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0 min readIntroduction
कैसिइन, दूध में पाया जाने वाला प्रमुख प्रोटीन है, जो कुल दूध प्रोटीन का लगभग 80% होता है। यह दूध को उसका सफेद रंग प्रदान करता है और कैल्शियम एवं फास्फोरस के साथ मिलकर मिसेल (micelles) नामक गुच्छों के रूप में मौजूद होता है। औद्योगिक कैसिइन स्किम दूध से प्राप्त किया जाता है और इसके विविध अनुप्रयोग हैं, जिनमें खाद्य उत्पाद, पोषण पूरक, औद्योगिक गोंद, पेंट और प्लास्टिक शामिल हैं। इसकी विशिष्ट रासायनिक और भौतिक विशेषताएं इसे विभिन्न उद्योगों के लिए एक मूल्यवान घटक बनाती हैं। औद्योगिक उत्पादन में, कैसिइन को अक्सर अम्लीय वर्षा (acid precipitation) या रेनेट कोएगुलेशन (rennet coagulation) जैसी विधियों से अलग किया जाता है, जिससे विभिन्न प्रकार के कैसिइन प्राप्त होते हैं, जिनमें से अम्लीय कैसिइन एक महत्वपूर्ण प्रकार है।
औद्योगिक कैसिइन का वर्गीकरण
मलाई रहित (स्किम) दूध से प्राप्त औद्योगिक कैसिइन को मुख्य रूप से उसके उत्पादन की विधि और उपयोग के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। इसके प्रमुख वर्गीकरण निम्नलिखित हैं:
- अम्लीय कैसिइन (Acid Casein): यह तब प्राप्त होता है जब स्किम दूध में अम्ल (जैसे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, सल्फ्यूरिक अम्ल, या लैक्टिक अम्ल) मिलाकर उसका pH स्तर कैसिइन के आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु (लगभग 4.6) तक लाया जाता है। इस pH पर, कैसिइन प्रोटीन अघुलनशील हो जाता है और अवक्षेपित (precipitate) हो जाता है। अम्लीय कैसिइन का उपयोग मुख्य रूप से खाद्य उत्पादों, जैसे चीज़ और पनीर के विकल्प, पोषण पूरक, तथा औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे पेंट, गोंद और प्लास्टिक में किया जाता है।
- रेनेट कैसिइन (Rennet Casein): इसे स्किम दूध में रेनेट एंजाइम (आमतौर पर काइमोसिन) मिलाकर प्राप्त किया जाता है। रेनेट एंजाइम दूध में मौजूद कप्पा-कैसिइन (κ-casein) पर कार्य करता है, जिससे मिसेल अस्थिर हो जाते हैं और कैसिइन जम जाता है। इस विधि से प्राप्त कैसिइन का उपयोग मुख्य रूप से चीज़ (पनीर) उत्पादन में होता है।
- कैसिनेट (Caseinates): ये कैसिइन के घुलनशील लवण होते हैं, जो अम्लीय कैसिइन को एक क्षारीय घोल (जैसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड, पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, या कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड) में घोलकर और फिर सुखाकर बनाए जाते हैं। सबसे आम कैसिनेट सोडियम कैसिनेट (sodium caseinate) है। कैसिनेट का उपयोग खाद्य योज्य (food additive), पायसीकारक (emulsifier) और गाढ़ा करने वाले एजेंट (thickener) के रूप में किया जाता है। इन्हें प्रोटीन पूरक (protein supplements) में भी पाया जाता है।
वर्गीकरण का सारांश:
| कैसिइन का प्रकार | उत्पादन विधि | प्रमुख उपयोग |
|---|---|---|
| अम्लीय कैसिइन | दूध के pH को अम्लीय बनाकर आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु पर अवक्षेपण | खाद्य उत्पाद (चीज़, पोषण पूरक), औद्योगिक गोंद, पेंट, प्लास्टिक |
| रेनेट कैसिइन | रेनेट एंजाइम द्वारा कोएगुलेशन | चीज़ उत्पादन |
| कैसिनेट | अम्लीय कैसिइन को क्षार में घोलकर | खाद्य योज्य, पायसीकारक, गाढ़ा करने वाले एजेंट, प्रोटीन पूरक |
अम्लीय कैसिइन के निर्माण की विधि
अम्लीय कैसिइन का निर्माण स्किम दूध से विभिन्न चरणों में किया जाता है। इस प्रक्रिया का लक्ष्य कैसिइन प्रोटीन को उसके आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु पर अवक्षेपित करना है।
चरण-दर-चरण विधि:
- कच्चे माल की तैयारी (Raw Material Preparation):
