Reklama:
Skladem opět všechny příchutě!
100 % Whey Protein v akci 1+1
Náš nejprodávanější protein. Více zde.

Suplementy: proteiny (II.) - technologie výroby

Ronnie.cz > Kulturistika a fitness > Suplementace

Série článků Suplementy: proteiny již byla vydána v roce 2010, nyní Vám je však nabízíme
v aktualizované a výrazně doplněné verzi, která více odpovídá současné době.

Dostáváme se ke druhé části našeho seriálu o proteinech jako suplementech. V předchozím díle jsme se vrátili v čase a nahlédli do historie samotného vzniku prvních proteinů a nyní Vás seznámím s možnostmi, kterými disponuje dnešní výroba surovin používaných do proteinových suplementů.


Technologie výroby

Bc. Michal Richter, DiS.

Vystudovaný v oboru klinické a sportovní výživy. Výživou člověka se zabývá necelých 10 let s úzkým zaměřením na sportovní výživu. Od roku 2015 se mimo jiné specializuje na vývoj doplňků stravy pro českou firmu Survival®. Je také součástí redakčního týmu Ronnie.cz, kde původně začal jako externí redaktor. Pravidelně přednáší pro budoucí trenéry II. stupně ve Fitness akademii Ronnie.cz a trenéry I. stupně pod hlavičkou SKFČR na FTVS UK. V roce 2018 navázal spolupráci se společností ERGO Aktiv, kde v rámci rehabilitace poskytuje nutriční podporu pacientům při návratu do běžného života. V neposlední řadě spolupracuje také se sportovci a běžnou populací s cílem optimalizovat jejich stravovací návyky na základě aktuálních vědeckých poznatků a personalizovaného přístupu.

"Na suché cestě"

Výchozí suroviny se jednoduše usuší. Jedná se o levnou výrobu, tudíž jsou výrobky levné, ale velkým minusem je jejich stravitelnost. Zastaralá metoda, která se pro výrobu proteinových suplementů, až na proteiny vaječné, již moc nepoužívá, protože výsledný produkt nemá zas tak vysokou kvalitu. S finálními produkty se můžeme setkat hlavně v potravinářském sektoru (sušený vaječný bílek, sušené mléko či sušená sladká syrovátka).

Sušené koncentráty

Výrobní metoda používaná v 80. a 90. letech a velice podobná té předešlé. V tomto případě vznikají proteinové suplementy - koncentráty (volí se určité procentuální zastoupení proteinů) - z usušených zdrojů. Většinou je odstraněna laktóza a ostatní odpad, ale tyto balasty jdou ruku v ruce s důležitými látkami prospěšnými pro organismus, jako jsou růstové faktory, laktalbuminy, glykomakropeptidy a podobně, jelikož výchozí suroviny jsou sušeny za vysoké teploty, čímž se bílkovina denaturuje a ztrácí na kvalitě. Vzhledem k jednoduchému výrobnímu procesu je stravitelnost stále na nízkých hodnotách. Pozor, nepleťte si tyto výrobky s dnešními WPC.

Iontová výměna (ion exchange)

Dostáváme se již k aktuálním moderním výrobním procesům. Iontovou výměnou jsou separovány bílkovinné báze z výchozí suroviny na základě jejich elektrických nábojů. Jsou pro to využívány dvě chemické látky: kyselina chlorovodíková a hydroxid sodný. Tím jsou v reakční nádobě svázány ty správné bílkoviny do určité „hmoty“. Velkou výhodou je cena výrobního procesu (stojí přibližně 1/5 nákladů CFM metody) a také nízký obsah laktózy a tuku. Co se týče nevýhod, dostává se tento výrobní proces na tenký led. Kvůli použitým chemickým činidlům jsou poškozeny látky citlivé na změnu prostředí (jiné pH apod.) a některé aminokyseliny s důležitými frakcemi jsou denaturovány1. Mezi tyto skupiny látek patří:

  • glykomakropeptidy (GMP) - biologicky aktivní proteiny mající pozitivní vliv na zažívací systém, antivirovou aktivitu, lepší vstřebávání vápníku a funkci imunitního systému
  • imunoglobuliny (IG) - protilátky
  • laktoferin - tvoří cca 0,5 - 1 % nebo méně syrovátkových bílkovin získaných z kravského mléka (mateřské mléko obsahuje až 15 % laktoferinu), zesiluje v těle antivirové, antimikrobiální, protirakovinotvorné a imunitní účinky
  • alfa-laktalbumin - látka obsažená v mateřském mléce, pomáhá tvořit enzym laktázu, obsahuje velké množství esenciálních a částečně esenciálních aminokyselin

