Kazein, süt proteinlerinin başlıca bileşenidir. Özellikle ruminant hayvan sütlerinde toplam protein içeriğinin büyük bir kısmını oluşturur. Sütün yaklaşık %76–86’sı kazein proteinlerinden meydana gelir. Bu özelliği süt ürünleri endüstrisinde özellikle peynir üretiminde temel protein kaynağı olarak kullanılır. Süt içinde kalsiyum ve fosfat iyonları ile birlikte kazein miselleri adı verilen büyük kolloidal yapılar halinde bulunur. Miseller kazeinin biyokimyasal ve fonksiyonel özelliklerini belirler. Kazein, süt proteinlerinin %80’ini oluştururken geri kalan kısmı whey proteini olarak bulunur.

Kazein, kimyasal yapısında hem asidik hem de bazik gruplar taşıması nedeniyle amfoter özellik gösterir. Sütün pH değeri düştüğünde kazein çökelerek pıhtı oluşturur. Bu özellik kazeini peynir üretiminde vazgeçilmez kılar. Peynir üretimi sırasında kazein, süt serumu proteinlerinden ayrılarak çökelek kısmını oluşturur. Bu çökelek peynirin temel protein yapısını meydana getirir.

^{Kazeinin Kimyasal Yapısı}^{(Ersöz, 2024)}^【1】

Yapısal Özellikler ve Kazein Miselleri

Kazein süt içinde kazein miselleri adı verilen kolloidal dispersiyon formunda bulunur. Misellerin çapı genellikle 20–600 nanometre arasında değişir. Misellerin yapısı, süt proteinlerinin fonksiyonel özelliklerini ve sindirim davranışını belirler. Kazein misellerinin yaklaşık %93’ü protein, kalan %7’si ise inorganik maddelerden oluşur. Bu inorganik maddeler arasında kalsiyum, fosfat, magnezyum, sodyum ve sitrat bulunur. En yüksek oranda kalsiyum ve fosfat bulunur ve bunlar kolloidal kalsiyum fosfat şeklinde kazeinle kompleks oluşturur. Bu kompleksler kalsiyum kazeinat-fosfat olarak adlandırılır.

Kazein miselleri, daha küçük alt misellerden oluşur. Alt miseller genellikle 10–15 nanometre çapında olup birbirine kalsiyum köprüleri ile bağlanmıştır. Misel yapısının çekirdek kısmı alfa S1 kazein ve beta kazein tarafından oluşturulurken yüzey kısmında çoğunlukla kappa kazein bulunur. Bu yapısal düzen kazeinin çözünürlüğünü, pıhtılaşma özelliklerini ve sindirim sürecini etkiler.

^{Kazein Miselleri ve Alt Misel Grupları}^{(Demirel, 2019)}^【2】

Kazein Fraksiyonları

Kazein, farklı özelliklere sahip dört ana fraksiyona ayrılır: alfa S1 kazein (αS1-kazein), alfa S2 kazein (αS2-kazein), beta kazein (β-kazein) ve kappa kazein (κ-kazein). Bu fraksiyonlar, miktarları ve biyolojik özellikleri bakımından farklılık gösterir.

Alfa S1 Kazein

Süt proteinleri arasında miktar açısından en yüksek orana sahiptir ve toplam kazeinin yaklaşık %40’ını oluşturur. 199 amino asitten meydana gelen αS1-kazein, hidrofobik bir yapıya sahip olup prolin bakımından zengindir. Genetik olarak CSN1S1 geni tarafından kodlanır ve A–I olmak üzere 9 varyantı bulunmaktadır. Bu varyantlar arasında B ve C varyantları en yaygın olanlardır. Genetik farklılıklar, süt verimi, protein oranı ve peynir üretim özelliklerini etkiler.

Alfa S2 Kazein

Toplam kazeinin yaklaşık %14’ünü oluşturur ve 207 amino asit içerir. Bağlı fosfat gruplarının sayısına göre A, B, C ve D varyantlarına ayrılır. Bu varyantlar farklı sığır ırklarına özgüdür. Örneğin A varyantı Avrupa sığırlarında yaygınken B varyantı Taurus ve Indicus sığırlarında, C varyantı Yak sığırlarında, D varyantı ise bazı Fransız süt ırklarında daha sık görülür.

