Приготовление рабочей эмульсии или суспензии из готовых препаратов 4 страница
** Лучшие сорта — фотографическая и пищевая желатина. Пищевая — ГОСТ 11293-65, фотографическая — ГОСТ 317-63.
*** Клей рыбий пищевой ГОСТ 2776-67 (с 1970 г. ГОСТ 13830-68). Для контроля качества продукции — ГОСТ 7631-55.
свойствами, характерными для белковых клеев. Они амфотерны, то есть образуют соли как со слабыми кислотами, так и с основаниями. При кипячении с кислотами или щелочами, а также под действием ферментов при низких температурах они расщепляются до аминокислот.
Аминокислоты представляют собой бесцветные кристаллические вещества, водные растворы которых имеют нейтральную, слабокислую или слабощелочную реакцию. Все аминокислоты, участвующие в построении белков, являются ά-аминокислотами, то есть их аминогруппа —NH2— расположена у того же углеродного атома, что и карбоксильная группа СООН—. Состав ά-аминокнслот, образующих белки, выражается общей формулой:
Аминокислоты являются основными структурными частями (элементарными звеньями) белков, они связаны между собой амидной (пептидной) связью —СО—NH—. Пептидная связь образуется в результате взаимодействия карбоксила одной аминокислоты с аминогруппой другой кислоты по схеме:
Пептидные связи являются преобладающими формами связи в белках. При помощи пептидных связей остат-
__________
* R1 и R2 — радикалы, характерные для каждой аминокислоты.
ки аминокислот* соединены друг с другом, образуя каркас белковой молекулы. Отдельные полипептидные цепи могут быть соединены одна с другой связями различного характера.
Некоторые особенности глютиновых клеев. Растворимость. Глютиносодержащие клеи растворяются в воде и разбавленных растворах солей и не растворяются в органических растворителях: абсолютном спирте, ацетоне, эфире, бензоле и др. При попадании в водные растворы клея органического растворителя, например, спирта, происходит выпадение клея в осадок. Вначале наступает слабое помутнение раствора, при увеличении количества осадителя мутность усиливается и после отстаивания выпадает осадок белого цвета. При осаждении спиртом и другими органическими растворителями, а также концентрированными растворами минеральных солей, глютиновые клеи не теряют способности снова переходить в раствор. Однако они во всех случаях претерпевают некоторые изменения.
Свойства растворов. Водные растворы глютиновых клеев содержат весьма крупные макромолекулы и обладают свойствами, характерными для растворов высокомолекулярных соединений.
Растворению этих клеев предшествует длительное набухание в воде. При комнатной температуре набухание не переходит в растворение. При нагревании набухшего клея наступает вторая стадия — растворение, — когда ограниченное набухание переходит в неограниченное. Эта стадия также требует определенного времени. При продолжительном нагревании выше 60° имеют место процессы разложения
__________
* Остатки аминокислот — молекулы аминокислот после отщепления водорода или гидроксильной группы.
клея, понижение вязкости растворов и клеющей способности.
Вследствие большого размера молекул глютиновых клеев растворы их обладают высокой вязкостью*. Вязкость растворов глютиновых клеев возрастает по мере увеличения их концентрации. Повышение температуры понижает вязкость растворов. С понижением температуры вязкость возрастает.
Концентрированные растворы глютиновых клеев обладают весьма высокой вязкостью: они приобретают структуру, теряют текучесть. Такие структурированные растворы называются студнями (гелями). Чем выше концентрация клеевых растворов, тем выше температура застудневания. Например, концентрированные растворы желатины (30 — 45%-ные) способны застудневать при температуре около 30°. При понижении температуры застудневают и растворы малой концентрации: 10%-ные растворы желатины, например, переходят в гель при температуре около 22°. При большем охлаждении переходят в гель даже очень разбавленные растворы, такие, например, как 1%-ные растворы желатины. Благодаря свойству растворов клея переходить в форму малоподвижного студня предотвращается их растекание или всасывание при нанесении на реставрируемые участки. Это способствует формированию клеевого соединения. Гель глютиновых клеев обладает значительной прочностью. Это весьма ценное качество клеевых растворов, так как образуемая пленка приобретает высокую прочность еще до полного ее сформирования (удаления растворителя). А это значительно
__________
* Вязкость обратна текучести, подвижности, ползучести. Термином «вязкость» обозначается свойство жидких, а также газообразных и твердых тел оказывать сопротивление ихтечению — перемещению одного слоя тела относительно другого — под действием внешних сил.
