Πρωτεϊνες – Χρησιμότητα, Είδη Και Τύποι Συμπληρωμάτων

protein-classes

Τα διαφορετικά είδη και ο ρόλος της πρωτείνης

Πρωτεϊνες – Χρησιμότητα, Είδη Και Τύποι Συμπληρωμάτων

Οι πρωτεΐνες αποτελούν το δομικά στοιχείο όλων των κυττάρων και συμμετέχουν ενεργά στη σύνθεση των ενζύμων, των ορμονών, της αιμοσφαιρίνης και των αντισωμάτων. Ενώ οι ανάγκες σε λίπη μπορούν να καλυφθούν από υδατάνθρακες και πρωτεΐνες κατά ένα μεγάλο ποσοστό και οι ανάγκες σε υδατάνθρακες μπορούν να καλυφθούν από λίπη και πρωτεΐνες. Όμως οι ανάγκες σε πρωτεΐνες μπορούν να καλυφθούν μόνο από πρωτεΐνες. Η συμβολή των πρωτεϊνών στο ενεργειακό ισοζύγιο είναι περιορισμένη και εξαρτάται από τη σωστή παροχή στον οργανισμό υδατανθράκων και λιπών.


Όταν η διατροφή είναι ισορροπημένη σε υδατάνθρακες και λίπη τα αμινοξέα που μεταβολίζονται από την πρωτεΐνη της διατροφής χρησιμοποιούνται για τις δομικές ανάγκες του σώματος και όχι σαν πηγή ενέργειας.

Όταν γίνεται υπερβολική λήψη πρωτεΐνης, οι επιπλέον πρωτεΐνες καταβολίζονται και το άζωτο αποβάλλεται με τα ούρα, το δε υπόλοιπο της πρωτεΐνης είτε χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας, είτε αποθηκεύεται στις λιπo-αποθήκες του σώματος με τη μορφή λίπους.

Όταν η παροχή πρωτεϊνών στον οργανισμό είναι χαμηλή είναι πιθανό να χαθεί μυϊκός ιστός, γιατί δεν υπάρχει αρκετή πρωτεΐνη να αναπληρώσει την πρωτεΐνη που χάθηκε (αρνητικό ισοζύγιο αζώτου). Ακόμη ο οργανισμός μπορεί να αναγκαστεί να καλύψει τις ενεργειακές του ανάγκες από πρωτεΐνες του μυϊκού ιστού, όταν δεν υπάρχει κανονική παροχή θερμίδων (καταβολισμός μυϊκού ιστού). Οι πρωτεΐνες όπως και οι υδατάνθρακες και τα λίπη αποτελούνται από άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, αλλά επιπλέον περιέχουν στο μόριό τους και άζωτο, περίπου το 16% του βάρους τους. Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από αμινοξέα. Αυτά διακρίνονται σε απαραίτητα και μη απαραίτητα. Τα μη απαραίτητα μπορούν να συντεθούν στον οργανισμό, ενώ τα απαραίτητα δε συντίθενται και πρέπει να λαμβάνονται με την τροφή καθημερινά.


Οι πρωτεΐνες της διατροφής διακρίνονται σε ζωικές και φυτικές. Οι ζωικές πρωτεΐνες έχουν υψηλή βιολογική αξία αλλά και υψηλή περιεκτικότητα σε λίπος. Οι καλύτερες πηγές διατροφικής πρωτεΐνης είναι το άπαχο κρέας, το κοτόπουλο χωρίς το δέρμα του, τα άπαχα γαλακτοκομικά προϊόντα, τα ασπράδια των αυγών και συνδυασμοί από φυτικές πρωτεΐνες. Ακόμη θεωρείται σημαντικό ότι ο οργανισμός αφομοιώνει από κάθε γεύμα περίπου 30-60 γραμμάρια πρωτεΐνης. Αυτός είναι ένας ακόμη σημαντικός λόγος που προτείνονται 4-6 μικρά γεύματα κατά τη διάρκεια της ημέρας. Μεγαλύτερη ποσότητα πρωτεΐνης σε ένα γεύμα μπορεί να είναι βλαπτική, αφού αυξάνει τον φόρτο εργασίας του ήπατος, τα επίπεδα ουρίας του αίματος και μετατρέπεται σε λίπος.

proteins-chart

Για την αξιολόγηση των πρωτεϊνών χρησιμοποιούνται διάφοροι μέθοδοι, στα συμπληρώματα διατροφής συναντάμε συνήθως τη μέθοδο Protein Efficiency Ratios (PER), τη μέθοδο Biological Value (BV), τη μέθοδο Net Protein Utilization (NPU) και τελευταία συναντάμε τη μέθοδο Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score (PDCAAS). Σε όλες τις περιπτώσεις πρέπει να γνωρίζουμε ότι σε καμία περίπτωση οι φυτικές πρωτεΐνες δεν παίρνουν μεγαλύτερο σκορ από τις ζωικές και σε καμία περίπτωση δεν έχουμε Biological Value περισσότερο από 100 και Protein Efficiency Ratios μεγαλύτερο από 3,92.

