Научный обзор молока, как полноценного и самодостаточного продукта питания

17.10.2020

Patel K. Summary of Whey Protein. Primary information, health benefits, side effects, usage, and other important details.

'>

Химический состав коровьего молока

Молоко представляет собой сложную смесь белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов. В животном мире молоко – единственный источник пищи для детенышей млекопитающих. Однако это объясняется не только базовым составом – в молоке также содержатся минорные компоненты, продуцируемые сложной системой клеточного синтеза. Эти компоненты насчитывают около 50 соединений (точная цифра зависит от источника сырья), которые активируют в организме ферментные системы, необходимые для защиты от ксенобиотиков (любые чуждые организму вещества, способные нарушать течение биологических процессов).

Усредненный состав коровьего молока*:

  • – вода – 86,6%;
  • – жир – 4,1%;
  • – белок – 3,6%;
  • – лактоза – 5%;
  • – зола – 0,7%.

*Взяты средние показатели по молоку коров западных пород (гензейская, джерсейская, эрширская, коричневая швейцарская, шортгорнская, голштинская).

На состав молока помимо породы, обуславливающей специфику метаболизма животного, также влияет рацион коровы, при этом наибольшей вариабельностью отличаются липидные фракции. То есть в большей степени меняется состав жиров, тогда как состав белков, золы и даже лактозы меняется слабо или незначительно. В прошлом селекционеры ориентировались именно на получение максимально жирного молока ввиду его высокой экономической ценности. Однако на сегодняшний день приоритетом стал белок и актуальные исследования направлены на выведение пород с наилучшим соотношением белок/жир и максимальной выработкой белка.

Низкая вариабельность в содержании солей и лактозы обусловлена тем, что осмотическое давление молока должно соответствовать осмотическому давлению крови, поэтому повышенное или пониженное содержание этих элементов биологически невозможно. При этом показатель зольности сам по себе относителен, потому что он учитывает только неорганические соли, ведь органические соли при озолении разрушаются. Основа зольного (соляного) состава коровьего молока – различные виды лимонной кислоты. При этом pH свеженадоенного молока несколько ниже, чем pH крови и составляет диапазон 6,6-6,8.

Некоторые компоненты в составе молока существуют не как отдельные молекулы, а в форме ассоциированных структурных единиц (то есть объединяются между собой в устойчивые формирования). Особенно это относится к липидам и казеинам, потому что липиды образуют крупные фракции, называемые глобулами, а казеины в молоке присутствуют в форме сферических молекул мицелл, где снаружи находятся гидрофобные молекулы, а внутри – гидрофильные. Именно этот фактор объясняет сниженное осмотическое давление и величину вязкости в молоке, потому что сферическая форма этих структур снижает общее число молекул (так называемых кинетических единиц).

Размеры основных компонентов молока (в нанометрах):

  • – лактоза – 0,5;
  • – сывороточный белок 4-6;
  • – мицеллы казеина 30-300;
  • – глобулы молочного жира – 2000-6000.

Какие белки содержатся в коровьем молоке

В среднем в одном литре коровьего молока содержится 30-39 гр белков с высокими нутритивными свойствами. При этом все белки в молоке делятся на две группы – казеины и сывороточные белки. Вот основные виды белков, которые вырабатывает молочная железа коровы:  альфа-S-казеины, бета-казеин, каппа-казеин, бета-лактоглобулин и альфа-лактальбумин. Также в коровьем молоке присутствуют белки крови – это иммуноглобулины и сывороточный альбумин.

Казеины всегда присутствуют в молоке в форме устойчивых образований с фосфатом кальция, которые называют казеиновыми мицеллами. Это очень большие образования – отдельные мицеллы могут составлять 600 нм. Вот почему фракции казеина и сывороточных белков в молоке достаточно легко разделить. При этом казеины составляют около 80% объема всех белков коровьего молока. Это приводит к тому, что на производстве в исходном сырье большая часть белка аккумулируется в сгустке, который формируются агломерацией казеиновых мицелл, это наглядно видно при производстве сыра. Все остальные белки в этом случае переходят в подсырную сыворотку, поэтому их называют сывороточными.

Раньше в основе производства почти всех молочных продуктов лежал процесс отделения казеинов от остальных белков посредством технологии изоэлектрического осаждения. Альтернативный вариант – направленная агломерация казеиновых мицелл под действием ферментов (как в сыроделии, процесс называется сычужное свертывание). Сывороточные белки при этом выбрасывались, потому что не существовало технологий по их концентрации и изоляции сывороточных белков. Сегодня такие технологии есть и они позволяют получать высококачественные сывороточные белки с высокими функциональными свойствами.