облегчает процессы реставрационной работы.
Старение. Глютиновые клеи подвергаются различным изменениям под влиянием химических и физических факторов. Изменения эти могут быть обратимыми и необратимыми.
Обратимые изменения. К ним относятся: переход раствора в студень при охлаждении и расплавлении студня (обратный переход его в раствор) при нагревании; повышение вязкости растворов при охлаждении и понижение ее при нагревании; обратный переход пленки клея в водный раствор при действии на нее воды. Эти свойства клеевых растворов широко используются при реставрации. Например, когда клей используется для укрепления, его заставляют проникать в укрепляемый участок, применяя прогрев этого участка для понижения вязкости клеевого раствора (повышения его подвижности). Когда клей должен оставаться на поверхности для создания клеевой пленки, нагрев участка не производится.
Необратимые изменения. Это изменения, происходящие в результате глубоких изменений самой природы и свойств высокомолекулярных веществ, когда происходят необратимые изменения самих макромолекул и связей между ними. В таких случаях говорят о старении клеев. При старении клеевых растворов ухудшаются такие их качества, как вязкость, застудневание, клеющая способность. Длительное воздействие на клеевые растворы температуры выше 60° приводит к потере их способности переходить в форму студня, к понижению вязкости и клеющей способности, К необратимым изменениям клеевых растворов приводят и другие факторы: действие кислот, щелочей, некоторых солей и органических соединений.
Необратимые изменения в пленках глютиновых клеев могут выражаться
и в понижении их способности набухать в воде при обычной температуре или растворяться в теплой воде. Это явление носит название денатурации или дубления клеев. Некоторые химические вещества, например двухромовокислый калий, танин, вызывают денатурацию глютиновых клеев. Дубящее действие оказывают также различные фенолы и нафтолы, хинон, галоиды (хлорная и бромная вода). Понижение способности к набуханию и растворимости вызывается действием на клеевые пленки нагревания, облучения солнечным светом или ультрафиолетовыми лучами, а также ионизирующей радиацией, ультразвуковыми волнами и др.
Так называемое дубление клеев, то есть переход в нерастворимую в воде форму, происходит вследствие возникновения связей между цепями макромолекул, что препятствует диффузии (прониканию) воды между макромолекулами и переходу отдельных макромолекул в раствор.
При действии формалина происходит химическое превращение с присоединением формальдегида к свободным аминогруппам. При этом может происходить сшивание между собой отдельных пептидных цепей, что влечет потерю растворимости. Понижение или потеря способности клеевой пленки к набуханию и растворению затрудняет последующее удаление постаревшей клеевой пленки, утратившей свойство обратимости. Лабораторные исследования* показали, что в глютине осетрового клея, а также в желатине содержится некоторое количество продуктов распада, не обладающих клеющей способностью, растворимых в воде при обычной температуре
__________
* См.: Р. Р. Яброва, Использование фракционной растворимости для оценки влияния на глютиновые клеи физических и химических факторов. — «Художественное наследие», № 1 (31), 1975.
(~25°); при 36° растворяется в воде основная (неразрушенная) масса этих клеев. В результате продолжительного воздействия на глютин осетрового клея температуры 50° возрастает фракция, растворимая в воде без подогрева. Причем с повышением влажности воздуха деструкция глютина протекает более интенсивно. Наличие в глютине осетрового клея антисептика — пентахлорфенолята натрия — заметно усугубляет процесс его деструкции при температуре 50°С и 80% относительной влажности воздуха. В глютине осетрового клея, обработанном квартолитом, обнаружена значительная деструкция (возрастание фракции, растворимой при обычной температуре) в результате воздействия температуры 50° даже при относительной влажности воздуха 50 — 60%; при относительной влажности воздуха 80% происходит весьма интенсивное разрушение глютина, обработанного этим дезинфектантом. В последнем случае весьма значительно повышается содержание продуктов, растворимых в воде без подогрева.
