Kazeini predstavljaju najzastupljeniju proteinsku frakciju mlijeka čiji je sadržaj dušika podijeljen u četiri komponente:
- kazeini: obitelj fosfoproteina koji čine glavnu proteinsku frakciju mlijeka (oko 2/3 dušičnih tvari prisutnih u kravljem). Oni čine netopljivu bjelančevinsku frakciju mlijeka, koja se taloži (koagulira) pri pH 4,6 i / ili zbog dodavanja sirila. Stoga su bitni u procesima proizvodnje sira (iz kojih se dobiva sir). Casin se može pohvaliti dobrom biološku vrijednost zahvaljujući izvrsnom sastavu esencijalnih aminokiselina.
- Proteini sirutke (ili proteini sirutke ili proteini sirutke): obiluju ostatkom sirutke iz proizvodnje sira i odlikuju se vrlo visokom biološkom vrijednošću. Oni čine topljivu bjelančevinsku frakciju mlijeka pri pH 4,6 i predstavljaju 17% sadržaj ukupnog dušika kravljeg mlijeka Tijekom zagrijavanja mlijeka proteini sirutke se denaturiraju, dok se kazeinske micele podvrgavaju samo malim promjenama.
- Proteini s enzimskim djelovanjem (antibakterijski poput lizozima, imunološki poput imunoglobulina i laktoperoksidaze, trofični poput laktoferina koji pogoduje apsorpciji željeza, probavni kao proteaza i lipaza ...). Ovi proteini nemaju isključivo nutritivnu svrhu, već svojim djelovanjem doprinose poboljšanju zdravstvenog stanja.
- Ne-proteinski dušik: urea je glavni neproteinski dušikov spoj u mlijeku; njegove vrijednosti ovise o zdravstvenom stanju životinje.
Dobro izvori kazeina predstavljeni su odležavajućim sirevima, dok proteini sirutke obiluju mliječnim proizvodima proizvedenim sa sirutkom, poput rikote. Dvije proteinske frakcije prisutne su i u mnogim proteinima.
Prehrambene karakteristike kazeina
DUBLJENJE
U mlijeku se kazeini uglavnom nalaze u obliku micela, velikih sfernih proteinskih agregata raspršenih u mliječnoj masi s hidrofilnim dijelom okrenutim prema van i hidrofobnim dijelom koncentriranim u unutarnjoj "jezgri". Poznavanje ovih aspekata važno je za razumijevanje različitih svojstva dodataka kazeina.
Mizele kazeina nastale su udruživanjem drugih manjih sfernih čestica, podmilica. Svaka se submicelija sastoji od mnogih molekula kazeina, koje ipak nisu sve iste. Zapravo su poznata 4 različita proteina: αs1-kazein, αs2 -kazein, β-kazein i k-kazein. Prva tri su jako hidrofobna i imaju tendenciju taloženja u prisutnosti kalcija; k-kazein se umjesto toga sastoji od dva različita dijela, još jednog hidrofobnog i još jednog hidrofilnog: hidrofobnog dijela k -kazeina savršeno se integrira s ostalim kazeinima, dok se hidrofilni dio okreće prema van micele, u dodiru s okolnom tekućom okolinom; tako nastaje vrsta štita koji štiti ostale kazeine od kontakta s ionima kalcija (koji uzrokovalo bi njihov pad.) Ovaj štit je također negativno nabijen i zbog toga se različite micele međusobno odbijaju.
Unutar micele ugrađene su male količine laktoze i mineralnih soli poput kalcija i fosfora, koje imaju funkciju stabiliziranja strukture. Izvana umjesto toga nalazimo sirutku koja sadrži laktozu, proteine sirutke i organske ione malih dimenzija.
Veličina micela varira ovisno o vrsti mlijeka; kod žena, na primjer, imaju manji promjer od promjera kravljeg mlijeka i to čini ljudski kazein probavljivijim. Želučane proteaze, naime, moraju razbiti te micele prije nego što napadnu i probave proteine koncentrirane u njima; u tom smislu povećanje specifične površine (manje micele) olakšava probavno djelovanje. Slično, u mliječnoj industriji manje micele znače bržu, gušću gruš.