Filtrační procesy

Nejpoužívanější metoda výroby surovin pro proteinové suplementy. Ve srovnání s iontovou výměnou jsou filtrační procesy kvalitativně lepší. Dokáží ještě lépe oddělit kvalitní syrovátkové a kaseinové bílkoviny od ostatních látek než iontová výměna (tj. od mléčného tuku, laktózy, denaturovaných bílkovin). Při výrobě kaseinových a syrovátkových bílkovin se používají nejčastěji tzv. mikrofiltrační a ultrafiltrační procesy. Ty se liší zejména velikostí póru v keramických filtrech, kterými procházejí vstupní suroviny (mléko, syrovátka, kasein…). Mikrofiltrací se zbavujeme zejména bakterií a tuku (retentát). Dále procházejí voda, syrovátkové a kaseinové bílkoviny, laktóza a minerální látky (permeát). Jakmile jsme se zbavili bakterií a velké části tuku, mohou se použít mikrofiltrační membrány s velikostí póru cca 0,1 µm, které dále separují kaseinovou bílkovinu (micelární kasein) od syrovátkové. Do celého procesu může vstoupit také ultrafiltrace, která koncentruje obsah bílkovin. Ve finále tak vznikají kvalitní syrovátkové koncentráty (WPC) a izoláty (WPI)2.

CFM (cross-flow microfiltration)

CFM neboli křížová mikrofiltrace (z anglického „cross-flow microfiltration“) je jednou z modifikací filtračních procesů, které jsou používány při získávání syrovátkových a kaseinových bílkovin z mléka. Aby vše bylo o něco srozumitelnější, ukažme si to na obrázku.

Vlevo na obrázku vidíte běžnou filtraci, někdy označovanou za tzv. „dead-end“ filtraci. Toto označení jednoduše vyplývá z charakteru celého procesu, kdy je původní surovina kolmo tlačena skrz polopropustnou membránu. Nevýhodou této metody je, že s narůstajícím množstvím odfiltrovaných látek na filtrovacím médiu musí vzrůstat i tlak, který je nutný pro dokončení filtrace. U CFM metody (vpravo na obrázku) však proudí původní surovina křížem (tangenciálně) a nedochází tak k velkému hromadění odfiltrovaných složek na membráně. Výhodou je poté o něco větší výtěžnost, ale zejména delší životnost celého stroje. Syrovátkové a kaseinové bílkoviny získané CFM metodou se považují za ty nejkvalitnější3, 4. Kvalitu finální bílkoviny však neurčuje pouze použitý filtrační proces - ale o tom zase někdy jindy.

Výhody:

  • oddělení bílkovin bez použití chemikálií
  • zachování obsahu glykomakropeptidů (GMP)
  • zachování obsahu laktoferinu
  • zachování obsahu imunoglobulinů (IG, protilátky)
  • zachování obsahu laktalbuminů
  • lepší aminokyselinový profil
  • protein s vyšším obsahem vápníku a nižším obsahem sodíku

Hydrolýza


Věděli jste, že ananas je také zdrojem proteáz?
Hydrolýza neboli rozštěpení (předtrávení) bílkovin. Jak již bylo dříve popsáno, bílkoviny jsou složeny z aminokyselin (AMK). Abychom však vůbec bílkovinu vytvořili, musíme ony aminokyseliny spojit dohromady tzv. peptidickou vazbou. Při spojení dvou až deseti AMK vznikají oligopeptidy, pokud je v řetězci 11 - 100 AMK, jedná se o polypeptidy. Látky se 101 a více AMK v řetězci pak už označujeme za bílkoviny.

Zmíněná hydrolýza způsobí to, že bílkoviny obsažené v surovině se rozštěpí na kratší peptidické řetězce. Toho je nejčastěji dosaženo enzymatickým štěpením. Na vstupní surovinu se aplikují tzv. proteázy, což je obecné označení pro enzymy štěpící bílkoviny (nejedná se však o nějaké speciální enzymy, tyto enzymy produkujeme i my v trávicím traktu). Celý proces je kontrolován a probíhá tak dlouho, dokud není výrobcem dosaženo požadovaného stupně hydrolýzy (DH - degree of hydrolysis). Ten se v komerční sféře sportovní výživy pohybuje řádově mezi DH5 - DH32. Ono číslo značí, kolik procent bílkovin bylo rozštěpeno do formy zmíněných peptidů. Také platí, že čím vyšší stupeň hydrolýzy, tím více volných aminokyselin a di- a tripeptidů v produktu je. Čím nižší číslo, tím více nacházíme ve výrobku oligo- a polypeptidů. V praxi tedy platí, že vyšší stupeň hydrolýzy zajišťuje rychlejší stravitelnost. Pro výrobu hydrolyzátů se nejčastěji používá WPC, WPI (ty poté značíme jako HWPC a HWPI), kasein či kolagen. Z praktického hlediska nám ve fitness prostředí dávají největší smysl zejména první dvě uvedené suroviny.