Чтобы уменьшить вредное влияние антисептика, его следует вводить в клей после окончания варки, не практиковать повторных разогреваний клеевых растворов (студией), содержащих антисептик.
Учитывая вредное влияние кислот и щелочей на глютиновые клеи, необходимо проверять реакцию поверхности, на которую следует наносить клеевой раствор. В случае обнаружения кислотности или щелочности поверхности производится ее нейтрализация.
Пластификация глютиновых клеев. В рыбий клей, применяемый для дублирования произведений масляной живописи, вводятся пластификаторы. Пластификация — это мягченне, придание высокомолекулярным веществам большей мягкости и растяжимости. Введение пластифика-
тора увеличивает текучесть полимеров, уменьшает их жесткость. В результате пластификации твердый, хрупкий стеклообразный полимер становится гибким, эластичным.
Клеевые соединения, образуемые при дублировании произведений масляной живописи на новый холст, должны обладать высокой эластичностью, то есть не разрушаться при различных напряжениях и восстанавливать первоначальную форму и размеры после удаления приложенной деформации. Произведения живописи подвергаются различным деформациям, вызываемым изменением температуры и влажности воздуха, накаткой на вал, натяжением на подрамник и проч. Различным деформациям подвергаются клеевые соединения и во время процесса реставрации при их высыхании и формировании.
Для того чтобы клеевая пленка обладала хорошей растяжимостью и эластичностью, гибко и обратимо реагировала на всевозможные деформации, обладала способностью восстанавливать первоначальные формы и размеры после снятия напряжения, — в клей добавляют пластификаторы. Назначение последних заключается, во-первых, в повышении липкости клея, а во-вторых, в недопускании чрезмерного высыхания клеевой пленки, образующейся после высыхания склеек.
Чрезмерно высушенная клеевая пленка хрупка, легко ломается, растрескивается, осыпается. Остающийся в пленке растворитель (вода) играет роль мягчителя — пластификатора. Пленки глютиновых клеев гигроскопичны: они воспринимают или отдают воду в зависимости от степени увлажненности окружающего воздуха. Поэтому в качестве пластификаторов целесообразно применять вещества, хорошо растворимые в воде, легко поглощающие и трудно отдающие воду, имеющие густовязкую консистенцию.
В реставрационной практике для пластификации глютиновых клеев издавна применяются мед и глицерин.
Пластификация рыбьего клея медом. Мед получается в результате переработки пчелами нектара, выделяемого растениями. Состав его зависит от состава нектара, из которого он получен. Различают несколько сортов меда. К светлому сорту откосится липовый, клеверный, люцерновый и др., к темному — цветочный (гречишный, васильковый, вересковый и пр.). По своим физическим свойствам мед — густая вязкая жидкость, уд. вес 1,42 — 1,49, цвета от водянисто-белого до темного (почти черного). Мед состоит в основном из моносахаридов — глюкозы и фруктозы. Кроме того, в нем имеется некоторое количество сахарозы, в небольшом количестве — соли, иногда декстрин. В меде также содержится незначительное количество азотистых веществ, органические кислоты, красящие и ароматические вещества, ферменты.
Обычно при хранении мед густеет; при этом глюкоза кристаллизуется, а фруктоза, оставаясь в растворе, обволакивает тонким слоем кристаллы глюкозы. Сорта меда, содержащие большой процент фруктозы, кристаллизуются труднее, а некоторые вообще не кристаллизуются.
При температуре выше 60° начинается карамелизация и разложение сахаридов, являющихся главной составной частью меда. При его кипячении разрушение происходит с очень большой скоростью. С течением времени мед желтеет и вызывает пожелтение содержащей его клеевой пленки. При воздействии температуры пожелтение таких пленок весьма интенсивно.