Η παγκόσμια οργάνωση υγείας προτείνει 0,8 γραμμάρια πρωτεΐνης ανά κιλό βάρους σώματος. Αυτή η ποσότητα όμως θεωρείται πολύ μικρή για άτομα που γυμνάζονται και ιδιαίτερα για άτομα που γυμνάζονται με βάρη. Η ποσότητα πρωτεΐνης που πρέπει να λαμβάνουν καθημερινά οι αθλητές κυμαίνεται από 1,2 έως 2 γραμμάρια ανά κιλό βάρους σώματος.


Πρωτεϊνούχα Σκευάσματα

Στην αγορά κυκλοφορούν διάφορα συμπληρώματα διατροφής που περιέχουν πρωτεΐνες. Η ποσότητα πρωτεΐνης όμως σε αυτά τα σκευάσματα διαφέρει σημαντικά, έτσι συναντάμε σκευάσματα που περιέχουν πρωτεΐνες κατά 15% του βάρους, σκευάσματα που περιέχουν 25% με 30% του βάρους τους πρωτεΐνη, σκευάσματα που περιέχουν 60% με 65% του βάρους τους πρωτεΐνη και τέλος σκευάσματα που περιέχουν 80% με 90% του βάρους τους πρωτεΐνη. Συνήθως οι εταιρείες που παράγουν αυτά τα σκευάσματα προτείνουν τα σκευάσματα με χαμηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες για την αύξηση του βάρους του σώματος και τα σκευάσματα με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες για τη μείωση του σωματικού βάρους ή όπως συνηθίζεται να λέγεται για τη γράμμωση. Στην πραγματικότητα όμως τα σκευάσματα με χαμηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες δεν χρειάζονται σε κανένα, γιατί το επιπλέον βάρος που μπορεί να δώσουν σε κάποιον που τα χρησιμοποιεί δεν είναι τίποτε περισσότερο από επιπλέον κατακράτηση νερού και αύξηση του ποσοστού λίπους στο σώμα, λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε υδατάνθρακες.

Συνήθως στα συμπληρώματα διατροφής συναντάμε πρωτεΐνες που προέρχονται από γάλα και αυτές είναι η καζεΐνη, η λακταλβουμίνη και η λακταγλοβουλίνη, όλες αυτές οι πρωτεΐνες προέρχονται από τον ορό του γάλακτος που είναι γνωστός από πολύ παλιά σαν τυρόγαλο, και περιέχει στην αρχική του μορφή νερό, υδατάνθρακες, λίπος, μεγάλες ποσότητες από καζεΐνη και μικρότερες από λακταλβουμίνη και λακταγλοβουλίνη.

Ανάλογα με τον τρόπο επεξεργασίας του ορού του γάλακτος παίρνουμε μετά από ξήρανση ορό γάλακτος σε σκόνη με διάφορες ποσότητες σε υδατάνθρακες, λίπος, καζεΐνη, λακταλβουμίνη και λακταγλοβουλίνη. Με τις νεότερες μεθόδους επεξεργασίας υπάρχει η δυνατότητα παραγωγής ορού γάλακτος με πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες, λίπος και υψηλή περιεκτικότητα σε λακταλβουμίνη.

Η αλβουμίνη του αυγού που περιέχεται στα συμπληρώματα διατροφής λαμβάνεται από την ξήρανση που γίνεται στο ασπράδι του αυγού. Στο αυγό περιέχεται ακόμη μια πρωτεΐνη, η γλοβουλίνη του αυγού που υπάρχει μόνο στον κρόκο του αυγού. Η βιολογική αξία της πρωτεΐνης ολόκληρου του αυγού είναι 100, όταν χρησιμοποιούμε μόνο το ασπράδι του αυγού (αλβουμίνη), η βιολογική αξία πέφτει στο 83, ενώ η βιολογική αξία του πλήρους γάλακτος είναι 85, της καζεΐνης 80 και της λακταλβουμίνης 95.