Beta Kazein

αS1-kazeinden sonra miktar açısından ikinci sırada yer alır ve sütün pıhtılaşmasında önemli rol oynar. β-kazein, toplam kazein içeriğinin yaklaşık %20’sini oluşturur. 209 amino asitten meydana gelen β-kazein; A1, A2, A3, A4, B, C, D, E, F, H1, H2, I ve G olmak üzere 13 varyanta sahiptir. A1 ve A2 varyantları en yaygın olanlardır. A1 β-kazein sindirim sırasında beta-kazomorfin-7 (BCM-7) adı verilen biyolojik olarak aktif bir peptit oluşturur. BCM-7’nin sinir sistemi, bağışıklık sistemi ve endokrin sistem üzerinde etkili olabileceği ve bazı kronik hastalıklarla ilişkilendirilebileceği ileri sürülmüştür. A2 β-kazein ise BCM-7 üretimini çok düşük seviyede gerçekleştirir. İnsan sütü, keçi sütü ve koyun sütü genellikle A2 β-kazein benzeri protein içerir.

Kappa Kazein

Toplam kazeinin yaklaşık %13’ünü oluşturur ve kazein misellerinin kararlılığında kritik rol oynar. Glikoprotein yapısına sahip olan κ-kazein kalsiyuma duyarlı değildir ve misel yüzeyinde bulunarak sütün kolloidal stabilitesini sağlar. Kappa kazein, süt pıhtılaşmasında temel bileşenlerden biridir. Yaklaşık 169 amino asitten oluşur ve A–J varyantları bulunur. A ve B varyantları en yaygın olanlardır. Genetik farklılıklar, süt verimi, protein oranı, peynir yapımı süresi ve süt kompozisyonunu etkiler.

Kazeinin Biyolojik Fonksiyonları

Kazein, yavaş sindirilen bir protein özelliğine sahiptir. Sindirim sistemi içinde yavaş parçalanması, uzun süreli amino asit salınımı sağlar. Bu özellik kas protein yıkımını uzun süre engelleyerek kas koruyucu etki gösterir. Sindirim sırasında kazeinden oluşan peptitler; antioksidan, antihipertansif ve immünomodülatör özellikler taşır. Ayrıca kazein, kalsiyum ve fosfor taşınmasında önemli rol oynar ve bu minerallerin biyoyararlanımını artırır.

Kazein, ağır metallerin çözünür tuzlarını bağlama kapasitesine sahiptir. Cıva, kurşun, bakır, çinko, alüminyum gibi metallerle oluşturduğu kompleksler, bu toksinlerin vücuttan atılmasına katkı sağlar. Bu nedenle kazein tüketiminin, metal zehirlenmelerine karşı koruyucu etkileri olduğu belirtilmiştir.

Kazein ve Sağlık İlişkisi

Kazein proteinlerinin sağlık açısından önemi, özellikle β-kazein varyantları bakımından tartışmalıdır. A1 β-kazein içeren süt ürünlerinin bazı kronik hastalıklarla ilişkili olabileceği ileri sürülmüştür. Bunlar arasında Tip 1 diyabet, kardiyovasküler hastalıklar, nörolojik bozukluklar ve Sudden Infant Death Sendromu (SIDS) yer almaktadır. Ancak bu ilişkilerin kesinliği konusunda daha fazla bilimsel araştırmaya ihtiyaç vardır.

A2 β-kazein ise bu riskleri büyük ölçüde azaltır. Bu nedenle bazı süt üreticileri A2 β-kazein içeren süt üretimini tercih etmektedir. İnsan sütü ve diğer bazı hayvan sütlerinde A2 β-kazein benzeri protein bulunması, bu tür sütlerin bebek beslenmesinde avantajlı olabileceğini düşündürmektedir.

Kazein içeren besinler, protein ihtiyacının karşılanmasında önemli rol oynar. Özellikle sporcular, yaşlı bireyler ve uzun süreli açlık durumlarında kazein tüketimi kas koruma açısından önerilmektedir. Ancak kazein içeren besinlerin aşırı tüketimi bazı riskler de taşıyabilir. Fazla protein alımı, böbrek ve karaciğer üzerinde ek yük oluşturabilir, istenmeyen mineral kayıplarına yol açabilir ve iskelet sistemi sağlığını olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle kazein kaynaklı protein alımı dengeli beslenme planının içinde yer almalıdır.

Kazein ayrıca bazı sağlık durumları açısından dikkatle tüketilmelidir. Laktoz intoleransı olan bireylerde kazein içeren süt ürünleri sindirim sorunlarına yol açabilir. Ayrıca β-kazein varyantları (özellikle A1) ile bazı kronik hastalıklar arasında olası ilişkilere dair literatürde çalışmalar bulunmaktadır. Bu nedenle kazein tüketiminde kaynak ve miktar dikkatle değerlendirilmelidir.

