第一节　乳蛋白质

蛋白质是生命体中最丰富和最重要的大分子之一，在生命活动中起到重要作用。蛋白质由碳、氢、氧、氮及少量硫元素组成。正常的牛乳含有2.2%～4.4%的蛋白质，是牛乳最重要的营养物质之一。乳中蛋白质主要包括酪蛋白、乳清蛋白及少量的脂肪球膜蛋白等。

一、乳清蛋白

乳清蛋白大概占蛋白的20%，是pH值4.6等电沉淀酪蛋白后，由在溶液中存在的非酪蛋白组成的。早期的定义包括酪蛋白的N端片断，但它是从脂肪球膜中分离出来相当于抗原的蛋白。凝乳酶乳清也包含CMP酪蛋白巨肽。

乳清蛋白与酪蛋白相比是更不均匀的成分，很少有共同的性质，乳清蛋白都是可溶的。不像酪蛋白缺乏二级结构，乳清蛋白有较为规则的二级结构、三级结构，大多数是球状蛋白。牛乳中4种主要的乳清蛋白表示为β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白，它们占非酪蛋白95%以上。β-乳清蛋白和α-乳白蛋白在乳腺中合成，而血清白蛋白通过血清运输到乳腺。一些种群的牛乳中β-乳球蛋白几乎没有A和B变种，牛乳中的乳清蛋白总的浓度为5～7g/L，不包括1.1g/L的?-胨。

大多数的乳清蛋白都是球蛋白。它们有很高的疏水性且细密的折叠结构。大多数包含一个α螺旋，电荷分布均一。如果牛乳被加热乳清蛋白可能变性不溶，也可能发生相关的变化，包括蛋白质的沉淀。初乳中含有高含量的乳清蛋白，当它被加热时就会发生胶凝，其外观如鸡蛋蛋白。

超出半数的乳清蛋白是β-乳球蛋白，它有5个半胱氨酸残基，能在残基66～160、119～121或106～119之间形成二硫键（Cys66-Cys160和Cys106-Cys119）和一个自由硫氢基（Cys121）。当pH为3～7时，其自缔合形成二聚体（图1-1）。

α-乳白蛋白是乳清蛋白中相对分子质量最小的蛋白质分子，相对分子质量为14175。它作为乳糖合成酶系的调节物，在乳糖的生物合成中起重要作用。

α-乳白蛋白，遗传学上和溶菌酶相近，它的生理功能是合成乳糖的一种辅酶。这种蛋白被紧密折叠，基本上是球状分子，对pH值和盐的依赖性很小，除非离子强度很小，否则不会产生交联。

α-乳白蛋白包含八个半胱氨酸基团，每个基团都包括二硫键（图1-2）和四个色氨酸残基，α-乳白蛋白中所有8种半胱氨酸残基通过位置6～120、28～111、61～77、73～91间二硫键连接。它们使α-乳白蛋白在280nm处有最大的吸收。由于芳族氨基酸成分的不同，因此可以通过紫外线扫描光谱快速测定乳清蛋白的酶解图谱。α-乳白蛋白有非常有序的二级结构，同时流体力学数据表明它有一个紧密的空间三级结构。在pH值＜4.0时，α-乳白蛋白经过构象的变化，同时伴随着结合钙的释放。在pH值7.5时，钙从α-乳白蛋白中释放出来。镁和其他的金属离子也会和α-乳白蛋白结合，在pH值＜4.0时，温度和浓度引起的构象变化与α-乳白蛋白的聚合相关。α-乳白蛋白的热变性也伴随着结合钙的释放，α-乳白蛋白在抵抗热变性方面是稳定的，它在钙存在的条件下发生聚合。

