Składniki bioaktywne: Składniki bioaktywne mleka krowiego

mgr inż. Patrycja Cichońska,
Katedra Technologii i Oceny Żywności,
Instytut Nauk o Żywności, SGGW w Warszawie
Forum Mleczarskie Biznes 4/2022 (49)

Peptydy przeciwnadciśnieniowe

Peptydy przeciwnadciśnieniowe są inaczej nazywane peptydami hamującymi enzym konwertujący angiotensynę (ACE) i są kluczowymi enzymami biorącymi udział w regulacji ciśnienia krwi. ACE jest enzymem mającym zdolność do katalizowania reakcji przekształcania angiotensyny I w aktywny hormon – angiotensynę II – co stymuluje wydzielanie aldosteronu, a w konsekwencji prowadzi do wzrostu ciśnienia krwi. Peptydy przeciwnadciśnieniowe są w stanie hamować ACE, aby kontrolować wzrost ciśnienia krwi. Hamowanie ACE może również wpływać na regulację funkcjonowania układu odpornościowego i układu nerwowego. Inhibitory ACE to peptydy zawierające na końcu swojego łańcucha aminokwasy: prolinę, lizynę lub argininę. Peptydy przeciwnadciśnieniowe pochodzące z kazeiny są nazywane kazokininami, a pochodzące z serwatki – laktokininami. Peptydy będące inhibitorami ACE są naturalnymi środkami pochodzącymi z żywności, które są stosowane w różnego rodzaju suplementach do kontroli ciśnienia krwi. Peptydy przeciwnadciśnieniowe są również naturalnie obecne w fermentowanych produktach mleczarskich, w których podczas procesu fermentacji dochodzi do ich syntezy.

Peptydy przeciwzakrzepowe

Zakrzepy w tętnicach lub żyłach mogą prowadzić do miażdżycy, która stanowi jedną z najważniejszych chorób cywilizacyjnych stwarzających bezpośrednie zagrożenie życia. W procesie powstawania skrzepów istotną rolę pełni enzym trombina, który w wyniku hydrolizy wiązań peptydowych w fibrynogenie uwalnia związki, które – agregując – tworzą skrzep. Działanie hamujące agregację płytek krwi mogą wykazywać bioaktywne peptydy obecne w mleku krowim poprzez hamowanie agregacji płytek krwi i utrudnianie wiązania fibrynogenu do receptorów na powierzchni płytek krwi. Peptydy przeciwzakrzepowe uwalniane są głównie z kazeiny, a najważniejszym ich źródłem jest kazeinomakropeptyd. Z kazeinomakropeptydu mogą zostać uwolnione kazoplateliny, czyli peptydy przeciwkrzepliwe. Peptydy bioaktywne wyizolowane zostały nie tylko z mleka krowiego, ale również z mlecznych napojów fermentowanych.

Peptydy opioidowe

ser włoszczowa
© fm

Badania wskazują, że spożywanie produktów mlecznych powoduje interakcje z układem nerwowym poprzez działanie peptydów opioidowych. Peptydy te to ligandy receptorów o działaniu agonistycznym lub antagonistycznym, które są zlokalizowane w układzie nerwowym, hormonalnym i immunologicznym oraz w przewodzie pokarmowym ludzi. Głównymi agonistami opioidowymi mleka są fragmenty beta-kazeiny, zwane beta-kazomorfinami, które mają właściwości podobne do morfiny. Antagonistami opioidowymi są peptydy pochodzące głównie z kappa-kazeiny, zwane kasoksynami, które wywołują efekt przeciwny do agonistów opioidowych. Badania sugerują, że agoniści i antagoniści opioidów powstają w jelitach w wyniku hydrolizy kazeiny mleka. Kazomorfiny mleka wydłużają czas pasażu żołądkowo-jelitowego poprzez hamowanie perystaltyki i motoryki jelit. Wykazują również działanie przeciwbiegunkowe i przeciwbólowe, a także regulują transport aminokwasów w jelitach i stymulują wydzielanie niektórych hormonów, np. insuliny i somatostatyny. Peptydy opioidowe oddziałują na układ hormonalny, nerwowy i odpornościowy poprzez oddziaływanie z receptorami tych układów. Mogą wpływać na ośrodkowy lub obwodowy układ nerwowy, który jest zaangażowany w kontrolę ciśnienia krwi, apetytu czy temperatury ciała.

Kwasy tłuszczowe

Tłuszcz mleka krowiego składa się z wielu różnych kwasów tłuszczowych. Ich rodzaj i ilość w tłuszczu mlecznym zależą od wielu czynników, takich jak rasa krowy, etap laktacji, rytm dobowy dojenia oraz jakość i ilość paszy. Większość kwasów tłuszczowych z mleka krowiego występuje w formie triacylogliceroli, w których skład wchodzą kwasy tłuszczowe o różnej długości łańcucha i różnym stopniu nasycenia. Pozostała część kwasów tłuszczowych występuje w formie diacylogliceroli, monoacylogliceroli i fosfolipidów, a także jako wolne kwasy tłuszczowe. Nasycone kwasy tłuszczowe stanowią około 70-75% wszystkich kwasów tłuszczowych mleka. Kwasy tłuszczowe nienasycone dzieli się na jednonienasycone i wielonienasycone. Wśród kwasów wielonienasyconych wyróżnia się rodziny n-3 i n-6. Jednym z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych jest kwas linolowy, którego sprzężony izomer CLA ma ważne znaczenie dla zdrowia człowieka.