Χρήση πρωτεϊνούχων ροφημάτων

α) Ροφήματα με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συμπληρώσουν τη διατροφή σε πρωτεΐνη. Εάν σε κάποιο γεύμα έχουμε χαμηλή ποσότητα πρωτεΐνης τότε μπορούμε να συμπληρώσουμε την πρωτεΐνη του γεύματος με ένα πρωτεϊνούχο ρόφημα με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη. Για την παρασκευή τέτοιων ροφημάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν συμπληρώματα διατροφής με περιεκτικότητα πρωτεΐνης 80% με 90%. Πρέπει όμως να προσέχουμε έτσι ώστε η συνολική πρωτεΐνη του γεύματος μαζί με το πρωτεϊνούχο ρόφημα να μην ξεπερνά τα 30 γραμμάρια.

β) Ροφήματα για την αντικατάσταση γευμάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν όταν δεν υπάρχει χρόνος για ένα κανονικό γεύμα. Τα ροφήματα αυτά πρέπει να έχουν την αναλογία ενός κανονικού γεύματος σε υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και λίπος

γ)Γενικά μετά την προπόνηση είναι καλύτερο να λαμβάνουμε ρόφημα πρωτεΐνης με ταχεία απορρόφηση. Καλύτερη γι αυτόν τον σκοπό θεωρείται η πρωτεΐνη ορού γάλακτος (whey). Πριν τον ύπνο όπου το σώμα μένει χωρίς πρωτεΐνες για 8 ώρες είναι καλύτερο να λαμβάνουμε πρωτεΐνες βραδείας απορρόφησης όπως η καζεΐνη.

Είδη Πρωτείνης Που Υπάρχουν Σε Συμπληρώματα

Whey Isolate

Είναι παράγωγο της πρωτείνης του γάλακτος. Θεωρείται ως η πρωτείνη με την μεγαλύτερη καθαρότητα, βιολογική αξία και την ταχύτερη απορρόφηση. Αυτό την καθιστά ιδανική για την λήψη αμέσως μετά την προπόνηση, αλλά ο χαμηλός χρόνος ημιζωής της(περίπου μισή ώρα) δεν την καθιστά κατάλληλη για υποκατάστατα γεύματος. Αρνητικό στοιχείο είναι η υψηλή τιμή της.

Whey Protein Concentrate

Ο “φτωχός συγγενής” της Whey Isolate, έχει χαμηλότερη βιολογική αξία και απορροφητικότητα από αυτήν, ωστόσο παραμένει ανώτερη από τις περισσότερες φυσικές πηγές πρωτείνης και διατίθεται σε πολύ καλή τιμή. Για ίδιες χρήσεις όπως η Isolate.

Casein – Καζεϊνη

Είναι η δεύτερη πρωτείνη που υπάρχει στο γάλα. Έχει βιολογική αξία κοντά στο 80 και πολύ μεγάλο χρόνο ημιζωής(3-4 ώρες). Αυτό την καθιστά ιδανική για λήψη πριν τον ύπνο, όταν το σώμα μένει χωρίς τροφή για 8 ώρες.

Πρωτεϊνη Γάλακτος

Είναι η πρωτείνη που λαμβάνεται από το γάλα με απομάκρυνση της γαλακτόζης και του λίπους και ουσιαστικά είναι μείγμα whey και casein. Έχει βιολογική αξία περίπου 89 και αποτελεί ιδανικό συνδυασμό πρωτεινών ταχείας και βραδείας απορρόφησης για λήψη κατά την διάρκεια της μέρας.

Πρωτεϊνη Αυγού

Χώρίζεται σε 2 είδη, την πρωτείνη ολόκληρου αυγού (whole egg protein) και την πρωτείνη ασπραδιού μόνο (egg white protein). Η πρωτείνη ολόκληρου αυγού έχει την μεγαλύτερη δυνατή βιολογική αξία (100), ενώ η απορρόφηση τους είναι ενδιάμεση. Ωστόσο η λήψη πολλών κρόκων αυγού καθημερινά (άνω των 2-3) μπορεί να έχει αρνητικά αποτελέσματα για τα επίπεδα της χοληστερόλης και την υγεία του ήπατος, έτσι δεν συνίσταται.Επίσης ο κρόκος έχει 3 φορές περισσότερες θερμίδες από το ασπράδι. Ένα ολόκληρο αυγό έχει περί της 80 θερμίδες(64 στον κρόκο και 16 στο ασπράδι) και 7 γραμμάρια πρωτείνης(περίπου από 3,5 σε κρόκο και ασπράδι).

Η πρωτείνη του ασπραδιού έχει αρκετά χαμηλότερη βιολογική αξία από ολόκληρο το αυγό(περίπου 78), ωστόσο αποτελεί μία απο τις πιο καθαρές φυσικές πηγές πρωτείνης και είναι πλούσια σε λεκιθίνη.

