วน Chymosin (EC 3.4.23.4) เป็นเอนไซม์ย่อยโปรตีนที่สลายพันธะเพปไทด์ Phe105-Met106 ของเคซีน κ  
และเป็นเอนไซม์ย่อยโปรตีนที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการผลิตชีส 

ในประเทศอังกฤษ  คำว่า  caseinogen  หมายถึงโปรตีนที่ยังไม่จับก้อน  และคำว่า  casein  หมายถึงโปรตีนที่จับก้อนแล้ว
ส่วนเคซีนที่อยู่ในนมมีการเรียกว่า  เป็นเกลือแคลเซียม (salt of calcium)

พลาสติกและใยแก้ว
พลาสติกบางพวกในยุคต้น ๆ ทำมาจากเคซีน
โดยเฉพาะก็คือ พลาสติกที่เรียกว่า galalith ใช้ในการทำกระดุม
นอกจากนั้นแล้ว  ใยแก้วเคซีนก็สามารถทำได้จากการอัดรีด
ผ้าทำมาจากใยเคซีนที่มีชื่อว่า Lanital หรือ Aralac (ในสหรัฐอเมริกา) ได้รับความนิยมในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1930
ส่วนใยแก้วเคซีนที่เป็นผลิตภัณฑ์ประดิษฐ์ขึ้นไม่นานนี้เรียกว่า  QMilch  เป็นใยที่ใช้ในการผลิตผ้านำสมัย

เคซีเนตและโปรตีนเสริม  
เคซีเนตเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำมาจากเคซีน  ที่ใช้กันมากที่สุดก็คือโซเดียมเคซีเนต () และแคลเซียมเคซีเนต () โดยใช้ในผลิตภัณฑ์เป็นต้นว่า  
 ชีสเทียม
 ครีมเทียมเช่นคอฟฟีเมต
 ครีมโรยหน้าขนม
 ครีมในซุปผงสำเร็จรูป
 โปรตีนเสริม ที่นักกีฬาใช้เพราะค่อย ๆ ย่อย

เคซีเนตที่ใช้บริโภคผลิตโดยละลายเคซีนกับสารละลายแอลคาไลน์  (มีสภาพด่าง)  ที่เหมาะสำหรับการบริโภค เช่น แคลเซียมไฮดรอกไซด์หรือโซเดียมไฮดรอกไซด์  แล้วทำให้แห้งโดยปกติใช้เครื่องพ่นแห้งทำให้กลายเป็นผงเล็ก ๆ

คุณสมบัติอย่างหนึ่งของโมเลกุลเคซีนก็คือสามารถจับเป็นก้อนได้ในท้อง  ซึ่งทำให้เป็นแหล่งสารอาหารที่มีประสิทธิภาพ
คือ  เคซีนที่จับเป็นก้อนนั้น  ปล่อยกรดอะมิโนออกอย่างช้า ๆ เข้าไปในเลือด  บางครั้งเป็นเวลานานหลาย ช.ม.

ในบางกรณี  มีการขายเคซีนประเภทที่ย่อยแล้วเป็นบางส่วน  เช่นย่อยโดยเอนไซม์คือทริปซิน
แต่ว่า  เคซีนประเภทนี้มีรสขม  และทั้งเด็กทารกทั้งสัตว์ที่ใช้ในการทดลอง  จะชอบใจเคซีนที่ยังไม่ย่อยมากกว่าโปรตีนเช่นนี้

ทันตแพทย์และแพทย์แขนงอื่น ๆ
มีการใช้สารประกอบจากเคซีนในกระบวนการคืนแร่ธาตุให้กับฟัน  (Remineralisation of teeth) เพื่อสร้างเสถียรภาพให้กับ amorphous calcium phosphate (ACP) และปล่อย ACP ไปที่ผิวฟัน  ซึ่งช่วยในการคืนแร่ธาตุให้กับฟัน

ประเด็นที่ยังไม่มีข้อยุติ

โรคออทิซึม
แม้ว่าจะมีการใช้วิธีรักษาทางเลือกในระดับสูงสำหรับเด็กที่เป็นโรคออทิซึม  เช่นการทานอาหารที่เว้นจากกลูเทน
และเคซีน  แต่ว่า  จนกระทั่งถึงปี ค.ศ. 2008 ก็ยังไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่แสดงประสิทธิภาพของการทานอาหารเช่นนี้กับโรค

เคซีน A1/A2 beta ในนม

เคซีน A1 beta และ A2 beta เป็นโปรตีนที่เกิดจากความแตกต่างกันทางกรรมพันธุ์ของสัตว์ที่ให้นม  โดยมีความต่างกันโดยกรดอะมิโนตัวหนึ่ง
คือ  มี proline ที่ตำแหน่ง 67 ของลูกโซ่กรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบของเคซีน A2 beta
ในขณะที่มี histidine ที่ตำแหน่งเดียวกันในเคซีน A1 beta  
เคซีน A1 และ A2 มีปฏิสัมพันธ์กับเอนไซม์ในระบบย่อยอาหารที่ไม่เหมือนกัน  จึงให้กรดอะมิโนที่เป็นผลต่างกัน  
คือ  เกิดเพปไทด์ประกอบด้วยกรดอะมิโน 7 ตัว คือ beta-casomorphin-7 (BCM-7) จากการย่อยเคซีน A1-beta
ซึ่งก็เป็นประเภทที่พบมากที่สุดในนมวัวในยุโรป (นอกจากประเทศฝรั่งเศส) สหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย และนิวซีแลนด์