Основу молочной сыворотки составляют глобулярные белки следующих типов:

  • – бета-лактоглобулин;
  • – альфа-лактальбумин;
  • – альбумин крови;
  • – иммуноглобулины.

Первые два белка – генетический продукт молочной железы, два вторых попадают в молоко из крови. Также в молочной сыворотке содержатся белковые компоненты, представляющие собой полипептидны, например – гликомакропептиды.

С точки зрения аминокислотного состава казеины и сывороточные белки сильно различаются. Например, в казеинах много фосфосерина и пролина, но они бедны цистеином. В сывороточных белках значительно больше цистеина и их аминокислотный состав более сбалансированный.

Липидный состав коровьего молока

Коровье молоко содержит самые сложные из известных на сегодняшний день липидов (жиров). В первую очередь это триацилглицерины (ТАГ) или триглицериды (ТГ), они составляют 96-98% общего содержания липидов в молоке. Липиды представлены в форме глобул, причем их общее количество растет со временем, так как в процессе хранения происходит небольшой липолиз, увеличивающий объем свободных жирных кислот, моно- и диацилглицеринов. Так как в коровьем молоке идентифицировано более 400 различных жирных кислот, то общее число возможных ТАГ, представляющих комбинации этих кислот, составляет 64 миллиона.

Липидный состав коровьего молока (грамм на литр)*:

  • – триацилглицерины – 30,7;
  • – 1,2-диацилглицерины – 0,72;
  • – моноацилглицерины – 0,03;
  • – свободные жирные кислоты – 0,09;
  • – фосфолипиды – 0,36;
  • – холестерин – 0,15;
  • – эфир холестерина – 0,006;
  • – а также следы углеводородов.

*данные приведены для промышленно произведенного пастеризованного коровьего молока с показателем жирности 3,2%.

Молочные липиды, в частности – жирные кислоты, больше остальных компонентов коровьего молока подвержены вариабельности из-за кормовой базы животных. Особенно сильно меняется соотношение насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, то есть меняя рацион коровы можно получать молоко с большим содержанием ненасыщенных жирных кислот, которые обладают множеством полезных свойств – от стимулирования иммунитета до нормализации работы центральной нервной и пищеварительной системы.

Молочные соли и сахара в молоке

Соли молока – это натрий, калий, кальций и магний в форме хлоридов, фосфатов, цитратов и бикарбонатов. В молоке присутствуют органические и неорганические соли, их не следует путать с зольным остатком, когда в результате сжигания образуются оксиды минеральных веществ. В молоке несколько видов солей и их размер варьируется от ультрафильтруемых (свободные ионы и ионные комплексы) до больших коллоидов, которые участвуют в образовании казеиновых мицелл.

Среднее содержание основных солей и лактозы в молоке (мг на 100 мл):

  • – всего солей кальция – 121;
  • – ионы кальция – 8;
  • – соли магния – 12,5;
  • – цитраты – 181;
  • – неорганические фосфаты – 65;
  • – соли натрия – 60;
  • – соли калия – 144;
  • – хлориды – 108;
  • – лактоза – 4800.

Подтверждена обратная зависимость между содержанием калия и лактозы, а также между содержанием натрия и калия. Эта зависимость определяет в том числе важное физическое свойство молока – оно всегда имеет приблизительно одинаковую точку замерзания в диапазоне от -0,53 до -0,57 °C. Этот факт позволяет легко проверить, не разбавлено ли молоко водой.

В плане углеводного состава в молоке больше всего лактозы (ее также называют молочным сахаром). Она представлена в двух формах – альфа- и бета-. Кристаллическая форма лактозы может иметь различные конфигурации, например – так называемая конфигурация «томагавк» придает мороженному ощущение «песчанистости». Сладость лактозы составляет 20% сладости сахарозы, она необходима для формирования традиционной органолептики молока. Именно поэтому сывороточные концентраты и изоляты, имеющие минимальное или незначительное содержание лактозы, отличаются менее выраженным молочным вкусом и запахом.

Ферменты в коровьем молоке

Ферменты присутствуют в молоке в небольшом количестве, однако во многом определяют его стабильность и свойства. Наличие ферментов сегодня особенно важно, так как большинство молочных комбинатов используют высокотемпературную и УВТ-переработку, чтобы получать продукты с длительным сроком хранения. Такие условия благоприятны для ферментативной активности и ее реактивации, а при длительном сроке хранения продукт получает больше времени для протекания реакций, катализируемых этими ферментами.

