Виды, состав и источники молочных белков

Невозможно представить себе нормальное функционирование человеческого организма при ограничении или полном исключении поступления извне протеинов, жиров или углеводов. Особенно высоко из перечисленной группы традиционно ценят белки, незаменимые при построении клеток и межклеточных связей. Известные человечеству белки разделили на две группы, ориентируясь на происхождение – растительные, животные. Второй тип можно назвать самым важным из всех органических соединений, по крайней мере для человека.

Молоко и молочный белок

Со всеми теми, кто не готов признать ценность и важность животных белков, а частности, молочного, готова поспорить сама природа. Чем питается новорождённый младенец, без чего ему практически невозможно выжить? Правильно, это материнское молоко. В его составе – молочный белок, необходимый ребенку для полноценного развития и роста. Конечно, можно перевести малыша на искусственные смеси (на которые у многих аллергия, поэтому сделать задуманное будет непросто), да только вот никакое изготовленное промышленностью питание не может сравниться по качеству с природным продуктом.

Мода на вегетарианство, особенно популярная в последние годы, призывает многих исключить из пищи все продукты животного происхождения, в том числе молоко и его производные. Насколько это разумное решение, каждый человек думает сам. В то же время многие ученые сходятся во мнении, что продукты, содержащие молочный белок, исключать из пищи нельзя.

Важные особенности

Протеин – общее наименование группы белков, в то время как все известные науке виды молочных белков представляют собой лишь часть протеиновой группы. От прочих подгрупп их можно отличить по ключевым особенностям: аминокислотному составу (присутствуют 20 незаменимых соединений), стоимости (довольно низкая).

Протеин растительного происхождения не столь богат различными аминокислотами, а значит, менее полезен для человека. Ну а если говорить о цене, то тут белки молока и молочных продуктов заметно выигрывают, если сравнивать их с рыбой, мясом и яйцами птиц. Содержащийся в молочных продуктах белок доступен людям с низким уровнем дохода – даже самому бедному слою населения.

Молоко: специфика состава

Какие молочные белки содержатся в молоке? Есть две группы компонентов: казеин (его также называют казеинатом кальция), сывороточные белки. Первый – это основная часть продукта, от 87 до 100 процентов его объема. Сывороточные белки в молочных продуктах представлены альбумином, глобулином. На их долю приходится не более 18 % продукта, но на практике – реже больше 13 %.

Казеинат кальция

Содержание в молочном белке белка казеина в этой форме доминирует над другими компонентами. При этом соединение для человеческого организма довольно сложно в переваривании, усвоении – пищеварительная система расходует большой объем энергии, нуждается в длительном времени, чтобы справиться с поступившим продуктом. Это и недостаток, и положительная особенность.

Так как скорость расщепления невелика, аминокислоты в кровь человека поступают не "залпом", сразу после выпитого стакана молока, а постепенно, небольшими порциями. За счет этого организм равномернее насыщается необходимыми соединениями, устанавливается постоянный оптимальный уровень концентрации аминокислот, сохраняющийся продолжительное время. Обычно длительность стабильного периода – около шести часов с момента приема в пищу источника белка. За счет этой особенности молочные белки, особенно казеин, незаменимы для кормления маленьких детей. С другой стороны, соединение невозможно растворить водой, что считают негативной особенностью.

Казеин: немного химии

В каких молочных продуктах белок казеин образуется? Обычно в свободной форме он характерен для прокисшего молока. С точки зрения химии, процессы выглядят следующим образом: ферменты влияют на молочный сахар, именуемый лактозой. Источник ферментов – молочнокислые культуры, концентрация которых в последние годы стала мощным рекламным инструментом. Итак, ферментация делает из лактозы лактат (молочную кислоту), под влиянием которого казеинат кальция превращается в казеин.

Для человеческого организма комплекс из казеина и лактата гораздо более прост для переработки, нежели исходный казеинат кальция. Обработанное ферментами соединение становится растворимым для воды.

Казеин: по-научному, но доступно

Если рассматривать белок с точки зрения науки, можно отметить, что это фосфопротеин. Термин обозначает, что молекула казеина содержит фосфорную кислоту, связанную оксиаминокислотами. Такое соединение комбинируется с треонином, серином, и это дает сложный эфир.

