2019-04-18

Suplementy białkowe na bazie mleka krowiego



Mleko i przetwory mleczne należą do grupy produktów szczególnie cenionych przez konsumentów, za swoje walory smakowe oraz mnogość zastosowań w codziennym jadłospisie. Nabiał znajduje również uznanie w oczach osób aktywnych fizycznie, które upatrują w nim źródła wysokiej jakości białka. Nie zawsze możliwe jest jednak dostarczenie dużej ilości białka z produktów mlecznych, czy to z powodów praktycznych czy zdrowotnych. Alternatywą mogą być preparaty białkowe wytworzone na bazie białek mleka krowiego, których przegląd przedstawię w tym artykule.

Surowcem do przygotowania odżywek białkowych jest najczęściej mleko krowie. Obiegowo mleko uznawane jest za produkt wysokobiałkowy, choć przeciętna zawartość białka w 100g mleka to jedynie ok. 3 g, dla porównania w 100 g grochu znajdziemy 5 g białka. Rozpatrując w kontekście ilościowym zawartość białka w mleku, jest to raczej przeciętne źródło. Jednak w aspekcie jakościowym, białka mleka wyróżniają się na tle innych produktów, cechując się wysoką wartością odżywczą. Potwierdza to również zestawienie wskaźnika wartości biologicznej (BV – ang.biological value ) białek mleka ( BV = 91 ) oraz wspomnianego grochu ( BV = 48-69 ). Podsumowując, mleko krowie zawiera białka wysokiej jakości, ale występujące w przeciętnej ilości. Technologia produkcji preparatów białkowych skupiona jest więc na metodach koncentracji i zagęszczenia surowca. Warto w tym miejscu wyjaśnić, że mimo iż odżywki białkowe mają najczęściej postać proszku, nie należy ich mylić z mlekiem w proszku, dostępnym w większości sklepów spożywczych. Proces produkcji suplementów na bazie białek mleka krowiego jest dużo bardziej złożony i ukierunkowany na produkt końcowy o innym przeznaczeniu rynkowym.


Produkcja i rodzaje odżywek białkowych na bazie mleka krowiego

Frakcja białkowa mleka reprezentowana jest przez dwie podstawowe grupy: białka kazeinowe (stanowiące ok. 80 %) i serwatkowe (stanowiące ok. 20 % ). Rynek suplementów diety oferuje produkty oparte na obu tych frakcjach oraz ich mieszaniny. Pierwszym etapem produkcji odżywek białkowych, jest oddzielenie kazeiny od serwatki, obecnie jest to znany proces obserwowany m.in. przy produkcji sera. Niegdyś był on prawdopodobnie dziełem przypadku, i jak głosi legenda dotyczył mieszkańców rejonu dawnej Mezopotami. Tamtejsze ludy wyprawiały z cielęcych żołądków bukłaki na wodę i mleko. Pewnego razu pewien wędrowiec zauważył, że mleko w jego bukłaku zmieniło się w żółtawą ciecz z białymi grudkami. Wtedy nie mógł wiedzieć, że podpuszczka zawarta w ścianach żołądka, z którego był wykonany pojemnik, zapoczątkowała proces wytrącania się skrzepów kazeiny na powierzchni serwatki. Białka kazeinowe od wieków stanowią główny składnik różnego rodzaju serów. Historię serwatki można określić mianem „american drem” jeśli takie pojęcie istniałoby w świecie suplementów. Jeszcze kilkadziesiąt lat temu, serwatka była traktowana jako bezużyteczny odpad po produkcji serów, obecnie jej właściwości doceniają specjaliści z wielu branży, na czele z przemysłem spożywczym. Już w latach 20 ubiegłego wieku podjęto starania, aby skoncentrować serwatkę. Próby suszenia na gorąco oraz suszenia rozpyłowego, z różnych przyczyn nie przynosiły oczekiwanego rezultatu. Dopiero w latach 70., opracowano technologię filtracji membranowej co zrewolucjonizowało proces wytwarzania koncentratów białek serwatkowych. Zasada działania technik membranowych polega na zatrzymywaniu poszczególnych składników cieczy, które nie przedostaną się przez różnego rozmiaru pory w membranie, przez co ciecz ulega filtracji. Techniki membranowe najczęściej wykorzystywane przy produkcji białek serwatkowych to ultrafiltracja i mikrofiltracja, różniące się między sobą średnicą otworów w membranie filtrującej. Dla mikrofiltracji wynoszą one około 10 - 01 µm, a do ultrafiltracji 0,1 – 0,01 µm. Proces filtracji może przebiegać wieloetapowo, a produkt końcowy cechować różnym stężeniem białka i pozostałych składników. 