Группы основных нативных ферментов коровьего молока:

  • – оксидоредуктазы (например, ксантиноксидаза);
  • – трансферазы (например, рибонуклеаза);
  • – шидролазы (например, протеиназы);
  • – лиазы (например, карбоновая ангидраза).

Многие ферменты коровьего молока связаны с другими его структурами, например – с мицеллами казеинов. Однако на распределение ферментов между такими структурами влияет множество факторов, включая условия переработки и хранения. Например, липолиз молока, индуцированный низкими температурами, вызывает перемещение липазы от мицелл к жировым глобулам, а если молоко длительно хранится в холодильнике – протеиназы произвольно отделяются от казеиновых мицелл. Это важные реакции, потому что они могут существенно менять запах и вкус молока, а также влиять на стабильность белков.

Питательные свойства молока

Молочные продукты составляют значительную часть рациона жителей развитых стран. Например, по статистике для США американцы получают из молочных продуктов от четверти до трети белка, кальция, фосфора и рибофлавина. В процентном потреблении цельное пастеризованное и непастеризованное молоко вносит следующий вклад в общее потребление нутриентов (усредненные значения)*:

  • – энергетическая ценность – 12%;
  • – белок – 25%;
  • – кальций – 76%;
  • – фосфор – 38%;
  • – железо – 3%;
  • – Витамин А – 12%;
  • – тиамин – 10%;
  • – рибофлавин – 44%;
  • – ниацин – 2%;
  • – аскорбиновая кислота – 3%.

*в перечне не указан Витамин D3, однако во многих странах питьевое молоко обогащается этим витамином, например – обогащение в концентрации 41 МЕ на 100 гр дает 35% рекомендованной нормы суточного потребления.

Рекомендованная норма суточного потребления (РНСП) для молока и молочных продуктов может быть рассчитана, если в качестве базы для сравнения взять 2000 Ккал (или 8372 кДж, что является средней рекомендованной калорийностью суточного рациона для взрослого гражданина США). Пример процентного содержания от РНСП для 240 мл питьевого молока жирностью 1%:

  • – 4% общих жиров;
  • – 7% насыщенных жиров;
  • – 3% холестерина;
  • – 5% натрия;
  • – 4% общих углеводов.

Обратите внимание, что на этикетках молока и молочных продуктов в качестве базы по калорийности могут быть взяты два показателя – 2000 Ккал и 2500 Ккал (10,465 кДж). И хотя некоторые нутриенты не обязательны для указания состава на этикетках, очевидно, что молоко выступает оптимальным естественным источником Витамина В12, рибофлавина, Витамина А, тиамина, ниацина, кальция, фосфора, магния и белка.

Если молоко обезжирено, то в нем значительно снижается объем жирорастворимых витаминов (A, D, E), зато пропорционально вырастает плотность других нутриентов. Этот процесс активно протекает во время изготовления сыра, потому что большая часть жирорастворимых витаминов выводится в подсырную сыворотку, однако, например, содержание кальция в сычужных сырах остается таким же, как в молоке (но в кисломолочных сырах его объем ниже).

Важно учитывать, что пищевая ценность и нутритивные свойства белка важнее его объема в продукте. Молочные белки соответствуют физиологическим потребностям человека и считаются высококачественными (по параметру усвояемости и объему незаменимых аминокислот). Если биологическую ценность яйца определить как 1, то биологическая ценность нативного молока будет 0,9. В нативном молоке по сравнению с яичным меньше серосодержащих аминокислот, в частности – метионина и цистеина. Однако в сывороточных белках этих аминокислот больше, чем в казеинах, поэтому если речь идет не об исходном сырье, а о сывороточном концентрате или изоляте, то его биологическая ценность будет равна 1 (у казеинов 0,8). С другой стороны, за счет своей структуры казеины легче усваиваются.

Что такое непереносимость лактозы и решение проблемы

Непереносимость лактозы – это сниженная выработка бета-галактозидазы (она же – лактаза, фермент, обеспечивающий гидролиз лактозы). Чаще эта патология встречается у жителей Африки и Азии, реже – у европейцев и жителей Северной Америки. Симптомы – диарея, метеоризм и спазмы в животе после употребления молока и молочных продуктов.

Однако в действительности симптоматика может сильно различаться, так как сами статистические данные по распространению непереносимости лактозы очевидно завышены, потому что в типовых тестах используется дозировка лактозы 1-2 гр на 1 кг массы тела. Это очень большая дозировка, получить которую из продуктов питания не так просто. Это подтверждается тем фактом, что у большинства людей с диагнозом «непереносимость лактозы» не возникает негативных эффектов при употреблении 240 мл питьевого молока. Более того – иногда непереносимость молока не обуславливается нарушением усвояемости лактозы.