Dodavanjem sirila (proteolitičkih enzima) k-kazein se razbija na dva dijela, gubi se njegovo zaštitno djelovanje i različiti se kazeini, umjesto da se međusobno odbijaju, agregiraju i tvore zgrušavinu. Međutim, zakiseljavanjem se gubi naboj . -negativan od micela s posljedičnom tendencijom agregacije.
BIOLOŠKA VRIJEDNOST
Sa stajališta aminokiselinskog sastava, kazeini su bogati prolinom i fosforiliranim aminokiselinama, dok su relativno siromašni aminokiselinama sumpora (osobito cistinom). Iz tog razloga, razmatrano pojedinačno, imaju dobru, ali ne i optimalnu biološku vrijednost. Umjesto toga, sadrže veće količine glutamina, arginina i fenilalanina od sirutke. U tom smislu zanimljivo je još jednom primijetiti "mudrost" prirode, s obzirom da se u cijeloj hrani aminokiseline koje nedostaju u kazeinima nadoknađuju bogatstvom aminokiselina sumpora proteina sirutke.
Sportaš koji uzima suplemente proteina kazeina ne bi trebao brinuti o relativnom nedostatku sumpornih AA, jer je potrebno uzeti u obzir unos proteina u prehrani u cjelini umjesto da se usredotočimo na hranu s jednim nosačem. Aminokiseline sumpora dobro su zastupljene u ribama i meso, osobito u vezivnom tkivu, koje općenito obiluje prehranom sportaša.
PROVARLJIVOST "
Zbog svoje prirode i sklonosti stvaranju micela (koje su vrlo otporne na toplinu i dehidraciju pa se mogu naći u proteinskim suplementima), poznato je da kazeini predstavljaju "sporo apsorbirajući" izvor proteina. U usporedbi s proteinima sirutke, kazeini se stoga probavljaju i apsorbiraju sporije, čime se osigurava odgođeni ulazak aminokiselina u krvotok. Iz istog razloga, u istoj dozi, imaju niži indeks inzulina i veću moć zasićenja.
Iz svih ovih premisa proizlazi savjet da se dodaci kazeina ne uzimaju s treninga i / ili prije spavanja radi noćnog odmora, kako bi se potaknula sinteza proteina i ograničili katabolički fenomeni izazvani produljenim noćnim postom.
U usporedbi s proteinima sirutke, kazeini imaju tendenciju da daju viskoznije i ljepljivije otopine (manja topljivost).
Grafikon prikazuje sporiju stopu apsorpcije kazeinskih aminokiselina u usporedbi s proteinom sirutke. Provedeno je mjerenjem cirkulirajućeg izgleda radioaktivno obilježenog leucina (13C Leucine) nakon davanja obroka kazeina ili radioaktivno obilježenog proteina sirutke. Horizontalna traka prikazuje vremenske intervale u kojima su razlike između dva proteina značajne.
Izvor: Boirie Y, Dangin M i sur. Spori i brzi proteini različito moduliraju priraštaj proteina nakon obroka. Proc Natl Acad Sci USA, 1997; 94: 14930-5.
SADRŽAJ U MINERALIMA
Koncentracija kalcija je veća u kazeinima nego u proteinima sirutke. Međutim, mnogo ovisi o usvojenim tehnikama ekstrakcije.
Kalcijev kazeinat (ili kalcijev kazeinat)
Kazeinat je kazein koji je topljiv (u vodi) dodatkom lužine; ta se otopina zatim suši postupkom sušenja raspršivanjem ili na cilindrima.
Pri neutralnom ili kiselom pH, kazeini su relativno netopivi u vodi i stoga se lako odvajaju od drugih mliječnih bjelančevina, laktoze i minerala.
