JAK POWSTAJA ODŻYWKI WYSOKOBIAŁKOWE?
Luty 7th, 2010. Published under 1. No Comments.
Sklepy z odzywkami dla sportowców oferują nam wprost niezliczoną ilość
najprzeróżniejszych suplementów. Bardzo popularne są wśród nich m. Innymi odżywki
zawierające w swoim składzie białka serwatkowe. Na etykietach tych produktów widnieją
liczne sformułowania technologiczne, określające ich jakość oraz sposób otrzymywania.
Na opakowaniach wielu odżywek można spotkać formułkę: “najwyższej jakości izolat -
koncentrat białek serwatkowych wyprodukowanych metodą ultra i mikrofiltracji “.
Przyznacie, że brzmi to niezwykle tajemniczo, a niewtajemniczonym może sugerować, że
ktoś wymyślił jakąś nowoczesna i skomplikowana metodę pozyskiwania białek najwyższej
jakość. Spróbuję wyjaśnić Czytelnikom, choć pokrótce, na czym polegają te metody.
W rzeczywistości są one stosowane na skale przemysłowa od ponad 30 lat. Polegają na
rozdzielaniu składników znajdujących się w fazie płynnej za pomocą półprzepuszczalnych
błon ( membran) i oparte są na zjawisku zwanym odwrócona osmozą. Zjawisko osmozy
polega na naturalnym i niewymuszonym przez siły zewnętrzne swobodnym przenikaniu
składników z jednego płynnego roztworu przez błonę półprzepuszczalna ( membranę) do
innego roztworu. Wszystko dzieje się zgodnie z fizyką ciśnień.
Natomiast zjawisko odwróconej osmozy polega na wywarciu ciśnienia z zewnątrz na jeden
roztwór i w ten sposób wymuszeniu przejścia określonego składnika przez membranę do
innego roztworu. W tym przypadku przejście składnika nie jest swobodne i zachodzi wbrew
różnicy ciśnień panujących między dwoma roztworami.
W wyżej wymienionej metodzie ultrafiltracji,- białka serwatkowe są oddzielane od innych
składników serwatki pozostałej po produkcji sera, dzięki półprzepuszczalnej błonie, w której
są pory ( otwory) o określonej wielkości i kształcie.
( Pragnę tu nadmienić, że białka są związkami znacznie bardziej złożonymi a zarazem
objętościowo większymi niż cukry, tłuszcze, oraz składniki mineralne, – co ma kluczowe
znaczenie dla procesu ultrafiltracji).
Wyobraźmy sobie stosując bardzo duże powiększenie, że białka serwatkowe to piłki tenisowe
pływające w zbiorniku zawierającym serwatkę, a pozostałe jej składniki są wielkości piłeczek
pimpongowych, co ciekawe membrana to sito z otworami o mniejszej średnicy niż piłki
tenisowe, lecz większymi niż piłeczki pimpongowe.
Zobaczmy, co z tego wyniknie, gdy na owa serwatkę wywrzemy ciśnienie. Oczywiście, pod
jego wpływem piłeczki, pimpongowe zostaną przepchnięte przez sito a pozostaną oddzielone
tylko piłki tenisowe. Są to w naszym modelu myślowym białka serwatkowe, które teraz mogą
posłużyć do produkcji skondensowanego preparatu wysokobiałkowego. Posłużyłem się tu
metafora piłeczek, ale opisywana metoda jest znacznie bardziej precyzyjna i trudna do
wyobrażenia, gdyż średnice otworów w błonach wynoszą poniżej 1 mikrometra, co stanowi 1
tysięczną część milimetra, dzięki temu bez problemu oddzielone są znacznie większe białka
od mniejszych cukrów prostych i składników mineralnych.
Następujący po procesie ultrafiltracji proces mikrofiltracji pozwala na oddzielenie bardziej
szczegółowe, czyli uzyskanych białek serwatkowych od cząsteczek wody i otrzymanie suchej
substancji białkowej. Jest to możliwe gdyż w mikrofiltracji średnice otworków w membranie
są mniejsze od 1 nanometra – 1 milionowej milimetra, a stosowane ciśnienia wywarte na
produkt, od którego ma być oddzielona woda są kilkukrotnie wyższe niż w ultrafiltracji.
Należy wyjaśnić, że cząsteczka wody jest jedna z najmniejszych cząsteczek istniejących w
świecie chemii, bowiem jest wielokrotnie mniejsza od cząsteczki białka. Dlatego istnieje
możliwość oddzielenia wody od białek serwatkowych.