- दूध का चयन: उच्च गुणवत्ता वाला मलाई रहित (स्किम) दूध लिया जाता है। दूध में वसा की मात्रा कम होनी चाहिए, क्योंकि वसा कैसिइन की शुद्धता को प्रभावित कर सकती है।
- प्री-ट्रीटमेंट: दूध को आमतौर पर पाश्चुरीकृत (pasteurized) किया जाता है ताकि सूक्ष्मजीवों को नष्ट किया जा सके और भंडारण क्षमता बढ़ाई जा सके।
- तापमान समायोजन (Temperature Adjustment):
- स्किम दूध को 40-50°C के बीच गर्म किया जाता है। यह तापमान कैसिइन के अवक्षेपण के लिए अनुकूल होता है और धुलाई एवं सुखाने की प्रक्रिया को भी आसान बनाता है।
- अम्लीकरण (Acidification):
- गर्म स्किम दूध में धीरे-धीरे एक पतला अम्ल (जैसे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl), सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄), या लैक्टिक अम्ल) मिलाया जाता है।
- अम्ल को लगातार हिलाते हुए मिलाया जाता है ताकि दूध में समान रूप से pH कम हो सके।
- pH मीटर का उपयोग करके pH की निगरानी की जाती है। लक्ष्य pH को कैसिइन के आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु, जो लगभग 4.6 होता है, तक लाना है। इस बिंदु पर, कैसिइन प्रोटीन का शुद्ध विद्युत आवेश शून्य हो जाता है और यह अघुलनशील होकर अवक्षेपित हो जाता है।
- इस प्रक्रिया में, कैसिइन के मिसेल टूट जाते हैं, और प्रोटीन जमा होकर दही (curd) का रूप ले लेता है।
- दही को अलग करना (Curd Separation):
- जैसे ही कैसिइन अवक्षेपित हो जाता है, ठोस दही (कैसिइन) तरल व्हे (whey) से अलग हो जाता है।
- इस दही को विभिन्न तरीकों से अलग किया जा सकता है, जैसे छानना (filtration), सेंट्रीफ्यूगेशन (centrifugation) या डिकैंटेशन (decantation)। औद्योगिक स्तर पर, डेकेंटर सेंट्रीफ्यूज (decanter centrifuges) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
- धुलाई (Washing):
- अलग किए गए कैसिइन दही को कई बार गर्म पानी से धोया जाता है। इस धुलाई का उद्देश्य अवशिष्ट व्हे, लैक्टोज, खनिज लवण और अम्ल को हटाना है, जिससे कैसिइन की शुद्धता बढ़ाई जा सके।
- धुलाई की प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक कि निकलने वाले पानी का pH लगभग 6.0-6.5 न हो जाए।
- दही को तोड़ना (Curd Milling):
- धोने के बाद, कैसिइन दही को मिल (mill) किया जाता है ताकि एक समान आकार के कण प्राप्त हो सकें। यह सुखाने की प्रक्रिया को अधिक कुशल बनाता है।
- सुखाना (Drying):
- मिल किए गए कैसिइन दही को ड्रायर (जैसे फ्लुइड बेड ड्रायर, रोटरी ड्रायर) में सुखाया जाता है ताकि नमी की मात्रा को कम करके 8-12% तक लाया जा सके। अत्यधिक सुखाने से कैसिइन की कार्यक्षमता प्रभावित हो सकती है।
- पीसना और पैकेजिंग (Grinding and Packaging):
- सूखे कैसिइन को फिर बारीक पाउडर में पीसा जाता है।
- तैयार कैसिइन पाउडर को नमी और हवा से बचाने के लिए उचित पैकेजिंग में पैक किया जाता है। इसे विभिन्न ग्रेड (जैसे खाद्य ग्रेड या औद्योगिक ग्रेड) में पैक किया जा सकता है।
Conclusion
औद्योगिक कैसिइन, मलाई रहित दूध से प्राप्त एक बहुमुखी प्रोटीन है, जिसे उसकी उत्पादन विधि और अनुप्रयोगों के आधार पर अम्लीय कैसिइन, रेनेट कैसिइन और कैसिनेट जैसे विभिन्न रूपों में वर्गीकृत किया जाता है। अम्लीय कैसिइन का उत्पादन स्किम दूध को उसके आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु पर अम्लीकृत करके किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रोटीन अवक्षेपित हो जाता है। यह प्रक्रिया खाद्य और औद्योगिक दोनों क्षेत्रों के लिए महत्वपूर्ण है। कैसिइन का उत्पादन न केवल डेयरी उद्योग के लिए आर्थिक मूल्य जोड़ता है बल्कि विभिन्न उपभोक्ता और औद्योगिक आवश्यकताओं को पूरा करने में भी मदद करता है, जो खाद्य प्रौद्योगिकी और प्रसंस्करण में इसके महत्व को रेखांकित करता है।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.