1. Koncentrat Białek Serwatkowych

Koncentrat białek serwatkowych ( WPC – ang. whey protein concentrate ) zawiera od 35 – 80 % białka, 50 – 6 % laktozy oraz 12 – 8 % tłuszczu. Jego wartość biologiczna (BV) wynosi 104. Białka serwatkowe tworzą grupę białek zgrupowanych w oparciu o ich rozpuszczalność i metodę produkcji. β-Laktoglobulina jest głównym bioaktywnym peptydem serwatki, występuje w ilości 3g na 1 l mleka. Pozostałe peptydy warunkujące właściwości białka serwatkowego to: α- Laktalbumina ( 0,6-1,7 g/ l mleka ), albumina surowicy bydlęcej (BSA) (0,4 g / l mleka ), immunoglobuliny, glikomakropeptydy (GMP), laktoferyna, laktoperoksydaza, NOP-47 oraz laktostatyna.

2. Izolat Białek Serwatkowych

Izolat białek serwatkowych ( WPI – ang. whey protein isolate ) zawiera ponad 90 % białka i znacznie mniejsze ilości pozostałych makroskładników, w tym laktozy. Jego wartość biologiczna (BV) wynosi 158. Wyższy stopień koncentracji białka, wymaga modyfikacji procesu produkcyjnego. Na rynku dostępne są izolaty uzyskane w procesie wymiany jonowej (ang. Ion Exchange) oraz mikrofiltracji z przepływem krzyżowym (CFM – ang. cross-flow microfiltration). Wymiana jonowa jest metodą, która wykorzystuje ładunek elektryczny oraz zmianę pH, do wytrącenia białek z serwatki podczas jej przejścia przez kolumnę. W procesie używane, są odczynniki chemiczne takie jak wodorotlenek sodu i kwas chlorowodorowy, które regulują pH. Metoda ta pozwala uzyskać izolat o 90 – 96 % zawartości białka, praktycznie wolny od tłuszczu i laktozy. Niestety zmiany pH mogą denaturować białko i zmniejszyć jego aktywność biologiczną. Jednym z bioaktywnych peptydów usuwanych podczas wymiany jonowej jest glikomakropeptyd, który jest intensywnie badany pod kątem zdolności serwatki do tłumienia apetytu. Inną wadą tego procesu jest słony posmak produktu końcowego, dominujący nad charakterystycznym mlecznym. Alternatywą dla wymiany jonowej jest mikrofiltracja z przepływem krzyżowym. W praktyce stosowane są dwie techniki prowadzenia filtracji. Metoda „Dead-end” (przepływ jednokierunkowy) jest powszechnie używana w różnych gałęziach przemysłu, strumień cieczy jest kierowany prostopadle w stosunku do membrany filtracyjnej. W metodzie „cross--flow” (przepływ krzyżowy) ciecz porusza się równolegle do membrany filtracyjnej, rozdzielając się na dwa strumienie wyjściowe. Jeden z nich najczęściej stanowi produkt finalny, drugi w zależności od celu, zasila kolejne etapy filtracji. Proces odbywa się w niskiej temperaturze i nie wpływa na aktywność biologiczną peptydów białka serwatkowego. Izolat uzyskany metodą CFM, zawiera ponad 90 % białka oraz bardzo małe ilości laktozy oraz tłuszczu. 

3. Hydrolizat białek serwatkowych

Białka to cząsteczki zbudowane z wielu aminokwasów, połączonych ze sobą wiązaniem peptydowym. W procesach trawienia białka rozkładane są do poszczególnych aminokwasów przez skomplikowany układ enzymatyczny. Hydrolizat białek serwatkowych ( WPH – ang. whey protein hydrolyzate ) jest białkiem poddawanym wstępnej obróbce enzymatycznej i kwasowej w celu zmniejszenia wielkości cząstek i szybszej absorpcji przez układ trawienny. W procesie hydrolizy niszczone są wiązania peptydowe oraz struktura białka. Bioaktywne peptydy znajdujące się w serwatce w większości tracą swoje właściwości. Białko poddane hydrolizie jest również mniej alergenne, poprzez usunięcie poszczególnych epitopów. Hydrolizat jest mieszaniną wolnych aminokwasów oraz peptydów o różnej długości łańcucha, duża ilość aminokwasów rozgałęzionych oraz proliny może powodować niekorzystny dla konsumenta gorzkawy posmak. Podczas procesu hydrolizy zmianie może ulec również skład niektórych aminokwasów. Przy hydrolizie na poziomie 5 % ilość aminokwasów zawierających siarkę oraz glicyny spadają, natomiast waliny i histydyny rośnie. 

4. Kazeina

Kazeina jest główną frakcją białek mleka, gdzie występuje w postaci sferycznych, silnie porowatych skupisk, zwanych micelami. Do głównych frakcji kazeiny zaliczamy: α-, αs-, β-, γ-, oraz к- kazeinę. Charakterystyczną cechą białka kazeinowego jest jego nierozpuszczalność w środowisku kwaśnym żołądka, gdzie tworzy koloid i zapewnia magazyn aminokwasów nawet do 8 h po spożyciu. Najpopularniejszą formą odżywek na bazie kazeiny jest kazeina micelarna, która powstaje w wyniku procesu mikrofiltracji. Inne dostępne formy to hydrolizat kazeiny oraz kazeiniany np. wapnia.   


