PROTEINI SIRUTKE
U ČEMU JE VRIJEDNOST PROTEINA SIRUTKE?
UTJECAJ PROTEINA SIRUTKE NA IMUNOLOŠKI SUSTAV
RAZLOZI ZA PRIMJENU PROTEINA SIRUTKE U DJEČIJIM FORMULAMA
Sirutka je poznata kao ljekovit napitak još iz antičkih i srednjevjekovnih vremena. Sirutka zaista sadrži mnoge važne tvari, proteine, kalcij, jod, ima odličan omjer kalcija prema fosforu, i natrija prema kaliju. Sirutka je bogata i B vitaminima, među kojima je vrlo važan (barem za vegetarijance) B12. Ipak, većina će se stručnjaka složiti da je najvažnija tvar u sirutci - proteini.
Mlijeko sadrži dva osnovna proteina - kazein i protein sirutke, koji se bitno razliku po svojim karakteristikama i biološkom djelovanju. Biološka vrijednost (BV) kazeina je 77, dok se biološka vrijednost proteina (ovisna o sadržaju aminokiselina) sirutke približava maksimalnoj brojci 100.
Prehrambene i funkcionalne karakteristike proteina sirutke su ovisne o strukturi i biološkom djelovanju proteina sirutke. Uobičajene metode pasterizacije djelomično uništavaju vrijedne sastojke sirutke. Prema biološkoj vrijednosti postoji rangiranje proteina sirutke:najveća je biološka vrijednost izolata sirutke, zatim koncentrata, peptida proteina sirutke, intaktnog proteina i na kraju slobodnih amino kiselina (čak i ako je njihov sastav identičan kao i protein sirutke). Koncentrat proteina sirutke sadrži 35 % proteina u suhoj tvari sa 70-85% bioraspoloživosti.
Biološka vrijednost proteina sirutke označuje koji postotak od raspoložive količine proteina organizam zaista i iskorištava. No, uz visoku stopu iskoristivosti, protein sirutke ima i druga vrlo vrijedna svojstva. Protein sirutke ima visok sadržaj amino kiselina razgranatih lanaca (tzv. BCAA), cisteina, laktoalbumina, laktoze, minerala i tragova masti.
Postoje različite metode dobivanja proteina sirutke, a o tome koja se metoda primjenjuje ovisi i kvaliteta dobivenog protiena. Toplinskom obradom sirutke dolazi do promjena u strukturi amino kiselina, pri čemu se uništava značajni dio cisteina, lizina i arginina, a raspoloživost drugih amino kiselina se također bitno smanuje (npr. lizina, prolina, aspartamske kiseline, glutaminske kiseline, treonina, alanina, glicina ii serina). Tako npr. metodom ionske izmjene i mikrofiltracije dobiva se protein sirutke iz kojeg su, na niskim temperaturama, odstranjeni mikrobi i druge nečistoće a zadržani visoki sadržaji esencijalnih tvari. Isto tako metodom filtracije uklanja se laktoza (kao npr. kod izolata proteina sirutke), što je od vitalne važnosti za osobe koje ne podnose laktozu.
Ovom metodom dobiveni protein sirutke ima dodatno povećanu biološku vrijednost (iznad 100), izrazito visok sadržaj (čak 23%) amino kiselina razgranatih lanaca (valin, leucin, izoleucin), povećanu topivost, dakle ukupno vrlo visoku vrijednost. Protein sirutke može biti podložen enzimatskoj ili kemijskoj razgradnji do hidrolizata ili slobodnih masnih kiselina. Postoje istraživanja na životinjama i ljudima koja dokazuju da je porast tjelesne težine veći sa hidrolizatima (9%), zatim intaktnim proteinima (5%) i slobodnim amino kiselinama (2%). Neka pak istraživanja pokazuju da, na žalost, produkti ovih metoda kemijske i enzimatske hidrolize mogu izazivati alergijske reakcije. No, alergijske reakcije se bitno smanjuju drugim metodama ekstrakcije proteina sirutke, npr. ionskom izmjenom.
Istraživanja u prošlom desetljeću pokazala su jedinstveno djelovanje proteina sirutke na imunitet, i životinjskim studijama, kao i u studijama na ljudima. Napose su interesantni bioaktivni peptidni dijelovi, koji postaju aktivni u toku probave i važni su kako za nastanak entro hormona tako i za poboljšanje imuniteta. Protein sirutke sadrži oko 2.5% amino kiseline cistein (limitirajuća amino kiselina za sintezu glutationa), za koju se zna da može povisiti sadržaj staničnog glutationa, što je bitno utjecalo na produženje života starog miša. Niske vrijednosti staničnog glutationa također mijenju strukturalni i funkcionalni integritet mišićnog tkiva. Izolati proteina sirutke pokazali su da povećavaju stanični glutation (L-gama glutamil-cistein-glilcin) i pozitivno djeluju na humoralni imunitet.
