obsah základních aminokyselin v mléce
Obsah aminokyselin v mléce
Mléko je složitý systém chemicky různorodých látek
Mléko je velice komplikovaný disperzní systém. Kaseiny vytváří micelární disperze, globulární bílkoviny syrovátky koloidní disperze, lipoproteiny naproti tomu zase koloidní suspenzi. Tuky ve formě tukových mikrosomů tvoří emulzi a nízkomolekulární látky typu cukrů (laktóza aj.), volných aminokyselin, ve vodě rozpustných vitamínů a minerální látky vytváří pravé roztoky.
Bílá barva mléka je výsledkem rozptylu světla na tukových kapičkách a na kaseinových micelách. Pokud dojde k vysrážení kaseinů, objevuje se nazelenalé zbarvení syrovátky způsobené riboflavinem. Někdy má mléko mírně nažloutlou barvu, což způsobuje vyšší obsah karotenoidů v mléce (týká se to především mléka od krav na volné pastvě).
Mléko obsahuje různé bílkoviny
Mléčné výrobky jsou směsí dvou hlavních typů proteinů. Jednak kaseinů (tvoří přibližně 80%-ní podíl proteinů mléka) a syrovátkových (nebo také sérových) proteinů (zhruba 20%-ní podíl).
Kaseiny jsou zastoupeny 4 typy označovanými αS-kaseiny (42% hm.; 13,4 g v litru), β-kasein (25% hm.; 8,0 g v litru), γ-kasein (4% hm.; 1,3 g v litru) a κ-kasein (9% hm.; 2,9 g v litru).
Proteiny syrovátky jsou směsí velice různorodých bílkovin a peptidů. Největší podíl tvoří α-laktalbumin (4% hm.; 1,3 g v litru), sérový albumin (1% hm.; 0,3 g v litru), β-laktoglobulin (9% hm.; 2,9 g v litru), imunoglobuliny (2% hm.; 0,6 g v litru) a různé polypeptidy (4% hm.; 1,3 g v litru).
Údaje v závorce se vztahují ke kravskému mléku a obsahu 31,9 g bílkovin v litru.
Kaseiny tvoří v mléce shluky
Kaseiny nejsou v mléce obsaženy ve formě čistých molekul (monomerů), ale jsou agregovány do komplexů a micel. Při teplotách nad +5°C dochází k tvorbě micel, které vznikají agregací molekul αS-kaseinu, β-kaseinu a κ-kaseinu. Proces agregace je dvoustupňový, nejprve vznikají submicely obsahující přibližně 25 až 30 molekul. Tyto submicely jsou stabilizovány hydrofobními interakcemi nepolárních skupin molekul kaseinů a dále vazbou na vápník, což zase umožňují fosfoserinové zbytky v polární části molekul kaseinů.
Jednotlivé submicely se spojují do micel prostřednictvím fosfoserinových skupin αS-kaseinu a β-kaseinu a dále prostřednictvím iontu vápníku (buď přímo, nebo prostřednictvím volných fosfátů a citrátů obsažených v mléce). Přítomnost vápníku je pro tvorbu micel zásadní a to vysvětluje i jeho relativně vysoký podíl v mléce.
Typická micela kravského mléka obsahuje přibližně 20.000 molekul kaseinů. Micelu tvoří asi 92,7% hm. kaseiny, přibližně 2,3% hm. vápník, cca 2,3% hm. volný fosfát, 1,8% hm. fosfát ve formě fosfoserinu, 0,4% hm. citrát a zbylých asi 0,5% hm. tvoří sodné, draselné a hořečnaté ionty. Průměr micely je nejčastěji kolem 150 nm (rozmezí od 50 do 300 nm) a její velikost závisí především na obsahu αS-kaseinu a κ-kaseinu. V litru kravského mléka bývá přibližně 1 x 1015 micel.
Při teplotách nad +18°C dochází také k asociaci molekul β-kaseinu a γ-kaseinu do polymerních struktur. Zajímavé je, že jakmile se tyto polymery vytvoří, jsou při následném snižování teploty stabilní a k opětovnému rozpadu na monomery dochází až při teplotě přibližně +8°C. Vznik těchto polymerů ovlivňuje výslednou chuť mléka. Laicky řečeno, mléko uchovávané při teplotě cca +5°C (lednička) chutná jinak, než mléko ohřáté na pokojovou teplotu. Této skutečnosti se také využívá při výrobě některých speciálních plísňových sýrů. Vlastnosti kaseinu připraveného srážením při teplotě pod +8°C jsou totiž odlišné od kaseinu připraveného stejnou metodou srážení, ale při teplotě kolem +20°C (zejména, pokud se pro kyselé srážení využije ještě speciální směs kyselin).