Kazein ve Beslenme

Kazein proteinlerinin peynir üretiminde pıhtı oluşturma, doku yapısını düzenleme ve tat özelliklerini etkileme gibi işlevleri vardır. Bu özellikleri sayesinde kazein süt ürünleri endüstrisinde teknik ve beslenme açısından temel bir protein olarak değerlendirilir. Kazein, özellikle yüksek kaliteli protein kaynakları arasında yer alır ve yavaş sindirilme özelliği sayesinde beslenmede önemli bir role sahiptir. Sindirim sistemi içinde, mide ortamında yavaşça pıhtılaşır ve bu sayede amino asitlerin kana kontrollü şekilde salınmasını sağlar. Bu özellik uzun süreli protein ihtiyacı olan bireyler için avantajlıdır. Kazein proteininin beslenmede öne çıkan özellikleri şunlardır:

Uzun süreli amino asit salınımı: Kazeinin mide ortamında pıhtı oluşturması, amino asitlerin kana uzun süre yavaşça salınmasını sağlar. Bu, özellikle kas protein yıkımını önlemek açısından önemlidir.
Kas proteini korunması: Yavaş sindirilmesi, uzun süreli kas proteini koruması sağlar ve bu yönüyle sporcu beslenmesinde değer taşır.
Biyolojik olarak aktif peptitler: Kazein sindirim sırasında antioksidan, antihipertansif ve immünomodülatör peptitler üretir.
Mineral taşınması: Kazein kalsiyum ve fosfor taşınmasında önemli bir rol oynar, bu minerallerin biyoyararlanımını artırır.
Dengeli amino asit profili: Kazein, özellikle glutamin açısından zengindir; bu amino asit kas onarımı ve bağışıklık sistemi açısından önemlidir.

Yavaş sindirilen yapısı sayesinde özellikle uyku öncesi alındığında kas proteini yıkımını uzun süre engelleyerek kas gelişimini destekler. Ancak dallı zincirli aminoasit (DZAA) oranının düşük olması ve laktoz içermesi kazeini bazı durumlarda dezavantajlı kılar. Laktoz intoleransı olan kişilerde sindirim sorunlarına yol açabilir.

Kazein İçeren Besinler

Kazein en çok süt ve süt ürünlerinde bulunur. Kazein miktarı ve kalitesi, süt kaynağına, işlenme şekline ve hayvan türüne bağlı olarak değişir.

İnek sütü: Kazein açısından en zengin kaynaklardan biridir. İnek sütünde kazein proteinleri toplam süt proteinlerinin yaklaşık %78–80’ini oluşturur. Sütün pH değeri düştüğünde kazein çökelerek pıhtı oluşturur.
Peynir: Peynir üretimi sırasında süt kazeini çökelerek pıhtılaşır ve peynirin protein yapısını oluşturur. Peynirdeki kazein oranı kullanılan süt türüne ve üretim yöntemine göre değişiklik gösterir. Peynirler, kazein açısından en yoğun protein kaynaklarından biridir.
Yoğurt ve kefir: Fermente süt ürünlerinde kazein bulunur. Fermentasyon sürecinde kazein, peptit ve amino asitlere parçalanarak sindirimi kolaylaştırır.
Süt tozu ve protein tozları: Endüstriyel üretim süreçlerinde kazein, süt tozu ve kazein proteini tozlarında yoğun olarak yer alır. Bu ürünler, özellikle sporcu beslenmesinde ve protein takviyelerinde kullanılır.
Diğer süt ürünleri: Tereyağı, krema ve süt bazlı tatlılar gibi ürünlerde de kazein bulunur, ancak işlenme şekline göre oran değişebilir.

Bazı bitkisel ürünler ve alternatif protein kaynaklarında kazein bulunmaz; bu nedenle kazein alımı süt ve süt ürünlerinden sağlanır. Laktoz intoleransı olan bireylerde kazein içeren süt ürünlerinin tüketimi sindirim sorunlarına neden olabilir.

^{Kazein İçeriğiyle Öne Çıkan Besin Olarak Süt}^{(Anadolu Ajansı)}

Kazein Genetiği ve Endüstriyel Önemi

Kazein proteinleri genetik varyantlara bağlı olarak farklılık gösterir. Bu varyantlar süt verimi, protein oranı, peynir yapım süresi ve süt kompozisyonu üzerinde doğrudan etkilidir. Örneğin κ-kazein BB genotipi süt verimini artırırken peynir üretim süresini kısaltır. αS1-kazein gen varyantları ise süt protein oranını ve verimi etkiler.

Kazein endüstriyel olarak peynir, yoğurt, dondurma ve çeşitli süt ürünlerinin üretiminde kullanılmasının yanı sıra gıda katkı maddesi, besin takviyesi ve teknik malzeme olarak da değerlendirilir. Kazein ayrıca film oluşturucu özelliğe sahip olduğundan paketleme malzemesi ve yapıştırıcı olarak da kullanılmaktadır.

Kazein