2020-07-17 10:57:14

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乳清蛋白(whey protein)被称为蛋白之王,是从牛奶中提取的一种蛋白质,具有营养价值高、易消化吸收、含有多种活性成分等特点,是公认的人体优质蛋白质补充剂之一。

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基本信息

  • 中文名

    乳清蛋白

  • 外文名

    lactalbumin

  • 别名

    蛋白之王

  • 特点

    营养价值高、易消化吸收等

折叠 编辑本段 工业来源

乳清蛋白是采用先进工艺从牛奶分离提取出来的珍贵蛋白质,乳清蛋白乳清蛋白以其纯度高、吸收率高、氨基酸组成最合理等诸多优势被推为“蛋白之王”。 乳清蛋白不但容易消化,而且还具有高生物价、高效化率、高蛋白质功效比和高利用率,是蛋白质中的精品等特点,是公认的人体优质蛋白质补充剂之一。牛奶的组成中87%是水,13%是乳固体。而在乳固体中27%是乳蛋白质,乳蛋白质中只有20%是乳清蛋白,其余80%都是酪蛋白,因此乳清蛋白在牛奶中的含量仅为0.7%。

折叠 编辑本段 营养特点

首先,在各种蛋白质中,乳清蛋白的营养价值是最高的。

一般而言,必需氨基酸种类和含量齐全并能

提供人体需要的蛋白质可以称为优质蛋白质,也叫完全蛋白质。这里提到了必需氨基酸的概念,必需氨基酸是指人体必需但自身不能合成,必须从食物中摄取的氨基酸。在植物蛋白质中只有大豆蛋白属于完全蛋白质,但是大豆蛋白在吸收上不及优质的动物蛋白。乳清蛋白属于优质的完全蛋白质,也是动物性蛋白。它含有人体必需的8种氨基酸,且配比合理,接近人体的需求比例,是人体生长、发育、抗衰老等生命活动不可缺少的精华物质。

第二,乳清蛋白较易被消化吸收,母乳中乳清蛋白含60%,酪蛋白含40%,故喝母乳的婴儿粪便较软,量也较少。另外,乳清中富含半胱氨酸和蛋氨酸,它们能维持人体内抗氧化剂的水平。还有许多实验研究都证明,服用乳清蛋白浓缩物能促进体液免疫和细胞免疫,刺激人体免疫系统,阻止化学诱发性癌症的发生。所以乳清蛋白又是一种非常好的增强免疫力的蛋白。

第三,乳清蛋白中脂肪、乳糖含量低,但它含有β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、免疫球蛋白,还有其他多种活性成分。正是这些活性成分使乳清蛋白具备了有益于人体的诸多保健功能,因此它被认为是人体所需的优质蛋白质来源之一。

从营养学的角度来看,经动物性蛋白质来源的食物中含有对人体有害的过量饱和脂肪、胆固醇等有害物质,过量食用易导致人体脂肪和胆固醇升高,从而导致心血管疾病的发生。通过服用蛋白粉可以在补充蛋白的同时避免这些问题。再加上它服用方便,吸引利用率高,能减少肠胃负担,所以服用蛋白粉是我们补充蛋白质的最佳选择,而乳清蛋白则是我们选择蛋白粉的首要考虑。

折叠 编辑本段 发展前景

折叠 乳清蛋白的发展

我国分离、制备乳清分离蛋白始于十多年前,当时采用的技术主要是膜技术。而美国早在1990年就已采用离子交换法从乳清中分离乳清蛋白。此外,生物选择吸附、亲和色谱提纯法及反相胶束萃取法等都是开发的新的分离乳清蛋白成分的方法。

目前我国尚没有具有自主知识产权的乳清蛋白综合利用技术,而国外技术受专利保护,这严重制约了我国乳清蛋白资源的开发利用及乳品工业的可持续发展。据了解,我国每年仍需进口大量脱盐乳清粉、乳清浓缩蛋白、乳清分离蛋白和乳糖等乳清制品用于配方食品、糖果生产和冰淇淋配料,其花费巨大。 