Syrovátkové proteiny mají v mléce specifické funkce
Největší podíl syrovátkových bílkovin tvoří β-laktoglobulin (asi 50% hm.). V mléce se vyskytuje ve formě dimeru. Při zahřátí mléka nad 65°C nebo při vyšších koncentracích vápníku, případně při pH nad 8,6 nenávratně denaturuje. Při denaturaci se štěpí thiolová vazba vytvářející dimer a tato uvolněná thiolová skupina pak reaguje s dalšími mléčnými proteiny (především s κ-kaseinem nebo s α-laktalbuminem) za vzniku jiných komplexů (jiné dimery spojené disulfidovou vazbou).
Významnými proteiny syrovátky jsou vysokomolekulární glykoproteiny - imunoglobuliny s účinností protilátek. To, že se tukové kapičky shlukují na hladině mléka a posléze vytváří smetanu, není důsledek spojování malých tukových kapiček do větších, ale účinkem specifického proteinu makroglobulinu, který mezi kapičkami vytváří příčné vazby (ve skutečnosti propojuje membrány obklopující mikrosomy, protože tukové kapičky existují ve formě mikrosomů). Pokud se mléko zahřeje na několik minut na teplotu vyšší, než 100°C, dochází k denaturaci tohoto makroglobulinu, ten ztrácí schopnost vytvářet příčné vazby a u takto tepelně ošetřeného mléka se již na povrchu vrstva smetany nevytvoří (jinak by se vždy u plnotučného mléka po určité době oddělil přítomný tuk ve formě smetany). Dalším důležitým proteinem je α-laktalbumin, který je součástí některých enzymů. Tvoří asi 20% hm. podíl všech syrovátkových proteinů (cca 4% hm. proteinů mléka).
Syrovátkové proteiny jsou odpadem při výrobě laktózy a většinou se zkrmují hospodářským zvířatům. Aminokyselinové složení neumožňuje využití jako dominantní zdroj proteinů pro zvýšení zmasilosti a proto musí být vždy určité aminokyseliny doplněny z jiných zdrojů. Zejména v řadách kulturistů vznikl neopodstatněný mýtus o kvalitě syrovátkových proteinů. Využití pro účely podpoření nárůstu svaloviny je možné, ale dosažený výsledek je závislý na zvolené kombinaci s jinými proteiny.
Jak pracovat s tabulkami?
Obsah dusíku v jednotlivých bílkovinách se mírně liší. Za průměrnou hodnotu se považuje údaj 16 g dusíku ve 100 g bílkoviny (přepočítávací koeficient je 6,25). Aby bylo možné srovnávat naměřené hodnoty získané při laboratorních analýzách, je zavedenou praxí získané výsledky přepočítávat právě na 16 g dusíku. Pro odborníky velice praktická věc, z pohledu spotřebitele se však jedná o komplikaci. V tabulkách používaných odborníky se navíc uvádí hodnoty vztažené na čistou bílkovinu. Každá poživatina však obsahuje vedle bílkovin i další složky (vodu, sacharidy, tuky, minerální látky aj.), a proto si spotřebitel jen velice obtížně dokáže udělat představu o tom, kolik je vlastně těch aminokyselin obsaženo v konkrétní potravině (například v rohlíku nebo jednom vejci).
Proto jsou údaje v následujících tabulkách zpracovány tak, aby s nimi mohl pracovat jak odborník, tak i laik. Pro odborníka budou mít význam především údaje ve sloupcích W a % IP, zatímco laik bude zřejmě upřednostňovat údaje ve sloupcích WJM a případně X. Údaj ve sloupci X je spíše ilustrativní, dává představu o tom, kolik se přijme jednotlivých aminokyselin za předpokladu, že daná poživatina zajistí příjem 8,0 g bílkovinného dusíku (tj. cca 50 g bílkovin).