Связь с содержащимся в продукте кальцием дает казеину активность, и соединение именуют фосфаткальциевым комплексом. Определенный процент белка представлен солями кальция, которые именуют казеинатом. Именно он вступает в активное взаимодействие с молочной кислотой, что дает по итогам реакции молочнокислый кальций, а вместе с ним – уже упомянутый казеин, обычно в такой реакции выступающий осадком.

Известны три основные формы казеина, получившие наименования альфа, бета, гамма. Между собой их отличают, оценивая, как много фосфора содержится в соединении. В альфа-варианте этого компонента порядка 1 %, а в гамма – уже в 10 раз меньше. Именно альфа-форма казеина считается основной, ее концентрация – около 85 % белка. В процессе свёртывания она становится сгустком, а вот бета и гамма сохраняют жидкое состояние.

Молочные сывороточные белки

Особенность такой группы молочных белков - в полноценном аминокислотном составе. В то же время они отличаются от казеината кальция, казеина, поскольку близки по своему составу к той ткани, что формирует человеческие мышцы. Сывороточные белки известны повышенными анаболическими качествами. Молочные белки этой группы лидируют среди всех других известных науке разновидностей протеиновой группы по концентрации ВСАА – аминокислот, которым свойственна разветвленная цепь.

Здоровье и молоко

Ни для кого не секрет, что довольно часто встречается непереносимость молочного белка. Особенно характерно это для скандинавских стран, Финляндии и Китая. Но это еще не является показателем того, что продукты, содержащие молочный белок, опасны для человека – на самом деле все наоборот.

С древних пор люди знали, что молоко и изготовленные из него продукты положительно влияют на человеческое здоровье. Впрочем, в те времена еще не было понятно, как это явление объяснить. Современные ученые знают точно, какие именно компоненты каким образом влияют на человеческий организм и какую пользу они приносят. Чтобы разобраться в пользе молока, нужно учитывать особенности групп соединений, составляющих все молочные белки, так как каждое из них имеет свои особенности и влияет на человека только этому соединению присущим образом.

Казеин: польза

Этот молочный белок совершенно незаменим для организма маленького ребенка, так как вместе с ним поступают компоненты для строительства тканей растущего и развивающегося тела. Но не только лишь родители маленьких детей очень высоко ценят казеин. Он оказывает незаменимое положительное влияние на организм тех, кто старается похудеть, а также полезен заядлым спортсменам.

Казеин – это антикатаболическое соединение, и его употребление в пищу на длительное время дает ощущение сытости. Он переваривается довольно медленно, а значит, прекрасно подходит для вечернего перекуса. Незаменим казеин и в ситуации, когда между тренировками нужно подкрепиться, а покушать основательно возможности нет. Прибегают к казеину в случае, если между тренировками пришлось сделать длительный перерыв. Нередко именно его имеют в виду, когда ищут, где можно купить сухой молочный белок.

Казеин дает организму незаменимые аминокислоты, но не только. Переработка этого белка пищеварительной системой обогащает кровь фосфором, кальцием, незаменимыми для построения мышечной массы, костной ткани. Эти соединения положительно влияют на суставы и позволяют сохранить здоровыми зубы. Неудивительно, что концентрат молочных белков с подобными положительными качествами стал пользоваться бешеной популярностью среди любителей спорта и ЗОЖ.

Сывороточные белки: польза

Для организма белок молочной сыворотки – это источник материала, используемого в формировании клеток мышечной ткани. Кроме того, именно под влиянием этих соединений в организме активизируются процессы генерирования молочного протеина.

Альбумины, глобулины легко расщепляются и усиливаются. Благодаря этой особенности белки, оказавшись в человеческом организме, активизируют метаболизм. Это сильно влияет на липиды: жирные клетки быстрее расщепляются.

Сывороточные белки: научное обоснование

Говоря о наличии белков в молоке, кроме глобулина, альбумина важно также отмечать наличие специального белка, формирующего внешний барьер жировых шариков. Ценность всех этих соединений для процессов в человеческом организме исключительно высокая. В частности, альбумин незаменим, так как включает в себя серу, а не только аминокислоты (коих тут, между прочим, очень много).

Альбумин, встречающийся в сыворотке крови, близок по своим особенностям к тому, какой обнаруживают в кристаллической форме в молоке. В альфа-версии такого белка высока концентрация триптофана, необходимого растущему организму – здесь его содержится примерно в 4 раза больше, нежели в прочих соединениях. Также альфа-альбумин богат фенилаланином, лизином.

