Sūkalu olbaltumvielu nozīme uzturā

Sūkalu olbaltumvielu nozīme uzturā

 

Sūkalu olbaltumvielas ir heterogēns proteīnu maisījums. Sūkalu olbaltumvielas veido dažādas olbaltumvielu frakcijas. Govs (Bos taurus) piens satur 3.5% olbaltumvielu, no tā 80 % ir kazeīns un 20 % sūkalu olbaltumvielas. Sūkalu olbaltumvielu bioloģiskā (BV) vērtība ir 104, bet kazeīnam tā ir 77. Savukārt kopējā piena olbaltumvielu BV - 91[33]. BV ir koeficients, kas parāda, cik liela daļa no organisma zarnu traktā uzsūktajām olbaltumvielām tiek patērēta jaunu olbaltumvielu radīšanai, bet ne enerģētiskām vajadzībām [34].
Lielākā daļa sūkalu olbaltumvielas ir kompakti savītas globulārās molekulas, kas ir galvenokārt hidrofobas, un saistītas ar peptīdsaitēm [30].

 

Sūkalu olbaltumvielu īpašības:

  • palīdz stimulēt apetītes apspiešanu un sāta sajūtas veidošanos [8,9,10, 11];
  •  ir augstvērtīgs olbaltumvielu avots, kas ir bagātas ar visām neaizvietojamām aminoskābēm un citām bioloģiski aktīvām vielām, kas palīdz samazināt tauku masu un saglabāt muskuļu masu, kā daļa no pilnvērtīga sabalansēta uztura un fizisko aktivitāšu kopuma [13,14,15,16];
  • palīdz uzturēt pozitīvu glutationa līmeni, nodrošinot nepieciešamās aminoskābes (glutamīnskābe, cisteīns, glicīns) uzturā, arī modelējot to sintēzi [17,18];
  • atvieglo ar uzturu uzņemto minerālvielu, vitamīnu un taukskābju uzņemšanu [17,20,21];
  •  palīdz uzlabot garastāvokli un koncentrācijas spējas [17,20,21];
  •  palīdz saglabāt un samazināt organisma olbaltumvielu zudumus (muskuļaudu) vecākiem cilvēkiem izraisītās sakropēnijas dēļ [12,22,23,24];
  •  ir vieglāk sagremojamas un absorbējamas, salīdzinājumā ar citiem olbaltumvielu avotiem [17,21,21].
  • sūkalu olbaltumvielām ir par 10-30% lielāka ‘’vērtība’’ kā miežu, rīsu, sojas un zirņu olbaltumvielām, atbilstoši Starptautiskās pārtikas un lauksaimniecības organizācijas (FAO) ar uzturu uzņemamo neaizvietojamo aminoskābju novērtējuma (Digestible Indispensable Amino Acid Score- DIAAS) metodes [25]
β-laktoglobulīns:
  •  ir globulārs proteīns, ko veido 162 aminoskābju atlikumi [30];
  •  ir ļoti bagāts ar sazaroto ķēžu aminoskābēm (25.1%), īpaši leicīnu (13,5%) [35];
  •  tiek sintezēts govs piena dziedzerī [35];
  •  satur divas –S-S- saites un vienu brīvu tionilgrupu [30];
  •  veido 50-60 % no sūkalu olbaltumvielām un 10% no piena kopējām olbaltumvielām (2-4 g/l) [35].
β-laktoglobulīna bioloģiskā loma līdz galam nav noskaidrota. Ir zināms, ka tas pilda transportfunkciju - molekula satur hidrofobo daļu, kura var saistīt A un D vitamīnus, Ca2+ un taukskābes, kā rezultātā tiek atvieglota to reabsorbcija organismā [21]. β-laktoglobulīns piedalās fosfora vielmaiņas regulācijā govs piena dziedzerī [21]. β-laktoglobulīns var saistīt arī mutagēnos heterocikliskos amīnus, līdz ar to nodrošinot sava veida aizsardzību pret to kancerogēno dabu [20]. β-laktoglobulīns ir vienīgais alergēns sūkalu olbaltumvielās. Piena alerģija ir klīniska imunoloģiska reakcija uz vienu vai vairākām piena olbaltumvielām [35]. Piena alerģija ir novērojama 2-3% procentiem bērnu, lielākajai daļai no tiem alerģijas izpausmes pazūd, kad tiek sasniegts 3 gadu vecums [21]. Hipoalerģiskajos mākslīgos piena maisījumos zīdaiņiem, kas satur sūkalu olbaltumvielas, β-laktoglobulīns ir vai nu atdalīts, vai arī ir pieejams hidrolizētā veidā [28]. Papildus bioloģiskajai aktivitātei, tas satur arī savā struktūrā iekodētas peptīdu ķēdes, kas var tik atbrīvotas kuņģa-zarnu traktā enzimātiskās hidrolīzes laikā [35, 21]. Bioloģiski aktīvie peptīdi ir specifiskas aminoskābju virknes, kuras izraisa pozitīvu ietekmi uz organisma funkcijām un apstākļiem, kas var ietekmēt cilvēka veselību [21]. β-laktoglobulīna bioloģiski aktīviem peptīdiem tiek piedēvētas: antihipertensīvas, prettrombu, antimikrobiālās un imūnomudulējošās īpašības [21].