Ve sloupci W je uveden obsah dané aminokyseliny v gramech vztaženo na 16 gramů dusíku. Ve sloupci % IP je uveden procentuelně vyjádřený obsah aminokyseliny ve vztahu k obsahu této aminokyseliny v ideálním proteinu. Ve sloupci WJM je uveden obsah aminokyseliny v gramech a v jednotkovém množství posuzované poživatiny (vztahuje se k údaji JM - většinou 100 g a vypočítá se z procentuelního obsahu NL v dané potravině, specifikováno vždy v textu nad tabulkou). X - obsah dané aminokyseliny v gramech ve vypočítaném množství poživatiny (množství přijímané poživatiny je vypočítáno tak, aby byl zajištěn příjem cca 8 g bílkovinného dusíku, tzn. příjem cca 50 g bílkoviny).
Esenciální aminokyseliny jsou v tabulkách vyznačeny fialovou barvou.
V textu nad tabulkou jsou uvedeny údaje vztahující se k množství potraviny, které zajistí právě 100% limitující esenciální aminokyseliny (v závorkách jsou pak uvedena přijatá množství podlimitních postradatelných aminokyselin). Proto se v praxi uvádí X100 - buď jako přijatý dusík, nebo jako množství přijaté potraviny, nebo jako množství přijaté bílkoviny. V textu pod tabulkou jsou pak uvedeny přepočítané údaje vztahující se k množství potraviny, které zajistí příjem 8 g dusíku (což odpovídá 50 g přijaté bílkoviny) - hodnota X. Údaje uvedené v tabulce ve sloupci X se právě vztahují k 50 g přijaté bílkoviny.
Pro účely porovnání je doporučená denní dávka ideálního proteinu stanovena na 44 g, což je množství odpovídající dospělému člověku o hmotnosti 80 kg a provádějícího běžnou denní činnost. Složení ideálního proteinu je převzato podle Gebauera a Daňkové.
Kozí mléko: JM = 100 g mléka, obsah bílkovin = 3,2%, tj. 0,51 g dusíku (koeficient 6,25); hodnota X100 (methionin = 100%) byla výpočtem stanovena na 14,08 g dusíku, což odpovídá dennímu příjmu cca 2,75 kg mléka, tj. asi 88 g bílkovin. Limitující esenciální aminokyselinou je methionin. Z postradatelných aminokyselin je v přepočtu na 88 g bílkovin nižší obsah u alaninu (85,7%), argininu (39,4%) a glycinu (47,5%). Ostatní aminokyseliny jsou ve výrazném nadbytku potřebného množství.
Pokud by se předpokládal příjem dusíku na úrovni asi 8 g, odpovídalo by to konzumaci cca 1,56 kg mléka, příjem bílkovin by činil 50,0 g a při těchto parametrech jsou poddimenzovány esenciální aminokyseliny lysin (96,9%), methionin (56,8%) a z postradatelných aminokyselin se jedná o alanin (48,7%), arginin (22,4%), kyselinu asparágovou a asparagin (93,9%), cystein (64,9%), glycin (27%) a serin (64,7%). Ostatní aminokyseliny jsou v nadbytku potřebného množství. Údaje jsou vztaženy na 44 g ideálního proteinu.
Ovčí mléko: JM = 100 g mléka, obsah bílkovin = 4,6%, tj. 0,74 g dusíku (koeficient 6,25); hodnota X100 (methionin = 100%) byla výpočtem stanovena na 11,45 g dusíku, což odpovídá dennímu příjmu cca 1,56 kg mléka, tj. asi 71,5 g bílkovin. Limitující esenciální aminokyselinou je methionin. Z postradatelných aminokyselin je v přepočtu na 71,5 g bílkovin nižší obsah u alaninu (82,6%), argininu (71,4%) a glycinu (52,4%). Ostatní aminokyseliny jsou v nadbytku potřebného množství.
Pokud by se předpokládal příjem dusíku na úrovni asi 8 g, odpovídalo by to konzumaci cca 1,09 kg mléka, příjem bílkovin by činil 50,0 g a při těchto parametrech jsou poddimenzovány esenciální aminokyseliny methionin (69,9%), threonin (91,4%) a z postradatelných aminokyselin se jedná o alanin (57,7%), arginin (49,9%), kyselinu asparágovou a asparagin (86,5%), glycin (36,6%), histidin (98%) a serin (88,4%). Ostatní aminokyseliny jsou v nadbytku potřebného množství. Údaje jsou vztaženy na 44 g ideálního proteinu.