ความสนใจในเรื่องความแตกต่างกันของเคซีน A1 และ A2 เริ่มขึ้นในคริสต์ทศวรรษ 1990 เนื่องจากงานวิจัยทางวิทยาการระบาด
คือ  นักวิทยาศาสตร์ในประเทศนิวซีแลนด์ที่ทำงานศึกษาในสัตว์พบสหสัมพันธ์ระหว่างนมที่มีเคซีน A1 กับโรคเรื้อรังหลายอย่าง  
ซึ่งได้รับความสนใจเป็นอย่างยิ่งจากกลุ่มสื่อ  นักวิทยาศาสตร์บางพวก  และนักลงทุน  
ในต้นทศวรรษที่ 2000 ก็ได้เกิดการก่อตั้งบริษัท A2 ขึ้นในนิวซีแลนด์เพื่อที่จะขายวิธีการทดสอบนม A2 และดำเนินการทางการตลาด  โดยวางตลาดเป็นนมที่ดีต่อสุขภาพมากกว่าเนื่องจากไม่เกิดการย่อยเป็นเพปไทด์เช่นเดียวกับนม A1  
บริษัทมีการดำเนินงานจนกระทั่งถึงกับเรียกร้ององค์กรมาตรฐานอาหารของประเทศออสเตรเลียและนิวซีแลนด์ (Food Standards Australia New Zealand) ให้ออกกฎบังคับให้แสดงคำเตือนทางสุขภาพสำหรับนมปกติ

โดยเป็นการตอบสนองต่อทั้งความสนใจของประชาชน ทั้งการวางตลาดของนม A2 และทั้งหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่มีการเผยแพร่แล้ว
องค์กรความปลอดภัยอาหารของยุโรป (European Food Safety Authority) ได้ทำการปฏิทัศน์สิ่งตีพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์
แล้วพิมพ์ผลงานปฏิทัศน์ในปี ค.ศ. 2009 ที่แสดงว่าไม่มีความสัมพันธ์กันระหว่างโรคเรื้อรังและการดื่มนม A1
นอกจากนั้นแล้ว  ยังมีงานปฏิทัศน์ต่างหากอีกงานหนึ่งที่พิมพ์ในปี ค.ศ. 2005 ที่ไม่พบความสัมพันธ์กันระหว่างการดื่มนม A1 หรือ A2 กับโรคเรื้อรัง  
งานปฏิทัศน์ทั้งสองงานได้เน้นความอันตรายที่เกิดจากการสรุปค่าสหสัมพันธ์ที่พบในงานวิจัยทางวิทยาการระบาดโดยความเป็นเหตุและผล  และจากการไม่พิจารณาหลักฐานทั้งหมด (คือพิจารณาแต่หลักฐานที่สนับสนุนสมมุติฐานที่เป็นประเด็น ดูความเอนเอียงเพื่อยืนยัน)

ภูมิแพ้ต่อเคซีน 

มีจำนวนน้อยที่แพ้เคซีน

งานวิจัยในประเทศจีนเกี่ยวกับโรคมะเร็ง

งานวิจัยในประเทศจีนเป็นการศึกษาด้านสุขภาพของประชาชนจีนเป็นจำนวนมากที่ได้รับการสนับสนุนจากทั้งรัฐบาลจีนและทั้งรัฐบาลจีนท้องถิ่น
เป็นงานที่นักวิจัยคือ ดร. ที. คอลิน แคมป์เบลล์ สรุปว่า  กลุ่มชนที่บริโภคโปรตีนจากเคซีนเกินกว่า 10% มีความเสี่ยงต่อโรคมะเร็งเพราะเคซีนทำการสนับสนุนเซลล์มะเร็ง
ส่วน น.พ. นีล ดี. บาร์นาร์ด  ผู้เป็นแพทย์ที่มีชื่อเสียงเกี่ยวกับงานวิจัยที่ใช้การบริโภคอาหารในการรักษาโรค เน้นไปที่โทษของสารที่เป็นผลจากการบริโภคและการย่อยนม A1 โดยกล่าวว่า

ในปี ค.ศ. 2010 หนังสือเกี่ยวกับงานวิจัยในประเทศจีนของ ดร. แคมป์เบลล์ ได้รับคำวิจารณ์จากนักบล็อก ดีนีส มิงเกอร์
และเนื่องจากมีความสนใจในข้อความของเธอจากชนเป็นจำนวนมาก  ในที่สุดมิงเกอร์ก็ได้รับคำตอบจาก ดร. แคมป์เบลล์เอง
โดยที่ ดร. แคมป์เบลล์ ในที่สุดก็สรุปเป็นข้อความว่า

ดูเพิ่ม
 ชีส
 ผลิตภัณฑ์นม

เชิงอรรถและอ้างอิง

ข้อมูลอื่น
 Campbell, T. Colin and Campbell, Thomas M. The China Study. Benbella Books, 2006.
 
 
 
 
 
 
 Healing Thresholds - summarizes scientific evidence on casein-free diets and other therapies for autism
 Eating without Casein a practical guide to eating and living without casein
 
 Time Magazine, Monday, December 6, 1936 Lanital 
 Time Magazine, Monday, August 29, 1938 Wool from Cows 

ผลิตภัณฑ์นม
โปรตีน
เนยแข็ง
ฟอสโฟโปรตีน