Не все белки одинаковы: некоторые – например, сывороточный протеин – лучше других.
Сывороточный протеин содержит большое количество незаменимых аминокислот, которые быстро всасываются организмом. Многочисленные исследования показывают, что во время их употребления увеличивается сила и мышечная масса, теряется лишний жир.
Но сывороточные белки больше, чем просто белки. Они обладают мощными биологическими эффектами. Сывороточный протеин, как было доказано, борется с депрессией, понижает кровяное давление и уровень сахара в крови.
На сегодняшний день это одна из наиболее изученных добавок. В данной статье вы узнаете все о сывороточном протеине: что это такое, как он работает, как принимать сывороточный протеин и как он может помочь достичь желаемых целей в спорте и здоровье.
Сывороточный протеин что это и как изготавливают
Сывороточный протеин — это полностью натуральная белковая добавка, которую используют для набора мышечной массы, снижение веса, увеличения силы и других задачах. Сывороточный белок получается из молока при изготовлении сыра. Путем створаживания молока получают 2 части: твороженную (казеиновую) и сывороточную (жидкую). В сывороточной части молока всего 20% белка, что не совсем удобно к применению, поэтому сыворотку высушивают, т.е. отделяют воду и проводят ультрафильтрацию. После чего, количество белка достигает 80-95%. Таким образом отделяются углеводы (в том числе лактозу), жиры, вода и получается почти чистый сывороточный белок. Он является самым популярным белком среди спортсменов. Сыворотка ранее считалась отходом молочной промышленности на протяжении десятилетий. Сейчас сывороточный белок оценен выше чем яичный, казеиновый и соевый, а также другие животное белки. У него самая высокая биологическая ценность (1). Сывороточный белок является глобулярным с основными компонентами в виде β-лактоглобулинов (35-65 %) и α-лактальбулинов (12-25%). К числу второстепенных ингредиентов относятся иммуноглобулины (8 %), сывороточные альбумины (5 %) и лактоферрин (1 %) (Smithers et al. 1996).
Данный белок является богатым источником аминокислот с разветвленной цепью BCAA (лейцин, изолейцин и валин), незаменимых аминокислот (цистеин) и пептидов (Hulmi et al. 2010). Большое количество лейцина (на 50-75 % более высокое чем в других источниках белка) и он играет ключевую роль в регулировке синтеза протеина скелетных мышц (Chen et al. 2014). А так же богат аминокислотой — цистеином, предшественником глутатиона, неферментативным тиоловым антиоксидантом, который, получаем с питанием (Белл 2000). Глутатион играет ключевую роль в иммунитете за счет снижении окислительного стресса, регулируя клеточные процессы, дисбаланс которых может спровоцировать заболевания (Trachootham et al. 2008).
Концентрат сывороточного протеина
Сывороточный протеин образуется в качестве побочного продукта в процессе производства сыра. Тем не менее, не все протеины молочной сыворотки производятся таким же образом. Используя различные уровни фильтрации, соотношение белков, углеводов и жиров, найденных в сывороточных протеинах, продукты могут быть адаптированы для конкретных целей.
Концентрат сывороточного протеина известен как первое поколение порошков сывороточного протеина. Современные концентраты сыворотки, как правило, варьируются от 60 до 80% содержания белка. Высококачественные концентраты могут доходить до 89%. Остальная часть продукта состоит из 5 — 10% лактозы и 1 — 3% жира.
Будучи самой дешевой формой, порошок сывороточного протеина, является самой популярной сывороткой среди посетителей спортзала.
С какими целями его употребляют?
- Набор мышечной массы. Данный протеин идеально подходит для этой цели, потому что содержит большое количество незаменимых аминокислот и л-лейцина, который отвечает за синтез белка (восстановление и построение мышц) как мы уже говорили ранее;
- Снижение веса или жиросжагание. Сыворотка содержит низкое количество калорий, что прекрасно подходит для данной цели. По-мимо этого отлично справляется с подавлением аппетита, а так же удовлетворением суточной потребности в белке;
- Замена приема пищи. Люди, которые хотят полезный перекус выбирают — сывороточный протеин, чаще всего это девушки. Преимущество заключается в ненадобности приготовление пищи, а так же вкусном (сладком) употреблении коктейля.
Изолят сывороточного протеина
Изолят сывороточного протеина превосходит сывороточный концентрат в содержании белка, которое доходит до 96%, и высокую концентрацию незаменимых аминокислот ВСАА (26 гр. аминокислот на 100 гр. белка). Эта чистота протеина достигается посредством процесса ультрафильтрации, который минимизирует содержание жира и лактозы.