Σημείωση:Σε καμία περίπτωση δεν συνίσταται η βρώση ωμών αυγών. Εκτός από τον κίνδυνο σαλμονέλας και έλλειψης βιοτικής που ελλοχεύει, είναι σημαντικό να σημειωθεί πως η πρωτεΐνη ωμού αυγού απορροφάται μόλις κατά 50%.

Πρωτεΐνη Σόγιας

Λαμβάνεται από την σόγια. Το ίδιο το φυτό έχει περιεκτικότητα πρωτεΐνης περίπου 30/100γραμμάρια. Έχει βιολογική αξία περίπου 75.

 protein_chart

Πρωτεΐνες του γάλακτος

Το γάλα περιέχει εκατοντάδες είδη πρωτεϊνών, τις περισσότερες σε πολύ μικρές ποσότητες. Οι πρωτεΐνες μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορους τρόπους ανάλογα με τις χημικές ή φυσικές τους ιδιότητες και τις βιολογικές τους λειτουργίες. Παραδοσιακά οι πρωτεΐνες του γάλακτος διακρίνονταν στις καζεΐνες, τις πρωτεΐνες του ορού του γάλακτος και τις δευτερεύοντες πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες που απαντούν στην επιφάνεια των λιποσφαιρίων και τα ένζυμα ανήκουν στην ομάδα των δευτερευόντων πρωτεϊνών.

Οι πρωτεΐνες του ορού του γάλακτος είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται συχνά ως συνώνυμο των πρωτεϊνών του τυρογάλακτος, αλλά η χρήση του δεν πρέπει να περιλαμβάνει τις πρωτεΐνες του ορού του γάλακτος (τυρόγαλα) που παράγεται κατά την παρασκευή τυριού. Ο λόγος είναι ότι οι πρωτεΐνες του τυρογάλακτος περιέχουν πέρα από τις πρωτεΐνες του ορού του γάλακτος και κομμάτια των μορίων των καζεϊνών τα οποία οφείλονται στην δράση του ενζύμου ρεννίνη (πυτιά) στο γάλα της τυροκόμησης. Επίσης το τυρόγαλα περιέχει ορισμένες από τις πρωτεΐνες του ορού του γάλακτος σε μικρότερες συγκεντρώσεις από εκείνες που απαντούν στο γάλα εξαιτίας μετουσίωσης μέρους αυτών κατά την παστερίωση του γάλακτος που λαμβάνει χώρα πριν την τυροκόμηση.

Οι τρεις αυτές κύριες ομάδες των πρωτεϊνών του γάλακτος διακρίνονται βάση της διαφορετικής τους συμπεριφοράς και μορφής. Οι καζεΐνες καθιζάνουν εύκολα κατά την επεξεργασία του γάλακτος με το ένζυμο ρεννίνη ή σε χαμηλό pH, ενώ οι πρωτεΐνες του ορού του γάλακτος παραμένουν συνήθως διαλυτές. Οι σφαιρικές πρωτεΐνες του ορού μετουσιώνονται κατά την ήπια θέρμανση του γάλακτος ενώ οι καζεΐνες παραμένουν σταθερές. Οι πρωτεΐνες της μεμβράνης των λιποσφαιρίων είναι προσκολλημένες στην επιφάνεια των λιποσφαιρίων και απελευθερώνονται μόνο κατά την εφαρμογή μηχανικής δύναμης, όπως π.χ. κατά την απόδαρση της κρέμας του γάλακτος για την παραγωγή βουτύρου.

Καζεΐνη

Η καζεΐνη είναι ένα όνομα που αναφέρεται στην κυρίαρχη ομάδα πρωτεϊνών του γάλακτος, τις καζεΐνες. Οι καζεΐνες υπάρχουν σε όλα τα γάλατα ζωικής προέλευσης, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπινου. Στο αγελαδινό γάλα περίπου 80% των πρωτεϊνών είναι καζεΐνες (26 γραμμάρια ανά λίτρο γάλακτος).

Οι καζεΐνες διακρίνονται σε τέσσερις υποομάδες: τις αs-,αs2-, β- και κ-καζεΐνες. Οι τέσσερις αυτές υποομάδες είναι πολύ ετερογενείς και περιλαμβάνει η καθεμιά 2-8 διαφορετικές γενετικές παραλλαγές. Αυτές οι παραλλαγές διαφέρουν μόνο σε ένα πολύ μικρό αριθμό αμινοξέων. Οι α- και β- καζεΐνες έχουν την ομοιότητα ότι τα αμινοξέα τους εστεροποιούνται σε φωσφορικό οξύ. Αυτό το φωσφορικό οξύ δένεται με το ασβέστιο (το οποίο υπάρχει σε αφθονία στο γάλα) σχηματίζοντας δεσμούς μεταξύ και εντός μορίων.

