קזאינים מייצגים את חלק החלבון הנפוץ ביותר של חלב, שתכולת החנקן שלו מחולקת לארבעה מרכיבים:
- קזאינים: משפחת פוספופרוטאינים המהווים את חלק החלבון העיקרי של החלב (כ 2/3 מהחומרים החנקניים הקיימים בפרה). הם מהווים את חלק החלבון הבלתי מסיס של החלב, שמזרז (קריש) ב pH 4.6 ו / או עקב הוספת רנטה. לכן הם חיוניים בתהליכי ייצור הגבינות (שממנו מתקבלת גבינה). הקאסין מתהדר טוב ערך ביולוגי בזכות ההרכב המצוין של חומצות אמינו חיוניות.
- חלבוני מי גבינה (או חלבון מי גבינה או חלבון מי גבינה): הם שופעים את שאריות הגבינה מייצור הגבינות ומייחדות את הערך הביולוגי הגבוה מאוד שלהם. תוכן החנקן הכולל של חלב הפרה במהלך חימום החלב חלבוני הגבינה מפוגרים בעוד שמיצי הקזאין עוברים שינויים קטנים בלבד.
- חלבונים בעלי פעילות אנזימטית (אנטיבקטריאלי כגון ליזוזים, אימונולוגית כגון אימונוגלובולינים ולקטופרוקסידאז, טרופיים כגון לקטופרין המעודדים ספיגה של ברזל, מערכת העיכול כפרוטאז וליפאז ...). לחלבונים אלה אין מטרה תזונתית גרידא, אלא למטרה תזונתית בלבד פעולותיהם תורמות לשיפור מצב הבריאות.
- חנקן ללא חלבון: אוריאה היא תרכובת החנקן העיקרית בחלבון; ערכיה תלויים במצב בריאותו של בעל החיים.
טוֹב מקורות לקזאינים הם מיוצגים על ידי גבינות מיושנות, בעוד שחלבוני מי גבינה יש בשפע במוצרי חלב המיוצרים עם מי גבינה, כגון ריקוטה. שני שברי החלבון נמצאים גם בתוספי חלבון רבים.
מאפיינים תזונתיים של קזאינים
הַעֲמָקָה
בחלב הקזאינים נמצאים לרוב בצורה של מישל, אגרגטים חלביים כדוריים גדולים המפוזרים במסת החלב כשהחלק ההידרופילי כלפי חוץ והחלק ההידרופובי מרוכז ב"ליבה "הפנימית. חשוב להכיר היבטים אלה. להבין את השונה תכונות של תוספי קזאין.
מיצי הקזאין הם תוצאה של חיבור של חלקיקים כדוריים קטנים יותר, תת-התא. כל תת-תא מורכב ממולקולות רבות של קזאין, אולם עם זאת אינן זהות. למעשה, 4 חלבונים שונים ידועים: αs1-casein, αs2 -קזאין, β-קזאין וק-קזאין. שלושת הראשונים הידרופוביים מאוד ונוטים לזרז בנוכחות סידן; k-casein מורכב במקום משני חלקים שונים, אחד הידרופובי נוסף ואחד הידרופילי יותר: החלק ההידרופובי של k -casein משתלב בצורה מושלמת עם הקזאינים האחרים, בעוד שהחלק ההידרופילי פונה כלפי חוץ של המיזל, במגע עם הסביבה הנוזלית שמסביב; כך נוצר מעין מגן המגן על הקזאינים האחרים ממגע עם יוני סידן (אשר יגרום להם ליפול.) המגן הזה גם הוא טעון שלילי וזה גורם למיסלים השונים להדוף זה את זה.
בתוך המיסל משולבים כמויות קטנות של לקטוז ומלחים מינרליים כגון סידן וזרחן, שתפקידם לייצב את המבנה. מבחוץ אנו מוצאים במקום זאת את הגבינה, המכילה לקטוז, חלבוני מי גבינה ויונים אורגניים בעלי ממדים קטנים.
גודל המיסלים משתנה בהתאם לסוג החלב; אצל אישה, למשל, יש להם קוטר קטן מזה של חלב פרה וזה הופך את הקזאין האנושי לעיכול יותר. למעשה, הפרוטאזות בקיבה חייבות לפרק את המיצלות האלה לפני שתוקפות ומעכלות את החלבונים המרוכזים בתוכם; במובן זה, הגידול של המשטח הספציפי (מיצלים קטנים יותר) מקל על פעולת העיכול. באופן דומה, בתעשיית החלב פירושן של מישלות קטנות יותר הוא עבה מהירה ועבה יותר.
