Автор: Поморцева И.В.
Данный обзор посвящен рассмотрению фармакологических свойств молочной сыворотки. Взаимосвязь между питанием и здоровьем является одним из ключевых факторов профилактики заболеваний и хорошего самочувствия. В последнее десятилетие растет интерес к функциональным продуктам питания, одним из которых и является молочная сыворотка. Молочная сыворотка - уникальный продукт природы, в котором содержится более 200 жизненно важных питательных и биологически активных веществ. Основные составляющие вещества: лактоза, сывороточные белки (альбумины и глобулины), а также витамины и минералы. Сывороточные белки имеют питательные свойства, быструю усвояемость, высокую биологическую ценность для организма. β-лактоглобулин имеет множество мест связывания минералов, жирорастворимых витаминов и липидов, действует как транспортный белок для токоферола и витамина А, α-лактальбумин - повышает иммунитет, играет важную роль в когнитивных процессах, повышает уровень серотонинергической активности мозга, улучшает настроение, подавляет чувства голода, регулирует уровень инсулина и нормализует уровень сахара в крови. Являясь источником аминокислот, сывороточные белки, способствуют ускорению периода восстановления после перенесенных заболеваний, сохранению чувства сытости и обогащению рациона, что может быть особенно важно для старшего поколения. Сыворочные белки в различных производных формах, а именно в форме концентрата, изолята и гидролизата обладают разнообразными фармакологическими свойствами - противоопухолевой активностью, кардиопротективным, антиоксидантным, антидиабетическим, нейропротективным, антимикробным, иммуномодулирующим и пребиотическим действием. Лактоза стимулирует рост кислотообразующих лактобактерий в кишечном тракте. Лактобактерии помогают бороться с кишечными расстройствами, поэтому лактозу можно использовать в диетотерапии для больных детей. Лактоза способствует усвоению ионов магния и цинка, которые даже в малых количествах помогают лучше справляться с диареей. Лактоза имеет низкий гликемический индекс и способствует здоровому пищеварению. Лактоза укрепляет иммунитет организма, нормализует обмен кальция и помогает кишечнику усваивать витамины В и С. Употребление продуктов, содержащих лактозу, является профилактикой сердечно-сосудистых заболеваний. Витамины группы B, А, РР, биотин, фолиевая кислота, а также такие макроэлементы, такие как калий, натрий, фосфор и магний, входящие в состав молочной сыворотки, а также микроэлементы, такие как цинк и селен, поддерживают нормальную работу различных органов и систем организма, способствуют улучшению кровообращения, стабилизируют работу нервной системы, оказывают положительное действие на организм человека в целом. Молочная сыворотка может рассматриваться как полезный функциональный продукт питания при различных неинфекционных патологических состояниях. Различные смеси, обогащенные сывороточным протеином и производные молочной сыворотки, могут оказывать благоприятное действие у таких целевых групп, как младенцы, пожилые пациенты, а также пациенты с риском сердечно-сосудистых заболеваний и диабетом. Также в условиях растущего внимания к здоровому образу жизни и функциональному питанию, наблюдается рост потребности в продуктах, способных обеспечить комплексную пользу для организма. В ответ на формирующиеся потребности разрабатываются многофункциональные продукты, сочетающие в себе несколько полезных свойств. Особый интерес представляют напитки на основе молочной сыворотки, обогащенные биологически активными компонентами растительного происхождения.
В настоящее время хорошо известно, что взаимосвязь между питанием и здоровьем является одним из ключевых факторов профилактики заболеваний и улучшения самочувствия. Рост числа неинфекционных заболеваний, а именно диабета и сердечно-сосудистых заболеваний, считается серьезной угрозой общественному здравоохранению1. Малоподвижный образ жизни и неправильное питание привели к тому, что распространение неинфекционных заболеваний сегодня стало серьезной проблемой, поскольку с ними связан значительный уровень смертности во всем мире. Помимо изменения образа жизни и использования пищевых добавок, употребление функциональных продуктов питания становится популярным средством профилактики неинфекционных заболеваний2. Поэтому за последнее десятилетие интерес исследователей к функциональным продуктам питания значительно возрос, а количество различных форм такого питания стремительно растет3.
Одним из функциональных продуктов питания является молочная сыворотка. Молочная сыворотка - уникальный продукт природы, в котором содержится более 200 жизненно важных питательных и биологически активных веществ. Образуется молочная сыворотка в качестве побочного продукта при производстве сыра или при свертывании молока.