Тем не менее, для многих людей действительно предпочтительнее употреблять молоко с предварительно гидролизованной лактозой – это возможно на производстве с помощью добавления низких доз растворимой или иммобилизованной микробной лактазы. Также люди с непереносимостью лактозы могут употреблять лактазу в таблетированной или жидкой форме, либо они могут использовать для дополнения рациона питания концентраты и гидролизаты молочной сыворотки, в которых содержание лактозы минимально. При этом людей, которые не переносят лактозу только в больших дозах, гораздо больше, чем тех, кто не переносит ее даже в малом объеме.

Поэтому, несмотря на значительное распространение лактозной недостаточности, молоко и молочные продукты принято считать важной частью сбалансированного и разнообразного рациона детей и взрослых. Кроме того, молочные продукты могут эффективно использоваться для устранения дефицита нутриентов в глобальных масштабах.

Как технология переработки влияет на пищевую ценность молочных продуктов

Абсолютное большинство способов технологической переработки молока (пастеризация, стерилизиация, концентрирование, дегидратация) подразумевает нагрев сырья. Изменения, которые кратковременное повышение температуры среды вносит в структуру молока, делятся на два типа – изменения первичной структуры и изменения других структур (вторичной, третичной и четвертичной). Способы технологической обработки, которые обеспечивают «развертывание» белков, могут повышать их биологическую ценность по части усвояемости, так как пептидные связи становятся доступнее для пищеварительных ферментов. Однако изменения первичной структуры могут сделать некоторые компоненты недоступными, что соответственно снизит усвояемость продукта.

Также длительная тепловая обработка или тепловая обработка при высоких температурах могут привести к тому, что остатки цистина и фосфосерина элиминируются и образуют дигидроаланин. Дигидроаланин вступает в реакцию с остатками лизина и происходит поперечная сшивка молекул с образованием лизиноаланина. Лизиноаланин биологически недоступен – он может проникать через кишечную стенку, но не усваивается и выводится с мочой. Также в кишечнике он усложняет усвоение находящихся рядом молекул, что снижает общую усвояемость белка.

Это особенно важно для нативных молочных продуктов, в которых невысок объем серосодержащих аминокислот. Однако при пастеризации и УВТ-обработке появляется очень мало лизиноаланина, он образуется в больших количествах только при пастеризации в консервных банках.

Еще одна проблема температурной обработки – инициация реакция Майяра, в ходе которой образуется лактулозо-лизин, также биологически недоступный и соответственно снижающий объем доступного лизина. При УВТ-стерилизации потери биодоступного лизина составляют всего 2-4%, при пастеризации еще меньше – 1-2%. Однако более жесткие виды термической обработки, например – высокотемпературное сгущение выпариванием и стерилизация в банках, могут привести к потерям биодоступного лизина свыше 20%. Также содержание доступного лизина значительно снижается при длительном хранении УВТ-продуктов в условиях температурного режима от 35 °C. Однако это компенсируется тем, что в молочных белках много лизина (только не в том случае, когда такой белок употребляется для устранения дефицита лизина).

Влияние технологий переработки молока на содержание витаминов

При пастеризации или УВТ-стерилизации значительных потерь не имеют жирорастворимые витамины А (включая каротин), D, E, а также водорастворимые – рибофлавин, биотин, пантотеновая кислота, никотиновая кислота. Однако другие витамины (В6, В12, фолиевая и аскорбиновая кислоты) значительно более чувствительны к нагреванию и окислительной деградации (Витамин В12 в этом плане чуть более стабилен, чем остальные витамины данной группы). При этом, например, сам Витамин С достаточно стоек к нагреванию, но нетермостоек дегидроаскорбат – первый продукт его окисления. Решить эту проблему можно двумя способами – либо при переработке сырья исключать воздействие кислорода, либо использовать упаковку с высокими барьерными свойствами в отношении кислорода.

Однако обычно УВТ-стерилизация и пастеризация, если они проводятся в надлежащих условиях, приводят к значительно меньшим потерям нутриентов в сравнении с бытовой готовкой. При этом если молоко или молочный продукт хранится длительное время, первостепенную важность имеет тип упаковки и условия хранения. Например, помимо высоких барьерных свойств к кислороду важна светонепроницаемость, препятствующая не только изменению органолептики продукта, но также потере рибофлавина.