בתוספת רנט (אנזימים פרוטאוליטים) הק-קזאין נשבר לשניים, פעולת ההגנה שלו הולכת לאיבוד והקזאינים השונים, במקום להדוף אחד את השני, מצטברים ויוצרים את הגירוי. עם החמצה, לעומת זאת, המטען אבוד . -שלילי של המיקלים עם נטייה לצבירה כתוצאה מכך.
ערך ביולוגי
מבחינת הרכב חומצות האמינו, הקזאינים עשירים בפרולין וחומצות אמינו זרחניות, בעוד שהם דלים יחסית בחומצות אמינו גופרית (במיוחד ציסטין). מסיבה זו, בהתחשב בנפרד, יש להם ערך ביולוגי טוב אך לא אופטימלי. במקום זאת, הם מכילים כמויות גדולות יותר של גלוטמין, ארגינין ופנילאלנין מאשר מי גבינה. בהקשר זה מעניין לציין שוב את "חוכמתו" של הטבע, בהתחשב בכך שבכל המזון חומצות האמינו חסרות הקזאינים מפצות על ידי העושר בחומצות האמינו הגופרית של חלבוני הגבינה.
הספורטאי שלוקח תוספי חלבון קזאין לא צריך לדאוג לגבי המחסור היחסי של AAs גופרית, כיוון שצריך לשקול את צריכת החלבון של הדיאטה כולה במקום להתמקד במזון הנשא היחיד. חומצות אמינו גופרית מיוצגות היטב בדגים. ובשר, בעיקר ברקמות החיבור, שבדרך כלל יש בשפע בתזונה של הספורטאי.
עיכול "
בשל טבעם ונטייתם ליצור מיצלים (העמידים מאוד לחום והתייבשות, כך שניתן למצוא אותם בתוספי חלבון), ידוע כי קזאינים מייצגים מקור חלבון "סופג לאט". לעומת חלבוני מי גבינה, לכן קזאינים מתעכלים ונספגים לאט יותר, ומבטיחים כניסה מאוחרת יותר של חומצות אמינו למחזור הדם. מאותה סיבה, באותה המינון, יש להם אינדקס אינסולין נמוך יותר ועוצמת שובע גדולה יותר.
מכל הנחות אלה נובעת העצה לקחת תוספי קזאין מהאימון ו / או לפני השינה למנוחת לילה, על מנת לעורר סינתזת חלבונים ולהגביל את התופעות הקטבוליות הנגרמות על ידי צום ממושך בלילה.
בהשוואה לחלבוני מי גבינה, קזאינים נוטים לתת פתרונות צמיגים ודביקים יותר (מסיסות נמוכה יותר).
הגרף מציג את קצב הספיגה האיטי יותר של חומצות אמינו קזאין בהשוואה לחלבון מי גבינה. הוא בוצע על ידי מדידת המראה המחזורי של לאוצין עם תווית רדיו (13C לאוצין) לאחר מתן ארוחה של קזאין או חלבון מי גבינה מסומן. הסרגל האופקי מציג את מרווחי הזמן בהם ההבדלים בין שני החלבונים משמעותיים.
מקור: Boirie Y, Dangin M et al. חלבונים איטיים ומהירים מווסתים באופן שונה את הצטברות החלבון לאחר הארוחה. Proc Natl Acad Sci USA, 1997; 94: 14930-5.
תוכן במינרלים
ריכוז הסידן גבוה יותר בקזאינים מאשר בחלבוני מי גבינה. אולם הרבה תלוי בטכניקות החילוץ שאומצו.
סידן קזאינט (או סידן קזאינט)
קזאינט הוא קזאין המסיס (במים) על ידי הוספת אלקלי; לאחר מכן מיובשים תמיסה זו באמצעות תהליך הייבוש או על צילינדרים.
ב pH נייטרלי או חומצי, קזאינים אינם מסיסים יחסית במים ולכן הם ניתנים להפרדה בקלות מחלבוני חלב אחרים, לקטוז ומינרלים.