Добавление меда делает раствор клея более подвижным, менее вязким, замедляет его застудневание. Мед хорошо поглощает воду и медленно отдает ее. С повышением содержания
меда в растворе клея снижается скорость высыхания пленки. В готовой, уже сформировавшейся клеевой пленке содержание воды тем выше, чем больше в ней меда. С повышением содержания меда понижается температура размягчения пленки.
Когда при дублировании на холст больших картин требуется замедленное формирование клеевой пленки (замедленная отдача воды), когда нужно повысить проникающую способность клеевого раствора с целью пропитки постаревшего холста, укрепления грунта, снижения повышенной жесткости постаревшего произведения, когда нужно предотвратить коробление при нанесении заплат, добавляются 1,5 — 2 весовые части меда на весовую часть сухого клея.
В клей добавляют меньше меда — примерно 1:1 к сухому весу клея, — когда нужно предотвратить глубокое проникание клея, когда дублирование производится с целью создания прочной основы для удержания уложенного жесткого кракелюра. Большое содержание меда в клее, применяемом для реставрации картин, хранящихся в условиях высокой влажности воздуха, может способствовать развитию плесеней.
При применении клея для укрепления белого (светлого) красочного слоя приходится учитывать то, что добавление меда способствует пожелтению клеевой пленки в условиях длительного хранения, в особенности при повышенной температуре. При проглаживании реставрируемой картины нагретым утюгом следует учитывать, что с повышением содержания меда в клее понижается температура размягчения пленки, а следовательно, и перехода ее в текучее состояние.
Проведенные лабораторные исследования пленок осетрового клея, содержащих мед, показали, что пластификация медом имеет ограниченный характер*. При очень низких значениях относительной влажности воздуха пленки обладают весьма низким сопротивлением излому; старение усугубляет это явление. При средних значениях относительной влажности (около 47% при 1 весовой части меда и примерно 42 — 44% при 2 весовых частях меда на 1 весовую часть клеевой пленки)** эти пленки обладают определенным, хотя и невысоким сопротивлением излому. В данном случае также отмечено понижение этого показателя в результате старения. При более высоких значениях относительной влажности воздуха пленки, содержащие мед, не ломаются, но очень сильно вытягиваются по направлению растягивающей деформации, уменьшаясь при этом в поперечном направлении. Такое легкое изменение размеров более резко выражено при высоком содержании меда в пленке (2 весовые части меда на 1 весовую часть клеевой пленки).
При старении пленок осетрового клея, содержащих мед, в ряде случаев отмечается выкристаллизация меда, которая зависит, в основном, от концентрации меда в пленке. Между молекулами клея (глютина) и сахарами (глюкозой и фруктозой) меда возникают связи, тормозящие или вовсе предотвращающие выкристаллизацию глюкозы, обычно легко кристаллизующейся в свободном меде. До определенного соотношения меда в пленке выкристаллизация либо вовсе не происходит, либо значительно заторможена (при соотношении меда 1:1 в тече-
__________
* См.: Р. Р. Яброва. Изучение эффективности пластификации глютинового (осетрового) клея. — «Художественное наследие», № 1 (31), 1975.
** Клеевая пленка получается при освобождении осетрового клея от нерастворимой части. Одна весовая часть исходного осетрового клея соответствует примерно 0,7 весовых частей клеевой пленки.
ние трех лет естественного старения не обнаружено выкристаллизации глюкозы). При высоком содержании меда в пленке часть глюкозы со временем выкристаллизовывается, что обнаруживается по помутнению пленок, понижению их прозрачности (при 2 весовых частях меда на 1 весовую часть клеевой пленки после двух лет естественного старения выявлена значительная выкристаллизация глюкозы).
Глицерин в качестве пластификатора. Глицерин — это сиропообразная бесцветная, вязкая жидкость сладкого вкуса, без запаха. Вязкость глицерина сильно возрастает с понижением температуры.
