Išrūgų baltymų svarba mityboje

Išrūgų baltymai yra nevienalytis baltymų mišinys. Išrūgų baltymus sudaro skirtingos baltymų frakcijos. Karvės (Bos taurus) piene yra 3,5 % baltymų, iš kurių 80 % yra kazeinas ir 20 % išrūgų baltymų. Išrūgų baltymų biologinė vertė (BV) yra 104, o kazeino – 77. O bendra pieno baltymų BV yra 91 [33]. BV yra koeficientas, parodantis, kiek organizmo žarnyne pasisavintų baltymų sunaudojama naujų baltymų gamybai, bet ne energijos poreikiams [34].
Dauguma išrūgų baltymų yra kompaktiškai susisukusios rutulinės molekulės, kurios daugiausia yra hidrofobinės ir susietos peptidinėmis jungtimis [30].

Išrūgų baltymų savybės:

• padeda skatinti apetito slopinimą ir sotumo jausmą [8, 9, 10, 11];
•  yra aukštos kokybės baltymų šaltinis, kuriame gausu visų nepakeičiamų aminorūgščių ir kitų biologiškai aktyvių medžiagų, kurios padeda sumažinti riebalų masę ir išsaugoti raumenų masę, kaip visavertės subalansuotos mitybos ir fizinio aktyvumo dalis [13, 14, 15, 16];
• padeda palaikyti teigiamą glutationo lygį, aprūpinant su maistu būtinų aminorūgščių (glutamo rūgšties, cisteino, glicino) kiekį, taip pat modeliuojant jų sintezę [17, 18];
• palengvina maistinių mineralų, vitaminų ir riebalų rūgščių pasisavinimą [17, 20, 21];
•  padeda pagerinti nuotaiką ir koncentraciją [17, 20, 21];
•  padeda išsaugoti ir sumažinti kūno baltymų (raumenų) netekimą dėl sakropenijos vyresnio amžiaus žmonėms [12, 22, 23, 24];
•  yra lengviau virškinami ir pasisavinami, palyginti su kitais baltymų šaltiniais [17, 21].
• pagal Tarptautinės maisto ir žemės ūkio organizacijos (FAO) virškinamų nepakeičiamų aminorūgščių balų (Digestible Indispensable Amino Acid Score- DIAAS) metodą, išrūgų baltymų vertė yra 10–30 % didesnė nei miežių, ryžių, sojų ir žirnių baltymų [25].

β-laktoglobulinas:

•  rutulinis baltymas iš 162 aminorūgščių liekanų [30];
•  jame gausu šakotos grandinės aminorūgščių (25,1%), ypač leucino (13,5 %) [35];
•  yra sintetinamas karvės pieno liaukoje [35];
•  turi dvi -S-S- jungtis ir vieną laisvą tionilo grupę [30];
•  sudaro 50–60 % išrūgų baltymų ir 10 % visų pieno baltymų (2–4 g/l) [35].

Biologinis β-laktoglobulino vaidmuo nebuvo iki galo išaiškintas. Yra žinoma, kad ji atlieka transportavimo funkciją – molekulėje yra hidrofobinė dalis, galinti surišti vitaminus A ir D, Ca2+ ir riebalų rūgštis, dėl ko palengvėja jų reabsorbcija organizme [21]. β-laktoglobulinas dalyvauja reguliuojant fosforo apykaitą karvės pieno liaukoje [21]. β-laktoglobulinas taip pat gali surišti mutageninius heterociklinius aminus, taip suteikdamas savotišką apsaugą nuo jų kancerogeninio pobūdžio [20]. β-laktoglobulinas yra vienintelis alergenas išrūgų baltymuose. Alergija pienui yra klinikinė imunologinė reakcija į vieną ar daugiau pieno baltymų [35]. Alergija pienui stebima 2–3 % vaikų – daugumai jų alergija išnyksta sulaukus 3 metų [21]. Hipoalerginiuose mišiniuose kūdikiams, kuriuose yra išrūgų baltymų, β-laktoglobulinas yra atskirtas arba gaunamas hidrolizuoto pavidalo [28]. Be biologinio aktyvumo, jame yra ir struktūroje užkoduotų peptidinių grandinių, kurios gali išsiskirti virškinimo trakte fermentinės hidrolizės metu [35, 21]. Biologiškai aktyvūs peptidai yra specifinės aminorūgščių sekos, kurios daro teigiamą poveikį organizmo funkcijoms ir sąlygoms, kurios gali turėti įtakos žmogaus sveikatai [21]. Antihipertenzinės, antitrombozinės, antimikrobinės ir imunomoduliuojančios savybės priskiriamos biologiškai aktyviems β-laktoglobulino peptidams [21].