Историки утверждают, что молочная сыворотка появилась несколько тысяч лет назад благодаря кочевым народам. Кочевникам приходилось перевозить молоко в бурдюках, где в течение дня оно сквашивалось и бродило на жаре, а ночью — остывало и расслаивалось. Некоторым народам пришелся по вкусу такой напиток, и они начали намеренно сквашивать молоко. В Древней Греции (460г. до н.э.) молочную сыворотку считали лечебным продуктом. Великий ученый и врач Гиппократ использовал благотворное действие сыворотки при лечении туберкулеза, желтухи, кожных болезней. Древнейший римский писатель и агроном (I в. до н. э.) Лиций Юний Модерат Колумелла предложил употреблять сыворотку при ревматизме, камнях в почках и мочевом пузыре, при нарушениях пищеварения. Известно, что в ванны с сывороткой погружалась царица Египта Клеопатра, а благородные римлянки ублажали кожу своего тела растираниями на основе сыворотки. В Средние века свою лепту в прославление сыворотки и ее практическое применение внес известный швейцарский ученый и врач эпохи Возрождения Парацельс. В XVIII веке в Европе появилось более 160 курортов, где лечили молочной сывороткой. Обычной процедурой была ванна из сыворотки. Врачи в те времена прописывали своим клиентам до 4 л сыворотки в день. В XIX в. австрийская императрица Элизабет и ее муж Франц-Иосиф I ввели моду на молочную сыворотку. Для богатой знати было «модой» и «шиком» пройти курс лечения сывороткой в Мерано или Бадене.
По составу молочная сыворотка на 94% представлена водой, а 6% - включают все самое лучшее, что есть в молоке: лактозу, сывороточные белки (альбумины и глобулины), а также витамины и минералы. Лактоза составляет 70% от общего количества сухого остатка, а 0,7% - сывороточные белки4.
Хорошо известно, что белок жизненно необходим для поддержки и восстановления тканей организма, он служит структурным компонентом ферментов и помогает в усвоении витаминов и минералов. К примеру, при дефиците белка в значимой степени может нарушаться процесс усвоения железа. Питательная ценность белка зависит от его аминокислотного состава и способности усваиваться организмом. Cывороточные белки имеют высокие питательные свойства и быструю усвояемость5. Сывороточные белки имеет форму шара, основными компонентами которого являются β-лактоглобулины (35-65%) и α-лактальбумины (12-25%). Второстепенные ингредиенты включают иммуноглобулины (8%), сывороточные альбумины (5%) и лактоферрин (1%)6, таблица 1.
β-лактоглобулин составляет примерно 50% от общего содержания сывороточных белков. Этот белок имеет множество мест связывания минералов, жирорастворимых витаминов и липидов, и действует как транспортный белок для таких липофильных соединений как токоферол и витамин А7. α-лактальбумин является одним из основных белков молочной сыворотки, который может повышать иммунитет. α-лактальбумин богат аминокислотами - лизином, лейцином, тирозином, триптофаном и цистеином. Аминокислоты являются важными элементами для поддержания упругости кожи и продления молодости красоты. Лейцин, валин и изолейцин - необходимы организму для восполнения потерь энергии, расщепляя не свой внутренний белок, а запасы подкожного жира8. Доказано, что α-лактальбумин в 2-4 раза превосходит яичный белок и в 5 раз казеин в отношении усиления иммунитета. α-лактальбумин играет важную роль в когнитивных процессах - он увеличивает соотношение триптофана в плазме крови к сумме других крупных нейтральных аминокислот и может повышать уровень серотонинергической активности мозга и улучшать когнитивные функции у лиц, подверженных стрессу9. Триптофан обладает некоторым успокаивающим действием, так как снижает уровень кортизола, и даже улучшает настроение, так как увеличивает концентрацию серотонина10 11. Также триптофан и тирозин способствуют подавлению чувства голода, регулируют уровень инсулина и нормализуют уровень сахара в крови12 13.
Лактоферрин - это фракция гликопротеина, которая играет важную роль в транспорте железа в организме. Лактоферрин усиливает действие антибактериальных и противогрибковых средств14.
Лактопероксидаза - природный фермент семейства пероксидаз. Лактопероксидаза инактивирует или убивает широкий спектр микроорганизмов посредством ферментативной реакции. В ферментативной реакции участвует 2 кофактора – перекись водорода и тиоцианат-ионы, которые вместе с лактопероксидазой образуют лактопероксидазную систему. Активация ферментов лактоперокидазной системы приводит к образованию гипотиоцианата, который и отвечает за антимикробное действие15.
Гликомакропептид обладает многими биологическими и физиологическими свойствами, такими как снижение желудочной секреции, уменьшение зубного налета и кариеса, ингибирование агрегации тромбоцитов и другими16.
Сывороточные протеины имеют высокую биологическую ценность для организма. Являясь источником аминокислот, способствуют ускорению периода восстановления после перенесенных заболеваний, сохранению чувства сытости и обогащению рациона, что может быть особенно важно для старшего поколения.
Таблица 1
| Сывороточные белки | |
| Основные фракции | Лактоглобулин α-лактальбумин Бычий сывороточный альбумин Иммуноглобулины Гликомакропептид |
| Второстепенные фракции | Лактоферрин Лактопероксидаза Лизозим |
Также доказано, что сыворочный протеин в его различных производных формах (концентрат, изолят и гидролизат) обладает разнообразными фармакологическими свойствами - противоопухолевой активностью, кардиопротективным действием, антиоксидантным, антидиабетическим, нейропротективным, антимикробным, иммуномодулирующим и пребиотическим действием18, рисунок 1.
