Proteína de Suero
La proteína de suero es un producto secundario en la producción del queso. Las dos proteínas principales de la leche corresponden a la caseína (80%) y a las proteínas del lactosuero (20%). Después del proceso de precipitación de las caseínas, las proteínas que no han precipitado quedan disueltas en el suero.
La proteína de suero es considerada una proteína de digestión rápida y de alta calidad. Resiste relativamente bien a la acidez del estómago y pasa rápidamente hasta el intestino, produciendo un aumento relativamente rápido de la concentración de aminoácidos disponibles en sangre.
El suero está compuesto por beta-lactoglobulina, alfa-lactoalbúmina, albúmina de suero bovina, lactoferrina, inmunoglobulinas, glicomacropeptidos, lactosa, lactoperoxidasas y minerales.
Componente proteico | % | Acción |
Beta-Lactoglobulina | 50-55% | Fuente de aminoácidos esenciales y BCAAs. Protege el músculo y ahorra glucógeno durante el ejercicio. Mejora la absorción de las vitaminas liposolubles. |
Alpha-lactalbumina | 20-25% | Fuente de aminoácidos esenciales y BCAAs. Rica en triptófano. |
Immunoglobulinas | 10-15% | IgA, IgD, IgE, IgM. La más importante es IgG. Se encuentran sobre todo en el calostro. Mejoran la función inmune a cualquier edad. |
Glicomacropéptido | 10-15% | Inhibe la formación de placa dental y caries. No contiene fenilalanina por lo que suele usarse alimentación para fenilcetonuria. Esta proteína se escinde de la K-caseína cuando se forma la cuajada. |
Albúmina sérica bovina | 5-10% | Proteína de gran tamaño rica en aminoácidos esenciales. Capacidad de bloquear las grasas y quelar metales pesados. |
Lactoferrina | 1-2% | Función antioxidante, antiviral, antibacteriana, antifúngiga. Promueve el crecimiento de bacterias beneficiosas y regula la biodisponibilidad y absorción del hierro. |
0.5% | Inhibe el crecimiento bacteriano. |
Contenido medio de los principales aminoácidos en el suero lácteo:
Aminoácido | mg/g de suero |
Ácido aspártico | 94.1 |
61.1 | |
38.8 | |
Ácido glutámico | 141.4 |
46.7 | |
Glicina | 13.8 |
Alanina | 42.1 |
59.3 | |
Cisteina | 22.8 |
19.4 | |
Isoleucina | 57.3 |
79.8 | |
Tirosina | 20.8 |
Fenilalanina | 21.3 |
Lisina | 76.1 |
Histidina | 18.7 |
Arginina | 22.0 |
Péptidos bioactivos.
Las proteínas y péptidos presentes en la proteína de suero presentan valores y actividades añadidas a la simple función nutricional de aportar aminoácidos.
- β-lactoglobulina. Es la proteína de mayor tamaño y corresponde al 50% de las proteínas del suero de la leche. Tiene actividad biológica antihipertensiva, antimicrobiana, antioxidante, anticarcinogénica, inmunomoduladora, opioide, hipocolesterolémica y otras acciones de tipo metabólico.
- α-lactoalbúmina. La α-lactoalbúmina es una proteína presente en la proteína de suero en un 20%. Es una buena fuente de aminoácidos esenciales, triptófano (precursor de serotonina) y cisteína (precursor de glutatión). El consumo de α-lactoalbúmina muestra acción antihipertensiva, antimicrobiana, anticancerogénica, prebiótica, inmunomoduladora y opioide. Esta proteína se ha relacionado con la disminución del estrés y la prevención de la alteración cognitiva.
- Inmunoglobulinas. Actúan como anticuerpos protegiendo de infecciones y agentes patógenos. Están presentes en el calostro bovino y forman parte de la inmunidad pasiva que transmite la madre a su cría. Además, son capaces de reducir la adhesión de microorganismos, el metabolismo bacteriano, eliminar bacterias así como neutralizar toxinas y virus.