α-laktoalbuminas:

•  monomerinis, rutulinis, kalcio turintis baltymas, sudarytas iš 123 aminorūgščių liekanų, įskaitant liziną, leuciną, treoniną, triptofaną ir cisteiną [36];
•  turi keturias -S-S- jungtis [30];
•  yra sintetinamas karvių pieno liaukų ląstelėse ir veikia kaip fermentų sistemos reguliavimo komponentas ir yra atsakingas už laktozės biosintezę [36];
•  sudaro 20 % išrūgų baltymų ir 3,4 % viso pieno baltymų (0,6–1,7 g/l) [36];

α-laktoalbumino ir β-laktoglobulino santykis išrūgų baltymuose yra 1:3 [20].

Priešingai nei β-laktoglobulinas, α-laktoalbuminas turi labai mažą imunogeniškumą, todėl mažai sukelia alergiją, todėl jis yra tinkama maistinė medžiaga alergiškiems pienui vaikams [21].

Sveikatą skatinantis α-laktoalbumino poveikis skirstomas į tris kategorijas:

•  viso nepažeisto baltymo poveikis;
•  atskirų aminorūgščių iš suvirškintų baltymų poveikis;
•  poveikis, kurį sudaro peptidai virškinimo trakte hidrolizuojant baltymus.

Viena iš biologiškai aktyvių α-laktoalbumino funkcijų, kurią palengvina didelis triptofano kiekis (4,9 g/100 g), yra serotonino kiekio didinimas ir kortizolio koncentracijos mažinimas, dėl to pagerėja koncentracija, nuotaika ir sumažėja jautrumas stresui [22]. α-laktoalbuminas gali surišti ne tik Ca, bet ir Mg bei Zn. Panašiai palengvinamas šių mineralų pasisavinimas plonojoje žarnoje [37]. Biologiškai aktyviems α-laktoalbumino peptidams priskiriamos antimikrobinės, imunomoduliuojančios ir priešvėžinės savybės [37]. Dėl savo panašumo į žmogaus albuminą, didelės maistinės vertės ir biologiškai aktyvių savybių α-laktoalbuminas plačiai naudojamas kūdikių mišiniuose [36]. Išgrynintas α-laktoalbuminas yra įtrauktas į sportininkų racioną kaip geras nepakeičiamų aminorūgščių šaltinis [28].

Laktoferinas:

•  monomerinis, rutulinis, Fe3+ surišantis glikoproteinas iš 689 aminorūgščių liekanų [39];
•  į pieną patenka iš kraujo plazmos [39];
•  priklauso transferinų grupei, kurie yra kraujo plazmos metalus surišantys ir transportuojantys baltymai [39];
•  laktoferinas sudaro 1 % išrūgų baltymų [39];
•  laktoferinas turi dvi Fe3+ surišimo vietas. Kiekviena iš jų gali surišti 1,4 mg Fe3+ /g [40].

Laktoferinas turi įvairių sveikatą stiprinančių savybių. Jis turi antibakterinių, priešuždegiminių, priešnavikinių, imunomoduliuojančių ir kaulų augimą skatinančių savybių, taip pat gali turėti įtakos ląstelių proliferacijai ir diferenciacijai [21]. Antibakterinis laktoferino poveikis veiksmingiausias prieš bakterijas, kurioms daugintis reikia geležies. Laktoferinas sudaro chelatus su geležies jonais, esančiais mikroorganizmuose [21]. Antioksidacinis aktyvumas taip pat priskiriamas laktoferinui. Laktoferinas pritraukia laisvuosius Fe+3 jonus, kurie katalizuoja laisvųjų radikalų (superoksido, hidroksilo) susidarymą [28]. Laktoferinas, naudojamas dirbtiniuose kūdikių pieno mišiniuose. Laktoferinas papildo mišinį, todėl jis panašesnis į motinos pieną, kuriame yra 20 kartų daugiau laktoferino nei karvės piene. Geležimi prisotintas laktoferinas naudojamas geležies papilduose, siekiant palengvinti geležies pasisavinimą [28].