Если на производстве применяется сушка или стерилизация в банках, то потери витаминов могут быть значительными. Особенно это касается Витамина В12, так как молоко выступает его естественным пищевым источником. То есть для производства молочных продуктов с длительным сроком хранения, которые при этом сохранят высокую биологическую ценность и не будут иметь значительных потерь по нутриентному составу, необходимо выбирать способы переработки сырья, минимизирующие эти негативные факторы. В частности, допустимо использовать УВТ-обработку и не допускать воздействия кислорода и света в процессе переработке и хранения.

Биоактивные пептиды в молочных белках

В молочных белках содержатся пептиды, влияющие на следующие биологические функции человеческого организма – всасывание нутриентов в кишечнике, секреция гормонов, иммунитет, рост микроорганизмов, передача неврологической информации. Эти пептиды высвобождаются либо в желудке, либо в кишечнике в результате протеолитической активности пищеварительных ферментов. Сегодня эти пептиды можно получать лабораторно либо используя соответствующие протеиназы, либо в результате химического синтеза. Потенциально ими можно обогащать продукты питания специального назначения.

Пептиды казеинов

Некоторые пептиды казеинов (казокинины) оказывают противогипертонический эффект, так как подавляют ангиотензинпереваривающий фермент (АПФ). Эти пептиды называют АПФ-ингибиторами, они снижают артериальное давление и уровень альдостерона (это гормон коры надпочечников, который повышает способность тканей удерживать воду и ускоряет переход жидкости из сосудистого русла в ткани). Также пептиды казеина активируют депрессорное действие брадикинина – пептида, расширяющего кровеносные сосуды и таким образом снижающего артериальное давление (большинство синтетических АПФ-ингибиторов действуют по этому механизму).

Пептиды, производимые альфа- и бета-казеинами, обладают антимикробной активностью. В частности, пептиды израцидин и казоцидин-I активны против грамположительных и грамотрицательных штаммов. Пептид, образующийся из каппа-казеина, демонстрирует противокариесную активность, так как подавляет рост стрептококков в ротовой полости. Также он предотвращает образование зубного налета, поэтому его используют в составе некоторых стоматологических препаратов. Казеинофосфопептиды хорошо связываются с кальцием и устойчивы к протеолизу, поэтому в кишечнике они повышают растворимость кальция и ускоряют его транспорт через кишечную стенку. Как следствие – стимулируются процессы всасывания кальция и минерализации костей.

Также идентифицированы пептиды казеинов, обладающие опиоидной активностью (анальгезирующее и седативное действие). Например, некоторые производные бета-казеина обладают морфиноподобным действием, поэтому их называют бета-казоморфинами. При этом структура таких пептидов отличается от структуры типичных пиоидных пептидов (эндорфинов). Они могут модулировать время желудочно-кишечного транзита, устранять диарею, нормализуют транспорт аминокислот и активность поджелудочной железы, увеличивают секрецию инсулина. А некоторые пептиды каппа-казеина демонстрируют противотромбическую и/или иммуномодулирующую активность. Например, гликомакропептид одновременно индуцирует полиферацию В-лимфоцитов (они продуцируют антитела и обеспечивают гуморальный иммунитет), стимулирует синтез иммуноглобулина IgA и снижает агрегацию тромбоцитов, подавляя процессы тромбообразования.

Биологическая активность пептидов казеинов молока:

  • – антимикробная;
  • – антитромбическая;
  • – ингибирование АПФ;
  • – связывание и транспорт кальция;
  • – иммуномодулирование;
  • – опиоидный агонизм;
  • – опиоидный антагонизм.

Пептиды сывороточных белков

В сывороточных белках производные бета-лактоглобулина и альфа-лактальбумина оказывают антимикробное действие, но активны только в отношении грамположительных бактерий. Производные бета-лактоглобулина бета-лакторфины ингибируют АПФ и некоторые выступают опиоидными агонистами.

Лактоферрин В (производный пептид глобулярного белка лактоферрина) обладает выраженными антимикробными свойствами. Исследования показали, что если его добавлять в детские смеси и напитки для взрослых, то его уровень в желудочно-кишечном тракте значительно повышается. Это приводит к подавлению штаммов Staphylococcus aureus и Escherichia col (кишечная палочка), причем степень подавления сравнима с эффектом от антибиотиков. Также этот пептид оказывает антиоксидантное, иммуномодулирующее и противовоспалительное действие.

Биологическая активность пептидов молочной сыворотки:

  • – антимикробная;
  • – антитромбическая;
  • – антиоксидантная;
  • – ингибирование АПФ;
  • – иммуномодулирование;
  • – опиоидный агонизм.