- Glicomacropéptido. El glicomacropéptido es un glicopeptido que se escinde de la molécula de kappa caseína durante la precipitación de las caseínas en el proceso de elaboración del queso. El glicomacropéptido es rico en aminoácidos de cadena ramificada, deficiente en metionina y no contiene fenilalanina. El glicomacropéptido ha mostrado capacidad de neutralizar toxinas microbianas, inhibir la adhesión de bacterias cariogénicas y virus de la gripe, regula el sistema inmune, promueve el crecimiento de las bifidobacterias y regula la circulación sanguínea con acción antihipertensiva y antitrombótica. El glicomacropéptido reduce las secreciones gástricas y la movilidad estomacal y estimula la liberación de colecistoquinina (hormona relacionada con la saciedad). Presenta beneficios sobre el desarrollo cerebral y potencia el aprendizaje.
- Albúmina sérica bovina. Tiene la capacidad de inhibir factores tumorales, unirse a grasas y movilizarlas en el organismo para realizar otras funciones como obtener energía o formar membranas. Posee capacidad antioxidante y protege a las grasas de la oxidación.
- Lactoferrina. Se encuentra en el calostro y la leche. Se considera una molécula con acción defensiva, antimicrobiana, antioxidante, antiinflamatoria, anticancerígena y con propiedades sobre la regulación del sistema inmune.
Su mecanismo de acción parece estar relacionado con:
Capacidad de bloquear el hierro del medio.
Inhibir el crecimiento bacteriano (se une a la membrana bacteriana de los patógenos causando daños fatales) e inhibir la replicación de virus.
Prevenir la adhesión de bacterias al epitelio del intestino.
Mejorar la acción de algunos antibióticos.
Estimular la proliferación de linfocitos y activación de células inmunitarias.
Favorecer la producción de óxido nítrico y citoquinas.
Acción como anticuerpo.
- Lactoperoxidasa. Representa la enzima más abundante en la leche y genera compuestos capaces de inhibir el crecimiento virus, hongos, protozoos y de bacterias.
Estos péptidos se han encontrado en proteínas hidrolizadas enzimáticamente y productos fermentados, aunque también pueden formarse durante la digestión gastrointestinal de las proteínas enteras. Las enzimas más importantes en la obtención de péptidos bioactivos son la pepsina, tripsina y quimotripsina.
Otros compuestos de la proteína de suero: factores de crecimiento.
Los factores de crecimiento se encuentran en el calostro, leche y suero de leche. La concentración de los factores de crecimiento es mayor en el calostro bovino, especialmente durante las primeras horas del nacimiento del ternero y su concentración va descendiendo con el paso del tiempo.
Resisten relativamente bien los procesos térmicos y aunque hay pocos estudios realizados en humanos del efecto del consumo de factores de crecimiento procedentes del calostro bovino, existen estudios que muestran que la administración oral de calostro aumenta los niveles de IGF1.
Las aplicaciones principales de los factores de crecimiento del calostro bovino son alteraciones de la piel, salud gastrointestinal, salud ósea, artritis o reducir efectos secundarios del consumo de antiinflamatorios no esteroideos.
La composición y la funcionalidad de los productos de proteína de suero se ven afectadas por el proceso de obtención. El desarrollo de las técnicas de membrana han supuesto un avance importante al permitir la extracción a gran escala, sin necesidad de utilizar calor u otros solventes que desnaturalicen las proteínas para mantener intactas sus cualidades bioactivas.
Métodos de extracción y tipos de presentaciones comerciales:
Las proteínas de suero pueden ser extraídas mediante diferentes procesos para fabricar productos con distintas proporciones de proteína.