 

 



Jaki rodzaj białka wybrać ?

Nie ulega wątpliwości, że osoby aktywne fizycznie powinny zwrócić szczególną uwagę na ilość oraz jakość białka w codziennej diecie. Rekomenduje się spożycie białka na poziomie ok 1,4-2,0 g na kg całkowitej masy ciała, a w stanie deficytu energetycznego 1,6-2,6 g na kg całkowitej lub 2,3-3,1 g na kg beztłuszczowej masy ciała. Preparaty białkowe bazujące na białkach mleka krowiego, wydają się być smacznym i prostym uzupełnieniem codziennej dawki protein. Wybierając między koncentratem, izolatem oraz hydrolizatem białek serwatkowych, należy przede wszystkim określić cel, następnie zwrócić uwagę na podstawowe różnice np. kinetykę wchłaniania czy potencjał prozdrowotny. Hydrolizat jest produktem najdroższym, najmniej alergizującym oraz najszybciej wchłanianym. Może się sprawdzić w przypadku konieczności szybkiej odbudowy sił po ciężkim treningu lub jako zabezpieczenie mięśni przed treningiem na czczo. Nie zawiera bioaktywnych peptydów, czym różni się od pozostałych form preparatów białek serwatkowych. Izolat oraz koncentrat różnią się miedzy sobą głównie zawartością białka oraz stopniem oczyszczenia z pozostałych makroskładników. Zawartość laktozy jest najwyższa w koncentracie, dlatego w przypadku problemów z trawieniem laktozy, warto wybrać izolat lub hydrolizat. Porównując tempo wchłaniania, najszybciej wchłania się hydrolizat (15 – 60 min), izolat i koncentrat mają zbliżone tempo absorpcji (30 min – 2 h). Wszystkie białka serwatkowe cechują się wysoką zawartością aminokwasów rozgałęzionych, w szczególności leucyny. Aminokwas ten wpływa pozytywnie na syntezę protein mięśniowych, poprzez aktywację kinazy mTOR (ang. mammalian target of rapamycin kinase). Na rynku dostępne są również preparaty na bazie kazeiny. Białko kazeinowe zawiera mniej leucyny niż serwatkowe, jednak z uwagi na trwający do 8 h, czas uwalniania aminokwasów do krwioobiegu, kazeina zyskała miano białka o szczególnych właściwościach antykatabolicznych. Z uwagi na to, przypisano jej łatkę białka idealnego przed snem, co nie oznacza braku jej przydatności w innych sytuacjach, np. długich przerw między posiłkami czy problemów z kontrolą apetytu. Moim zdaniem najbardziej uniwersalną formą odżywki białkowej, jest koncentrat białek serwatkowych, dostępny na rynku w różnych smakach oraz gramaturach.



SPRAWDŹ OFERTĘ ODŻYWEK BIAŁKOWYCH W VIT24.COM JUŻ TERAZ




BIBLIOGRAFIA:

  • Phil Kelly (2019): Manufacture of whey protein products: concentrates, isolate, Whey protein fractions and microparticulated, whey protein, from milk to medicine,  pages 97-122
  • Waczyński, Marek & Kujawski, Wojciech. (2008). Filtracja membranowa - techniki filtracji membranowej w przemyśle spożywczym., Przemysł fermentacyjny i owocowo-warzywny. 5-8.
  • Ramos, Oscar & Pereira, Ricardo & Rodrigues, Rui M. & Teixeira, José & Vicente, António & F. X., Malcata. (2014). Whey and Whey Powders: Production and Uses. 10.1016/B978-0-12-384947-2.00747-9.
  • https://www.thehealthcloud.co.uk/detailed-guide-whey-protein/
  • https://www.facebook.com/notes/neulife/how-to-choose-your-isolate/204071556294083/
  • http://www.milkspecialties.com/news/membrane-vs-ion-exchange-which-process-is-best-for-whey-protein-powder/
  • http://aktywnadietetyka.blogspot.com/2014/09/czym-jest-wartosc-biologiczna-biaka.html
  • http://perfectbody.pl/bialka-rodzaje-kinetyka-wchlaniania/
  • https://www.muscleandstrength.com/expert-guides/whey-protein
  • https://dietetycy.org.pl/fakty-i-mity-o-mleku/
  • http://tadeuszsowinski.pl/bialko-instrukcja-obslugi/
  • https://examine.com/supplements/casein-protein/#list-of-peptides-in-casein_casoxins-and-casomorphins
  • https://examine.com/supplements/whey-protein/#ref63
Strona korzysta z plików cookie w celu realizacji usług zgodnie z Polityką dotyczącą cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do cookie w Twojej przeglądarce.
Zamknij
pixel