Нутритивные свойства молочных белков

Биологическая ценность белков определяется двумя факторами – усвояемость и содержание эссенциальных (незаменимых) аминокислот. Именно поэтому суточная норма белка на самом деле зависит не от его объема, а от типа и качества (под качеством как раз понимают сочетание показателей усвояемости и аминокислотного профиля).

Высококачественными называют белки, характеризующиеся высокой усвояемостью и содержанием эссенциальных аминокислот в объеме равном или превышающем эталонный уровень, установленный Организацией ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства (ФАО). По параметру усвояемости эталонными признаны яичные и молочные белки, в целом все белки животного происхождения имеют более высокое качество, чем белки растительного происхождения.

Эссенциальные аминокислоты

Для аминокислотного состава белков существует понятие лимитированности. Например, в белках риса, пшеницы, ячменя и кукурузы много метионина, но очень мало лизина. То есть в этих белках недостаточно лизина для покрытия суточной потребности, поэтому лизин в этом случае называется лимитирующей аминокислотой. В бобовых и масличных белках лизина много, но мало метионина, а в арахисе мало и лизина и метионина, поэтому обе эти аминокислоты выступают для данного белка лимитирующими.

Концептуальное отличие молочных белков от растительных в том, что в их профиле все аминокислоты содержатся в достаточном объеме. Эти белки признаны эталонными, в них нет лимитирующих аминокислот (такие кислоты для других белков высчитываются по соотношению с показателем этой же аминокислоты для эталонного белка). Это важно потому, что если рацион человека не включает достаточно эссенциальных аминокислот, возможна задержка роста (у детей до 12 лет) или развитие патологий (у взрослых).

Лейцин, изолейцин, валин, тирозин, гистидин и фенилаланин никогда не бывают лимитирующими, чаще всего таковыми выступают лизин, треонин, триптофан и серосодержащие аминокислоты. Устранить недостаток лимитирующих аминокислот можно либо обогащением белка на производстве, либо комбинированием белков в рационе. Комбинирование с молочными белками всегда эффективно, при их регулярном употреблении не возникает проблемы дефицита эссенциальных аминокислот.

Нюанс в том, что реальная необходимость потребления по аминокислотному профилю индивидуальна для каждого человека (это обуславливается колоссальным числом факторов – от генетических особенностей до образа жизни). ФАО рекомендует придерживаться универсальных рекомендаций для детей 2-5 лет (даже взрослым). Это необходимо потому, что слишком большой объем какой-то аминокислоты может привести к «аминокислотному антагонизму». Это состояние, при котором чрезмерное употребление одной аминокислоты приводит к дефициту другой, даже если она поступает в достаточном количестве. В этом случае между аминокислотами начинается конкурирование за приоритет всасывания в кишечнике.

Например, если у вас в рационе переизбыток лейцина, он усваивается приоритетнее изолейцина, валина и тирозина, соответственно часть этих трех аминокислот просто не успевает усваиваться в кишечнике и выводится в неизмененном виде. В итоге, возникает дефицит изолейцина, валина и тирозина, хотя с пищей их может поступать достаточно.

Сравнение биологической ценности белков (в % по данным ФАО/ВОЗ):

  • – белки коровьего молока – 100;
  • – яичный белок – 100;
  • – говядина – 100;
  • – рыба – 100;
  • – пшеница – 40;
  • – рис – 59;
  • – кукуруза – 43;
  • – ячмень – 55;
  • – горох вареный – 73;
  • – горох зеленый – 82;
  • – арахис – 67.

Усвояемость

Усвояемость животных белков выше, чем растительных, однако этот показатель зависит от многих факторов. Нативные белки гидролизованы меньше, чем частично денатурированные, поэтому они усваиваются несколько хуже. Однако денатурированные белки теряют функциональные свойства, например – глобулярные белки казеинов и сывороточных белков не проявляют антимикробной, антитромбической, антиоксидантой, иммуномодулирующей активности.

Это справедливо для белков всех видов – нативная форма предпочтительнее денатурированной с точки зрения сохранения функциональности. При этом частичная денатурация, не влияющая на свойства белков, допустима, так как повышает усвоение. Например, для молочных белков температурная обработка до 90 °C длительностью до 60 минут не приводит к изменениям в первичной структуре глобулярных белков (то есть они не теряют выше описанные свойства).