Воспалительный или окислительный стресс является причиной целого ряда заболеваний, таких как пневмония, муковисцидоз, диабет, онкологические заболевания, атеросклероз, инфаркт миокарда, старение и множество других дегенеративных заболеваний19. Являясь предшественником антиоксиданта глутатиона, сывороточный протеин обладает исключительной способностью сводить на нет неблагоприятное воздействие стрессов. Гипербарическая обработка сывороточного протеина ускоряла высвобождение биоактивных пептидов, повышала уровень внутриклеточного глутатиона и уменьшала выработку интерлейкина IL-8 in vitro (считается, что этот цитокин участвует в патогенезе заболеваний дыхательных путей20. Было замечено, что в течение одного месяца приема диетических добавок с молочной сывороткой в дозе 20 г/сутки у пациентов с муковисцидозом значительно снижался уровень С-реактивного белка в сыворотке крови21. Обзор фактических данных свидетельствует, что сывороточный протеин усиливает синтез глутатиона в нейронах и положительно влияет на течение нейродегенеративных заболеваний22.
Рисунок 1.
В нескольких исследованиях было показано, что сывороточный протеин может быть полезен у больных с онкологическими заболеваниями. У крыс с раком толстой кишки, получавших гидролизат сывороточного протеина, развивалось значительно меньше макроскопических и микроскопических опухолей по сравнению с группой, получавшей необработанный сывороточный протеин23). Противоопухолевый эффект сывороточного протеина был исследован с использованием клеток меланомы В16F10 в качестве модели. Экспрессия каспазы-3 значительно повышалась в среде, содержащей изолят сывороточного протеина24. Каспаза-3 является одним из членов семейства каспаз (цистеин-аспарагиновых протеаз), которые представляют собой протеолитические ферменты, известные своей ключевой ролью в апоптозе и контроле воспаления25. Апоптоз, или запрограммированная смерть клетки, представляет собой процесс, посредством которого внутренние или внешние факторы, активируя генетическую программу, приводят к гибели клетки и ее эффективному удалению из ткани. 48-летняя пациентка с рецидивирующим раком шейки матки получала сывороточный протеин (по 10 г трижды в день) и еженедельную внутримышечную инъекцию тестостерона энантата до и во время стандартной химиотерапии. В результате комбинированной терапии наблюдалось улучшение мышечной массы тела, физической активности и качества жизни пациентки с рецидивирующим раком шейки матки26.
Концентраты сывороточного протеина повышают врожденный иммунитет слизистых оболочек в раннем возрасте и играют защитную роль при некоторых иммунных нарушениях27. В исследованиях на мышах было показано влияние концентрата сывороточного белка на показатели крови, цитокиновый профиль плазмы, пролиферацию и миграцию иммунных клеток28. Было обнаружено, что in vitro миграция T-клеток, В-клеток и дендритных клеток в направлении двух цитокинов значительно увеличилась в группе, получавшей сывороточный протеин по сравнению с контролем. Хорошо известно, что псориаз-хроническое аутоиммунное заболевание, вызывающее утолщение кожи, появление сухих чешуек и красных пятен. В исследовании была проведена оценка активности биоактивного изолята сывороточного белка на уровень глутатиона, и как следствие снижение тяжести системного воспаления, вызванного псориазом. Прием 20 г в день изолята сывороточного протеина улучшал состояние пациентов29.
Сывороточные протеины снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний (ишемического инсульта и других), но точная роль его пептида в регуляции функции эндотелия сосудов недостаточно изучена. Прием экстракта, полученного из молочной сыворотки, усиливает расширение плечевой артерии и восстанавливает кровоток (улучшает функцию эндотелия). Исследователями был сделан вывод, что сердечно-сосудистый риск можно снизить, используя быстроусвояемые биоактивные пептиды, полученные из молочной сыворотки30. У молодых мужчин с избыточным весом было изучено влияние добавок сывороточного протеина и силовых тренировок на антиоксидантный статус и факторы сердечно-сосудистого риска. Получены положительные результаты31.
Дисфункция кишечника (нарушение перистальтики, дисбактериоз) является достаточно серьезной проблемой у пациентов, которые находятся в тяжелом состоянии. Предполагается, что обогащение сывороточным протеином может уменьшить воспаление и улучшить толерантность к энтеральному питанию32. Чтобы использовать его терапевтические свойства, молочнокислые бактерии должны быть жизнеспособными. Обеспечение их высокой выживаемости в неблагоприятных условиях желудочно-кишечного тракта представляет собой серьезную проблему. Кроме того, длительный срок хранения приводит к подавлению активности пробиотических штаммов. Гели с сывороточным протеином доказали свою эффективность в защите микробов от неблагоприятных условий33. Была исследована роль сывороточного протеина в обеспечении стабильности пробиотиков и пребиотического питания. Ацидофильные лактобактерии и бифидобактерии были жизнеспособны в йогуртовых напитках, стабилизированных концентратами сывороточного протеина с высоким содержанием метоксилпептина34.
