Caseine e Proteine del Siero del Latte

Composizione

Composizione chimica del latte vaccino

COMPOSIZIONE CHIMICA DEL LATTE VACCINO

Principi alimentari

Quantità per 1kg di latte

Acqua

875 g

Lipidi

32-35 g

Proteine e sostanze azotate non proteiche

29-33 g

Glucidi

46-50 g

Sostanze minerali (macro e microelementi)

10 g

Composizione indicativa dei latti di alcune specie animali

Composizione indicativa dei latti di alcune specie animali

(dati espressi in percentuale di peso)

  Di Vacca Di Bufala Di Capra Di Pecora
Acqua 87,3 82,2 87,2 81,4
Zuccheri 4,7 4,7 4,5 4,5
Materia grassa 3,8 7,5 3,8 7,4
Proteine 3,3 4,8 3,6 5,8
Sali 0,9 0,8 0,9 0,9

Nota: i dati sono espressi in percentuale di peso

Proteine

Quali proteine contiene il latte?

Nel latte, l'azoto di origine proteica costituisce il 96% dell'azoto totale; il rimanente 4% è dato da sostanze azotate non proteiche (urea, ammoniaca, creatina, creatinina, amminoacidi liberi, nucleotidi ecc.).
La frazione proteica comprende due diverse classi di proteine:

  • Caseine: 80% delle proteine totali:
    • caseina -α (50%)
    • caseina -Β (30%)
    • caseina -k (15%)
    • esiste inoltre una γ caseina (5%), che in realtà rappresenta soltanto una porzione, detta C-terminale, della B-caseina
  • Proteine del siero: 20% delle proteine totali:
    • Β-lattoglobulina (sintesi mammaria)
    • α-lattoalbumina (sintesi mammaria)
    • altre proteine (in gran parte filtrate senza modificazioni dal sangue).

Caseine

Caratteristiche chimico fisiche e nutrizionali delle caseine

Proprietà chimico fisiche delle caseine

Latte ProteineLe caseine sono prodotte dalla ghiandola mammaria dell'animale e non coagulano con il calore; per questo motivo non subiscono perdite significative durante la pastorizzazione o la sterilizzazione del latte.

Le caseine coagulano invece per acidificazione o per l'azione di enzimi proteolitici. Nella preparazione dello yogurt, ad esempio, speciali batteri operano una fermentazione lattica che trasforma il lattosio del latte in acido lattico, abbassando il pH (fino a 4,6) e determinando la coagulazione caseinica. Nella preparazione del formaggio, invece, si sfrutta l'azione di speciali enzimi proteolitici che agiscono su un particolare tipo di caseina (porzione c-terminale della K-caseina) determinando la coagulazione delle micelle. Nel primo caso, quello dello yogurt, si ottiene un coagulo più soffice e meno compatto rispetto a quello ricavato per coagulazione proteolitica (o presamica).
Nel latte, le caseine si trovano sottoforma di micelle disperse nella massa liquida; questi piccoli globuli trattengono al loro interno calcio (circa 1/3 del totale, sottoforma di fosfato di calcio), magnesio e citrati.

Rennina e coagulazione presamica delle caseine

La coagulazione presamica si basa sull'azione di un enzima, chiamato rennina, presente nello stomaco di capretti e animali lattanti con lo scopo di permettere la digestione delle proteine del latte.

Dallo stomaco di questi animali si ottiene un preparato, chiamato presame, che viene aggiunto al latte per consentire la coagulazione caseinica e con essa la produzione del formaggio.

La rennina stacca il frammento C-terminale dalla k-caseina, operando un taglio tra l'amminoacido 105 e il 106; in condizioni normali questa porzione C-terminale della K-caseina è infatti glicosilata e conferisce alle micelle un ingombro sterico tale da impedirne l'unione in coagulo quando collidono tra loro.

Le micelle sono una sorta di globuli contenenti vari tipi di caseine dispersi nella massa lattea; come tali vengono continuamente in collisione tra loro, ma non coagulano proprio grazie alla glicosilazione della parte c-terminale della k-caseina (che ha funzione colloidalprotettrice). L'enzima rennina interviene staccando questo frammento C-terminale e consentendo alle micelle caseiniche di unirsi per collisione, formando una massa solida via via sempre maggiore e chiamata coagulo.

Proprietà nutrizionali delle caseine

Dal punto di vista aminoacidico, le caseine hanno un elevato contenuto in amminoacidi dicarbossilici, metionina e prolina; si tratta di proteine di origine animale e come tali di alto valore biologico, anche se inferiore rispetto a quello delle proteine del siero, che sono invece più ricche in amminoacidi essenziali.

Proteine del Siero del Latte

Caratteristiche chimico fisiche e nutrizionali delle proteine del siero

Proprietà chimico fisiche delle proteine del siero

Come ricorda il termine stesso, una parte di queste proteine non viene sintetizzata dalla ghiandola mammaria ma deriva dal siero, quindi dal sangue dell'animale, da cui filtra e passa nella secrezione lattea, così come i minerali e le vitamine.
Nel latte troviamo due tipi principali di proteine del siero: la Β-lattoglobulina e l' α-lattoalbumina, entrambe di origine mammaria. Nel latte di mucca prevale la Β-lattoglobulina, mentre in quello umano prevale l'alfa-lattoalbumina, che ha proprietà antinfettive e un ruolo protettivo nei confronti dei microrganismi.