折叠 乳清蛋白的前景

我国人民的平均生活水平较低,蛋白质的摄入量尤其是动物蛋白的摄入量还在亚洲地区的平均水平以下。如何调整我国人民的膳食结构,增加蛋白质尤其是优质动物性蛋白质的摄入量已迫切地摆在我国食品科技工作者面前。将乳清蛋白引入我国人民的日常饮食,不失为一个较好的解决方法。到了21世纪,从小保持饮奶习惯的新一代人,每日的食品类消费性支出中乳清蛋白等奶制品比例将加大。如果按每人年均消费2kg乳清蛋白来计算,则2030年16亿人口所需乳清蛋白量将为320万t。

我国乳清蛋白市场以每年两位数的增长速度迅速发展。我国乳清蛋白市场规模接近50亿元。尽管医疗机构大力提倡母乳喂养,乳清蛋白食用量还是呈现上升趋势。主要是职业母亲数量增加,断奶时间提前等因素。特别随着生活水平提高,幼儿持续饮用奶粉时间延长到学龄前的情况在增加。因此未来婴幼儿用乳清蛋白数量和比例还将呈现刚性增长,预计年增长幅度在5%左右。

折叠 编辑本段 技术成果

国外乳品工业中已经研制运用超滤技术来制作“预干酪”和乳清浓缩物。与传统的蒸发浓缩相比,膜技术不仅能减少加热引起的蛋白质变性,而且在产品提纯方面具有明显优势。在美国大约三分之二的乳清直接喷雾干燥成粉或制成浓缩物,其余三分之一乳清做进一步处理,加工成其他乳清产品,如脱盐乳清粉,低乳糖乳清粉、高乳糖乳清粉、乳糖、乳清浓缩蛋白和乳清分离蛋白等。

美国乳清工业是乳清蛋白技术开发和应用的先驱。先进的技术和巨大的研发投资使美国乳清工业将产品生产线从基本的乳清粉扩展到多种高价值产品,包括乳清浓缩蛋白(蛋白质含量在34%到80%之间),乳清分离蛋白(蛋白质含量超过90%),和脱盐乳清等。

从乳清中分离、制备乳清分离蛋白技术的研究开始于十多年前,主要采用膜技术。国外早在1990年就采用离子交换法从乳清中分离乳清蛋白。此外,生物选择吸附、亲和色谱提纯法及反相胶束萃取法等都是新开发的分离乳清蛋白成分的方法。

膜分离技术。研究者使用层析膜完成了蛋白分离,此过程着重于离子交换和亲和膜,采用具有吸收性质的微过滤器(不同于传统的过滤和过筛)。层析膜一般是聚合物,由醋酸纤维素或二氟聚乙二烯构成。这种多孔的膜材料在内表面有离子交换基,可形成微孔直径为0.1μm的一个平板或中空纤维,这样大小的孔可以使杂质分离。离子交换基通过吸附来捕获目标蛋白质分子,当目标蛋白质分子流过膜壁时,膜内部的离子交换基就会捕获它。该膜首先要用一种缓冲溶液清洗,然后再用一种可调节pH值的盐溶液来分离蛋白。已开发了相关工艺设备和产品,并不断有膜处理改进技术的报道。

吸附分离法。直到现在,分离乳清蛋白最常用的方法是非专一性超滤和离子交换,这种方法可以生产蛋白质混合物,即乳清浓缩蛋白或乳清分离蛋白。但这个过程也有一定的局限性,例如它不能分离出特定的天然乳清蛋白成分,如β-乳球蛋白(β-LG)。因为天然的β-乳球蛋白易与脂溶性营养素如VA、VD、VK结合,所以这种蛋白是在液态奶中强化维生素最理想的物质。研究者们正在开发一种通过生物选择吸附分离乳清蛋白的技术,这项技术可以成功地分离出天然β-乳球蛋白完成这种特定蛋白分离所使用的关键材料是将化合物视黄醛固定在Celite上。β-LG有结合小疏水分子的能力,这样就使得材料表面有益于β-LG吸附。β-LG的结合也取决于pH值和离子强度,因此,仅仅通过调节pH值就可以完成吸附和解吸过程,但这种方法相对来说成本过高。