Laktoferinas taip pat naudojamas dantų pastose ir burnos skalavimo skysčiuose, kur komplekse su laktoperoksidaze ir lizocimu atlieka antibakterinę funkciją [28].

Kraujo serumo albuminas:

•  sudaro 3 % išrūgų baltymų [38];
•  rutulinis baltymas, kurį sudaro 583 aminorūgščių liekanos [38];

•  nėra sintetinamas pieno liaukoje, o patenka į pieną iš kraujo plazmos [38];
• turi 17 -S-S- jungčių [30];
•  panašiai kaip β-laktoglobulinas, suriša hidrofobines molekules, įsk. riebalų rūgštis [38];
• kraujo serumo albumino sudėtyje yra visų nepakeičiamų aminorūgščių [38].

Imunoglobulinai (IgG, IgA, IgM, IgA):

• dar vadinami „antikūnais“, sudaro 9–10 % išrūgų baltymų [20];
•  glikoproteinai, sudaryti iš keturių peptidinių grandinių, sujungtų disulfidiniais ryšiais [41];
• mitybos požiūriu yra geras nepakeičiamos aminorūgšties cisteino šaltinis [41].

Pagrindinė imunoglobulinų funkcija – užtikrinti pasyvų naujagimių imunitetą. Imunoglobulinų sudėtyje yra antikūnų, kurie tiesiogiai dalyvauja apsaugant nuo mikrobų patogenų ir skatinant fagocitozės procesą, dėl ko užkertamas kelias mikroorganizmų adhezijai, neutralizuojami virusai ir toksinai [21].

                                Išrūgų baltymų svarba mityboje

Išrūgų baltymuose esančios aminorūgštys randamos aukščiau aprašytose frakcijose ir minimaliai taip pat laisvųjų aminorūgščių pavidalu. Aminorūgščių kiekis išrūgų baltymuose gali skirtis ir jį gali veikti įvairūs veiksniai [38]. Išrūgų baltymuose yra visų nepakeičiamų aminorūgščių – jos sudaro 60 % visų juose esančių aminorūgščių [30].

Išrūgų baltymai yra puikus sieros turinčių (metionino, cisteino) aminorūgščių šaltinis. Sieros turinčių aminorūgščių gebėjimas skatinti imuninę funkciją ir organizmo antioksidacinį pajėgumą modeliuojant glutationo sintezę turi didelę reikšmę organizmui [28]. Glutationas – tai endogeninis antioksidantas, esantis kiekvienoje žmogaus kūno ląstelėje. Ypač kepenyse, kur jis detoksikuoja ląsteles ir limfinę sistemą. Teigiamas glutationo kiekis skatina imuninės sistemos veiklą, jis tiesiogiai susijęs su organizmo senėjimo procesais. Glutationo biosintezei organizme reikia glutamo rūgšties, cisteino ir glicino [42].

Išrūgų baltymai taip pat yra šakotosios grandinės aminorūgščių (izoleucino, leucino, valino) šaltinis. Šakotosios grandinės aminorūgštys vaidina svarbų vaidmenį skeleto raumenų baltymų sintezėje, jos taip pat gali dalyvauti raumenų audinio energijos apykaitoje [28].

Suvirškinus išrūgų OBV virškinamajame trakte, ne visos aminorūgštys dalyvauja žmogaus organizmo energijos apykaitoje ir plastinės medžiagos formavime. Dalis baltymų fermentiniu būdu suskaidomi į įvairaus ilgio peptidus, kuriuose monomerų skaičius gali svyruoti nuo 2 iki 20 aminorūgščių. Šios atskiros aminorūgščių sekos yra neaktyvios baltyme, iš kurio jos atsirado. Laisva forma joms būdingas platus biologinio aktyvumo spektras, įskaitant antimikrobinį, antihipertenzinį ir imunomoduliacinį aktyvumą [43].