- Concentrados de proteínas de suero:
Contienen un mínimo de 25% de proteína y hasta un 89% aunque lo más habitual es que contengan alrededor de un 80%. Durante el proceso de extracción se elimina la mayor parte de la lactosa, el agua y algunos minerales, aunque depende del proceso de obtención y de la membrana utilizada. Mantienen mayor cantidad de compuestos bioactivos que las proteínas aisladas. El proceso que se suele utilizar para obtener la proteína de suero es la ultrafiltración.
- Aislados de proteína de suero:
Contienen alrededor del 90% de su peso en proteínas. Se elimina mayor cantidad de grasa y lactosa que en los concentrados. Se pueden obtener aislados proteicos mediante intercambio iónico o combinando diferentes técnicas de membrana.
Clasificación de los procesos de separación de proteínas.
Los componentes de la leche tienen diferente tamaño, concentración y punto isoeléctrico. Los diferentes procesos utilizan estas diferencias para separar los distintos componentes.
Precipitación selectiva: se modifica el pH y se trata con calor para precipitar la proteína escogida.
Procesos cromatográficos: se retiene o deja en disolución la proteína de interés utilizando un adsorbente en el interior de columnas cromatográficas. El proceso de intercambio iónico se realiza a través de dos contenedores que contienen una resina sintética con capacidad para intercambiar iones. Una limitación de este proceso es que situaciones extremas de pH, cambio iónico o temperatura pueden desnaturalizar las proteínas. Durante este tipo de proceso se eliminan la grasa y la lactosa y se obtiene una proporción muy elevada de proteínas, sin embargo este proceso puede desnaturalizar algunas de las proteínas.
Procesos de membrana. Estos procesos se basan en el diferente tamaño de las partículas y en menor medida en la forma y la carga de los compuestos disueltos. El proceso se puede realizar sin utilizar calor, esta cualidad conserva las vitaminas o compuestos bioactivos manteniendo su actividad biológica. Los procesos de membrana implican en general altos costes de producción pero se obtienen productos de gran calidad.
El tamaño del poro de la membrana es el que determina qué sustancias son retenidas:
Procesos de separación de membrana con flujo bajo presión utilizados en leche. | |||
Tipo | Tamaño de poro (nm) | Componentes más pequeños retenidos | Tamaño molecular (kDa) |
MF Microfiltración | 20-4.000 | Bacterias, micelas de caseína, glóbulos grasos | 100-500 |
UF Ultrafiltración | 20-200 | Proteínas de suero | 1-100 |
NF Nano filtración | <2 | lactosa | 0.1-1 |
RO | <2 | Iones | <0.1 |
Los procesos de membrana pueden utilizar flujos de presión del líquido (en este caso suero lácteo) para separar los diferentes componentes. El flujo suele llevar la misma dirección que la posición de la membrana para evitar que la membrana quede colapsada por los elementos retenidos, superar la fuerza de rozamiento y superar el gradiente de presión osmótica. A este proceso se le denomina Cross-flow filtration o filtración de flujo cruzado.
La Microfiltración de flujo cruzado o CFM es el resultado de unir la microfiltración al empleo de altas presiones permitiendo los procesos a gran escala y grandes volúmenes de producción.
Los fabricantes procuran mantener intactas las cualidades biológicas de las proteínas de suero en el producto final sin exponerlas a grandes cambios de temperatura, pH o procesos que desnaturalicen las proteínas para que el producto final mantenga las cualidades asociadas a la proteína de suero.
Actividad física y rendimiento deportivo.
La proteína de suero contiene gran cantidad de aminoácidos ramificados necesarios para la síntesis de las proteínas del músculo esquelético. Su alto contenido en leucina estimula la síntesis proteica y supone un estímulo celular para el crecimiento y la reparación celular.
Para promover la síntesis proteica es necesario la activación de quinasas en la vía IGF1, AKT y mTOR. Especialmente mTOR es un punto clave para la iniciación en la traducción del ARNm y en la regulación de la síntesis proteica. Dosis de 20 gramos de proteína de suero ingeridos inmediatamente después del entrenamiento aumenta la síntesis proteica (fosforilación de mTOR).