Молочный глобулин науке известен в разных формах: псевдо, бета, эуглобулин. Все эти соединения действуют как антибиотики, формируются из сывороточных белков, содержащих антитела. Иммунные качества в большей степени присущи псевдо-, эуглобулину, что объясняется составом, сходным со структурой белков в крови (плазме). Белки молочной сыворотки на 10% состоят именно из этих соединений. А вот молозиво гораздо богаче полезными для иммунитета соединениями – в нем псевдо-, эуглобулин занимают до 90% общей массы.

Здоровье на года

Конечно, непереносимость молочного белка – это серьезно, но не только по причине аллергической реакции на продукт. Да, от молочных белков можно отказаться, и тогда никакой аллергии не будет и в помине. Но одновременно с этим человек лишается возможности получать вместе с пищей незаменимые компоненты, снижающие процент холестерина в крови. А содержатся они в особенно большой концентрации в столь любимых многими с детства ряженке и простокваше.

Нередко молочный белок применяется как профилактическое средство против атеросклероза, если известно, что человек склонен к такому нарушению здоровья. Концентрат молочных белков может быть средством, помогающим улучшить состояние больного.

Сывороточные белки также известны своей пользой в стрессовых ситуациях – они делают организм человека выносливым, сильным, что влияет не только на физическую форму, но и психическое состояние. Логика эффекта белков следующая: под влиянием альбуминов уменьшается продуцирование кортизола, негативно воздействующего на нервную систему, а вот генерирование серотонина активизируется. Различные клетки человеческого организма повышают инсулиновую чувствительность, что также положительно влияет на самочувствие и состояние здоровья. Некоторые ученые убеждены, что молочные белки могут помочь в борьбе с раком, но эта теория пока нуждается в более детальной разработке.

Осторожность не помешает

Определенную опасность молочные белки несут для человека даже в случае, если непереносимости у него нет. Это связано с переизбытком, когда в организм попадает столько питательных веществ, что внутренние системы просто не в силах справиться с объемами. Суточная норма – 40 г протеина, но максимальная «доза» варьируется от сотни до 120 г. Впрочем, даже небольшое превышение этого объема еще не ведет к неприятным последствиям, но если граница была нарушена существенно, тогда высока вероятность белкового отравления.

Основная опасность связана с появлением в высокой концентрации кетоновых тел, формирующихся, когда молекулы молочного белка распадаются. Для человеческого организма они подобны яду, и страдает от него первой печень, но не только: при серьёзном отравлении вскоре будут заметны нарушения со стороны других систем. Обычно отравление опознать довольно легко: человек страдает от метеоризма, изо рта плохо пахнет, преследует вкус ацетона.

Непереносимость: подробнее

О том, что бывает непереносимость, знают многие. По этой же причине многим известно, что есть молочный белок лактоза, и совершенно безопасны только те продукты, на упаковке которые есть пометка «не содержит лактозы».

Как правило, непереносимость проявляется симптомами, сходными с отравлением, – возникают газы, пищеварение нарушается, могут преследовать колики в кишечнике. В то же время люди, чей организм не может перерабатывать молочный сахар, нуждаются в белке молока, а вместе с ним – в аминокислотах. Это и стало толчком для промышленности, и сегодня в продаже можно найти любые молочные продукты, по вкусу ничем не уступающие содержащим лактозу, но безопасные для аллергиков.

Питаемся правильно

Дабы в организм поступало достаточное количество молочного белка, имеет смысл строить свою диету соответствующим образом. Следует помнить, что нехватка аминокислот особенно негативно сказывается на детях – новорожденных, грудничках. И все же взрослое население планеты, сталкиваясь с недостатком главнейших элементов в пище, теряет прежнее здоровье.

Наиболее велика концентрация казеина в молоке коров, коз. На сто граммов продукта приходится около 0,8% белка. Немногим отстают буйволы – концентрация порядка 0,6 %, лошади и овцы (полпроцента). Хорошим источником казеина, а вместе с ним аминокислот могут стать сыры чеддер, гауда, состоящие на 0,3 % из белка, и свежие сыры типа брынзы и моцареллы, в которых казеина лишь немногим меньше – 0,26 %. Не следует пренебрегать и творогом, другими видами сыра, молочной сывороткой. Последняя, если она не во вкусе человека в чистом виде, может потребляться в продуктах, которые на ней изготавливают. Это различные йогурты, молочные напитки, в том числе привычная ряженка.