Kravské mléko: JM = 100 g mléka, obsah bílkovin = 3,2%, tj. 0,51 g dusíku (koeficient 6,25); hodnota X100 (methionin = 100%) byla výpočtem stanovena na 7,32 g dusíku, což odpovídá dennímu příjmu cca 1,43 kg mléka, tj. asi 45,8 g bílkovin. Limitující esenciální aminokyselinou je methionin. Z postradatelných aminokyselin je v přepočtu na 45,8 g bílkovin nižší obsah u alaninu (57,8%), argininu (52%), kyseliny asparagové a asparaginu (87%), cysteinu (59,4%), glycinu (35,3%), histidinu (96,8%) a serinu (83,8%). Ostatní aminokyseliny jsou v nadbytku potřebného množství.
Pokud by se předpokládal příjem dusíku na úrovni asi 8 g, odpovídalo by to konzumaci cca 1,56 kg mléka, příjem bílkovin by činil 50,0 g a při těchto parametrech není poddimenzována žádná esenciální aminokyselina a z postradatelných aminokyselin se jedná o alanin (63,1%), arginin (56,8%), kyselinu asparágovou a asparagin (95,1%), cystein (64,9%), glycin (38,5%) a serin (91,5%). Ostatní aminokyseliny jsou v nadbytku potřebného množství. Údaje jsou vztaženy na 44 g ideálního proteinu.
Tvaroh: JM = 100 g tvarohu, obsah bílkovin = 18,7%, tj. 2,99 g dusíku (koeficient 6,25); hodnota X100 (methionin = 100%) byla výpočtem stanovena na 8,32 g dusíku, což odpovídá dennímu příjmu cca 278 g tvarohu, tj. asi 52 g bílkovin. Limitující esenciální aminokyselinou je methionin. Z postradatelných aminokyselin je v přepočtu na 52 g bílkovin nižší obsah u alaninu (91,9%), argininu (50,1%), kyseliny asparagové a asparaginu (97,6%), cysteinu (42,2%), glycinu (68,1%) a histidinu (97,8%). Ostatní aminokyseliny jsou v nadbytku potřebného množství.
Pokud by se předpokládal příjem dusíku na úrovni asi 8 g, odpovídalo by to konzumaci cca 267 g tvarohu, příjem bílkovin by činil 50,0 g a při těchto parametrech je poddimenzována esenciální aminokyselina methionin (96,2%) a z postradatelných aminokyselin se jedná o alanin (88,4%), arginin (48,2%), kyselinu asparágovou a asparagin (93,9%), cystein (40,6%), glycin (65,5%) a histidin (94,1%). Ostatní aminokyseliny jsou v nadbytku potřebného množství. Údaje jsou vztaženy na 44 g ideálního proteinu.
Mateřské mléko: JM = 100 g mléka, obsah bílkovin = 1,6%, tj. 0,26 g dusíku (koeficient 6,25); hodnota X100 (methionin = 100%) byla výpočtem stanovena na 11,44 g dusíku, což odpovídá dennímu příjmu cca 4,47 kg mléka, tj. asi 71,5 g bílkovin. Následující údaje jsou pouze úvahou - jak by to vypadalo při srovnání s potřebou dospělého člověka. Limitující esenciální aminokyselinou by byl methionin. Výpočet hodnot X, % IP a WJM je však uveden pouze jako ilustrativní, protože není možný přepočet na ideální protein stanovený pro dospělého člověka (potřeba a poměr aminokyselin pro dítě do 1 roku života jsou zcela jiné, než pro dospělého člověka). Zastoupení aminokyselin v lidském mléce je optimální právě pro období počátečního růstu. Uvažovat s mateřským mlékem jako zdrojem aminokyselin pro dospělého člověka je nelogické.
Pokud by se předpokládal příjem dusíku na úrovni asi 8 g, odpovídalo by to konzumaci cca 3,13 kg mléka, příjem bílkovin by činil 50,0 g a při těchto parametrech by byly poddimenzovány esenciální aminokyseliny methionin (69,9%), valin (89,7%) a z postradatelných aminokyselin by se jednalo o alanin (70,3%), arginin (67,1%), glycin (48,2%), histidin (98%) a serin (74,2%). Ostatní aminokyseliny jsou v mírném nadbytku potřebného množství. Údaje jsou vztaženy na 44 g ideálního proteinu.
Související články
Odkazy
Při zpracovávání textů a grafické stránky článků byly využity podklady z odborné literatury a internetu. Převzaté obrázky byly graficky upraveny pro potřeby tohoto webu. Kreslené obrázky podléhají autorským právům. Seznam použité literatury naleznete zde.