亲和色谱提纯法。牛乳铁蛋白和牛转铁蛋白是在牛乳清中发现的最主要的铁运送和调节蛋白。为了产生铁输送的生物功能以及与炎症和免疫学有关的人类细胞功能,这些蛋白必须与真核细胞表面相作用,真核细胞表面的一种常见组成部分就是神经节苷脂。在分离实验中,神经节苷脂最初被混合乳清蛋白溶液所加载,用醋酸钠和磷酸盐缓冲溶液(在特定pH值条件下)清洗装置后,完成乳铁蛋白和转铁蛋白的回收。神经节苷脂色谱柱可回收高于74%的转铁蛋白,同时可从最初的乳清浓缩蛋白或乳清分离蛋白中提取至少40%的乳铁蛋白。神经节苷脂亲和色谱法与其他类似方法相比有几个优点:它可以用未处理过的乳清浓缩蛋白或分离蛋白进行分离;固定的神经节苷脂色谱柱可重复使用12个月,不会降低结合乳铁蛋白的能力;装置很容易用乙醇、尿素或高浓度盐缓冲剂清洗。

折叠 编辑本段 产品分类

随着产品技术的不断开发和蛋白产品竞争的日趋激烈,乳清蛋白产品也逐步走向了多样化,市场上已出现了浓缩乳清蛋白、分离乳清蛋白以及添加了蛋白肽类的乳清蛋白产品等。 

1、浓缩乳清蛋白(WPC)乳清蛋白乳清蛋白

将乳清直接烘干后,可得到乳清粉末,其中的乳清蛋白极低,一般为百分之十几,不超过百分之三十。乳清经过澄清、超滤、干燥等过程后得到的产物就是浓缩乳清蛋白。过滤程度的不同可以得到蛋白浓度从34-80%不等的产品。

2、分离乳清蛋白(WPI)

分离乳清蛋白是在浓缩乳清蛋白的基础上经过进一步的工艺处理得到的高纯度乳清蛋白,纯度可达90%以上。其价格昂贵,是浓缩乳清蛋白的2-3倍,但是它也更容易消化吸收。分离乳清蛋白的真正妙处在于它的营养价值,它拥有高含量的优质蛋白,能为某些特定需要的人群比如婴儿和住院病人提供所需优质蛋白。此外,分离乳清蛋白所含有的生物活性化合物如α-乳白蛋白和β-乳球蛋白、乳铁蛋白以及免疫球蛋白,都为市场注入了新鲜的活力。

3、乳清蛋白肽

乳清蛋白肽是乳清蛋白的水解产物,是乳清蛋白的精华,它在机体中能更快地参与肌肉合成的过程。

从以上各种乳清蛋白产品的种类和作用我们可以看出,补充乳清蛋白不光是对于普通人群意义重大,对于活动量大的人们及从事各种不同类型的运动员或者是健美爱好者也有重要意义。因为运动人群对于蛋白质的需要量比常人需要量更高,而且运动后体内合成蛋白质的速率提高,因此他们更需要补充容易吸收的优质蛋白。乳清蛋白因为具有容易消化吸收的特性,能作为机体快速合成蛋白质的原料;同时,乳清蛋白浓缩物比研究过的任何一种蛋白质具有更高的生物价,所以乳清蛋白理所当然地成为运动员训练必备的营养食品。

折叠 编辑本段 辨别选购

因乳清蛋白的作用已被广泛认可,使用者越来越多,市场上便一下子冒出了很多乳清蛋白产品,但其中相当一部分是“挂羊头卖狗肉”——用低价蛋白或貌似乳清蛋白的物质冒充乳清蛋白,来卖高价。比如,用大豆蛋白、鸡蛋蛋白等低价蛋白冒充乳清蛋白、用面粉、普通奶粉或者动物饲料乳清粉等外观近似的物质冒充乳清蛋白、也有用蛋白含量为34%的乳清蛋白冒充蛋白含量为80%的乳清蛋白……。假乳清蛋白一般会添加很多香料——既掩盖假原料本身特有的味道,又可用来解释为什么呈现不出乳清蛋白特有的风味,还可以取悦单纯追求口感的消费者。

其实,要做一个聪明的消费者也很简单,你只要掌握以下几个小窍门,就可大大减少上当受骗的机会:

(1) 根据以上权威机构的描述做性状方面的比较;

(2) 选择正确的参照物做比较。比如用“美国雅培乳清蛋白粉”作为参照物,做性状方面的比较(美国雅培是世界500强企业,其乳清蛋白质产品已进入中国某些城市的商场);

(3) 送去卫生防疫站、科研机构、技术监督局等有条件做蛋白质含量测定的单位做营养指标的测定;

(4) 民间土法:用开水冲。大豆蛋白根据蛋白的用途不同溶解速度不同,但是都不可能用开水冲之后迅速溶解,都会有许多颗粒,颗粒呈中心有干粉,颗粒颜色为淡黄色,接近乳白色,没有乳清蛋白颜色白,而且没有乳清蛋白溶解的快;乳清蛋白用开水冲后,会出现许多絮状和粒状的白色物体;

(5) 咨询该产品的厂家或正规代理商,确认购买处的身份,甚至将有疑问的产品寄到原厂进行鉴定;

(6) 选择上市时间长的品牌及实力强的公司,最好在国内有工厂或正规注册的分支机构,这样他们才会受到更有效的约束,处理投诉、索赔等纠纷也才能找到真正的主体。

总之,分辨真假乳清蛋白,要用科学客观的方法,不能仅根据“好不好喝”等简单表象来判断,有人觉得乳清蛋白淡而无味,不习惯,但真正的乳清蛋白就是如此。啤酒刚进中国时,没几个人爱喝,当时便冒出来很多果啤、甜啤,啤酒还是那个味道,但估计没几个人会怀疑或否定啤酒的这种特殊口味了,果啤、甜啤也基本销声匿迹。所以,每一个消费者都应该想清楚:用数倍于普通奶粉和美味奶昔的价格购买乳清蛋白,是为了什么?当然,既保证营养,又美味可口是最完美的,但是,要追求口感,就必须使用添加剂,令乳清蛋白不能保持其天然的本色。世界的潮流趋势是追求天然、倡导环保,无论是化妆品、日用护理品还是食品,各大品牌都在纷纷推出“无添加”产品,这一阵子广为关注的“苏丹红”事件无疑又起到了推波助澜的作用。最近国内乳清蛋白粉市场也出现了“无添加”产品,一上市便供不应求,这些都反映了消费者环保意识的增强和对天然产品的信赖。

折叠 编辑本段 主要成分

β-乳球蛋白

具备最佳的氨基酸比例,支链氨基酸含量极高,对促进蛋白质合成和减少蛋白质分解起着重要的作用,有助于健身爱好者塑造优美体型。[1]

α-乳白蛋白

是必需氨基酸和支链氨基酸的极好来源,也是唯一能与金属元素和钙元素结合的乳清蛋白成分。最近的研究更发现,它可能具有抗癌功能。此外乳白蛋白在氨基酸比例结构方面,以及在功能特性上与人乳都非常相似的。临床研究显示,富含α-乳白蛋白的婴儿配方奶粉是安全的。

免疫球蛋白

具有免疫活性,能够完整地进入近端小肠,起到保护小肠粘膜的功能。

乳铁蛋白

抗氧化,消灭或抑制细菌,促进正常细胞生长,提高免疫力。

作为乳清蛋白特有的一种蛋白质组分,乳铁蛋白可以为运动员带来几种重要的益处。牛奶乳铁蛋白在成年人体内是以完整蛋白质的形式被吸收的,其健康益处包括潜在抗菌活性和抗病毒特性,防止致病微生物在肠道内生长,刺激免疫系统和调节组织损伤造成的炎症。乳铁蛋白在铁和骨骼代谢方面的重要作用是运动员尤为关心的。

在乳清中发现的乳铁蛋白被证实对骨骼代谢也具有直接的益处。在细胞培养研究中,乳铁蛋白具有促进造骨细胞和软骨细胞增殖的功能,并能增加其生理含量,这一效果超过其他骨骼生长因子,如IGF-1和TGFb。乳铁蛋白在骨骼代谢中具有合成的作用对于骨骼健康和预防骨质疏松症具有重要意义。