Доказано, что коррекция питания помогает бороться с ожирением, и в этом отношении сывороточный протеин оказывает благоприятное влияние на эти процессы. 1-недельное исследование на мышах, которых кормили пищей с высоким содержанием сывороточного протеина или с добавлением лейцина, показало, что богатая белком диета при нарушениях обмена веществ вызывает модуляцию чувства насыщения, которая опосредована ослаблением липогенеза в печени35. 12-недельное исследование показало, что прием сывороточного протеина за 30 минут до основного приема пищи оказывает благоприятное воздействие на аппетит, потребление калорий, индекс массы тела и окружность талии, а также на жировую и мышечную массу у мужчин, страдающих ожирением36.
Диабет остается серьезной проблемой общественного здравоохранения эпидемического масштаба. Развивающиеся нарушения микроциркуляции часто являются причиной таких осложнений, как ангиопатия, потеря зрения, незаживающие язвы и другие37. Хорошо известно, что сахарный диабет 2 типа лечится как с помощью контролируемой диеты, так и с помощью гипогликемических препаратов. В исследованиях было доказано, что сывороточный протеин снижает уровень глюкозы в сыворотке крови у здоровых людей, поддерживает мышечную массу, усиливает выработку гормонов насыщения (холецистокинина, лептина и и глюкагоноподобного пептида) и снижает секрецию гормона голода грелина38. Было также показано, что аминокислота –цистеин, ключевой компонент сывороточного протеина, может быть использована в качестве вспомогательной терапии для контроля гликемии и сосудистого воспаления у пациентов с сахарным диабетом39. В течение 30 дней крыс вскармливали добавкой на основе гидролизованного сывороточного протеина. Это привело к повышению уровня лейцина, за которым последовал рост уровня инсулина40.
Лактоза - это дисахарид, который гидролизуется ферментом В-галактозидазой до молекул глюкозы и галактозы, их организм и усваивает. Активность этого фермента в организме определяется работой гена, который отвечает за его синтез. Гидролиз лактозы организмом в процессе переваривания обеспечивает длительный запас энергии. Лактоза стимулирует рост кислотообразующих лактобактерий в кишечном тракте. Лактобактерии помогают бороться с кишечными расстройствами, поэтому лактозу можно использовать в диетотерапии для больных детей. Лактоза также способствует усвоению ионов магния и цинка, которые даже в малых количествах помогают лучше справляться с диареей41. Лактоза имеет низкий гликемический индекс и способствует здоровому пищеварению42.
В 100 г молочной сыворотки содержится 3,5 г лактозы. Социальный опрос, проведенный среди учеников 7-11 классов (101 человек) в образовательном учреждении г.Калининграда на тему “Молочные продукты и влияние лактозы на организм человека” выявил следующие интересные факты53:
На вопрос «Едите ли вы молочные продукты?»
На вопрос «Как часто вы едите молочные продукты?»
На вопрос «Есть ли у вас непереносимость лактозы?»
Споры о том, в чем заключается польза и вред лактозы, ведутся уже давно, но пока что сторонников того, что этот углевод скорее полезен, чем вреден, гораздо больше, нежели противников.
Полезные свойства лактозы сложно переоценить:
Поэтому лактозу можно рекомендовать для употребления как детям (после консультации педиатра), так и людям пожилого возраста, причем польза от нее несоизмеримо больше, чем вред. Наконец, она полезна диабетикам 1 и 2 типа, выступая своего рода заменителем сахара.
В целом можно отметить, что молочные продукты, включая молочную сыворотку полезны для организма человека, за исключением случаев индивидуальной непереносимости лактозы.
Витамины и минералы. Водорастворимые витамины, содержащиеся в молоке, остаются в сыворотке и всасываются вместе с молочной сывороткой. В молочной сыворотке присутствуют следующие витамины и минералы (таблица 2).
Таблица 2.