Dalším pozitivem hydrolýzy je, že výrazně snižuje, ba dokonce eliminuje (u vyšších stupňů hydrolýzy) alergenicitu dané bílkoviny5. Na své si tak mohou přijít i ti, co jsou alergičtí na kravskou bílkovinu a běžné syrovátkové proteiny užívat nemohou. Nicméně ruku do ohně za to nedám, protože stačí špatně vyčištěná výrobní linka od nehydrolyzovaných bílkovin a problém je na světě.

A o kolik rychleji jsou vlastně hydrolyzáty stravitelné oproti nehydrolyzovaným formám? Jak intaktní, tak hydrolyzované formy poskytují stavební látky pro svaly již v prvních minutách, nicméně liší se doba, po které dosahuje hladina aminokyselin v krvi svého maxima. Mezi 60. - 120. minutou dosahuje svého vrcholu WPC a WPI a hladina aminokyselin se vrací na bazální hodnoty cca po 3 - 4 hodinách6, 7. Hydrolyzáty s DH27 - DH48 dosahují maxima mezi 30. - 40. minutou a hladina aminokyselin v krvi je na své běžné úrovni nejpozději do 3 hodin8, 9, 10. Pro kondičního a výkonnostního sportovce tyto mírné rozdíly nebudou hrát významnou roli. Profesionální kulturista jistě ocení předtrávenou bílkovinu, aby ulehčil již tak velmi namáhanému trávicímu traktu. Hydrolyzované bílkoviny také mohou mít dle některých odborných prací vliv na mírné snížení apetitu11, 12. Převedeno do praxe - po konzumaci hydrolyzátu by měl člověk sníst přirozeně méně jídla a autoregulačně si tak snížit energetický příjem. To ocení zejména lidé, kteří jsou v redukčním režimu a neradi si počítají kalorie. Pokud na někoho takto hydrolyzáty působí, v objemovém období asi pro něj nebudou úplně nejlepší volbou.

Výhody:

  • zrychluje stravitelnost daného zdroje bílkovin
  • zachovává vysoký obsah esenciálních aminokyselin (zejména L-leucinu)
  • prudký nárůst hladiny esenciálních aminokyselin v kombinaci s vysokým obsahem L-leucinu má pozitivní vliv na svalovou proteosyntézu6, 9
  • hydrolýza výrazně snižuje či eliminuje alergenicitu suroviny

Nevýhody:

  • zhoršuje chuť (čím vyšší DH, tím více hořká chuť)
  • může snižovat obsah některých esenciálních aminokyselin citlivých na hydrolýzu (L-methionin, L-cystein, L-lysin)
  • denaturuje zdraví prospěšné bílkovinné frakce (viz výhody u filtračních procesů)

Závěr

Z výše uvedených informací jistě vyplývá, že proteinové suplementy obsahující syrovátkové a kaseinové bílkoviny získané moderními filtračními procesy jsou sportovci preferovány zcela právem. Navíc v dnešní době už nejsou výrobci suplementů omezeni pouze na jeden či dva potravinářské podniky, od kterých vstupní suroviny nakupují. Nabídka je opravdu pestrá a není takřka žádný důvod se vracet ke starším metodám výroby. Ať už tedy budete pořizovat proteinový suplement obsahující bílkoviny získané CFM metodou, nebo konvenční filtrací, určitě neprohloupíte. Případné předtrávení enzymatickou hydrolýzou už je jen třešničkou na dortu, která může sportovcům usnadnit příjem bílkovin, potažmo cestu za štíhlejší postavou.

Víte, s jakými rostlinnými zdroji bílkovin se dnes můžete v proteinech setkat?
A tušíte, jak řešit jejich velkou nevýhodu? To se dozvíte v dalším díle.