并且,肌体内的氧气输送离不开铁。乳铁蛋白(铁传递蛋白的一种)的一个重要功能是使血液中的细胞结合铁。乳铁蛋白阻隔并溶解铁,从而控制肠道代谢中的可利用铁。因此,乳铁蛋白在维持血红细胞、血色素和氧气运输的健康调节方面也担当重要作用。

折叠 编辑本段 适用人群

中国营养协会荣誉理事、上海市营养学会名誉理事长赵法伋教授在接受记者采访时指出,乳清蛋白作为优质蛋白,尤其适合婴幼儿、老年人、运动人群和术前术后病人。

婴幼儿喝牛奶喝牛奶

母乳是婴幼儿的最佳食品,母乳蛋白质以乳清蛋白为主,其次为酪蛋白。在人乳蛋白质中,乳清蛋白与酪蛋白的比例约为8:2;而牛乳蛋白质,乳清蛋白与酪蛋白的比例恰恰相反,约为2:8。由于乳清蛋白在胃内可形成较稀软的凝乳,易于吸收,而且氨基酸组成与婴幼儿体内氨基酸极为接近,能被婴幼儿最大程度地利用,所以在婴儿配方奶粉中通常采用添加提高a-乳清蛋白的办法,使蛋白质组成接近人乳酶,这对提高配方奶粉蛋白质的生物利用率,促进婴幼儿生长发育十分有益。

老年人

老年人由于蛋白质分解代谢大于合成代谢,容易出现蛋白质的负平衡,加上老年人的日常饮食中,蛋白质摄取量通常偏低,而且消化吸收和利用率降低,更易加重这种负平衡,这对维持老年人的肌力、免疫力等都十分不利,所以提倡补充易于消化吸收和利用的优质蛋白质。而乳清蛋白恰是一类营养价值高、易于消化吸收的优质蛋白质。另外,乳清蛋白中富含免疫球蛋白、乳球蛋白等成分,能提高老年人的免疫力,增强体质。乳清蛋白还是良好的钙质来源,有的乳清蛋白制品中,每100克可提供500~800毫克的钙质,有助于维护老年人的骨骼健康,降低骨骼矿物质流失和骨折的风险。

运动人群

运动时不仅消耗大量能量,也使蛋白质分解代谢加剧,甚至可出现蛋白质的负平衡,因此应当增加蛋白质的摄入,特别是应增加优质蛋白的摄入。例如,适量增加乳清蛋白的摄入,对补充运动时蛋白质的损耗,增加肌肉力量,促进血红蛋白的合成,消除疲劳等都具有重要作用。由于乳清蛋白富含支链氨基酸,能促进肌肉蛋白质的合成,更加适合运动健身人士的需要。

术前术后病人

外科手术对机体创伤后,病人的蛋白质分解代谢增加,加上食欲减退,消化吸收功能下降,很容易出现蛋白质代谢的负平衡,因此术前术后补充优质蛋白质有助防止术后并发症,促进伤口愈合。而使用吸收率和营养价值高的乳清蛋白质粉是不错的选择。

折叠 编辑本段 作用

1、运动营养价值

理想的运动蛋白质应满足这些标准:

必需氨基酸和非必需氨基酸之间平衡良好;

支链氨基酸含量丰富;

脂肪胆固醇含量低。

乳清蛋白完全具备了上述优点。蛋白质消化校对氨基酸评分(PDCAAS)法测定蛋白质质量的原理是基于人体对氨基酸的需求的,其原则是近似的氮组成,必需氨基酸组成与含量及实际消化吸收率。根据这一方法,乳清蛋白的生物利用价值比许多其他高质量的膳食蛋白如蛋、牛肉和大豆都要高。

2、乳清蛋白与自由基

乳清蛋白中的α-乳白蛋白、牛血清蛋白、乳铁蛋白富含胱氯酸残基,能安全通过消化道和血流,进入细胞膜,还原成两个半胱氨酸,合成GSH,维持细胞和组织GSH水平,从而增强机体抗氧化能力,提高肌肉耐力和作功能力及延缓疲劳的发生。