许多研究表明α-乳白蛋白结合钙、磷脂和膜。α-乳白蛋白的微量形式含有甘露糖、半乳糖、海藻糖、N-乙酰葡萄糖胺和唾液酸组成的碳水化合物部分。

和酪蛋白一样，β-乳球蛋白疏水性很强（平均疏水度=5.1）。它含有非酯化的磷酸盐和很少量的脯氨酸，仅有两个—S—S—键，和一个巯基基团；但有相当多的α螺旋和β折叠结构。β-乳球蛋白的反应活性很强，它的溶解性主要依赖于pH值和离子强度，但它在牛乳酸化时不会发生沉淀。β-乳球蛋白在纯水中不溶解；在牛乳中则以二聚物的形式存在（相对分子质量36566），分子之间紧密连接（主要通过疏水作用）。二聚物在高温条件下分离，在pH值较低的条件下（pH值为3.5～5.2时），β-乳球蛋白形成一个八聚体；在pH值低于3.4时，解离成单体。遗传变种在不同程度上（A＞B＞C）发生相互交联。占优势的B变种不容易形成八聚体，可能是因为它比A变种包含更多的电荷基团（天门冬氨酸残基64），增加了静电排斥。由于构象的变化，等电点区域的交联提前发生，这导致每个单体黏合一个质子基团。构象变化，如Tanford转变，发生在pH值接近7.5左右，导致一个羧基基团暴露，同时自由的半胱氨酸基团活性增强，这对于牛乳的热交互作用很重要。另外，β-乳球蛋白可能在维生素A的传输中起重要作用。

血清白蛋白是由许多个—S—S—连接的α螺旋结构的大分子，牛乳中的血清白蛋白是从牛的血清转移而来的。研究表明，乳清白蛋白与血浆蛋白的物理学和免疫学鉴定相一致。血清白蛋白含有582个氨基酸序列。所有的35个半胱氨基酸残基（除了34位半胱氨酸外）都形成链内二硫键。分子有3个主要的结构域，每个域由两个大双环和一个小双环组成，假定成椭圆形状。N端区域比C端区域更紧凑。结构域在疏水性、净电荷、配体键位置不同。血清蛋白等电聚焦结果显示重要的蛋白质微观异构性的证据。

免疫球蛋白是为应答特定抗原而合成的抗体。它产生于血液，免疫球蛋白的组成呈不均一性，同一个亚类也是如此。因为它们来自于不同的分泌细胞，故可能产生不同的肽链。

最大（相对分子质量＞1000k）、最不均匀的主要乳清蛋白属于一类群，即熟知的免疫球蛋白，被分为IgG、IgA、IgM、IgE、IgD。牛乳中的免疫球蛋白，包括G（丙种球蛋白）、A和M（巨球蛋白）（图1-3）。它们所有或者以单体或者以聚合物形式存在，由两条轻链和两条重链组成基本单元。每个轻链和重链分别含有200个和450～600个氨基酸残基。在牛乳中发现的许多类型免疫球蛋白与其他来源免疫球蛋白的结构和功能相似。轻链的N端一半（1～115残基）是易变区域，因为它的氨基酸序列高度易变。C端是稳定区域，因为氨基酸序列不易变。重链也含有一个可变区域（1～115残基）和一个稳定区域（310～500残基）。轻链和重链的可变区域与抗原结合有关，而补体结合的功能、膜运输、分解代谢和速发型超敏反应介导与重链的稳定区域有关。相对分子质量（MW）约为15000。分子有两个抗原结合部位，它依靠一些交互作用连接：氢键、疏水键、静电作用等。免疫球蛋白IgG对多种抗原具有活性，同时抑制微生物生长。IgM由类似于IgG的分子和一个称为J的成分聚合而成，它是一个大分子，相对分子质量大约900000，直径约为30nm。IgM可以作为抗体抵抗多聚糖基团（产生于微生物细胞壁），能抑制细菌和病毒，它能使它们絮凝。因为一个IgM分子和它们中的两个（反应位置是在分子的外部）结合，IgM是凝集素的一部分。这种凝集反应呈抗原专一性，但也依赖pH和离子力等因素。最适宜的离子强度约为0.05。一些凝集素在低温时会发生沉淀。在＜37℃，最适宜＜15℃时它们发生沉淀。它们可能也凝集其他物质；这是非特异性凝集。

在牛乳中，IgG（1或2）、IgA和IgM浓度变化很大，初乳中浓度很高，而常乳中浓度很低，个体牛间的差异性很大。牛乳的免疫球蛋白部分也包括部分脂蛋白。IgM在牛乳中很重要，它含有乳抑制素L₁和L₂，能抑制革兰氏阴性菌。这些乳抑菌素是乳凝集剂，L₁对乳酸链球菌（Lactococcus pyogenes）的变种呈特异性作用，L₃对某些乳酸乳球菌（Lactoccus lactis）有抑制能力。它们的凝集反应呈高度专一性。