α-laktoalbumīns:
  •  α-laktoalbumīns ir monomērisks globulārs kalciju saturošs proteīns, kas veidots no 123 aminoskābju atlikumiem, ieskaitot lizīnu, leicīnu, treonīnu, triptofānu un cisteīnu [36];
  •  satur četras –S-S- saites [30];
  •  tiek sintezēts govs piena dziedzera šūnās un darbojas kā regulējošs komponents enzimātiskajā sistēmā un atbild par laktozes biosintēzi [36];
  •  veido 20% no sūkalu olbaltumvielām un 3.4% no piena kopējām olbaltumvielām (0.6-1.7 g/l) [36];
α-laktoalbumīna un β-laktoglobulīna attiecība sūkalu olbaltumvielās ir 1:3 [20].
Pretstatā β-laktoglobulīnam, α-laktoalbumīnam ir ļoti zema imunogenitāte, līdz ar to zems alerģijas ierosināšanas potenciāls, kas padara to par piemērotu uzturvielu bērniem, kuriem ir piena alerģija [21].
α-laktoalbumīna veselību veicinošo iedarbību dala trijās kategorijās:
  •  iedarbība, ko dod vesela neskarta olbaltumviela;
  •  iedarbība, ko rada atsevišķas aminoskābes no sagremotās olbaltumvielas;
  •  iedarbība, ko veido peptīdi kuņģa-zarnu traktā, hidrolizējot olbaltumvielas.
Viena no α-laktoalbumīna bioloģiski aktīvajām funkcijām, ko veicina augstais triptofāna saturs (4.9 g/100 g), ir serotonīna līmeņa paaugstināšana un kortizola koncentrācijas samazināšana, kas rezultē ar uzlabotu koncentrācijas spēju, garastāvokli un samazinātu uzņēmību pret stresu [22]. α-laktoalbumīns var saistīt ne tikai Ca, bet arī Mg un Zn. Saistītā veidā ir atvieglota šo minerālvielu absorbcija tievajā zarnā [37]. α-laktoalbumīna bioloģiski aktīviem peptīdiem tiek piedēvētas antimikrobiālās, imūnomodulējošās un pretvēža īpašības[37]. Pateicoties līdzībai ar cilvēka albumīnu, tā augstajai uzturvērtībai un bioloģiski aktīvajām īpašībām, α-laktoalbumīns tiek plaši lietots mākslīgajos piena maisījumos zīdaiņiem [36]. Attīrīts α-laktoalbumīns tiek pievienots sportistu uzturam kā labs neaizstājamo aminoskābju avots [28].
Laktoferīns:
  •  ir monomērisks, globulārs Fe3+ saistošs glikoproteīds, ko veido 689 aminoskābju atlikumi [39];
  •  nonāk pienā no asins plazmas [39];
  •  pieder pie transferīnu grupas, kas ir asins plazmas metālu saistošas un transportējošas olbaltumvielas [39];
  •  laktoferīns veido 1% no sūkalu olbaltumvielām [39];
  •  laktoferīnam ir divas Fe3+ saistīšanas vietas. Katra no tām var saistīt 1.4 mg Fe3+ /g [40].
Laktoferīnam piemīt dažādas veselību veicinošas īpašības. Tam piemīt antibakteriālas, pretiekaisuma, pretvēža, imūnomodulējošas un kaulu veselību veicinošas īpašības, kā arī spēja ietekmēt šūnu proliferāciju un diferenciāciju [21]. Laktoferīna antibakteriālā iedarbība visefektīvākā ir pret baktērijām, kurām nepieciešams dzelzs, lai vairotos. Laktoferīns veido helātus ar mikroorganismos esošajiem dzelzs joniem [21]. Laktoferīnam tiek piedēvēta arī antioksidatīva darbība. Laktoferīns piesaista brīvos Fe+3 jonus, kas katalizē brīvo radikāļu (superoksīda, hidroksil-) veidošanos [28]. Laktoferīnu izmanīto mākslīgajos piena maisījumos zīdaiņiem. Laktoferīns papildina maisījumu, padarot to līdzīgāku mātes pienam, kas satur 20 reizes vairāk laktoferīna, salīdzinot ar govs pienu. Ar dzelzi piesātināts laktoferīns tiek izmantots dzelzi saturošajos uztura bagātinātājos, lai atvieglotu dzelzs absorbciju [28].