По химическому составу глицерин — трехатомный спирт (пропантриол) СН2ОНСНОНСН2ОН. Глицерин смешивается во всех отношениях с водой, этиловым или метиловым спиртом, анилином, ацетоном; растворяется в смеси хлороформа с этиловым спиртом (1:1), в смеси абсолютных спирта и серного эфира (2:1). Нерастворим в жирах, бензине, бензоле и др. Глицерин гигроскопичен, он поглощает до 40% воды (по весу). Растворяет многие органические и неорганические вещества: соли, едкие щелочи, сахара; значительно повышает гигроскопичность материалов, с которыми у него могут возникнуть химические и "физико-химические связи, водо- и спирторастворимых клеев (естественных и искусственных), бумаги, ткани, кожи и др. Этим в основном обусловливаются его пластифицирующие свойства.
При реставрации произведений графики водоглицериновую смесь часто используют для повышения влажности пересушенной бумажной основы. Глицерин применяется в качестве пластификатора многих клеев, в том числе и глютиновых. Он входит в состав желатиновой поверхностной проклейки фабричной чертежно-рисовальной бумаги высшего сорта. Глицерин вводится в фабричные эмульсионные грунты: во вторую желатиновую проклейку холста и во все эмульсионные слои, содержащие рыбий клей и масло. При изготовлении холстов с эмульсионным грунтом, специально предназначенным для современной темперы, также используют глицерин для пластификации проклейки из желатины и тех композиций эмульсионного клея, в которые входит желатина или рыбий клей.
При дублировании на холст произведений масляной живописи рыбий клей пластифицируют иногда глицерином вместо меда. Однако с течением времени глицерин постепенно улетучивается.
Яичный желток.Яичный желток — связующее. Яичный желток в качестве связующего красок издавна применялся в живописи. Желтковая темпера, без добавок высыхающих масел, хорошо сохранилась на произведениях, возраст которых доходит до тысячи лет. Яичный желток применяется в реставрационной технике в качестве связующего для укрепления красочного слоя и грунта древней темперы.
Химический состав. По химическому составу желток является весьма сложным соединением. Содержание сухого вещества в желтке колеблется в пределах 50,5 — 54,5%, остальная часть — вода. Большую часть сухого вещества желтка составляют жиры (липиды).
В состав остальной части входят белки и небольшое количество углеводов (сахаров). В желтке содержатся также минеральные вещества, пигменты и витамины.
Белки в желтке находятся в виде комплексных соединений с жирами, в виде сложных белков (протеидов) в комбинации с другими веществами
(сахар, фосфор). В комбинации с фосфором — в виде фосфопротеидов. Из них на долю ововителлина приходится 4/5 белковой части желтка. Ововителлин нерастворим в воде, но растворяется в солевых растворах, в разбавленных кислотах и щелочах.
Липиды (жиры и жироподобные вещества) желтка имеют очень сложное строение; в их состав входят: глицериды (обычные жиры), фосфолипиды, стеролы и цереброзиды. Из общего количества липидов 2/3 составляют глицериды.
Глицериды являются сложными эфирами глицерина и жирных кислот: насыщенных (невысыхающих) и ненасыщенных (высыхающих). Характерным представителем фосфолипидов желтка являются лецитины*: комплексные сложные эфиры глицерина, в построении которых наряду с жирными кислотами участвует и ортофосфорная кислота, которая в свою очередь образует сложный эфир с холином (азотистым основанием). Лецитины составляют около 69% всех фосфолипидов желтка, или 8,6% от веса всего желтка.
Выделенный из желтка лецитин является мазеобразным желтым веществом со специфическим запахом, темнеющим при соприкосновении с воздухом. Лецитин хорошо растворим во многих органических растворителях (хлороформе, бензоле, эфире, спирте). В то же время наличие полярных групп придает ему сродство к воде, в которой он набухает, легко образует коллоидные растворы. Он обладает поверхностно-активными свойствами, является хорошим эмульгатором и хорошо образует комплексы с различными соединениями, в частности с белками, обладает очень большой адсорбционной способностью к различным веществам.
__________
* По-гречески «лецитос» — желток.