Wydawać by się mogło, ze procesy te nie są skomplikowane, jednakże koszt wykonania Page 2
niezwykle precyzyjnej i wytrzymałej błony ( membrany) ma decydujący wpływ na końcowa
cenę w ten sposób pozyskiwanych białek a tym samym na cenę odżywki zawierającej białka
serwatkowe.
Często moi Klienci pytają o różnicę miedzy koncentratem a izolatem białek serwatkowych.
Otóż różnica ta wynika ze stopnia oczyszczenia białka. Albowiem koncentrat zawiera około
80% białek, pozostałe 20% to cukry: laktoza, dodatki smakowe oraz tłuszcz, sole mineralne i
woda związana. ( Woda związana jest to minimalna ilość wody zawsze pozostającej w nawet
najsuchszym produkcie, jest to woda, której nie da się usunąć nawet w procesie
mikrofiltracji). Natomiast Izolat zawiera niemal same białka ( często ok..95%), oprócz nich w
odżywce pozostają śladowe ilości tłuszczu, soli mineralnych oraz wody związanej. Izolat, co
jest niezwykle istotne nie zawiera laktozy – cukru mlecznego kategorycznie zabronionego dla
kulturysty robiącego tzw. “rzeźbę”
Tu warto wspomnieć, że u wielu dorosłych osób niepijących, na co dzień mleka występuje
nietolerancja laktozy, spowodowana brakiem w soku jelitowym enzymu laktazy-, który
rozkłada laktozę. Wtedy to nawet jej niewielkie ilości mogą stać przyczyna przykrych
objawów w układzie trawiennym.
Niewielka ilość cukrów prostych w izolacie białek serwatkowych pochodzi z dodatków
smakowych, wtedy jednak zawartość białka w odżywce spada do 90-92%. Jeżeli izolat jest
bezsmakowy i pretenduje do odżywki o największej jakości – wtedy ilość cukrów powinna
wynosić 0%.
Na rynku odżywek, zwłaszcza w ogłoszeniach o sprzedaży wysyłkowej, można natknąć się na
odżywki zawierające białka serwatkowe po zadziwiająco niskiej cenie. Na ich etykietach nie
znajdziemy jednak żadnej informacji o sposobie pozyskania tych białek. Przyczyna tego jest
bardzo prosta i oczywista.
Białko serwatkowe zostało w nich pozyskane najprawdopodobniej w głównej mierze metoda
odparowania wody z serwatki powstałej po produkcji przemysłowej sera. Tak
wyprodukowana odzywka zawiera bardzo dużą ilość laktozy, tłuszczu oraz składników
mineralnych. Przeznaczona jest jako półprodukt przemysłowy do produkcji różnorodnych
wyrobów spożywczych, w żadnym razie nie powinna być reklamowana jako
pełnowartościowa odzywka dla sportowców w dodatku w bardzo korzystnej cenie.
Pamiętajmy: wysoka jakość ma swoja cenę!
Spośród odżywek wysokobiałkowych możemy tez nabyć odżywki, w których białka są
pozyskiwane metodą wymiany jonowej. Jest to metoda rozdzielania białek znacznie starsza
od metody ultra i mikrofiltracji. Wykorzystuje się w niej fakt, że cząsteczki białek posiadają
albo dodatni albo ujemny ładunek i w związku z tym w polu elektrycznym poruszają się albo
w kierunku anody albo w kierunku katody. Zależność ta pozwala na rozdzielenie białek,
dzięki której można uzyskać wyselekcjonowany rodzaj białka, które teraz może posłużyć do
produkcji skondensowanego preparatu białkowego.
Kolejnym przykładem naszych rozważań są hydrolizaty białkowe, najczęściej występujące
pod postacią tabletek, jako tzw. aminokwasy. W tradycyjnym przemyśle spożywczym proces
hydrolizy białek, czyli rozerwanie wiązań peptydowych ( wiązania peptydowe niczym
łańcuszki wiążą pojedyncze aminokwasy w cząsteczki białka) polega na działaniu na białka
kwasem solnym, ( który jest później usuwany). Proces ten zachodzi pod ciśnieniem w
wysokich temperaturach w środowisku wodnym, w urządzeniach zwanych hydroliza torami
Powyższe zjawisko możemy porównać do oczywiście znacznie wolniej trwającego procesu
trawienia białek w naszym układzie trawiennym ( w skład soku żołądkowego
wykorzystywanego przy trawieniu pokarmu wchodzi kwas solny, z tym, że w naszym
układzie trawiennym nie panują aż tak wysokie temperatury oraz ciśnienie, jakie panuje w Page 3
hydroliza torach – proces trawienia jest znacznie dłuższy i bardziej złożony niż proces
hydrolizy na skalę przemysłową.)