Меньшее содержание жира и лактозы допускает дальнейшее увеличение скорости поглощения. Вот почему изоляты сывороточного протеина являются предпочтительным выбором среди культуристов и посетителей спортзала, которые действительно серьезно относятся к своим целям. Благодаря уменьшенному количеству лактозы, изолят также рекомендуется для лиц с непереносимостью лактозы.
Виды сывороточного белка:
- Сывороточный концентрат — это белок прошедший обычную ультрафильтрация при который достигает 80-85% протеина. Стоимость такого белка вполне приемлемая. Скорость усвоения быстрая. Содержит незначительное количество лактозы, поэтому людям с очень плохой переносимостью лактозы не подойдет.
- Изолят сывороточного белка — более детальная фильтрация при который достигается порядка 90-95% белка. Изолят как правило не содержит лактозы, что позволяет его употребляет даже людям с очень плохо лактозной непереносимостью. Скорость усвоения очень высокая. Количество калорий ниже, чем в концентрате, а стоимость значительно выше. Лучшее его применение — на диете.
- Смесь концентрата и изолята. В данный момент это очень распространенные явление. Выходит средний продукт по характеристикам и ценовому диапазону.
- Гидролизат сыворотки — это не степень фильтрации как в предыдущих видах. Гидролизат — это способ ферментации (гидролиз), при котором белок расщепляют на аминокислоты и пептиды (несколько аминокислот соединенных между собой). Это делает такой «белок» максимально легко и быстро усваиваемым, который почти не задерживается в желудке. Судя по исследованиям скорость всасывания аминокислот из гидролизаа быстрее, чем от аминокислот в свободной форме. Он достаточно дорогой и целесообразно его употреблять только элитным спортсменам, которые важен каждый миллиметр результата. Он так же бывает разной степени очистки: концентрат или изолят.
Использование сывороточных белков при производстве функциональных напитков
СОВРЕМЕННЫЙ ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРЕПАРАТОВ СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЛКОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАПИТКОВ
д.т.н., проф. Токаев Э.С., Баженова Е.Н., Мироедов Р.Ю.
Московский государственный университет прикладной биотехнологии
Особый интерес при производстве функциональных напитков представляют белковые препараты животного происхождения — сывороточные белки.
Сывороточные белки представляют собой группу различных фракций глобулярных белков, отличающихся друг от друга по структуре и свойствам, и составляют 20% всех белков молока. Главными представителями сывороточных белков являются в- лактоглобулин (50-55%) и а-лактальбумин (20-25%). Остальное количество сывороточных белков приходится на альбумин сыворотки крови, иммуноглобулины, многочисленные минорные белки, например лактоферрин, лактопероксидаза и другие ферменты.
Сухая сыворотка из-за высокого содержания в ней лактозы (70 — 85%) находит ограниченное применение в производстве функциональных напитков. В последнее время все более широкое распространение получают продукты ультра- и нанофильтрации сыворотки — концентраты и изоляты, а также продукты ферментативного расщепления сывороточных белков — гидролизаты.
Концентрат сывороточного белка получают из сладкой сыворотки путем ультрафильтрации. После ультрафильтрации сыворотка обогащается белком, а количество воды, лактозы и минеральных веществ в ней значительно снижается.
Содержание лактозы и жира в белковых концентратах можно понизить (при соответствующем повышении концентрации белка до 90-95%) путем использования процесса нанофильтрации. В результате получаются изоляты сывороточных белков, обладающие не только улучшенными функционально-технологическими свойствами, но и высокой биологической ценностью.
Гидролиз изолятов сывороточных белков позволяет получить белковые гидролизаты — продукты с высоким содержанием свободных аминокислот и низкомолекулярных полипептидов. В зависимости от содержания аминокислот, молекулярной массы полипептидной фракции, наличия ди-, три- и олигопептидов может быть определена область наиболее эффективного использования гидролизатов. К белковым гидролизатам, получаемым для пищевых целей важным показателем являются органолептические свойства и биологическая ценность.
Со сравнительной характеристикой химического состава изолята, концентрата и гидролизата сывороточных белков можно ознакомиться в научной работе.
Основными критериями выбора препаратов белков, используемых при создании функциональных напитков, являются физико-химические характеристики, биологическая ценность и стоимость.