Около 34% всех жирных кислот, выделенных из желтка путем гидролиза липидов, — насыщенные кислоты и около 66% — ненасыщенные. Невысыхающие (насыщенные) кислоты — пальмитиновая, стеариновая, миристиновая; высыхающие (ненасыщенные) кислоты — олеиновая, линолевая и др. Благодаря такому значительному количеству невысыхающих жирных кислот яичное масло (жиры) высыхает очень медленно. Яичное масло, извлеченное из желтка куриного яйца, имеет температуру плавления 23°, а температуру застывания 9°С.
Физико-химические свойства желтка, обусловливающие его применение в живописи. Желток представляет собой типичную эмульсию масла в воде, систему, состоящую из капелек жира, взвешенных в водной среде. Эмульгатором (поверхностно-активным компонентом) желтка обычно считается лецитин. В последнее время, однако, уточнено, что эмульгатором является комплекс, состоящий из лецитина с протеином, — лецитопротеин. Стабилизатором этой эмульсин являются белковые вещества, содержащиеся в желтке. Эта эмульсия обладает высокой стабильностью. Желток в свою очередь является эмульгатором для изготовления других дисперсных систем (в частности, эмульсий), а также их стабилизатором. Этим обусловлено широкое применение желтковой темперы и большие возможности варьирования рецептуры, введения других связующих. В частности, в желток можно путем эмульгирования добавить значительное количество масла, воска, смоляных лаков. Темперные желтковые краски комбинируют и с другими связующими.
Благодаря большой стабильности данной эмульсии желток может быть разведен водой до весьма большой степени, не коагулируя. Вязкость желтка зависит от содержания в нем воды.
Добавление одной части воды на каждые 10 частей желтка снижает его вязкость до 1/10 первоначального значения, добавление двух частей воды на 10 частей желтка снижает его вязкость до 1/30 исходной величины. Повышение концентрации растворов желтка увеличивает его вязкость. Низкая температура не влияет на вязкость, а нагревание желтка свыше 60°С повышает его вязкость до тех пор, пока при 70°С не наступит коагуляция (свертывание). Вышеуказанными свойствами объясняется возможность применения желтка в качестве связующего в различных водных растворах. Для составления желтковой темперы воду к желтку добавляют в отношении примерно 1:2. При реставрационных работах подвижную маловязкую эмульсию применяют для укрепления левкаса путем его пропитки, а для укрепления красочного слоя применяется более густая эмульсия.
Необратимые изменения. Желтковая эмульсия медленно распадается (свертывается); желток очень медленно высыхает. После полного свертывания — разрушения эмульсионной системы — теряется возможность обратного восстановления эмульсии, следовательно, утрачивается и способность разводиться водой. Повышенная температура и другие факторы — химические, физические — ускоряют процесс распада эмульсии. Уплотнение желтка начинается при 65°, а при 70° он теряет текучесть. При разведении водой свертывание желтка наступает при более высокой температуре. Низкая температура также вызывает распад эмульсионной системы желтка. Если температура замораживания ниже -6°, то желток через некоторое время превращается в необратимую плотную массу, имеющую вид замазки. Очевидно, вода отщепляется от лецитовителлинового комплекса, который затем осаждается. Жировые вещества, выпавшие из эмульсии, не способны вернуться к прежнему дисперсному состоянию.
Одним из химических факторов, вызывающих разрушение желтковой эмульсии, является действие кислот. Они же вызывают расщепление сложных комплексов жировых и белковых соединений, из которых состоит желток. Поэтому перед применением желтка следует проверить кислотность поверхности реставрируемого произведения и при обнаружении значительной кислотности — нейтрализовать ее.
Старый красочный слой на желтковом связующем водой не размягчается. Разведенная эмульсия свежего желтка (1 часть на 10 частей воды) в некоторой степени способна повысить смачиваемость, сродство к воде и набухание старого желткового связующего.
Яичный белок.Яичный белок — связующее. В живописи белок добавляли в темперные краски, применяли его и как связующее красок для миниатюры. Белок взбивали или продавливали через полотно или губку и добавляли к нему сахар, мед, а в некоторых случаях — незначительное количество желтка.