Djeluju na proliferaciju limfocita i stvaranje imunog odgovora. Amino kiselina cistin koja se reducira ulaskom u stanice u cistein pomaže u koordiniranom odgovoru makrofaga i limfocita. Ovaj odgovor je reguliran unosom cistina u makrofage i oslobađanjem cisteina u okolinu, a kojega koriste limfociti. Kada makrofag dode u blizinu anitgen specificne T stanice, opskrbljuje ih novim količinama cisteina i tako podiže njihov stanicni nivo glutationa. Sistemska opskrba glutationom je
zanemariva, pa se on mora sintetizirati u stanicama. Povećanim unosom hrane ili namirnica koje sadrže više cisteina i glutamil-cisteina pomaže u sniženju oksidativnih oštecenja. Nizak nivo glutationa se navodi kod mnogih degenerativnih stanja i bolesti, kao što su arteroskleroza, katarakta, cisticna fibroza, starenje, Alzheimerova i Parkinsonova bolest, rak itd.
Sve ove vrijednosti proteina sirutke omogucile su razvoj specijalnih proizvoda sirutke. Proteini sirutke koriste se u prehrani dojenčadi, kao i hidrolizati u slučaju intolerancije na protein kravljeg mlijeka. Istražuju se i nove mogućnosti primjene proteina sirutke (pretilost, gušavost, insuficijencija bubrega).
Najnovija istraživanja pokazuju da laktokinini proteina sirutke mogu djelovati kao ACE inhibitori.
Naravno da nemaju snagu kao sintetski lijekovi, ali se mogu preporuciti kao dio dijetetskih mjera u prevenciji ili liječenju hipertenzije. Izgleda da je važnije koji enzimi se primjenjuju kod hidrolize nego sam stupanj hidrolize. Neki od ovih inhibitorskih peptida (npr. alfa-laktoforin, beta laktorfin, beta-laktotenzin i albutenzin) imaju i drugo biološki aktivno djelovanje. Istraživanja se vrše i u smislu određivanja eventualnog djelovanja proteina sirutke na metabolizam kalcija kod štakora bez ovarija. Dobiveni podaci pokazuju porast proteina kao što su prolin i hidroksiprolin u matriksu kosti.
Jedno je istraživanje potvrdilo i djelovanje protiena sirutke na razvoj tumora induciranog dimetilhidrazinom kod miša. Rezultat je bio da protein sirutke značajno utječe na razvoj karcinoma i preživljavanje kod miševa.
Majčino mlijeko sadrži značajne kolicine proteina sirutke. Sadržaj proteina sirutke se mijenja u toku laktacije, i kontinuirano pada. U ranoj laktaciji taj je omjer 90:10, u zrelom mlijeku 60:40 i u kasnoj laktaciji 50:50. Unatoč neprekidnim pokušajima da se modifikacijama kravljeg mlijeka što uspješnije zamijeni majčino mlijeko, studije dokazuju da je kolonizacija probavnog trakta bakterijama bitno razlicita ovisno o tipu primijenjenog mlijeka. Kada se pak primijeni formula na bazi sirutke, dobiva se nasad bifidobakterija nakon 14 dana (sa kazeinom bakteroidi nakon 14 dana i enterokoki nakon 7 tjedna). Zaključeno je da prehrana formulama sa pretežitim sadržajem sirutke izaziva crijevnu floru mnogo bližu onoj koju imaju djeca hranjena majčinim mlijekom.
Rađeno je i jedno istraživanje o djelovanju jogurta, bifido jogurta i jogurta obogaćenog proteinima sirutke na kolestrol i trigliceride kod štakora. Dobiveni rezultati pokazuju da bifido jogurti i jogurti obogaćeni proteinom sirutke smanjuju ukupan i LDL kolesterol. Dugoročna primjena hidrolizata sirutke (više od 4 mjeseca) smanjuje transfer beta laktoglobulina u majčino mlijeko u odnosu na prehranu majke kravljim mlijekom. (J.Nutr.Sci.Vitaminol, 1997).
Različite metode hidrolize proteina (hidrolizat baktrijskim proteazom (MM manja od 3500) i tripsinom hidrolizirani protein sirutke (MM manje od 6500) u usporedbi sa koncentratom sirutke ili beta-laktoglobulinom) mogu povećati alergijsku rekaciju kod štakora. (Food Chem. Toxicol. 1997.)
Primjena metoda ultrafiltracije na enzimatske hidrolizate dovodi do eliminacije većine neinaktiviranih antigena iz filtrata, što dovodi do niže senzitizacije ovim proizvodima. Zaključeno je da metoda utrafiltracije ima prednosti u procesu pripreme hipoalergenskih mlijecnih formula. Jednom petogodišnjom studijom utvrđeno je smanjenje alergijskih (ekcemi, astma) bolesti kod djece hranjene kako majčinim mlijekom tako i formulama na bazi hidrolizata sirutke, dok kravlje mlijeko i protein soje nisu imali utjecaja.
Prema nekim studijama, omjer kazeina prema proteinu sirutke ima utjecaja na lipide plazme. Drugim je ispitivanjem potvrdeno da i utjecaj na lipide ima i sama metoda dobivanja proteina sirutke. Grupa hranjena mlijekom dobivenim metodom ultrafiltracije imala je značajno veće vrijednost LDL kao i ukupnog kolesterola, za razliku od djece hranjene proteinom dobivenim metodom elektrodijalize.