在热处理条件下，凝集素会被钝化，这一钝化反应与免疫球蛋白变成不溶有关。均质也会使凝集素钝化，但原因尚不清楚。

凝集素的主要天然功能是增加小牛的免疫力。在分娩后最初的几天，小牛可以从初乳中吸收免疫球蛋白，在胃与肠吸收进入血液。初乳含有一种成分（一种类似球的蛋白）抑制分解蛋白酶特别是胰蛋白酶（trypsin）。常乳中，基本不含这种成分。此外，凝乳酶不破坏免疫球蛋白，在新生小牛的皱胃中产生的蛋白酶多于胃蛋白酶，但当小牛长大，皱胃中产生更多的胃蛋白酶。

溶菌酶是一种破坏细菌细胞壁的含多糖酶类（从胞壁酸中分离得到），它引起细菌细胞膜部分溶解，从而破坏菌体细胞。它在牛乳中的浓度为0～2mg/L，因为浓度太低而没有生理效果。人乳中的溶菌酶含量较高。

乳铁蛋白具有微生物的抑制作用，抑制的微生物包括嗜热脂肪芽孢杆菌（Bacillus stearothermophilus）等。牛乳中的乳铁蛋白浓度很低，人乳中的含量相对较高。

二、酪蛋白

酪蛋白的特性不同于其他牛乳蛋白（图1-4）。酪蛋白呈疏水性，它含有相当高的电荷、大量脯氨酸和少量的胱氨酸。它只有较短的α-螺旋和少量的三级结构。它在稀释的溶液中结构伸展，但并不表明酪蛋白分子排列无序。由于许多脱水基团暴露在外，故分子容易形成疏水键。酪蛋白具有广泛的结合能力，既有自身的结合也有相互之间的结合。在溶液中需要相对比较高的电荷来维持酪蛋白的稳定性。

酪蛋白分子不能或者说很难变性，因为它们的二级和三级结构很少。图1-5是β-乳球蛋白和β-酪蛋白的变性试验结果。β-乳球蛋白，是典型的球状蛋白，在4mol/L的尿素中，发生明显的构象变化；β-酪蛋白的变化较小。在加热温度低于100℃的条件下，酪蛋白不会变性；而在更高的温度下，则可能发生其他许多变化。

酪蛋白带有大量电荷部分是由磷酸盐基团引起的，部分被酯化的丝氨酸残基在接近牛乳pH值时，会大量被离子化。这些基团与二价离子如Ca^2＋发生结合，在pH值较高时结合更多。图1-6中可以看出结合钙量和这些基团呈正相关，α_s1-酪蛋白和β-酪蛋白都在相当低钙离子浓度条件下沉淀。

牛乳中含有不同的酪蛋白，它们不容易分离。牛乳引起的沉淀反应（如酸化、凝乳或者加钙后离心）都或多或少是酪蛋白的混合物。电泳法可分离酪蛋白，三种成分，即α-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白。接着α-酪蛋白应该被分离成敏感片断和Ca^2＋，κ-酪蛋白进一步分离产生更纯的物质。这显示四种不同的蛋白质——α_s1-酪蛋白，α_s2-酪蛋白，β-酪蛋白和κ-酪蛋白，它们之间的比例是4∶1∶2∶1.6。

牛乳的酪蛋白成分大约是26g/kg，约占牛奶蛋白的80%。基本的酪蛋白分数是α_s1-酪蛋白（10g/kg），α_s2-酪蛋白（2.6g/kg），β-酪蛋白（0.8g/kg）和κ-酪蛋白（3.3g/kg）。

酪蛋白是磷酸盐基团和丝氨酸酯化得到的结合蛋白。此外包含磷酸盐基团β-酪蛋白片断。磷酸盐基团对于酪蛋白的交联和酪蛋白胶束的结构非常重要。由钙连接酪蛋白和磷酸盐成分是呈比例的。除了磷酸化，大约1/3的κ-酪蛋白单体是在苏氨酸133上被糖基化（图1-4）。

酪蛋白包含大量的脯氨酸残基，它们在多肽链上相对均匀一致地分布。脯氨酸增加肽链的弯曲同时抑制规则的、稳定的α螺旋结构。早期的文献表明酪蛋白的二级结构很少，但κ-酪蛋白中特定的二级结构在50%～75%之间，天然胶束酪蛋白大约有14%的螺旋结构、27%的β结构和41%折叠，仅剩下18%肽链结构呈不确定性。酪蛋白三级结构的证据较好，这使得酪蛋白的热变性和酪蛋白的稳定性相反，三级结构的缺少需要相当多的疏水残基暴露进行支持。