Химический состав яичного белка. Среднее содержание сухих веществ в белке куриного яйца — около 11,5%, остальное приходится на долю воды. Сухие вещества состоят главным образом из протеинов, находящихся в белке в растворенном состоянии; 75% яичного белка составляет овальбумин. Овальбумин хорошо растворяется в воде, в слабых растворах солей, в слабых кислотах и разбавленных щелочах. В составе белка яйца содержатся сложные белки гликопротеиды (сочетание белков с олиго- или полисахаридами) — овомукоид — 13%, овомуцин — 7%. Последний растворяется в разбавленных щелочах.
Необратимые изменения. Белок яйца обладает способностью свертываться (денатурироваться) и терять способность растворяться в воде под влиянием таких факторов, как температура, крепкие кислоты и щелочи, мочевина, солянокислый гуанидин, формальдегид, салицилаты, органические растворители — спирт, ацетон, а также под действием ультрафиолетовых лучей, Х-лучей, лучей солей радия и ультразвуковых волн. Тепловая денатурация наступает гораздо легче во влажном протеине, чем в сухом.
Заметное свертывание яичного белка наступает при 60°; он уплотняется в гель при температуре, близкой к 62°, а при 65° теряет текучесть. При разведении водой свертывание белка наступает при более высокой температуре. Спирт оказывает такое же действие, как температура: до определенной концентрации эта реакция обратима, при более высоком уровне концентрации спирта денатурация яичного белка становится необратимой.
Казеин. Состав казеина. Казеин относится к группе фосфопротеидов, которые содержат фосфорную кислоту, связанную с белком. Казеин обладает ясно выраженным кислотным характером.
В молоке казеин находится в виде своей кальциевой соли — казеината кальция. Молоко является сложной коллоидной системой, в которой все составные части взаимно связаны между собой. В состав молока входят: вода, жир, белки, молочный сахар, минеральные вещества (в том числе микроэлементы), витамины, ферменты и гормоны. Белки молока состоят главным образом из казеина, альбумина и глобулина.
При действии кислот на соли казеина он выделяется в свободном виде. Этим объясняется свертывание молока при прокисании. При стоянии молока молочный сахар, содержащийся в молоке, под действием молочнокислых бактерий превращается в молочную кислоту. Эта кислота осаждает казеин из его кальциевой соли в виде студенистой массы. Нагреванием этой массы до 35 — 40° получают творог. Другие белки остаются в молочной сыворотке. Свертывание казеина происходит также под действием сычужного фермента.
В производственных условиях казеин получают либо при действии сычужного фермента, либо выделением из молока любой кислотой, как неорганической, так и органической (молочной кислотой) — кислотный казеин. Казеин поступает в продажу в виде желтоватого тонкого сухого порошка.
Свойства казеина. Чистый казеин набухает в воде, но практически в ней нерастворим, хотя он и обладает гигроскопичностью, поглощая влагу из воздуха. Казеин нерастворим также в органических растворителях — этиловом спирте, этиловом эфире и др. Применяемый в качестве клея и в производстве красок кислотный казеин растворим в аммиаке и других щелочных растворах: буры, бикарбоната натрия (сода), карбоната калия, аммония, едких щелочей и др. При этом в растворе образуются солеобразные соединения — казеинаты. Эти соли распадаются при нагревании выше 50°. Казеин образует коллоидные растворы в слабых растворах, содержащих 1 часть хлористого калия или натрия в 1000 частях воды.
Концентрированные щелочи и кислоты гидролизуют (разлагают) казеин. Едкий натр, едкое кали, сода, бура, дают обратимую пленку казеината, растворимую в воде. Аммиак и углекислый аммоний дают необратимую нерастворимую пленку казеина вследствие улетучивания из пленки аммиака и перехода казеината аммония в казеин, нерастворимый в воде. При соответст-
вующем перемешивании и растирании состава, содержащего казеин, известь и воду, получается дисперсная система со взвешенными частицами казеината кальция и извести (гидроокиси кальция). При высыхании пленки она не растворяется в воде вследствие нерастворимости казеината кальция.
Дата добавления: 2016-11-02; просмотров: 1038;