Требования к физико-химическим характеристикам используемого белка различаются в зависимости от вида производимого из него напитка и используемой технологии. При этом возникает вопрос, какие физико-химические характеристики белка имеют первостепенное значение. Точный ответ может быть сформулирован только при наличии четкого представления о структуре, технологических и потребительских свойствах разрабатываемого продукта.
Наиболее важными физико-химическими характеристиками белка при производстве функциональных напитков являются его растворимость, вязкость, эмульсионные свойства и диспергируемость.
Сывороточные белки обладают высокой растворимостью, однако во время нагревания и обработки химическими веществами белковых растворов необходимо соблюдать определенную осторожность во избежание денатурации белков, снижающей их растворимость. Тепловая обработка в интервале температур 60 — 140°С вызывает значительное изменение структуры и растворимости сывороточных белков, в том числе и таких сравнительно термостабильных, как а-лактальбумин и в-лактоглобулин. Чувствительность к тепловой денатурации в большей степени зависит от pH раствора. Наиболее чувствительны к тепловой обработке белки при pH 4,6, а также в интервале 5,8-6,2, минимум чувствительности они проявляют при pH 2,5 — 3,5 и выше 6,5.
Установлено, что растворимость в воде препаратов молочных белков зависит от способа их получения. Растворимость большинства концентратов сывороточных белков, полученных ультрафильтрацией, составляет около 90 % в интервале рН 3 — 8 (максимальная растворимость до 96% наблюдается при рН 6,5). Растворимость концентратов сывороточных белков, полученных термокоагуляцией, при рН 2,5-3,0 составляет 78%, а при рН 3,5 — 51%. Белковые изоляты, выделенные с помощью технологии нанофильтрации, имеют растворимость 98 % при рН 3, и лишь 35% при рН 4,5. Основным фактором, существенным образом, снижающим растворимость сывороточных белков при нейтральных рН, является присутствие ионов двухвалентных металлов, в частности кальция и магния. Избежать снижения растворимости белков можно путем введения ионов кальция в продукт в связанной форме — в виде протеинатов. Не менее эффективным способом регулирования растворимости белков является использование гидролиза, который повышает растворимость белков в кислой среде и в присутствии ионов кальция. Таким образом, высокая растворимость сывороточных белков в широком диапазоне значений pH, позволяет использовать их в напитках с различной кислотностью, однако низкая термостабильность ограничивает их применение в технологии производства готовых напитков.
Вязкость препаратов сывороточных белков зависит от условий и технологии их получения. Концентраты и изоляты сывороточных белков полученные ультра- и нанофильтрацией, имеют сравнительно низкую вязкость (1 % раствор — около 110-3 Пас). При этом увеличение концентрации раствора до 10% влечет за собой увеличение вязкости до (3 — 5)10 Пас. Вязкость растворов гидролизатов сывороточных белков существенно ниже по сравнению с концентратами и изолятами и не превышает 1,5 -10 Пас в диапазоне концентрации раствора от 1 до 10%. Данные свойства белков делают возможным их использование в высококалорийных напитках, в рецептурах которых может содержаться до 10 % белка.
Таким образом, низкие значения вязкости водных растворов препаратов сывороточных белков позволяют использовать их как в производстве продуктов зондового питания, так и в функциональных напитках, предназначенных для широкого круга потребителей.
При производстве готовых функциональных напитков с высоким содержанием белка необходимо учитывать их высокую способность к гелеобразованию при определенных условиях. Растворы концентратов сывороточных белков образуют гели при концентрации белка больше 8 — 10 % и нагревании до температуры 80 — 85 0С и выше. При этом прочность геля возрастает с увеличением ионной силы и рН с 4,5 до 7,5. Исключительно высокой способностью обладают изоляты сывороточных белков. Они образуют гели при температуре 56 — 58 0С и рН 7 — 9.
Эмульсионные свойства сывороточных белков ниже по сравнению со свойствами казеинатов. Вместе с тем концентраты сывороточных белков, полученные из подсырной и солянокислой казеиновой сыворотки, имеют эмульгирующую способность, почти не уступающую способности яичного белка. Так, в 100 мл 0,1 %-ного раствора белкового концентрата может быть эмульгировано 34-42 г жира.
Диспергируемость является одной из важных физико-химических характеристик препаратов сывороточных белков при производстве инстантных напитков. Диспергируемость зависит от способа получения препарата и характеризует его способность к смачиванию, набуханию и дальнейшему переходу в раствор. Как правило, изоляты и гидролизаты сывороточных белков обладают более высокой диспергируемостью по сравнению с концентратами.
