Las caseínas representan la fracción proteica más abundante de la leche, cuyo contenido de nitrógeno se divide en cuatro componentes:
- caseínas: familia de fosfoproteínas que constituyen la principal fracción proteica de la leche (aproximadamente 2/3 de las sustancias nitrogenadas presentes en la de la vaca). Constituyen la fracción proteica insoluble de la leche, que precipita (coagula) a pH 4,6 y / o por adición de cuajo, por lo que son imprescindibles en los procesos de elaboración del queso (de donde se obtiene el queso). valor biológico en virtud de la excelente composición de aminoácidos esenciales.
- Proteínas de suero (o proteína de suero o proteína de suero): abundan en el suero residual de la elaboración del queso y se distinguen por su altísimo valor biológico, constituyen la fracción proteica soluble de la leche a pH 4,6 y representan el 17% de la contenido de nitrógeno total de la leche de vaca Durante el calentamiento de la leche, las proteínas del suero se desnaturalizan, mientras que las micelas de caseína sólo experimentan pequeños cambios.
- Proteínas con actividad enzimática (antibacterianas como lisozima, inmunológicas como inmunoglobulinas y lactoperoxidasa, tróficas como lactoferrina que favorece la absorción del hierro, digestivas como proteasa y lipasa ...) Estas proteínas no tienen una finalidad puramente nutricional, sino de sus acciones contribuyen a mejorar el estado de salud.
- Nitrógeno no proteico: la urea es el principal compuesto nitrogenado no proteico de la leche, sus valores dependen del estado de salud del animal.
Bien fuentes de caseínas están representados por quesos curados, mientras que las proteínas de suero abundan en los productos lácteos elaborados con suero, como la ricotta. Las dos fracciones de proteínas también están presentes en muchos suplementos de proteínas.
Características nutricionales de las caseínas.
PROFUNDIZANDO
En la leche, las caseínas se encuentran mayoritariamente en forma de micelas, grandes agregados proteicos esféricos dispersos en la masa láctea con la parte hidrofílica hacia afuera y la parte hidrofóbica concentrada en el "núcleo" interno. Conocer estos aspectos es importante. propiedades de los suplementos de caseína.
Las micelas de caseína son el resultado de la asociación de otras partículas esféricas más pequeñas, las submicélulas. Cada submicélula está compuesta por muchas moléculas de caseína, que sin embargo no son todas iguales. De hecho, se conocen 4 proteínas diferentes: αs1-caseína, αs2 - caseína, β-caseína y k-caseína. Las tres primeras son fuertemente hidrófobas y tienden a precipitar en presencia de calcio; la k-caseína se compone en cambio de dos partes diferentes, una más hidrófoba y otra más hidrófila: la porción hidrófoba de k-caseína se integra perfectamente con las demás caseínas, mientras que la parte hidrófila gira hacia el exterior de la micela, en contacto con el medio líquido circundante; así se forma una especie de escudo que protege a las otras caseínas del contacto con los iones de calcio (que haría que cayeran.) Este escudo también está cargado negativamente y esto hace que las diversas micelas se repelan entre sí.
En el interior de la micela se incorporan pequeñas cantidades de lactosa y sales minerales como el calcio y el fósforo, que tienen la función de estabilizar la estructura, en el exterior encontramos en cambio el suero, que contiene lactosa, proteínas de suero e iones orgánicos de pequeñas dimensiones.
El tamaño de las micelas varía según el tipo de leche; en el de una mujer, por ejemplo, tienen un diámetro menor que el de la leche de vaca y esto hace que la caseína humana sea más digerible. Las proteasas del estómago, de hecho, deben descomponer estas micelas antes de atacar y digerir las proteínas concentradas en su interior; en este sentido, el aumento de la superficie específica (micelas más pequeñas) facilita la acción digestiva. De manera similar, en la industria láctea, las micelas más pequeñas significan cuajada más rápida y espesa.
Con la adición de cuajo (enzimas proteolíticas), la k-caseína se rompe en dos, su acción protectora se pierde y las distintas caseínas, en lugar de repelerse entre sí, se agregan y forman la cuajada. Sin embargo, con la acidificación se pierde la carga . -negativo de las micelas con la consiguiente tendencia a la agregación.
VALOR BIOLOGICO
Desde el punto de vista de la composición de aminoácidos, las caseínas son ricas en prolina y aminoácidos fosforilados, mientras que son relativamente pobres en aminoácidos azufrados (especialmente cistina). Por esta razón, considerados individualmente, tienen un valor biológico bueno pero no óptimo. En cambio, contienen mayores cantidades de glutamina, arginina y fenilalanina que el suero. En este sentido, es interesante destacar una vez más la "sabiduría" de la naturaleza, dado que en todo el alimento los aminoácidos que faltan en las caseínas se ven compensados por la riqueza en aminoácidos azufrados de las proteínas del suero.
El deportista que toma suplementos proteicos de caseína no debe preocuparse por la deficiencia relativa de AA sulfúricos, ya que es necesario considerar la ingesta de proteínas de la dieta como un todo en lugar de centrarse en el alimento portador único. Los aminoácidos de azufre están bien representados en el pescado y carne, especialmente en los tejidos conectivos, que generalmente abundan en la dieta del deportista.
DIGESTIBILIDAD "
Debido a su naturaleza y tendencia a formar micelas (que son muy resistentes al calor y la deshidratación, por lo que se pueden encontrar en suplementos proteicos), se sabe que las caseínas representan una fuente de proteínas de "absorción lenta". En comparación con las proteínas de suero, por lo tanto, las caseínas se digieren y absorben más lentamente, lo que garantiza una entrada más retardada de aminoácidos en el torrente sanguíneo. Por la misma razón, a la misma dosis, tienen un índice de insulina más bajo y un mayor poder saciante.