酪蛋白主要是在乳腺中合成的，它们是含有酯结合磷酸盐的蛋白质，脯氨酸的含量相对较高。

（一）α_s1-酪蛋白

含有199个氨基酸残基的α_s1-酪蛋白没有半胱氨酸残基，有结合8个磷酸盐的丝氨酸。具有较快电泳迁移率的α_s1-酪蛋白，以前被α_s0-酪蛋白表示，它已经被定性，其与携带9个磷酸基的丝氨酸的前体略微不同，因此它在碱性pH条件下含有一个额外负电荷，3个疏水区域位于序列残基的1～44、90～113和132～199。41～80残基序列具有很强的极性，这是由于其存在7个丝氨酰磷酸盐、8个谷氨酸和3个天冬氨酸。

α_s1-酪蛋白带有最多的电荷和含有最多的磷酸成分。从图1-7可看出，在pH6.6和离子强度0.05mol/m³时，α_s1-酪蛋白发生很强的交联。显而易见，要得到没有交联的分子，要求酪蛋白浓度很低。另一方面，减少离子浓度增加静电斥力的有效范围，可以降低交联。疏水作用也包括在交联作用中。在pH值较高时，即电荷较多时，即使酪蛋白浓度和离子浓度很高，交联仍会降低，并最终消失。

变种α_s0-酪蛋白，结构上比α_s1-酪蛋白多一个磷酸盐基团，牛乳中的数量很少。

（二）α_s2-酪蛋白

酪蛋白存在一些变种，它们的酯化磷酸盐基团的数量不同，每分子为10～14个，这种蛋白称为α_s2-酪蛋白。α_s2-酪蛋白包含207个氨基酸，含10个脯氨酸，与其他酪蛋白相比包含更多的磷酸化丝氨酸和赖氨酸，并在36和40位上都是半胱氨酸。由于磷酸化程度的不同，α_s2-酪蛋白的多种形式可以通过PAGE鉴定，磷酸化程度变化范围为10～14。这些形式被鉴定为α_s2-酪蛋白、α_s3-酪蛋白、α_s4-酪蛋白、α_s5-酪蛋白、α_s6-酪蛋白（α_s5-酪蛋白是α_s3-酪蛋白和α_s4-酪蛋白的二聚体）。13个磷酸基（12个结合在丝氨酸上，1个结合在苏氨酸上）位于分子3个区域：7～31残基、55～66残基和129～143残基。在酪蛋白中，α_s2-酪蛋白疏水作用最差，其疏水区域位于90～120残基和160～207残基。α_s2-酪蛋白包含两个半胱氨酸残基（形成一个—S—S—桥），没有碳水化合物基团，它们对Ca^2＋敏感。

α_s2-酪蛋白组分的疏水性最小（pH4.6）、磷酸化程度最高且最易变。在酪蛋白序列中有三个磷酸肽区域（5～18位、49～68位和126～145位）和一个带有很少量电荷的巨大疏水区域（90～120位）。第二大疏水区域（160～207位）有许多带电荷残基。蛋白质在许多位点上可被纤维酶水解。

（三）β-酪蛋白

β-酪蛋白是疏水性最强的酪蛋白，没有半胱氨酸，有高比例的脯氨酸（35个残基），这对其结构具有极大的影响。在乳正常pH值条件下，N端21个残基片断有较高的负电荷，而分子没有净电荷，极度疏水。β-酪蛋白分子的两性性质是其在溶液中形成胶束聚合物的原因。β-酪蛋白是具有相同氨基酸序列的6种蛋白质组成的，但在丝氨酸残基上结合0～5个磷酸基。很早就知道的γ-酪蛋白是β-酪蛋白经纤溶酶作用的水解产物。与β-酪蛋白残基29～209、106～209和108～209相应γ-酪蛋白存在于pH4.6时全酪蛋白的等电沉淀物中。在乳清中发现β-酪蛋白的其他片段（1～28、1～105、1～107残基），它们构成的部分片段以前被认为是“朊胨”。

β-酪蛋白是疏水性最强的酪蛋白，其高度疏水区域最大（55～90位和130～209位），并且24个氨基酸N端区域酸性极强。它有2个易被纤溶酶切割区域（28～29位和105～106位/107～108位）和一个对凝乳酶极敏感的区域（189～190位/192～193位）。像α_s2-酪蛋白中对酶敏感位点一样，这些区域是螺旋（20～30位和90～108位）和折叠（185～195位）。C端肽（193～209位）的丢失明显改变了解离平衡。例如，在高温条件下，当蛋白质被缔合时凝乳酶切割速度极慢，可能因为酶接近切割位点受到限制，也可能因为疏水性酶切位点是结合位点的一部分。这导致增加反应温度但减少了切割速率。β-酪蛋白含有大量的脯氨酸残基。从图1-4可以看出，β-酪蛋白的电荷分布不均衡。分子从N端开始的基础数据如下：