Основные преимущества молочных белков перед другими видами белка

Молочные белки хорошо усваиваются и обладают полным составом эссенциальных (незаменимых) аминокислот в высокой концентрации. Например, в нативном сывороточном изоляте объем лейцина, изолейцина и валина составляет 21% от общего объема. Эти аминокислоты из-за их структуры называют аминокислотами с разветвленной боковой цепью (BCAA), их присутствие в рационе важно потому, что без них невозможно построение скелетной мускулатуры и протекание основных метаболических реакций – от выработки гормонов до иммунологических реакций. Также в молочных белках много других незаменимых аминокислот – это лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин, для детей незаменимой аминокислотой также является аланин.

Под воздействием ферментов в желудке молочные белки высвобождают глико- и фосфолипиды, которые необходимы для секреции желудочного сока, формирования клеточных мембран, протеолиза (процесса расщепления белков до аминокислот). Поэтому с точки зрения биологической ценности, обеспечиваемой высоким качеством белка, молочные белки предпочтительнее белков других видов и ФАО/ВОЗ рекомендуют включать их во все типы рационов для всех категорий граждан, чтобы избегать недостатка нутриентов. Важный нюанс заключается в том, что только нативные молочные белки сохраняют функции глобулярных белков в своем составе, а именно:

  • – бета-лактоглобулин выступает источником BCAA, необходим для транспорта в кишечнике Витамина D3 и всех витаминов группы В;
  • – альфа-лактальбумин также источник BCAA, проявляет антиоксидантные свойства (подавляет активность свободных радикалов кислорода, снижая уровень окислительного стресса);
  • – иммуноглобулины, попадающие в молоко из крови животного, аналогичны иммуноглобулинам человека, поэтому участвуют в работе иммунной системы, нейтрализуя патогенны, вирусы, яды, любые чужеродные вещества;
  • – альбумин сыворотки крови выступает источником железа (профилактика анемии) и оказывает противомикробное действие;
  • – гликомакропептиды подавляют активность патогенов и стимулируют выработку холецистокинина (нейропептидный гормон, обеспечивающий чувство насыщения);
  • – лактоферрин подавляет деятельность патогенной микрофлоры, стимулирует развитие лакто- и бифидобактерий.

Другая проблема молочных белков, денатурированных на производстве посредством высокотемпературной обработки, заключается в поперечной сшивке («склеивание») молекул некоторых аминокислот. Например, лизиноаланиновая сшивка не может быть расщеплена трипсином, то есть эти аминокислотные остатки (лизин и аланин) не усвоятся. Они проникнут через кишечную стенку, но будут выведены в неизмененном виде вместе с мочой. Более того – лизиноаланиновые сшивки усложняют усвоение рядом находящихся аминокислотных остатков. Это приводит к тому, что аминокислотный профиль денатурированного белка ухудшается, снижается его качество и питательная ценность. Нативные белки с этой точки зрения предпочтительнее, так как они обрабатываются при температурах, при которых сшивки между молекулами не образуются.

Альфа-лактальбумин и лактоферрин имеют доказанный противоопухолевый эффект. Экспериментально подтверждено, что казеины и сывороточные белки, употребляемые для повышения питательной ценности рациона, стимулируют прирост мышечной массы, повышают физическую работоспособность, мышечную силу и выносливость. Эти эффекты обеспечиваются в том числе большим объемом аминокислот BCAA, которые активирует фактор клеточного роста мышечных белков mTOR и формируют до 30% тканей скелетных мышц. Однако для обеспечения роста мышц необходимы все протеиногенные аминокислоты, поэтому употребление молочного белка эффективнее, чем прием только добавок BCAA.

Глобулярные белки подавляют общее воспаление, а также локальное воспаление мышц, вызванное микроповреждениями. Они способствует более быстрому восстановлению и регенерации, стимулируя клеточный рост. Важно, что молочные белки приводят к чувству сытости быстрее других видов белков, например – их можно принимать между основными приемами пищи и в дополнение к ним. Это способствует потере жировой массы, так как чувство насыщения наступает быстрее, но при этом не создается иллюзия насыщения – организм действительно получает все необходимые нутриенты. Эффекты ускоренного похудения доказаны экспериментально при сравнении молочных белков с различными растительными белками, включая соевые белки.

Молочные белки эффективно предотвращают потерю мышечной массы, обусловленную старением и патологиями. Они улучшают состояние сердца и сосудов (влияние на холестерин и ингибирование АПФ). Повышают общую антиоксидантную активность в организме, стимулируют иммунные реакции, снижают уровень С-реактивного белка (СРБ). Эффект снижения воспаления отмечен в том числе для воспаления слизистой оболочки тонкого и толстого кишечника при язвенном колите, Болезни Крона и других патологиях, дающих синдром раздраженного кишечника. Также состояние кишечника нормализуется за счет модулирования молочными белками микробиоты. Отдельные исследования показывают, что глобулярные белки молока могут оказывать противодиабетический эффект на уровне синтетических противодиабетических препаратов (например, сульфонилмочевины).