| Витамины | Количество (мг/100 г) | Минералы | Количество (г/100 г) |
| Тиамин | 0,4 | Кальций | 0,26 |
| Рибофлавин | 3,1 | Фосфор | 0,33 |
| Витамин В6 | 0,33 | Калий | 1,0 |
| Витамин В12 | 0,02 | Натрий | 0,29 |
| Никотиновая кислота | 1,2 | ||
| Пантотеновая кислота | 4,6 | ||
| Фолиевая кислота | 0,6 | ||
| Биотин | 0,04 |
Кальций, фосфор, калий и натрий входят в состав 7 макроэлементов, которые необходимы для формирования скелета и для осмотического давления биологических жидкостей
Кальций относится к структурообразующим элементам и составляет основную часть органического и минерального матрикса организма человека. Содержание в организме 1200 г. Поступление алиментарным путем с обычным рационом от 0,5 до 1,5 г. Кальций не синтезируется в организме. Лучшими источниками кальция являются молоко, молочная сыворотка, молочные продукты, рыба, темно-зеленые части растений. Люди, придерживающиеся смешанного питания и употребляющие молоко, около 75% кальция получают из молочных продуктов. Потребность в кальции в различные периоды жизни человека меняется, однако в среднем она составляет не менее 800-1000 мг. в сутки, обеспечить которую далеко не всегда удается только за счет продуктов питания и воды44.Эссенциальный макроэлемент кальций участвует во многих процессах в организме, являясь основным в минеральном матриксе кости, зубов, он необходим для проведения нервных импульсов, свертывания крови, сокращения мышц, регуляции транспорта различных ионов через мембрану клетки, гликогенолиза и глюконеогенеза, активности многих ферментов45 46. Ионы кальция относятся к вторичным мессенджерам, его концентрация в клетке контролируется гормонами, нейромедиаторами, внеклеточными сигналами. Основная масса кальция (1,2 – 1,4 кг), составляющая более 99% от всего содержания в организме, находится в костной ткани, во внеклеточной жидкости и других тканях содержится менее 1%46. Концентрация кальция в крови поддерживается в узком оптимальном диапазоне, что необходимо для обеспечения функциональной активности многих систем организма47 48. Кальций находится в плазме крови в ионизированной форме, в связанном с белками (альбумин) состоянии и в комплексах с органическими анионами. Кальций принимает участие в поддержании стабильности клеточных мембран, нейромышечной возбудимости, активирует факторы свертывания крови, минерализации костной ткани, он необходим для мышечного сокращения, активности некоторых ферментов49. Достаточное поступление кальция с пищей, необходимое для поддержания нормальной структуры и минеральной плотности костной ткани, обеспечивает профилактику и лечение остеопороза. Кальций способствует скорейшему образованию костных мозолей и сращению переломов при травмах50 51. Организм человека получает кальций из пищи, что определяет важность обеспечения поступления оптимального количества кальция с рационом для различных групп населения, в том числе для пациентов, находящихся на лечении в медицинских организациях, или получателей социальных услуг в учреждениях социального обслуживания. Усвояемость содержащегося в пище кальция зависит от ряда факторов: состав пищи, возраст человека, обеспеченность организма витамином D, генотип рецептора витамина D и др. Оптимальным для усвоения кальция является соотношение кальция и фосфора в рационе 1:1. Молочная сыворотка – компонент здорового питания, важнейший и одновременно оптимальный источник поступления кальция в организм человека. В 100 г молочной сыворотки содержится почти 3 часть суточной потребности кальция.
Кальций в молоке и кальций, полученный из молока (молочного происхождения, молочная сыворотка), имеют некоторые особенности, которые обеспечивают высокую абсорбцию этого макроэлемента при неблагоприятных физиологических условиях, в отличие от кальция, содержащегося в других пищевых продуктах или добавках в виде разных неорганических или органических солей. Поскольку кальций в молоке находится в связанном с пептидами и белками состоянии, он с большей вероятностью останется в растворе при неблагоприятной кислотности в случае ахлоргидрии, благодаря присутствию ЛАКТОЗЫ он может всасываться при недостаточной обеспеченности витамином D в дистальном отделе тонкой кишки пассивной диффузией. Молочные продукты не содержат пищевых компонентов (фосфаты, оксалаты, уроновые кислоты), которые препятствуют всасыванию кальция в кишечнике. Одновременное наличие фосфора в составе молока и кальция молочного происхождения необходимо для отложения кальция в костях в виде гидроксиапатита, поскольку гиперкальциурический эффект сульфатов компенсируется гипокальциурическим действием фосфора. По образному выражению некоторых авторов, молоко служит источником кальция с «гарантированной усвояемостью», «защищенной абсорбирующей способностью», обеспечивающим минерализацию костной ткани, нечувствительным к внешним воздействиям52.
Фосфор - жизненно важный для человека макроэлемент, являющийся основным компонентом всех клеток организма, фосфор поддерживает жизненные процессы внутри клеток организма, без чего клетки не могут жить и развиваться. Содержание в организме 680г. Фосфор участвует в работе мышечной и нервной систем, в процессах регенерации, роста и деления клеток, поддерживает кислотно-щелочной баланс, а также участвует в обмене жиров, белков, углеводов и в образовании фосфолипидов и нуклеиновых кислот, в образовании энергии, обеспечении функционирования нервной и мышечной систем, а также способствует формированию костной ткани. Наибольшее количество фосфора сконцентрировано в тканях костей, а это - около 600 г, что составляет 85% всего количества элемента, имеющегося в организме. Остальные 15% Р в разных пропорциях распределяются в жидкостях и других тканях человеческого тела. Биохимическая значимость соединений фосфора в организме определяется свойствами фосфорных кислот и их солей. Неорганические фосфаты поступают в организм извне, в то время как органические могут образовываться в организме в результате биологических преобразований. Фосфаты являются структурными элементами костной ткани, участвуют в переносе энергии в виде макроэргических связей (АТФ, АДФ, креатинфосфат, гуанинфосфат и других). Фосфор и сера - два элемента в организме человека, которые входят в состав различных макроэргических соединений. С участием фосфорной кислоты осуществляется гликолиз, гликогенез, обмен жиров. Фосфор входит в структуру ДНК, РНК, обеспечивающих синтез белка. Он участвует в окислительном фосфорилировании, в результате которого образуется АТФ, фосфорилировании некоторых витаминов (тиамина, пиридоксина и других)54. Фосфор важен также для функционирования мышечной ткани (скелетной мускулатуры и сердечной мышцы). Неорганические фосфаты входят в состав буферных систем плазмы и тканевой жидкости. Фосфор активирует всасывание ионов кальция в кишечнике. При этом эфиры фосфорных кислот синтезируются в организме в результате ферментативного фосфорилирования различных биосубстратов, которые без этого не могут быть использованы клетками как источники энергии55. В организме человека должна поддерживаться определенная доля фосфора. Незначительное снижение уровня ионов фосфора в организме способствует развитию остеопороза костных тканей, значительному снижению общей работоспособности. Это проявится в потере кратковременной памяти, частых проявлениях слабости, сонливости и головных болей. Не своевременное восполнение запаса фосфора в организме, способствует: появлению боли в костях, выраженной усталости после незначительных нагрузок, что в последующем приводит к возникновению беспокойства и беспричинной раздражительности. Наблюдаются перебои в дыхании, периодическое онемение и дрожание конечностей56. Для профилактики нарушений данных процессов человеку необходимо следить за метаболизмом фосфора в своем организме. Полноценное, сбалансированное питание способствует профилактике дисбаланса фосфора в организме. Основным источником органического и неорганического фосфора для человека является пища. Наиболее ценными источниками легкоусвояемого фосфора являются яйца (в частности желток), печень, мясо, молоко, молочная сыворотка, сыр, фасоль, горох54. Поступление фосфора алиментарным путем с обычным рационом 0,7 - 1,8 г. Суточная потребность фосфора составляет 1,2 г. В 100 г молочной сыворотки содержится четвертая часть суточной нормы.
Натрий и калий поддерживают постоянство объема внеклеточной жидкости и возбудимость клеточных мембран. Натрий и калий создают условия для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений, поддерживают осмотическую концентрацию крови, поддерживают кислотно-щелочного баланс, нормализуют водный баланс, обеспечивают мембранный транспорт, активируют энзимы. Натрий содержится практически во всех продуктах, хотя большую его часть организм получает из поваренной соли. Усвоение в основном происходит в желудке и тонкой кишке. К продуктам, содержащим наибольшее количество поваренной соли относятся колбасные изделия, копченые, маринованные, соленые продукты, сыры. Повышенным содержанием калия отличаются молоко и молочные продукты, картофель, томаты, петрушка, бобы, абрикосы, чернослив, курага, бананы, изюм, какао, черный чай. Алиментарный дефицит натрия встречается крайне редко, так как его содержание в различных продуктах достаточно для поддержания баланса натрия в организме. Дефицит может быть вызван использованием мочегонных препаратов и некоторых др. лекарственных веществ, диареей, обильным 15 потоотделением или избыточным употреблением воды, или возникнуть на фоне заболеваний гипофиза, надпочечников, почек, черепно-мозговых травм. Основными причинами дефицита калия кроме недостаточного поступления с продуктами питания являются нарушение регуляции обмена калия; функциональные расстройства выделительных систем (почки, кожа, организма под действием кишечник, легкие); усиленное выведение калия из гормональных препаратов, мочегонных и слабительных средств; психические и нервные перегрузки, чрезмерные или хронически действующие стрессорные факторы; избыточное поступление в организм натрия, таллия, рубидия и цезия57. Потребность калия составляет 1000-4000 мг/сут. В 100 мг. молочной сыворотки содержится практически суточная потребность калия для организма.
Из жирорастворимых витаминов в молочной сыворотке присутствует только витамин A. Из водорастворимых — витамины B1, B2, B3 (PP), B4, B5, B6, B9 и B12.
Витамин А относится к жирорастворимым витаминам. Многочисленными исследованиями, выполненными в различных странах на протяжении последних десятилетий, убедительно доказана роль витамина А в целом ряде физиологических процессов организма человека: острота зрения, клеточный рост и дифференцировка, эмбриогенез, иммунный ответ. Витамин А принимает участие в синтезе стероидных гормонов (включая прогестерон), сперматогенезе, является антагонистом гормона щитовидной железы – тироксина 58 59. Суточная потребность 700-800 мкг в сутки. В 100 г молочной сыворотки содержится 2 мгк.
Витамины группы В (тиамин, рибофлавин, витамин РР, витамин B6, фолиевая кислота, витамин B12) обладают свойствами коферментов.
Витамин B1 (тиамин) является центральным фактором аэробного метаболизма углеводов с образованием энергетических субстратов для обеспечения функций миокарда, головного мозга и других органов, обеспечивает синтез ацетилхолина, важнейшего медиатора нервной деятельности. Тиамин дифосфат (ТДФ) является основной биологически активной коферментной формой витамина В1. Эта форма тиамина включается в состав небольшого количества очень важных ферментов. Тиамин трифосфат активизирует ионные каналы в биомембранах, регулируя тем самым движение натрия и калия, изменение градиента которых на мембранной поверхности обеспечивает проведение нервного импульса и произвольного мышечного сокращения. Поэтому глубокий дисбаланс витамина В1 приводит к появлению неврологической симптоматики.При недостаточности витамина B1 развивается быстрая психическая и физическая утомляемость, потеря аппетита, запоры, мышечная слабость. Боли в ногах и утомляемость их при ходьбе. При пальпации болезненность икроножных мышц. Парестезии и гиперестезии. Одышка57. Потребность витамина В1 у взрослых 1,5 мг. В 100 г молочной сыворотки содержится 0,4 мг. витамина B1.