Laktoferīns tiek izmantots arī zobu pastās un mutes skalošanas līdzekļos, kur kompleksā ar laktoperoksidāzi un lizocīmu pilda antibakteriālo funkciju [28].
Asins seruma albumīns:
  •  veido 3% no sūkalu olbaltumvielām [38];
  •  ir globulārs proteīns, kuru veido 583 aminoskābju atlikumi [38];
  •  tas netiek sintezēts piena dziedzerī, bet nonāk pienā no asins plazmas [38];
  • satur 17 –S-S- saites [30].
  •  līdzīgi β-laktoglobulīnam, saista hidrofobas molekulas t.sk. taukskābes [38];
  • asins seruma albumīns satur visas neaizvietojamās aminoskābes [38].
Imunoglobulīni (IgG, IgA, IgM, IgA):
  • saukti arī par „antivielām’’, veido 9-10 % no sūkalu olbaltumvielām [20];
  •  ir glikoproteīdi, ko veido četras peptīdu ķēdes, kuras saista disulfīdu saites [41];
  • pēc uzturvērtības ir labs neaizvietojamās aminoskābes, cisteīna avots [41].
Galvenā imunoglobulīnu funkcija ir pasīvās imunitātes nodrošināšana jaundzimušajiem. Imunoglobulīni satur antivielas, kas tieši iesaistās aizsardzībā pret mikrobiāliem patogēniem un fagocitozes procesa veicināšanu, kā rezultātā tiek preventēta mikroorganismu adhēzija, vīrusu un toksīnu neitralizācija [21]
                                Sūkalu olbaltumvielu nozīme uzturā
Aminoskābes sūkalu olbaltumvielās ir atrodamas iepriekš aprakstīto frakciju sastāvā un, minimāli, arī brīvo aminoskābju veidā. Aminoskābju saturs sūkalu olbaltumvielās var būt atšķirīgs un to var ietekmēt dažādi faktori [38]. Sūkalu olbaltumvielas satur visas neaizstājamās aminoskābes, tās veido 60% no aminoskābju kopuma tajās [30].
Sūkalu olbaltumvielas ir teicams sēra saturošo (metionīns, cisteīns) aminoskābju avots. Liela nozīme organismā ir sēru saturošo aminoskābju spējai veicināt imūnfunkciju, organisma antioksidatīvo kapacitāti, modelējot glutationa sintēzi [28]. Glutations ir endogēns antioksidants, kas atrodas katrā cilvēka ķermeņa šūnā. It īpaši aknās, kur tas nodrošina šūnu un limfātiskās sistēmas detoksifikāciju. Pozitīvs glutationa daudzums stimulē imūnsistēmas darbību, tam ir tieša saistība ar organisma novecošanas procesiem. Glutationa biosintēzei organismā ir nepieciešamas glutamīnskābe, cisteīns un glicīns [42].
Sūkalu olbaltumvielas ir arī sazaroto ķēžu aminoskābju (izoleicīna, leicīna, valīna) avots uzturā. Sazaroto ķēžu aminoskābēm ir liela nozīme skeleta muskulatūras olbaltumvielu sintēzē, kā arī tās var iesaistīties muskuļaudu enerģētiskajā vielmaiņā [28].
Pēc sūkalu OBV sagremošanas kuņģa-zarnu traktā, ne visas aminoskābes piedalās cilvēka organisma enerģētiskā vielmaiņā un plastiskā materiāla veidošanā. Daļa no olbaltumvielām tiek enzimātiski sašķeltas līdz dažāda garuma peptīdiem, kuros monomēru skaits var variēt no 2 līdz 20 aminoskābēm. Šīs diskrētās aminoskābju sekvences ir neaktīvas proteīnā, no kā tās ir nākušas. Brīvā veidā tām piemīt plaša bioloģiskā aktivitāte, ieskaitot antimikrobu, antihipertensīvu, un imūnmodelējošu darbību[43].
Pamata informācija ņemta no Anša Zauera 2015. gada bakalaura darba literatūras apraksta. SIA Valens Nutri produkts OBVProt ir natīvo sūkalu olbaltumvielu avots (nav ne siera ne biezpiena ražažošanas blakusprodukta - sūkalām). 
                                                      Atsauces
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.