На протяжении многих лет сыворотку считали отходом производства, не предавая значения её биологической ценности.
Однако научные исследования последних 10 — 15 лет выдвинули на первый план благоприятное воздействие белков сыворотки на организм человека, тем самым, позволяя их отнести к физиологически функциональным пищевым ингредиентам.
Функциональные напитки на основе и с включением в рецептуру сывороточных белков — прекрасный выбор для лиц всех возрастов, которые ценят свое здоровье и стремятся сохранить и укрепить его.
Потребление напитков, заменяющих прием пищи, содержащих сывороточные белки, позволяет легко и достаточно быстро, за счет их высокой усвояемости, компенсировать дефицит эссенциальных аминокислот, утолить чувство голода и контролировать массу тела.
Сывороточный белок считается «золотым стандартом» белка в питании спортсменов и людей, ведущих активный образ жизни. Высокое содержание аминокислот с разветвленной цепочкой (АРЦ — изолейцин, лейцин, валин), глютаминовой кислоты и незаменимых аминокислот способствует минимизации отрицательного воздействия на организм последствий тяжелых физических нагрузок, наращиванию мышечной массы и повышению спортивных результатов.
Недавно проведенные научные исследования показали, что белки молочной сыворотки заметно снижают кровяное давление и уровень холестерина в крови, препятствуя возникновению сердечнососудистых заболеваний.
Сывороточный белок является наилучшим решением при создании функциональных напитков для онкологических больных, имеющих трудности с приемом пищи в связи с тошнотой и отсутствием аппетита. Органолептические свойства сывороточных белков позволяют создавать гиперпротеиновые нутрицевтические напитки без постороннего привкуса.
Напитки, обогащенные сывороточным белком, способствуют повышению содержания в тканях организма человека глутатиона — наиболее важного природного антиокислителя, стимулируя иммунную активность организма в отношении с ВИЧ-инфекцией и раком.
Низкий гликемический индекс сывороточных белков позволяет оптимизировать выделение инсулина, регулируя уровень глюкозы в крови, тем самым, предотвращая возникновение диабета 2-го типа.
В сывороточных белках содержатся отдельные фракции глобулярных белков, которые выполняют важные биологические функции.
Гидролизаты сывороточных белков обладают важными физиологическими свойствами: более высокой адсорбцией ди- и трипептитидов в ЖКТ по сравнению с интактными белками и свободными аминокислотами, что наиболее выражено при стрессовой ситуации, нарушении функции кишечника или при необходимости введения больших количеств белка. Также гидролизаты, как правило, используются в гипоалергенных продуктах специализированного питания. Например, в настоящее время в производстве гипоаллергенных детских продуктов в США преимущественно используют гидролизаты казеина, а в Европе — гидролизаты сывороточных белков.
Суммируя все полезные свойства сывороточных белков, вряд ли стоит убеждать специалистов пищевой промышленности в целесообразности их использования. Обилие препаратов сывороточных белков, различающихся по составу, свойствам, назначению и цене в состоянии удовлетворить любого взыскательного потребителя.
Полный текст научной статьи, выполненной на базе Московского государственного университета прикладной биотехнологии, читайте в приложении.
Дозировка сывороточного белка
Для обычного человека не занимающего спортом рекомендация ВОЗ от 0.66 гр. до 0.8 гр. белка, но на данный момент существуют научные данные подтверждающие, что увеличенное потребление белка 1.2-1.6 гр. способствуют более здоровому старению (2). Для людей которые хотят достичь определенных целей мы рассмотрим ниже: Набор мышечной массы. Тут оптимальный диапазон 1.4-2.0 гр. белка на кг. чистой мышечной массы человека. (4) Снижение веса/похудение. Дозировки тут колеблется от занятий спортом и желания человека. Людям с силовыми тренировками для сохранения мышечной массы лучше потреблять 3.4 гр.(3) , но это может позволить себе не каждый человек, поэтому нужно соблюсти хотя бы минимум в 1.5 гр. Если человек не занимается спортом, то рекомендации можно уменьшить от 1,5 гр. минимум до 2гр. белка. Увеличение силы, скорости, мощности. Тут оптимальные дозировка от 2 гр. до 2.5 гр. протеина. Тут важно не только восстановить мышцы, но и сухожилия и связки.