Za proizvodnju dodataka kalcijevog kazeinata, kazeini od obranog mlijeka se zatim talože kiselinama do njihove izoelektrične točke (pH 4,6); Potom se provodi opetovano ispiranje vodom i novim talozima kiseline kako bi se uklonio višak laktoze i soli. U ovom trenutku, dodavanjem otopine kalcijevog hidroksida i ubrizgavanjem pare, istaloženi kazein se podvrgava povećanju pH vrijednosti koji se pretvara u viskozan otopina kalcijevog kazeinata, zatim osušena na cilindrima ili postupkom koji se naziva sušenje raspršivanjem.
Slično kao i proteini sirutke dobiveni ionskom izmjenom, kalcijev kazeinat može se pohvaliti visokim stupnjem čistoće; zapravo, sadrži veći postotak bjelančevina, veću topljivost u vodi, manje masti, manje laktoze i manje natrija. Zbog ovih svojstava stoga bi trebao imati bržu probavljivost, dok negativni aspekti proizlaze iz djelomične denaturacije proteina izazvane kemijskim tretmanima.
Micelarni kazeini
Dobivaju se korištenjem fizičkih, polupropusnih ili ion-selektivnih filtera, čija vrsta utječe na stupanj "čistoće" dodatka kazeina. Slično proteinima sirutke, poznate su dvije glavne tehnike, mikrofiltracija i ultrafiltracija. Selektivnost ovih procesa filtriranja (pogodovana silama kao što su tlak, električni potencijal ili koncentracija) određuje stupanj čistoće (shvaćen kao zaostali postotak masti, laktoze i mineralnih soli); općenito, micelarni proteini predstavljaju manje čisti izvor proteina od kalcijevog kazeinata, karakteriziran većim postotkom masti, laktoze i natrija. Međutim, valja napomenuti da će poboljšanje proizvodnih tehnika vjerojatno dovesti do smanjenja jaza u odnosu na kalcijev kazeinat u kratkom vremenu, dostižući razine čistoće koje se mogu nadgraditi s prednošću proteina bez denaturacije. Glavna vrijednost micelarnih kazeina zapravo proizlazi iz očuvanja izvorne micelarne strukture koja čuva njegovu biološku funkciju (umjesto toga promijenjena kemijskim procesima koji se koriste za dobivanje kalcijevog kazeinata). Dodavanjem sojinog lecitina može se poboljšati njegova topljivost, što rezultira proizvodima koji se općenito nazivaju instant micelarni kazeini.
Hidrolizirani kazeini
Ovi dodaci dobivaju se podvrgavanjem kazeina enzimskoj probavi, koja razgrađuje peptidne veze proteina, reducirajući ih u brže probavljive i apsorbirane fragmente. Na taj se način gube mnoge karakteristične karakteristike kazeina u usporedbi s proteinima sirutke: vrijeme probave se smanjuje (teoretski) i povećava se podražaj inzulina, stoga jedina bitna razlika ostaje profil aminokiselina. Čak i ako se čini da ove izjave ne čine preokrenuti s teorijskog gledišta, ono što se čini očitim na temelju fiziologije metabolizma proteina nije uvijek potvrđeno znanstvenim studijama; na primjer, neke su studije pokazale da i hidrolizat proteina kazeina i sirutke ne čini značajne razlike u uvjeti probave / apsorpcije u usporedbi s netaknutim proteinima.
Hidrolizirani kazeini imaju bolje karakteristike topljivosti i mnogo veću cijenu.
Zaključno, u tablici uspoređujemo nutritivne vrijednosti i aminokiselinski profil kalcijevog kazeinata, micelarnih kazeina i proteina sirutke.
Vrijednosti ekstrapolirane iz podatkovnih listova nekih sirovina koje se koriste za proizvodnju srodnih dodataka kazeinu i sirutki: 1 kalcijev kazeinat 385 - NZMP Fronterra; 2 kalcijev kazeinat 41638 DMV; 3 Micelni izolat mliječnog proteina u prahu MPI85 Benseng Foodsupplement BV; 4Carbery Isolac Instant.