Seznam zdrojů:
1. Huffman, L. M., & Harper, W. J. (1999). Maximizing the value of milk through separation technologies. Journal of Dairy Science, 82(10), 2238-2244.
2. Dairy Processing Handbook. (b.r.). Získáno z http://dairyprocessinghandbook.com/
3. Lipnizki, F. (2010). Cross-Flow Membrane Applications in the Food Industry (Roč. 3). Wiley-VCH. Získáno z http://lup.lub.lu.se/record/01fedc18-2467-41a9-a624-79b68eb00644
4. Cross Flow Microfiltration, Ultrafiltration & Cross Filtration. (b.r.). Získáno z http://www.porexfiltration.com/learning-center/technology/what-is-cross-flow-filtration/
5. Salvatore, S., & Vandenplas, Y. (2016). Hydrolyzed Proteins in Allergy. Nestle Nutrition Institute Workshop Series, 86, 11-27.
6. Churchward-Venne, T. A., Burd, N. A., Mitchell, C. J., West, D. W. D., Philp, A., Marcotte, G. R., … Phillips, S. M. (2012). Supplementation of a suboptimal protein dose with leucine or essential amino acids: effects on myofibrillar protein synthesis at rest and following resistance exercise in men. The Journal Of Physiology, 590(Pt 11), 2751-2765.
7. Detzel, C., Petschow, B. W., Johnson, N., & Weaver, E. M. (2016). Comparison of the Amino Acid and Peptide Composition and Postprandial Response of Beef, Chicken, and Whey Protein Nutritional Preparations. Functional Foods in Health and Disease, 6(10), 612-626.
8. Power, O., Hallihan, A., & Jakeman, P. (2009). Human insulinotropic response to oral ingestion of native and hydrolysed whey protein. Amino Acids, 37(2), 333-339.
9. Tang, J. E., Moore, D. R., Kujbida, G. W., Tarnopolsky, M. A., & Phillips, S. M. (2009). Ingestion of whey hydrolysate, casein, or soy protein isolate: effects on mixed muscle protein synthesis at rest and following resistance exercise in young men. Journal of Applied Physiology, 107(3), 987-992.
10. Farup, J., Rahbek, S. K., Storm, A. C., Klitgaard, S., Jørgensen, H., Bibby, B. M., … Vissing, K. (2016). Effect of degree of hydrolysis of whey protein on in vivo plasma amino acid appearance in humans. SpringerPlus, 5, 382.
11. Nobile, V., Duclos, E., Michelotti, A., Bizzaro, G., Negro, M., & Soisson, F. (2016). Supplementation with a fish protein hydrolysate (Micromesistius poutassou): effects on body weight, body composition, and CCK/GLP-1 secretion. Food & Nutrition Research, 60, 29857.
12. Lockwood, C. M., Roberts, M. D., Dalbo, V. J., Smith-Ryan, A. E., Kendall, K. L., Moon, J. R., & Stout, J. R. (2017). Effects of Hydrolyzed Whey versus Other Whey Protein Supplements on the Physiological Response to 8 Weeks of Resistance Exercise in College-Aged Males. Journal of the American College of Nutrition, 36(1), 16-27.

Foto:
úvodní obrázek - depositphotos
obrázek č. 1 - převzato a upraveno dle http://synderfiltration.com/learning-center/articles/module-configurations-process/cross-flow-membrane-operations/
obrázek č. 2 - pixabay / Kaz



Související články:

Diskuse k článku:
Reklama:
Uživatelské jméno:
Heslo:
Text:
...
Upozornit na novou odpověď e-mailem.
Před napsáním příspěvku nepřehlédněte pravidla diskusí. Děkujeme za jejich dodržování.

Zobrazit všechny příspěvky







Jméno: pamatovat
Heslo:
NOVÉ PŘÍSPĚVKY ČTENÁŘŮmagazínJosef Květoň - trénink prsou a ramen...
Mikuc (19:55) • Všechno špatný k něčemu dobrý! Poskočí nohy, vršek do roka dožene a bude zas jinde! A k...
magazínJosef Květoň - trénink prsou a ramen...
havlic (14:43) • ...no ono to ještě vyleze!bude mě zajímat srovnání s Milanem Šádkem ty 2-3 týdny před s...
magazínSedmdesátiny Jana Smejkala: Můj život...
mirous (13:10) • Super článek! Takového čtení by mělo být víc. Miluji tyto retro pohledy do minulosti ku...
magazínMistrovství Čech dorostu a juniorů 20...
Amanda (09:01) • Prima fotky. Těším se na ty soutěžní. *79*
magazínMistrovství Čech dorostu a juniorů 20...
Ondra Hájek (19:57) • Soutěže v Kutné Hoře nemůžou zklamat, tenhle tým pořadatelů to má fakt zmáknutý. Co je...



Erasport, s. r. o. • Svahová 1537/2, 101 00 Praha 10 - Vršovice • IČ: 29052131, DIČ: CZ29052131 • Kontaktní údajeZásady ochrany osobních údajů
Copyright © 2010-2024 Erasport, s. r. o. • Copyright © 2001-2024 Ronnie.cz • Ronnie.cz je registrovaná ochranná známka. • Historie změn
Publikování nebo další šíření obsahu serveru Ronnie.cz je bez písemného souhlasu zakázáno.
MAGAZÍN OBCHOD AKADEMIE
Vyhledávání:
RSS     Internetový magazín  ::   Sportovní obchod  ::   Fitness TV  ::   Lidé  ::   Diskusní fórum  ::   Fitness akademie