Nel siero, oltre alle già citate proteine, troviamo anche sieroalbumina (5% della quota proteica e proveniente dal sangue dell'animale), lattoferrina (glicoproteina fosforilata deputata al trasporto del ferro, anch'essa permea dal sangue dell'animale), immunoglobuline (conferiscono al latte proprietà immunologiche e abbondano nel colostro), enzimi proteolitici, oligopeptidi (proteosi-peptoni, provengono dalla proteolisi parziale della Β-caseina) ecc.

Coagulazione delle proteine del siero

Le sieroproteine non coagulano né per effetto degli enzimi, né per acidificazione; coagulano invece per azione del calore e possono quindi denaturare durante i trattamenti termici di pastorizzazione e sterilizzazione (ovviamente tale perdita è limitata se si utilizzano le giuste temperature e i giusti tempi di esposizione al calore).

La ricotta, per esempio, si ottiene per coagulazione del siero proveniente dalla caseificazione ed è per questo povera di grassi, molto digeribile e ricca di proteine ad altissimo valore biologico.

Proprietà nutrizionali delle proteine del siero

La composizione aminoacidica delle proteine del siero differisce rispetto a quella delle caseine: contengono infatti meno acido glutammico e prolina, e più amminoacidi solforati, mentre per quanto riguarda l'α-lattoalbumina, sono presenti anche notevoli quantità di triptofano; le proteine del siero hanno quindi un valore biologico superiore, simile a quello delle proteine del bianco d'uovo.

 

Composizione proteica del latte vaccino e umano (g/L)

Proteine

Latte vaccino

Latte umano

Caseina

26

3,6

B-lattoglobulina

2,7

Tracce

a-lattoalbumina

1,2

2,8

Sieroalbumina

0,4

0,6

Lisozima

tracce

0,4

Lattoferrina

0,1

2

Immunoglobuline

0,7

1

Differenze col Latte Umano

Le proteine del latte vaccino sono diverse da quelle del latte materno?

E ' risaputo che il latte è un alimento altamente specifico. Non è possibile, ad esempio, allattare un neonato con del latte vaccino e viceversa. Tra i due alimenti, i valori nutrizionali sono infatti molto diversi e utilizzando uno piuttosto che l'altro si finirebbe per compromettere inesorabilmente lo stato di salute del soggetto allattato.
Il latte umano ha mediamente più lattosio, un rapporto diverso tra i grassi (a favore di quelli insaturi) e meno proteine; inoltre, la composizione dei peptidi è altamente specifica. Oltre alla quantità di proteine e al rapporto tra di esse, grazie ad alcune analisi di laboratorio, si è osservato che il rapporto tra quelle del siero e le caseine cambia in base al momento della lattazione.
Diverse valutazioni, effettuate anche con metodi differenti, hanno messo in evidenza la variabilità della composizione del latte materno in base al periodo di lattazione.
La sintesi di caseine è bassa o assente nella fase precoce di lattazione, quindi aumenta rapidamente e successivamente diminuisce. La concentrazione delle proteine del siero di latte si riduce invece progressivamente dall'inizio della lattazione fino al termine. Queste fluttuazioni e cambiamenti portano ad un rapporto tra proteine del siero di latte/caseine di circa 90:10 nella lattazione precoce, 60:40 nel latte maturo e 50:50 in quello tardivo. Tali osservazioni indicano che la sintesi e/o la secrezione delle caseine e delle proteine del siero nell'umano sono regolate da meccanismi diversi. Inoltre, anche la proporzione relativa delle diverse subunità di β e k-caseina è variabile nel corso dell 'allattamento.
Questa osservazione giustifica ancora una volta la scarsissima idoneità del latte vaccino nel rimpiazzare quello materno. Infatti, il latte animale commerciale contiene sempre le stesse percentuali (che ricordiamo essere inadeguate) di nutrienti in quanto le mucche vengono mantenute forzatamente nella stessa fase di lattazione.

Deterioramento

Quali fattori deteriorano le proteine del latte?

Le proteine possono essere degradate dall'azione enzimatica, dal calore o dall'esposizione alla luce. La causa predominante del degrado proteico è, come abbiamo anticipato, l'azione degli enzimi proteasi. Le proteasi del latte provengono da diverse fonti:

  • Latte materno (che le contiene naturalmente, rendendolo più digeribile)
  • Batteri atmosferici
  • Batteri aggiunti intenzionalmente per la fermentazione (di cui abbiamo parlato nel paragrafo della coagulazione caseinica)
  • Cellule somatiche già presenti nel latte.

L'azione delle proteasi può essere auspicabile, come nel caso della produzione dello yogurt e del formaggio. Il degrado indesiderato invece, con azione proteolitica, conferisce al latte alcuni sapori e odori sgradevoli e ne riduce la qualità.
La proteasi del latte più importante nella caseificazione è la cosiddetta plasmina, perché in fase di maturazione del formaggio determina una specifica proteolisi con liberazione di composti organolettici e gustativi altamente pregevoli.
Sottolineiamo anche che la metionina e la cistina, due amminoacidi che abbondano nel latte, sono molto sensibili alla luce e possono essere degradati se esposti in maniera significativa. Ciò provoca l 'alterazione del gusto e la perdita delle qualità nutrizionali del latte anche in assenza di reazioni enzimatiche specifiche.


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