Спорт и молочный белок

Далеко не все спортсмены близки к науке, но все они знают, что без молочных белков невозможно нормальное развитие тканей тела, а значит, важно следить за содержанием этих веществ в питании, чтобы спортивная карьера была успешной. В то же время обилие спортивного питания, представленного на рынке, не позволяет действительно успешно решить проблему с нехваткой белка в рационе спортсмена. Чтобы избавиться от подобных неприятностей, стоит уделить особенное внимание составу специальных продуктов, представленных на магазинных полках.

На многих упаковках лаконично указано «протеин» - без расшифровки, какого рода белок содержится внутри. Наиболее быстро усваивается сывороточный белок, но в дешевой продукции его обычно подменяют концентратом молочной сыворотки. Ее врачи рекомендуют по возможности избегать – продукт довольно бесполезный, зато провоцирует проблемы с пищеварением. Специалисты по спортивному питанию советуют особенное внимание уделять казеину, в продаже в специализированных магазинах представленному в виде концентрата. Он довольно быстро и легко усваивается, длительное время обеспечивает человека аминокислотами и считается универсальным. Многие сходятся во мнении, что именно этот творожистый белок наиболее полезен для спортсменов. Но, опять же, важно не перегнуть палку, при потреблении излишне объемных порций специального питания высока вероятность отравления.

Молочные белки: функции для промышленности

Изготовление продуктов питания постоянно требует нахождения новых и новых путей применения уже известных компонентов, веществ, соединений. Не будут исключением и молочные белки, чьи параметры и по сей день не изучены до конца. Белки необходимы человеческому организму для создания собственных структур, и это стимулирует ученых во всем мире приложить максимум усилий, дабы эти качества нашли свое отражение в получаемой в промышленности продукции.

Пищевые белки нужны для улучшения текстуры изготавливаемых промышленно продуктов. Они же дают стабильность соединениям в процессе обработки. Такие особенности объясняются спецификой структуры молочных белков, и ученые видят большой потенциал в дальнейшем изучении связей структуры белков, особенно с учетом того, что разные характеристики белковых структур объясняют различные направления функциональности. Нативные белки, получаемые из одного источника, не могут иметь все необходимые производителю параметры, а значит, придется корректировать их в процессе для повышения эффективности. Менять белковую структуру можно ферментами, химической реакцией и физическим воздействием.

В настоящее время считается, что именно ферментационные процессы – оптимальный вариант, позволяющий уменьшить вероятность появления токсических соединений. Эффективность этого метода объясняется специфичностью реакций ферментации. Наиболее прогрессивную технологию, доступную в промышленности в наши дни, назвали ферментативным сшиванием. Этот метод разработан и активно применяется уже около десятилетия, но используется только трансглутаминаза (так называется сшивающий фермент), поскольку пока нет альтернативных вариантов соединений, позволяющих активизировать ковалентные связи.

Особенности промышленных процессов

Благодаря присутствию трансглутаминазы ацил активнее переносится между донором, в качестве которого выступает гамма-карбоксиамидная группа глутаминовых остатков, и акцептором, чью роль играют аминосоединения.

Считается, что трансглутаминаза может быть эффективной заменой стабилизаторов, образующих структуру в различных продуктах, даже молочных. При изменении белков с применением этого компонента достигается стабильность в довольно широких температурных границах, растёт возможность растворения водой, повышаются реологические качества и ряд иных функциональных особенностей.

В теории и на практике

Изначально возможность сшивания посредством ферментации изучалась аналитически. Для этого вычисляли, какова будет молекулярная белковая масса при успешном исходе. Для определения использовали методики электрофореза, хроматографии, спектрофотометрии, фосфороспектроскопии и некоторые другие, более продвинутые технологии. Удалось выявить, что для корректировки скорости реакции можно вводить в состав аммиак, в норме продуцирующийся в качестве побочного соединения.

В то же время обработка трансглутаминазы ведет к корректировке параметров исходного субстрата, а это влияет на функциональные показатели. Довольно много факторов воздействуют на то, насколько быстро проходит реакция взаимного связывания. Некоторые из них – внешние, как то температура и давление, другие определяются особенности компонентов, участвующих в процессе.