第一段　　　第二段

残基顺序数　　　　　　　　1～43　　　 44～209

脯氨酸频数　　　　　　　　0.02　　　　0.20

电荷频数　　　　　　　　　0.65　　　　0.12

静电荷　　　　　　　　　　-15.5　　　 +4.5

平均疏水性（每残基kJ）　　3.3　　　　6.0

每一部分在性质上都有较大差别，因而β-酪蛋白有点像亲水的脂肪酸盐分子，有带电荷的“头”、一个长链以及没有极性的尾。β-酪蛋白胶束由20～30个分子组成，交联和温度、离子强度有很大的相关性。低于5℃，β-酪蛋白不发生交联，分子保持分散。在牛乳中，部分的β-酪蛋白在低温下溶解，因而会增加牛乳的黏度。这些变化是可逆的，但变化速率缓慢。

（四）γ-酪蛋白

γ-酪蛋白是β-酪蛋白的降解产物，它是β-酪蛋白29～209位肽链片断，有更多的疏水基，易溶于乙醇中（在50%的乙醇溶液中，溶解度为900mg/L），α_s-酪蛋白的溶解度只有9mg/L。其分解主要是血浆酶引起的（EC3.4.21.7）。γ-酪蛋白的数量变化很大，这主要和牛乳的保存温度和时间有关。

（五）κ-酪蛋白

κ-酪蛋白是酪蛋白家族中唯一被糖基化的蛋白质。在PAGE中显示的前七条带中，糖基化程度差异与N-乙酰神经氨酸残基负电荷的数量有关。κ-酪蛋白是凝乳酶作用的产物，是研究最广泛的乳蛋白。它稳定酪蛋白胶束不被钙离子沉淀，但当Phe105～Met106肽键被酶分解成两个肽时[副-κ-酪蛋白（1～105位残基片段）]，疏水性部分，随酪蛋白胶束一同沉淀；酪蛋白糖巨肽（106～169位残基片段），由于它的强极性和高负电荷，所以残留在溶液中，这种稳定作用丧失。通过O-糖苷键，糖基部分可以和酪蛋白糖巨肽的131、133、135或142位上苏氨酸结合。κ-酪蛋白2个半胱氨酸残基位于11和88位，丝氨酸在149位，有时在127位被磷酸化。κ-酪蛋白两性性质促进其在溶液中形成胶束。不同于其他酪蛋白，κ-酪蛋白不能强烈的结合钙离子，对钙离子诱导沉淀不敏感。

κ-酪蛋白和其他酪蛋白有较大的差异性，它们中的两个半胱氨酸残基形成分子内二硫键，因此κ-酪蛋白在牛乳中产生5～11个单体的低聚物，大约2/3的分子含有一个碳水化合物基团，它是苏氨酸的酯化产物（131、133、135或者142位），还含有半乳糖胺、半乳糖或者一个或两个N-乙酰神经氨酸（NANA或者O-唾液酸）残基，见图1-8。这些基团每个含有一个或者两个负电荷和相当多的疏水基。此外还形成一些其他小的结构，故κ-酪蛋白分子有较大差异性。又因为它们中的一些有两个酯化磷酸基团，因此微观组成上的不均一性经常发生；即使对同一乳牛，也会发生这种情况。

在105～106位残基之间的肽键很易被凝乳酶水解（Met105-Phe106），值得注意的是这里有一个正电荷区域靠近这一肽键。

κ-酪蛋白总是强烈交联产生胶束，胶束含有大约30个κ-酪蛋白分子，包括碳水化合物基团。这种交联有些类似于β-酪蛋白，在分子之间有大量不同的交联。这些不同主要涉及碳水化合物成分。