Витамин В2 (рибофлавин) входит в состав флавинов, участвующих в обмене углеводов белков, жиров, участвует в обмене других витаминов. При недостаточности витамина B2 развивается сухость и синюшность губ, красная кайма и рубцы на них (хейлоз), трещины и корочки в углах рта (ангулярный стоматит). Сухой ярко-красный язык. Себорейный дерматит носогубных складок, светобоязнь. Конъюнктивит и блефарит. Суточная потребность у взрослых 1,2 мг. В 100 г молочной сыворотки содержится 3,1 мг. витамина B1.
Витамины B1 и B2 - регулируют функциональное состояние ЦНС, обмен веществ и трофику тканей, повышают общую реактивность организма.
Витамин В6 входит в состав многих ферментов, катализирующих реакции метаболизма, особенно белкового обмена, участвует в синтезе гемма, нуклеиновых кислот. При недостаточности витамина B6 у детей раннего возраста наблюдается задержка роста. Возникают желудочно-кишечные расстройства. Повышенная возбудимость. Дерматиты. Эпилептиформные судороги. Гипохромная микроцитарная анемия. У взрослых – потеря аппетита, тошнота, беспокойство, сухой себорейный дерматит, хейлоз, конъюнктивит, глоссит. У беременных – раздражительность, депрессия, бессонница, психические реакции, тошнота и рвота, стоматит и глоссит. Себорейный и десквамативный дерматит лица, волосистой части головы, шеи. Суточная потребность у взрослых 1,3 мг. В 100 г молочной сыворотки содержится 0,33 мг. витамина B6.
Витамин В12 входит в состав фермента, участвующего в образовании энергии из жиров и белков, синтезе гемоглобина. Нормализует и стимулирует кроветворение, обладает антианемическим эффектом. При недостаточности витамина B12 развивается злокачественная (пернициозная) анемия. Суточная потребность до 3 мкг в сутки. В 100 мг. молочной сыворотки содержится 0, 02 мг. витамина B12.
Никотиновая кислота (ниацин, B3, витамин PP) включается в состав многих ферментов участвующих в окислительно-восстановительных реакциях. Ниацин нормализует концентрацию липопротеинов крови; в больших дозах (3—4 г/сут) снижает концентрацию общего холестерина и липопротеинов низкой плотности, уменьшает индекс холестерин/фосфолипиды, повышает содержание липопротеинов высокой плотности, обладающих антиатерогенным эффектом. При недостаточности никотиновой кислоты развивается неврастенический синдром (раздражительность, бессонница, подавленность, заторможенность). Поносы без слизи и крови. Нервно-мышечные боли. Сухость и бледность губ. Язык обложенный, отечный, бороздчатый или сухой, ярко красный, болезненный с трещинами. Эритема на тыльной части кистей рук и на шее, шелушение. Гиперкератоз, пигментации. Суточная норма потребления никотиновой кислоты – 20 мг. в день. В 100 мг. молочной сыворотки содержится 1,2 мг.
Пантотеновая кислота (витамин В5) входит в состав коэнзима А, участвующего в обменных процессах, биосинтезе жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов, нейромедиаторов, гемоглобина. При недостаточности витамина B5 развиваются нарушения деятельности сердца, почек, нервной системы, дерматиты. Симптомы дефицита пантотеновой кислоты — это, прежде всего, ощущение жжения пальцев ног, вялость, апатия, быстрая утомляемость. Суточная потребность в ней составляет 5 мг. В 100 мг. молочной сыворотки содержится практически вся суточная доза – 4,6 мг.
Фолиевая кислота (витамин B9) входит в состав многих ферментов, обеспечивающих различные реакции метаболизма амино- и нуклеиновых кислот. Нормализует и стимулирует кроветворение. При недостаточности фолиевой кислоты развиваются гипохромная анемия, дерматиты, гастриты. Суточная потребность в ней составляет 400 мкг. В 100 мг молочной сыворотки содержится практически вся суточная доза – 0,6 мг.
Биотин (витамин Н) выполняет витаминные функции, входит в состав четырех важнейших систем карбоксилирования. При недостаточности биотина наблюдается задержка роста, дерматиты, нарушение психики (у человека встречается крайне редко). Суточная потребность в ней составляет 50 мкг. В 100 мг. молочной сыворотки содержится практически вся суточная доза – 0,04 мг., то есть почти суточная доза.
В молочной сыворотке также содержатся некоторые микроэлементы, среди них цинк и селен.