כדי לייצר את תוספי הסידן קזאינאט, הקזאינים של חלב רזה יורדים לאחר מכן בחומצות עד לנקודה האיזואלקטרית שלהם (pH 4.6); לאחר מכן מתבצעת שטיפה חוזרת במים ומשקעים חומצתיים חדשים בכדי לחסל עודף לקטוז ומלחים. בשלב זה, הוספת תמיסת סידן הידרוקסיד והזרקת אדים, הקזאין המזורז נתון לעלייה ב- pH שהופך לצמיג פתרון של סידן קזאינאט, ולאחר מכן מיובש על גלילים או באמצעות תהליך הנקרא ריסוס.
בדומה לחלבוני מי הגבינה המתקבלים על ידי החלפת יונים, סידן קזאינאט מתגאה ברמת טוהר גבוהה; למעשה, הוא מכיל אחוז חלבון גבוה יותר, מסיסות רבה יותר במים, פחות שומן, פחות לקטוז ופחות נתרן. לכן, למאפיינים אלה היא צריכה להיות בעלת עיכול מהיר יותר, בעוד שההיבטים השליליים נובעים מהפחתת החלבון החלקית הנגרמת על ידי טיפולים כימיים.
קזאינים מיסלריים
הם מתקבלים באמצעות שימוש במסננים פיזיים, חדירים למחצה או יונים-סלקטיביים, אשר סוגם משפיע על מידת ה"טהרה "של תוסף הקזאין. בדומה לחלבוני מי גבינה, שתי טכניקות עיקריות ידועות, מיקרו סינון ואולטרה סינון. הסלקטיביות של תהליכי סינון אלה (המועדפים על ידי כוחות כגון לחץ, פוטנציאל חשמלי או ריכוז) קובעת את מידת הטוהר (מובן כאחוז השומנים הנותר, לקטוז ומלחים מינרליים); באופן כללי, חלבונים מיסלריים מייצגים מקור חלבון פחות טהור מאשר סידן קזאינאט, המאופיין באחוזים גבוהים יותר של שומן, לקטוז ונתרן. עם זאת, יש לציין כי שיפור טכניקות הייצור יוביל ככל הנראה לצמצום הפער ביחס לסידן קזאינאט תוך זמן קצר, ולהגיע לרמות טוהר שניתן להעלות על יתרון עם היעדר אי-דנטורציה של חלבון. הערך העיקרי של קזאינים מיסלר נובע למעשה משימור המבנה המקורי של המיינלר, השומר על תפקודו הביולוגי (במקום זאת השתנה על ידי התהליכים הכימיים המשמשים להשגת סידן קזאינאט). הוספת לציטין סויה יכולה לשפר את מסיסותו, וכתוצאה מכך מוצרים המכונים בדרך כלל קזאינים מיסלריים מיידיים.
קזאינים מנוזלים
תוספים אלה מתקבלים על ידי הכפפת הקזאינים לעיכול אנזימטי, המפרק את קשרי הפפטיד של החלבונים, ומצמצם אותם לשברים לעיכול ולספיגה מהירים יותר. בדרך זו, רבים מהמאפיינים הייחודיים של קזאינים הולכים לאיבוד בהשוואה לחלבוני מי גבינה: זמני העיכול מצטמצמים (תיאורטית) והגירוי לאינסולין עולה, ולכן ההבדל המהותי היחיד נשאר בפרופיל חומצת האמינו.גם אם לא נראה שהאמירות הללו עושות תפנית מבחינה תיאורטית, מה שנראה מובן מאליו בהתבסס על הפיזיולוגיה של מטבוליזם של חלבונים לא תמיד מאושר על ידי מחקרים מדעיים; לדוגמה, כמה מחקרים הראו כי לא נראה כי קיימים הבדלים משמעותיים מבחינת זמני העיכול / ספיגה הן לחלבון של קזאין והן של חלבון מי גבינה בהשוואה לחלבונים שלמים.
לקזאינים הידרוליזציה יש תכונות מסיסות טובות יותר ועלות גבוהה בהרבה.
לסיום, בטבלה אנו משווים את הערכים התזונתיים ואת פרופיל חומצת האמינו של סידן קזאינט, קזאינים מיסלר וחלבוני מי גבינה.
ערכים המוחזרים מגליוני הנתונים של חומרי גלם מסוימים המשמשים לייצור תוספי הקזאין וחלבון מי גבינה הקשורים: 1Calcium Caseinate 385 - NZMP Fronterra; 2 סידן קזאינאט 41638 DMV; 3 אבקת בידוד חלבון חלב מישל MPI85 Benseng Foodsupplement BV; 4Carbery Isolac Instant.