Natomiast przy produkcji aminokwasów wytwarzanych jako suplementy białkowe na
potrzeby sportu, wykorzystuje się tzw. hydrolizę enzymatyczna. Jest to proces znacznie
kosztowniejszy i bardziej skomplikowany niż zwykła hydroliza kwasowa. W łagodnej
hydrolizie enzymatycznej uprzednio pozyskany koncentrat lub izolat białkowy poddaje się
działaniu enzymów proteolitycznych ( rozkładających białka), które doprowadzają do
rozpadu ściśle określonych wiązań peptydowych między aminokwasami. ( przypominam -
białka składają się właśnie z powiązanych wiązaniami peptydowymi aminokwasów).
Następnie przez wymywanie rozpuszczalnikami organicznymi usuwa się niepożądane
aminokwasy i inne niepożądane mikrosubstancje.
Do w ten sposób zmodyfikowanego hydrolizatu białkowego, posiadającego już wymagany
technologicznie skład aminokwasowy, dodaje się estry etylowe aminokwasów pochodzących
z innych białek.
Otrzymany hydrolizat, w którym cały czas są zawarte enzymy, przetrzymuje się określony
czas w temp. 37*C, co doprowadza do reakcji enzymatycznej – wiązań peptydowych między
ściśle określonymi aminokwasami. Powyższa metoda pozwala na otrzymanie idealnie
przyswajanego przez organizm sportowca zmodyfikowanego, pochodzącego z różnych źródeł
białkowych ( białka mleka, jaj, soi) preparatu zawierającego peptydy i wolne aminokwasy.
Wspomniane zjawisko hydrolizy enzymatycznej można porównać do ściśle przemyślanego
rozcinania kilku jednokolorowych sznurów korali, a później stworzeniu według planu nowego
dotychczas nieistniejącego wielokolorowego, składającego się z wybranych najładniejszych
koralików pochodzących z różnych naszyjników. ( Gdzie: koraliki – to aminokwasy,
jednokolorowe naszyjniki – to białka).
Proszę teraz zwrócić uwagę na jakże istotna różnicę, między zwykła stosowana w przemyśle
spożywczym hydrolizą kwasową, – która doprowadza do rozpadu między aminokwasami jak
leci większości wiązań peptydowych, a skomplikowaną i kosztowną hydrolizą enzymatyczną,
- w której enzymy działają na ściśle wyznaczone wiązania między wybranymi
aminokwasami, jak też potrafią później w określonych warunkach dokonać wymaganego
technologicznie (a niejednokrotnie nieistniejącego w naturze), połączenia miedzy
aminokwasami pochodzącymi z tego samego lub z różnych białek.
Co jest bardzo ciekawe powyższe powstawanie zmodyfikowanych peptydów, jest
podyktowane faktem, że pewne peptydy, ( czyli powiązane ze sobą dwa lub trzy aminokwasy)
wchłaniają się naszym układzie trawiennym o wiele szybciej niż pojedyncze aminokwasy?
Przedstawione przeze mnie procesy ukazują również różnicę między wysokobiałkowa
odzywką w formie sproszkowanej a aminokwasami w tabletkach. Jak to widać odżywka
wysokobiałkowa stanowi jedynie skondensowany wyselekcjonowany rodzaj białek gotowych
do spożycia, natomiast aminokwasy, choć miało to miejsce poza naszym układem
trawiennym, są białkami już chemicznie wstępnie strawionymi.
Spożywając odżywkę białkową nasz układ trawienny musi dokonać rozbicia ( strawienia)
białek na aminokwasy, na co będzie potrzebował pewna ilość czasu oraz energii, natomiast
spożywając wolne aminokwasy i peptydy dostarczamy organizmowi w jak najszybszym
czasie aminokwasów, którymi może w zależności od jego potrzeb od zaraz dysponować.
Mam wielka nadzieję, że tym krótkim artykułem, choć przybliżyłem Czytelnikom
zagadnienie sposobu produkcji większości występujących na rynku odżywek
wysokobiałkowych, jak tez podstawowych różnic miedzy nimi.
MAREK CIOŁEK
PROGRESS
Related Posts
No related posts.