Молочные белки и непереносимость лактозы

Непереносимость лактозы – это состояние, при котором в кишечнике вырабатывается недостаточно бета-галактозидазы (лактазы). Лактаза – фермент, расщепляющий лактозу (молочный сахар). Симптомы непереносимости лактозы – метеоризм, вздутие, диарея. Но реально дефицит лактазы может выражаться по-разному – в типовых тестах используется дозировка 1-2 гр лактозы на 1 гк массы тела, получить такую дозировку из естественного рациона непросто. На самом деле многие люди с диагнозом «непереносимость лактозы» могут свободно выпивать стакан молока (240 мл) без последствий.

Помимо непереносимости лактозы возможна аллергия на молоко, она не связана с недостаточной выработкой лактазы и может вообще не иметь внешних проявлений. Но если исходное молочное сырье действительно аллергично, то его нативные изолированные формы (например, сывороточный изолят) не приводят к аллергическим реакциям и не создают проблем с пищеварением у людей с непереносимостью лактозы. Потому что в изоляте объем лактозы минимален. Таким образом, нативные изоляты молочного белка могут свободно употребляться людьми с непереносимостью лактозы.

Источники:

Сарафанова Л. Современные пищевые ингредиенты. Особенности применения.

Скорбина Е. Теоретические основы обогащения продуктов питания.

Chromolab.ru Аминокислоты и органические кислоты.

Красуля О. Моделирование рецептур пищевых продуктов и технологий их производства: теория и практика.

Технический регламент Таможенного союза «О безопасности мяса и мясной продукции» (ТР ТС 034/2013).

ТР ТС 027/2012 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания».

ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции» (с изменениями на 8 августа 2019 года).

Hazlett R. Milk Proteins.

Fox P. Dairy Chemistry and Biochemistry.

Fitsa-group.com Milk proteins are made up of two main categories: serum proteins and casein proteins.

Davoodi S. Health-Related Aspects of Milk Proteins.

Uniacke-Lowe T. Beta-Lactoglobulin.

Brew K. Whey Proteins in Functional Foods.

Ramos O. Whey and Whey Powders: Production and Uses.

El-Agamy E. The challenge of cow milk protein allergy.

Kimball S. Signaling pathways and molecular mechanisms through which branched-chain amino acids mediate translational control of protein synthesis.

Paddon-Jones D. Dietary protein recommendations and the prevention of sarcopenia.

Burks W. Food Allergy.

Cutillas P. Protein Denaturation.

Alida D. Denaturation of Protein: Definition & Causes.

Sciencedaily.com Denaturation (biochemistry).

Uniacke-Lowe T. Beta-Lactoglobulin.

Brew K. Alpha-Lactalbumin.

Mehra R. Milk immunoglobulins for health promotion.

Hurley W. Perspectives on Immunoglobulins in Colostrum and Milk.

Stephens C. What is a serum albumin test?

Córdova-Dávalos L. Glycomacropeptide Bioactivity and Health: A Review Highlighting Action Mechanisms and Signaling Pathways.

WebMD. LACTOFERRIN.

Hulmi J. Effect of protein/essential amino acids and resistance training on skeletal muscle hypertrophy: A case for whey protein.

Kim D. Effect of BCAA intake during endurance exercises on fatigue substances, muscle damage substances, and energy metabolism substances.

Garrett R. Biochemistry. Globular Proteins.

Seppo L. A fermented milk high in bioactive peptides has a blood pressure-lowering effect in hypertensive subjects.

Tinsley G. What Foods Should I Eat and Avoid with Coronary Heart Disease?

Crichton G. RELATIONS BETWEEN DAIRY FOOD INTAKE AND ARTERIAL STIFFNESS: PULSE WAVE VELOCITY AND PULSE PRESSURE.

Hidayat K. Milk in the prevention and management of type 2 diabetes: The potential role of milk proteins.

Baehr V. Glutathion (GSH) Intrazellulärer Nachweis in Immunzellen.

McCarty M. An increased need for dietary cysteine in support of glutathione synthesis may underlie the increased risk for mortality associated with low protein intake in the elderly.

Weller C. WHEY PROTEIN AND INFLAMMATION.

Gunnars K. Whey Protein 101: The Ultimate Beginner's Guide.

Patel K. Summary of Whey Protein. Primary information, health benefits, side effects, usage, and other important details.


Возврат к списку

*********************************
'api:main.feedback' is not a component