De todas estas premisas se deriva el consejo de retirar los suplementos de caseína del entrenamiento y / o antes de acostarse para el descanso nocturno, con el fin de estimular la síntesis de proteínas y limitar los fenómenos catabólicos inducidos por el ayuno nocturno prolongado.
En comparación con las proteínas de suero, las caseínas tienden a dar soluciones más viscosas y pegajosas (menor solubilidad).
El gráfico muestra la tasa de absorción más lenta de los aminoácidos de caseína en comparación con la proteína de suero. Se realizó midiendo la apariencia circulante de leucina radiomarcada (leucina 13C) después de la administración de una comida de caseína o proteína de suero radiomarcada La barra horizontal muestra los intervalos de tiempo en los que las diferencias entre las dos proteínas son significativas.
Fuente: Boirie Y, Dangin M et al. Las proteínas lentas y rápidas modulan de forma diferente la acumulación de proteínas posprandial. Proc Natl Acad Sci USA, 1997; 94: 14930-5.
CONTENIDO EN MINERALES
La concentración de calcio es mayor en las caseínas que en las proteínas del suero. Sin embargo, mucho depende de las técnicas de extracción que se adopten.
Caseinato de calcio (o caseinato de calcio)
Un caseinato es una caseína que se vuelve soluble (en agua) mediante la adición de álcali; esta solución luego se seca mediante el proceso de secado por atomización o en cilindros.
A un pH neutro o ácido, las caseínas son relativamente insolubles en agua y, por lo tanto, se pueden separar fácilmente de otras proteínas de la leche, lactosa y minerales.
Para producir los complementos de caseinato de calcio, las caseínas de la leche desnatada se precipitan con ácidos hasta su punto isoeléctrico (pH 4,6); Luego se realiza un lavado repetido con agua y nuevas precipitaciones ácidas para eliminar el exceso de lactosa y sales. En este punto, agregando una solución de hidróxido de calcio e inyectando vapor, la caseína precipitada se somete a un aumento de pH que se transforma en un viscoso. solución de caseinato de calcio, luego se seca en cilindros o mediante un proceso llamado secado por atomización.
Al igual que las proteínas del suero de leche obtenidas por intercambio iónico, el caseinato de calcio cuenta con un alto grado de pureza; de hecho, contiene un mayor porcentaje de proteínas, mayor solubilidad en agua, menos grasa, menos lactosa y menos sodio. Por estas características debería tener, por tanto, una digestibilidad más rápida, mientras que los aspectos negativos derivan de la desnaturalización parcial de las proteínas inducida por los tratamientos químicos.
Caseínas micelares
Se obtienen mediante el uso de filtros físicos, semipermeables o selectivos de iones, cuyo tipo influye en el grado de "pureza" del suplemento de caseína. Al igual que las proteínas de suero, se conocen dos técnicas principales, la microfiltración y la ultrafiltración. La selectividad de estos procesos de filtración (favorecida por fuerzas como la presión, el potencial eléctrico o la concentración) determina el grado de pureza (entendido como el porcentaje residual de grasas, lactosa y sales minerales); en general, las proteínas micelares representan una fuente de proteína menos pura que el caseinato de calcio, caracterizada por porcentajes más altos de grasa, lactosa y sodio. Sin embargo, cabe señalar que la mejora de las técnicas de producción probablemente conducirá a una reducción de la brecha con respecto al caseinato de calcio en poco tiempo, alcanzando niveles de pureza que pueden superponerse con la ventaja de la no desnaturalización de proteínas. El principal valor de las caseínas micelares se deriva de hecho de la conservación de la estructura micelar original, que conserva su función biológica (en cambio alterada por los procesos químicos utilizados para obtener el caseinato cálcico). La adición de lecitina de soja puede mejorar su solubilidad, dando como resultado productos generalmente denominados caseínas micelares instantáneas.
Caseínas hidrolizadas
Estos suplementos se obtienen sometiendo las caseínas a una digestión enzimática, que rompe los enlaces peptídicos de las proteínas, reduciéndolas a fragmentos más rápidamente digestibles y absorbibles. De esta manera, muchas de las características distintivas de las caseínas se pierden en comparación con las proteínas de suero: los tiempos de digestión se reducen (teóricamente) y el estímulo de la insulina aumenta, por lo que la única diferencia sustancial sigue siendo el perfil de aminoácidos. Hacer un pliegue desde el punto de vista teórico, lo que parece obvio en base a la fisiología del metabolismo proteico no siempre es confirmado por estudios científicos; por ejemplo, algunos estudios han demostrado que tanto la caseína como los hidrolizados de proteína de suero no parecen presentar diferencias significativas en términos de tiempos de digestión / absorción en comparación con las proteínas intactas.
Las caseínas hidrolizadas tienen mejores características de solubilidad y un costo mucho mayor.
Para concluir, en la tabla comparamos los valores nutricionales y el perfil de aminoácidos del caseinato cálcico, las caseínas micelares y las proteínas del suero.
Valores extrapolados de las hojas de datos de algunas materias primas utilizadas para la producción de suplementos de caseína y proteína de suero relacionados: 1Caseinato de calcio 385 - NZMP Fronterra; 2 caseinato de calcio 41638 DMV; Polvo aislado de proteína de leche de 3 micelas MPI85 Benseng Foodsupplement BV; 4Carbery Isolac Instant.