Цинк входит в состав ряда важнейших ферментов, обеспечивающих нормальное течение окислительно-восстановительных процессов и тканевого дыхания, имеет большое значение для функционирования иммунной системы (системы антиоксидантной защиты) и заживления ран. Дефицит цинка ухудшает заживление ран, это особенно важно при поддержании важнейшей функции кожи – барьерной. Снижается устойчивость к вирусным инфекциям. При длительном недостатке цинка в пище снижаются функции гипофиза и половых желез. Более всего цинка – в мясе гусей, фасоли, горохе, кукурузе, говядине, свинине, курице, рыбе, говяжьей печени, а также в молоке, молочной сыворотке, яблоках, грушах, сливах, вишне, картофеле, капусте, свекле и моркови. Цинк содержится в 100г молочной сыворотки в дозе 0,4 мг (что составляет 4 % суточной нормы).
Селен играет существенную роль в поддержании иммунитета, помогает предотвращать развитие рака (предупреждает повреждение ДНК при делении клеток, что уменьшает риск появления раковых клеток), участвует в процессе формирования очень важного гормона – тестостерона, снижает риск развития сердечно сосудистых проблем. Роль селена в иммунной системе сопряжена с ролью витамина Е. Избыток селена не подавляет иммунные функции, но задерживает рост опухолевых клеток. Селен может уменьшить потребность в витамине Е и наоборот. Но когда не хватает того и другого, иммунная функция нарушается сильнее, чем при недостатке одного из них. Оптимальной дозой поступления селена в организм взрослого человека считают 55-70 мкг/день. Продукты-чемпионы по содержанию селена: бразильский орех (употребление 1-2 орехов в день может обеспечить организм необходимым количество селена), свиные почки, бараньи почки. Селен содержится в 100г молочной сыворотки в дозе 1,8 мкг (3,3% суточной нормы).
В Московском государственном Университете пищевых производств проведены исследования по изучению антиоксидантной активности молочной сыворотки60. Антиоксидантную активность оценивали по общему количеству водорастворимых антиоксидантов. Для определения содержания водорастворимых антиоксидантов применяли метод кулонометрического титрования на приборе «Эксперт-006». Установлено, что молочная сыворотка обладает высокой антиоксидантной активностью, сравнимой с активностью таких известных антиоксидантов, как проростки растений и препараты из проростков растений60.
Заключение
С одной стороны, молочная сыворотка может рассматриваться как полезный функциональный продукт питания при различных неинфекционных патологических состояниях. Различные смеси, обогащенные сывороточным протеином и производные молочной сыворотки, могут оказывать благоприятное действие у таких целевых групп, как младенцы, пациенты с риском сердечно-сосудистых заболеваний и диабетом. Сывороточный протеин проявляет антиоксидантное действие, противовоспалительное, укрепляет иммунитет, а его применение у пациентов с онкологическими заболеваниями может стать многообещающей областью исследований. Однако, современная литература свидетельствует, что необходимы дальнейшие клинические исследования указанных эффектов, чтобы сформулировать рекомендации по использованию сывороточных протеинов в качестве пищевой добавки или разработать новый функциональный пищевой продукт. В проведенных клинических исследованиях использовались различные концентрации сывороточных белков и не было рекомендованных стандартных доз для сывороточных белков. Стандартная доза для использования сывороточных протеинов в различных целях пока не определена. Лактоза — высокоэнергетический элемент, который заметно укрепляет иммунитет, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний, оказывает положительное действие на нервную систему, а также помогает организму усваивать кальций, витамины Д и С. Витамины группы B, А, РР, биотин, фолиевая кислота, а также такие макроэлементы, такие как калий, натрий, фосфор и магний, входящие в состав молочной сыворотки, а также микроэлементы, такие как цинк и селен, поддерживают нормальную работу различных органов и систем организма, способствуют улучшению кровообращения, стабилизируют работу нервной системы, оказывают положительное действие на организм человека в целом.
С другой стороны, в условиях растущего внимания к здоровому образу жизни и функциональному питанию, наблюдается рост потребности в продуктах, способных обеспечить комплексную пользу для организма, сохранив привычные органолептические свойства, а также минимизировать временные затраты на их потребление. Исследования потребительских предпочтений и поведения показывают, что современные потребители стремятся к:
В ответ на формирующиеся потребности разрабатываются многофункциональные продукты, сочетающие в себе несколько полезных свойств. Особый интерес представляют напитки на основе молочной сыворотки, обогащенные биологически активными компонентами растительного происхождения.
Показательным примером такой инновации является продукт «Эконад» - первый на российском рынке напиток слабой газации, созданный на основе молочной сыворотки с добавлением экстрактов целебных растений. Дополнительное обогащение молочной сыворотки растительными экстрактами позволяет усилить такие важные фармакологические свойства молочной сыворотки, как антиоксидантная активность и иммуномодулирующее действие.
«Эконад» представляет собой синергетическое решение нескольких задач: поддерживает энергетический баланс, обеспечивает организм протеинами, витаминами и минералами, утоляет жажду благодаря оптимальной газации и обеспечивает тонизирующий эффект.
Развитие сегмента функциональных напитков на основе молочной сыворотки представляется особенно перспективным в контексте растущего спроса на продукты, сочетающие пользу для здоровья с удобством потребления. Дальнейшие исследования могут быть направлены на:
Литература