κ-酪蛋白占总酪蛋白的10%～12%，在稳定乳中酪蛋白胶束起决定性作用。在酶切之后，降低了交替酪蛋白的稳定性。对新生儿营养和许多干酪的生产来说，引起这种转化的酶切是重要的。这可以通过有两个明显不同结构域的分子来完成，这些域在中性pH条件下通过酸性蛋白酶水解一个肽键而分开。N端域（1～95位残基）带有净正电荷，疏水性强，与其他酪蛋白相互作用强烈。C端域（113～169位残基）携带一个净负电荷，还有一个占优势的极性残基。这些域通过带有净正电荷的肽链（96～112位残基）连接，此肽一般预测为β股，并通常完好地保存在许多物种，含有一个能快速被凝乳酶识别序列，经快速和特异切割得到一个巨大疏水性肽[副-κ-酪蛋白，κ-酪蛋白（f1～105）]和一个较小亲水肽[酪蛋白糖聚肽（CMP），也叫糖巨肽（GMP），κ-酪蛋白（f106～169）]。

作为一个还原的、分离的蛋白质，κ-酪蛋白自缔合与β-酪蛋白类似。然而，在乳中κ-酪蛋白以一系列分子内二硫键聚合物的形式存在。当酪蛋白胶束在上皮细胞中装配之后，可能产生良好的聚合反应。此蛋白质的绝大多数性质不受聚合反应状态影响。大约一半κ-酪蛋白分子在一个或更多的下列苏氨酸位点上与短寡糖链进行翻译后糖基化：131、133、135、136（仅变异体B）或142位；多数κ-酪蛋白分子在Ser（149）位上磷酸化。

（六）酪蛋白的交联性质和钙沉淀敏感性的关系

除了溶液中单个酪蛋白之间相互作用之外，许多研究涉及了多个混合物之间相互作用。这些研究显示在缺乏多价阳离子的条件下，温度为25～37℃时，α_s1-酪蛋白和κ-酪蛋白缔合最强，其次是α_s1-酪蛋白和β-酪蛋白，然后是α_s1-酪蛋白的自缔合作用。然而，这些关系很大程度取决于环境条件，尤其是温度。

α_s2-酪蛋白和κ-酪蛋白都含有两个半胱氨酸残基，其他酪蛋白不含半胱氨酸。二硫化物和κ-酪蛋白的多聚体相连，多聚体的单体数范围从三个到非常大（见图1-9）。α_s2-酪蛋白存在共价的二聚物（二硫化物）。酪蛋白的电荷分布区别很大，可通过它们对钙沉淀的敏感性加以区分。

α_s1-酪蛋白由两个疏水区域（残基1～44和99～199）。这些区域包含脯氨酸残基，由一个两极区域区分（残基45～89）。α_s1-酪蛋白在pH值为中性时的稳定性依赖于离子强度和温度，这种稳定性主要归因于疏水反应和氢键，α_s1-酪蛋白在Ca^2＋（7mmol/L）很低的水平会发生沉淀。α_s2-酪蛋白在N端附近带有负电荷，在C端附近带有正电荷，它和α_s1-酪蛋白在pH值中性附近发生交联，对钙沉淀的敏感性方面和α_s1相似。

β-酪蛋白有一个高电荷的N端区域和一个疏水性的C端区域，它具有类似清洁剂的性质。它对钙沉淀的敏感性比α_s1-酪蛋白和α_s2-酪蛋白低，但它的交联与温度相关性大，这表明疏水交联是非常重要的，尤其是在分子的疏水部位被解离的情况下。β-酪蛋白是所有酪蛋白中水溶性最强的，在较低的温度下，其特征更加明显。牛乳中β-酪蛋白有较高的等电点（大约5.2），比α_s1-酪蛋白（大约4.8）高，这对于形成酸性胶体很重要。

κ-酪蛋白的二硫化物聚合物通过非共价键结合，形成相对分子质量为600000～650000的聚合物。这些聚合物在pH值中性条件下很稳定，离子强度或温度变化不发生解离。κ-酪蛋白对钙的沉淀有相当强的抵抗作用，同时能在相当于10倍的α_s-酪蛋白和β-酪蛋白抵抗钙情况下才发生沉淀。在凝乳酶将κ-酪蛋白在Phe105-Met106肽键解离后，稳定性丧失，生成副para-κ-酪蛋白（残基1～105）的疏水部分和亲水部分的糖聚肽（CMP）（残基106～169）。因为κ-酪蛋白的主要变种没有被糖基化，CMP表观相对分子质量约为33000（凝胶色谱法）；但十二烷基硫酸盐聚丙烯酰胺凝胶电泳分析其相对分子质量小于18000。

酪蛋白所有的自身交联和之间的聚合产生和钙离子有关。各种酶蛋白对钙离子的敏感性依次为α_s2-酪蛋白、α_s1-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白。酪蛋白和乳清蛋白形成聚合是在热处理情况下发生的。