Pagrindinė informacija paimta iš Ansio Zauero (Ansis Zauers) 2015 m. bakalauro darbo literatūros aprašo. SIA „Valens Nutri“ produktas „OBVProt“ yra natūralių išrūgų baltymų šaltinis (nėra nei sūrio, ne varškės gamybos šalutinio produkto – išrūgų).

Nuorodos

8. Anderson, G. H., Tecimer, S., Shah, D., Zafar, T. Protein source, quantity and time of consumption determine the effect of proteins on short-term food intake in young men. Journal of Nutrition, 2004, Vol. 134, Iss. 11, p. 3011-3015.
9. Anderson, H., Moore, S. Dietary proteins in the regulation of food intake and body weight in humans. Journal of Nutrition, 2004, Vol. 134, Iss. 4, p. 974-979.
10. Hall, W. L., Millward, D. J., Long, S. J., Morgan, L. M. Casein and whey exert different effects on plasma amino acid profiles, gastrointestinal hormone secretion and appetite. British Journal of Nutrition, 2003, Vol. 89, Iss. 2, p. 239-248.

11. Sebely Pal, Simone Radavelli-Bagatini, Suleen Ho, Jenny-Lee McKay, Martin Hagger, Monica Jane. Dairy Whey Proteins and Obesity. In: John F. Trepanowski,Krista A. Varady. Nutrition in the Prevention and Treatment of Abdominal Obesity. Elsevier, 2014, c. 32, p. 351–361.
12. Ha, E., Zemel, M. Functional properties of whey, whey components and essential amino acids: mechanism underlying health benefits for active people. Journal of Nutritional Biochemistry, 2003, Vol. 14, Iss. 5, p. 251-258.
42
13. Layman, D., Baum, J. Dietary protein impact on glycemic control during weight loss. Journal of Nutrition, 2004, Vol. 134, Iss. 4, p. 968-973.
14. Layman, D. K., Boileau, R. A., Erickson, D. J., Painter, J. E., Shiue, H., Sather, C., Christou, D. D. A reduced ratio of dietary carbohydrate to protein improves body composition and blood lipid profiles during weight loss in adult women. Journal of Nutrition, 2003, Vol. 133, Iss. 2, p. 411-417.
15. Layman, D. K., Shiue, H., Sather, C., Erickson, D. J., Baum, J. Increased dietary protein modifies glucose and insulin homeostasis in adult women during weight loss. Journal of Nutrition, 2003, Vol. 133, Iss. 2, p. 405-410.
16. World Health Organization, Food and Agricultural Organization of the United Nations, Vitamin and mineral requirements in human nutrition, second edition, 2004.

17. Madureira, A. R., Pereira, C. I., Gomes, A. M. P., Pintado, M. E., Malcata, F. X. Bovine whey proteins – Overview on their main biological properties. Food Research International, 2007, Vol. 40, Iss. 10, p. 1197-1211.
18. Middleton, N., Jelen, P., Bell, G. Whole blood and mononuclear cell glutathione response to dietary whey protein supplementation in sedentary and trained male human subjects. International journal of food sciences and nutrition, 2004, Vol. 55, Iss. 2, p. 131-141.
19. Zavorsky, G. S., Kubow, S., Grey, V., Riverin, V., Lands, L. C. An open-label dose-response study of lymphocyte glutathione levels in healthy men and women receiving pressurized whey protein isolate supplements. International journal of food sciences and nutrition, 2007, Vol. 58, Iss. 6, p. 429-436.
20. Graham Knowles and Harsharnjit S. Immunomodulation by Dairy Ingredients: Potential for Improving Health. In: Gill Colette Shortt, John O’Brien. Handbook of functional dairy products. 2004, p. 128-133.
21. A. Kanekanian. Milk and dairy products as functional foods. In: Proteins in Human Health, Casein and Whey. Wiley. 2014, c. 4, p. 94-146.

25. Lagrange, V., Whitsett, D., Burris, C. Global Market for Dairy Proteins. Journal of Food Science, 2015, Vol. 80, Suppl. 1, p. 16–22.