Έτσι καθίσταται δυνατή η δημιουργία πολυμερών καζεϊνών που να περιέχουν αρκετά πανομοιότυπα ή διαφορετικά είδη καζεϊνών. Εξαιτίας της αφθονίας φωσφορικών ομάδων και υδρόφοβων περιοχών στο καζεϊνικό μόριο, τα πολυμερή των καζεϊνών είναι πολύ ιδιόμορφα και σταθερά. Τα πολυμερή αυτά αποτελούνται από εκατοντάδες ως χιλιάδες μόρια και σχηματίζουν ένα κολλοειδές διάλυμα στο οποίο οφείλεται το λευκό χρώμα του γάλακτος. Αυτά τα μοριακά σύμπλοκα είναι γνωστά ως καζεϊνικά μικκύλια. Τα καζεϊνικά μικκύλια, όπως φαίνεται στο σχήμα 1, αποτελούνται από ένα σύμπλοκο υπομικκυλίων, διαμέτρου 10 έως 15 nm (1 nm = 10-9 μέτρα). Ένα μικκύλιο μεσαίου μεγέθους αποτελείται από περίπου 400 με 500 υπομικκύλια και μπορεί να φθάσει σε μήκος τα 0.4 μm (0.0004 χιλιοστά).

Το φωσφορικό ασβέστιο και οι υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των υπομικκυλίων είναι υπεύθυνες για την σταθερότητα των καζεϊνικών μικκυλίων. Τα υδρόφιλα τμήματα της κ-καζεΐνης περιέχουν ομάδες υδατανθράκων, οι οποίες προεξέχουν στην εξωτερική επιφάνεια των συμπλόκων των μικκυλίων (Β στο σχήμα 1), δίνοντας τους μία «τριχωτή» εμφάνιση και εμποδίζοντας την συσσωμάτωση τους.

Η σπουδαιότητα της κ-καζεΐνης και των ομάδων υδατανθράκων της γίνεται φανερή κατά την παρασκευή τυριού. Η ρεννίνη που χρησιμοποιείται στο πρώτο στάδιο της τυροκόμησης, διασπά τον υδατάνθρακα από το μόριο της κ-καζεΐνης στην επιφάνεια των μικκυλίων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα μικκύλια να παύουν να είναι διαλυτά και να αρχίζουν να συσσωματώνονται σχηματίζοντας το τυρόπηγμα.

Σε χαμηλή θερμοκρασία η δομή του μικκυλίου αποδυναμώνεται καθώς οι αλυσίδες της κ-καζεΐνης αρχίζουν να αποσυνδέονται και το υδροξυφωσφορικό ασβέστιο αφήνει το μικκύλιο. Η εξήγηση αυτού του φαινομένου έγκειται στο ότι η β-καζεΐνη είναι η πιο υδρόφοβη καζεΐνη και στο ότι οι υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις αποδυναμώνονται με την μείωση της θερμοκρασίας. Η υδρόλυση της β-καζεΐνης σε γ-καζεΐνη και σε πρωτεόζες-πεπτόνες (προϊόντα διάσπασης) σημαίνει χαμηλότερη απόδοση σε τυρόπηγμα κατά την παρασκευή τυριού γιατί τα κλάσματα των πρωτεοζών-πεπτονών χάνονται στο τυρόγαλα.

Η χρήση άλλων πρωτεολυτικών ενζύμων είναι επίσης δυνατή για την παρασκευή τυροπήγματος αλλά συχνά η δράση αυτών δεν είναι εξειδικευμένη. Τυρί το οποίο είναι παρασκευασμένο χωρίς τη χρήση ρεννίνης, με φυτικής προέλευσης πρωτεάσες (για χορτοφάγους), έχει συχνά διαφορετική γεύση ενώ η απόδοση σε τυρόπηγμα κατά την παρασκευή του είναι μειωμένη.

Πηγές:

Dairy Processing Handbook, Tetrapak, Sweden.

http://fst.osu.edu/People/HARPER/Functional-foods/Milk%20Components/Lactoperoxidase.html

Adv Nutr. 2013 Jul 1;4(4):418-38. doi: 10.3945/an.113.003723.

Effect of dairy proteins on appetite, energy expenditure, body weight, and composition: a review of the evidence from controlled clinical trials.
J Am Coll Nutr. 2009 Aug;28(4):343-54.

The role of milk- and soy-based protein in support of muscle protein synthesis and muscle protein accretion in young and elderly persons.