3、乳清蛋白与免疫

谷氨酰胺是淋巴细胞和巨噬细胞在免疫反应过程的重要底物,高速利用用谷氨酰胺生成嘌呤和嘧啶核苷酸有利合成更多的DNA,使免疫细胞增殖加速。长时间大强度运动后期血糖降低,此时谷氨酰胺主要参与糖异生以维持血糖浓度,谷氨酰胺不能满足免疫细胞的需要,这是运动造成机体免疫力下降的主要原因。乳清蛋白富含谷氨酸等谷氨酰胺前体物质,为糖原异生提供原料,维持谷氨酰胺水平,保护免疫细胞功能。此外,乳清蛋白中的乳铁蛋白和球蛋白都具有抗菌和抗病毒作用。

4、与中枢疲劳

中枢疲劳理论认为:在耐力运动过程中,当肌糖原、肝糖原大量消耗时,血中的支链氨基酸也降低,游离色氨酸水平升高,大量色氨酸进入脑屏障转变为5一羟色氨,后者可抑制中枢兴奋性,产生嗜睡和疲劳的感觉。乳清蛋白含有丰富的支链氨基酸,可以阻断色氨酸的转运,延缓疲劳的产生。

5、与肌肉做功能力

乳清蛋白增加运动肌肉做工能力主要表现在几个方面:

(1)易消化的优质蛋白——为提供额外能量,节约体内蛋白质,减少肌蛋白分解。

(2)赖氨酸、精氨酸含量高——刺激合成代谢激素或肌肉生长刺激因子的分泌和释放,刺激肌肉生长和脂肪降低。

(3)提供GSH等抗氧化剂,保护肌细胞膜、肌浆网、线粒体等结构,廷缓肌肉疲劳产生。

(4)富含支链氨基酸,其中亮氨酸及其氧化代谢物可抑制蛋白质水解酶的活性,减少肌蛋白分解。

6、肌肉生长

运动中的我们需要消耗更多的蛋白质来延缓或者构筑肌肉。乳清蛋白中特别含有丰富的支链氨基酸,而支链氨基酸具有阻止肌肉分解,促进肌肉合成的功效,对于修复运动损伤也大有禆益。

折叠 编辑本段 应用

在食品工业中,由于乳清蛋白具有很多独特的功能特性(如溶解性、持水性- 吸水性、成胶性、粘合性、弹性、搅打起泡性和乳化性等)合理利用这些功能特性能够使食品的品质大大改善,因此也得到了广泛的应用。

冷冻食品

如在冷饮冰淇淋生产中,它作为廉价的蛋白质来源,也可用于替代脱脂乳粉降低产品的成本。它良好的乳化性,对冰淇淋混合料体系的粘度、凝冻性非常有益,尤其在低脂产品中更可大幅度改良口感、质地,在高级冰淇淋中不仅是奶粉的优良替代品,而且赋予冰淇淋非常清新的乳香味。

焙烤食品

如面包、甜饼、曲奇等生产中可利用乳清蛋白,增大面包的体积,提高水分含量,使面包更加柔软,特别是添加含钙量低的乳清浓缩蛋白,这一效果尤为突出。在蛋糕体系中,利用WPC代替鸡蛋,可以提高蛋白糊的硬度和粘度,因此就可以防止膨松剂产生的CO2逸出。在曲奇和软质曲奇加工中,WPC除可作为鸡蛋的替代物外,它还用于改善全脂和低脂曲奇的颜色和咀嚼性,是一种非常经济的乳固体来源。

发酵乳制品

乳清蛋白还应用于酸奶等发酵乳制品的生产中,常用的低盐乳清蛋白不但不会影响发酵和风味,而且起到一个很好的作用,即在保质期内可以减缓酸奶的分层和乳清的析出。经过适当的热处理,强化WPC的酸奶具有更高的粘度和更好的持水性,还可以减少胃酸对益生菌和乳糖酶的破坏,增强肠道酶的活性。

肉类制品

添加乳清蛋白能促进肉中蛋白质与水结合,还能帮助肉类制品形成胶态和再成形。在火腿肠中加入含蛋白质10%以上的乳清溶液,能控制水分和脂肪的损失,防止在烹调时增加烹调后肉制品的重量和风味。在香肠中加入乳清蛋白可帮助其中脂肪乳化,防止脂肪分离和聚集。

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氨基酸、多肽与蛋白质

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