El ejercicio produce daño muscular que resulta en la destrucción de estructuras proteicas, puede reducir el rendimiento y aumentar el dolor muscular tardío (agujetas). El consumo post-entreno de productos a base de proteínas de leche (suero y caseína) atenúa el descenso del rendimiento y el daño muscular.
La proteína de suero es capaz de estimular la respuesta insulínica. Esta función insulinotrópica produce las máximas respuestas de estimulación proteica y favorece la hipertrofia
La proteína de suero se ha mostrado efectiva en la regulación del metabolismo proteico, aumenta la fuerza muscular y atenúa el descenso de fuerza muscular después del entrenamiento excéntrico.
La proteína de suero es rica en aminoácidos azufrados como metionina y cisteína, precursores de la enzima antioxidante glutatión. De esta manera la proteína de suero promueve la función del sistema inmune.
Saciedad y peso corporal.
Su alto contenido en proteínas lo hace un alimento adecuado en dietas hiperproteicas y bajas en grasa utilizadas en el tratamiento del sobrepeso.
Los aminoácidos esenciales y no esenciales presentes en la proteína de suero mantienen el tejido muscular durante las dietas de adelgazamiento. También contiene nutrientes esenciales como el calcio, que ayuda a mantener la salud ósea y a mantener un metabolismo graso adecuado.
El consumo de proteína de suero promueve la liberación de sustancias que reducen el apetito y regulan la ingesta. A su vez, su contenido en triptófano ayuda a combatir la ansiedad y el deseo por alimentos calóricos.
Investigaciones recientes especulan además que los compuestos bioactivos del suero de leche actúan acelerando la lipolisis, reduciendo el tejido graso y mejorando la composición corporal.
Promueve la salud cardiovascular.
Mejora de afecciones cardiovasculares gracias a su acción sobre la presión arterial y los lípidos sanguíneos. También se han observado beneficios en pacientes con diabetes tipo 2 al promover la liberación de insulina.
Efectos sobre el sistema inmune.
El consumo de proteína de suero incrementa la actividad inmunológica y antioxidante del organismo. La formación de la enzima glutatión se ve incrementada por el aporte de cisteína y metionina. Se estimula la función inmune gracias a la presencia de péptidos bioactivos como la lactoferrina.
Promueve el cuidado y reparación de los tejidos.
Previene infecciones y reduce la inflamación intestinal.
Promueve un envejecimiento saludable.
Su uso se extiende a la nutrición clínica para mantener el sistema inmune, promover la cicatrización, prevenir la pérdida de masa corporal de ciertas enfermedades como el cáncer o para mejorar la función cognitiva.
Las dosis de proteína oscilan en función del objetivo del deportista o la persona. La dosis media ronda los 20 gramos de proteína de suero ingeridos inmediatamente después del entrenamiento para aumentar la síntesis proteica y la fuerza muscular.
Si se emplean cantidades superiores a 20 gramos por dosis es aconsejable que incluyan enzimas digestivas o estén previamente hidrolizadas para garantizar su absorción. La combinación de enzimas digestivas y probióticos a la proteína de suero mejora su absorción, incrementa el nivel de aminoácidos plasmáticos y reduce la excreción del nitrógeno.
Se debe tener en cuenta que es un complemento para alcanzar las dosis diarias de proteína que en deportistas oscilan entre 1.6 y 2 g/kg/día de proteína.
Existen estudios que han utilizado hasta 54 gramos de proteína al día sin efectos secundarios, aunque se recomienda combinarla con una dieta adecuada.
No se han descrito efectos secundarios con dosis de 2.6 g/kg/día en personas sanas.
La proteína de suero es un componente natural de la leche bovina y uno de sus componentes (alfa-lactoalbúmina) es utilizado con frecuencia en fórmulas infantiles, no existe ningún tipo de evidencia sobre que su consumo sea perjudicial durante el embarazo o la lactancia.
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