Casein

Vermutlich wurde Milcheiweiß bereits bei den Höhlenmalern als Bindemittel benutzt. Vom Malen mit Erdfarben und Milcheiweiß aus Quark wird in althebräischen Texten berichtet. Mit Caseinleim, der aus Quark und Kalk hergestellt wurde, fertigten ägyptische und chinesische Handwerker Tischlerarbeiten an. Caseinmörtel, ein Gemisch aus Quark, Sand und gelöschtem Kalk wurde zum Bau von Gebäuden und später auch von Kirchen verwendet. Die Wandgemälde der Sixtinischen Kapelle und viele Innen- und Außenfreskos der Kirchenmaler verdanken ihre Haltbarkeit der Caseintechnik. Noch zu Beginn des 20. Jahrhunderts war seine Verwendung zur Herstellung von Holzleim ein großes Anwendungsgebiet, Färber benutzten es als Bindemittel zum Färben von Leder und Stoffen.

Erst seit kurzer Zeit wurde das Casein von Malern, Färbern und chemischen Erzeugern, die mit nachwachsenden Rohstoffen arbeiten, wieder entdeckt. Manche Hersteller nehmen Caseinleim zum Verlegen von Teppich- oder Parkettböden. Kunstmaler verwenden es, da der gelöschte Kalk mit dem Casein beim Aushärten eine Struktur entwickelt, die die Brillanz der Pigmente erhält. Durch Kohlendioxid-Aufnahme aus der Luft verfestigt sich eine Casein-Malfarbe zu wetterfestem Kalkstein.

Lässt man frische Kuhmilch für ein paar Tage an der Luft stehen, trennt sich das Fett von der Molke, in der als flockige, weiße Masse geronnenes Casein schwimmt. Zur eigenen Herstellung verwendet man aber am besten Magermilch. Wenn Magermilch längere Zeit an einem warmen Ort stehen bleibt, bilden sich Milchsäurebakterien, die Milchsäure produzieren. Diese bewirkt eine Ausflockung des Milcheiweißes. Die übrig bleibende Molke wird durch ein Leintuch abfiltriert und das Casein mehrfach mit Wasser gewaschen. Dann erniedrigt man den Wassergehalt durch Auspressen der Caseinmasse im Tuch. Das Casein wird danach im Trockenschrank oder im Backofen bei maximal 80 °C in einer Schale getrocknet, wobei die ausgeschwitzte Flüssigkeit nach zwei Stunden abgegossen werden sollte. Das gewonnene Casein wird anschließend in einer Reibschale zu einem feinen Pulver zermahlen. Ein Liter Milch gibt etwa 28 Gramm Casein.

Unreines Casein kann auch direkt durch das Trocknen von Magerquark im Trockenschrank oder im Backofen bei schwacher Hitze gewonnen werden. Die Ausflockung des Caseins kann durch die Zugabe von Salzsäure oder Essigessenz beschleunigt werden. Dazu werden 0,4 Liter Magermilch mit 0,1 Liter 10-%iger Salzsäure oder 25-%iger Essigsäure vermischt und kurz bis zum Siedepunkt erhitzt. Die geronnene Milch gibt man in eine Flasche oder ein Glas und lässt dieses einen Tag lang stehen. Jetzt befindet sich das Casein unter der klaren Molke.

Zum Herstellen einer Caseinfarbe löst man einen Teelöffel gelöschten Kalk (Calciumhydroxid) in 0,1 Liter Wasser und rührt gut um oder schüttelt, bis eine konzentrierte Suspension entstanden ist. Dann gibt man etwa die dreifache Menge (3 Teelöffel) an getrocknetem Casein hinzu. Durch Schütteln oder Umrühren erhält man den Caseinleim. Nach dem Absetzen des Schaums werden die nicht aufgeschlossenen Caseinklumpen abgeschöpft. Danach wird nochmals umgerührt oder geschüttelt. Der Caseinleim kann direkt mit einem Pigment wie Ultramarinblau zu einer Malfarbe angerührt werden. Diese Farbe eignet sich zum Malen auf Holz, auf trockenem Putz oder auf Beton. Sie härtet gut aus und ist bei einer richtigen Zubereitung abriebfest. Sicherheit: Beim Herstellen des Caseinleims ist eine Schutzbrille zu tragen, da die alkalisch wirkenden Aufschlussmittel die Augen schädigen können. Ist der Leim fertig hergestellt, kann die Brille zum Anrühren und Vermalen der Farbe wieder abgezogen werden.

Zum Herstellen einer Farbe aus frischem Quark presst man Magerquark durch ein Tuch und entfernt den flüssigen Anteil der Molke. Das Filtrat im Tuch ist trockener als der Quark. Es wird in eine Reibschale gegeben und zusammen mit einer konzentrierten Suspension von Calciumhydroxid in Wasser (=Sumpfkalk) zerrieben. Nach dem Zerreiben erhält man eine zähflüssige Masse, die sich als Caseinleim zur Farbenherstellung eignet. Die in den Protein-Molekülen des Caseins enthaltenen Phosphat-Reste können Calcium-Ionen binden. Diese Fähigkeit ist für den Stoffwechsel von Bedeutung. Die Calcium-Ionen begünstigen die stabile Vernetzung der Moleküle, dabei entsteht eine kristalline Struktur.

Das Aufschließen mit Borax wird für die Schule aufgrund der fruchtschädigenden Wirkung der Borverbindungen nicht mehr empfohlen. Die Verwendung von Ammoniumcarbonat oder von Ammoniaklösung zum Aufschluss hat den Nachteil, dass hierbei stark reizende Ammoniakdämpfe freiwerden. Für alle Aufschlussmittel würde wie beim gelöschten Kalk das Volumenverhältnis 3 zu 1 (Casein zu Aufschlussmittel) gelten.