Kwasy tłuszczowe mleka krowiego mają wielowymiarowy wpływ na zdrowie. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i kwas laurynowy wykazują działanie przeciwwirusowe, przeciwbakteryjne i przeciwnowotworowe. Głównym jednonienasyconym kwasem tłuszczowym tłuszczu mlecznego jest kwas oleinowy, który wykazuje działanie przeciwmiażdżycowe. Fosfolipidy wykazują właściwości antybakteryjne, obniżają poziom cholesterolu LDL we krwi i mają właściwości przeciwnowotworowe. Sprzężony izomer kwasu linolowego CLA ma pozytywny wpływ na zdrowie ze względu na działanie przeciwnowotworowe, wspieranie funkcjonowania układu odpornościowego, a także zapobieganie miażdżycy i cukrzycy. Wykazuje również właściwości przeciwzapalne i antybakteryjne.

Składniki mineralne

Kolejną grupą ważnych składników bioaktywnych mleka są składniki mineralne. Stanowią one około 0,8-0,9% mleka, a ich stężenie może różnić się w zależności od rasy krowy, stanu odżywienia zwierzęcia, etapu laktacji, stanu zdrowia zwierzęcia i pory roku. Frakcja mineralna mleka składa się z makroskładników (tj. wapń, magnez, sód, potas, fosfor i chlor) oraz śladowych składników mineralnych (m.in. żelazo, miedź, cynk, mangan, selen, jod). Chociaż ilościowo składniki mineralne są stosunkowo niewielkimi składnikami, to odgrywają ważną rolę we właściwościach technologicznych mleka i przetworów mlecznych, a także znacząco wpływają na właściwości odżywcze tych produktów. Składniki mineralne spożywane wraz z mlekiem wpływają na prawidłowy wzrost i stan kości i zębów, biorą udział w wielu reakcjach enzymatycznych, utrzymaniu prawidłowego ciśnienia krwi i równowagi jonowej. Składniki mineralne w mleku występują w postaci rozpuszczalnej w fazie wodnej lub jako kompleksy z micelami kazeiny.

W największym stężeniu w mleku krowim występuje wapń, średnio w ilości 125 mg/100 ml. Składnik ten jest bardzo ważnym elementem ludzkich kości, a jego dostarczanie z dietą wpływa na ich budowę i utrzymanie prawidłowej masy kostnej. Ponadto wapń bierze udział w regulacji prawidłowego funkcjonowania mięśnia sercowego, produkcji enzymów czy też przesyłaniu bodźców nerwowych. Mleko krowie stanowi również ważne źródło fosforu i magnezu. Fosfor występuje w ilości około 85 mg/100 ml mleka i bierze udział w metabolizmie cukrów, regulacji pracy układu krwionośnego oraz wpływa na prawidłowe funkcjonowanie układu nerwowego. Magnez występuje w ilości około 10 mg/100 ml mleka i bierze udział m.in. w regulacji ciśnienia krwi, prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego i odpornościowego.

Witaminy

badanie mleka
© fm

Źródłem składników bioaktywnych tłuszczu mlecznego są również witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, tj. A, D, E i K2. Witaminy te wykazują właściwości antyoksydacyjne, a także biorą udział w regulacji wielu funkcji organizmu. Witamina D i jej metabolity regulują prawidłowe funkcjonowanie układu odpornościowego i zapobiegają infekcjom organizmu. Regulują wytwarzanie komórek odpornościowych, w tym m.in. limfocytów, makrofagów i komórek NK. Odpowiedni poziom witaminy D we krwi wpływa na prawidłowe funkcjonowanie układu krwionośnego i obniża ryzyko wystąpienia chorób nowotworowych. Witamina A, a także jej prowitamina (beta-karoten) odgrywają istotną rolę w procesach regulujących prawidłowe widzenie i zdrowie narządu wzroku. Mają wpływ na poprawne funkcjonowanie układu nerwowego, odpornościowego i rozrodczego. W odpowiednim stężeniu wykazują działanie przeciwnowotworowe i pozwalają utrzymać prawidłowy stan układu kostnego. Witamina E jest silnym przeciwutleniaczem i wpływa na wymiatanie wolnych rodników z organizmu. Jej prawidłowy poziom w organizmie jest niezwykle ważny w regulacji funkcjonowania układu krwionośnego, rozrodczego, odpornościowego, może ona także działać przeciwnowotworowo. Witamina K2 bierze udział w regulacji prawidłowego funkcjonowania układu krwionośnego, w tym w procesach krzepnięcia krwi. Ma również wpływ na funkcjonowanie układu kostnego i odpornościowego. Wszystkie witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, które są obecne w mleku, wykazują wielokierunkowe działanie prozdrowotne, a ich spożywanie wraz z dietą wpływa na poprawne funkcjonowanie całego organizmu.

Składniki bioaktywne żywności wzbudzają zainteresowanie zarówno naukowców, jak i producentów żywności. Ze względu na swoje wielokierunkowe pozytywne oddziaływanie na zdrowie powinny być one dostarczane z dietą każdego człowieka. Mleko krowie jest ich bogatym źródłem ze względu na obecność bioaktywnych peptydów, kwasów tłuszczowych, składników mineralnych i witamin. Nadal podejmowane są prace badawcze w kierunku opracowywania wydajnych metod izolowania składników bioaktywnych z mleka. Składniki te mogą stanowić dodatek do żywności funkcjonalnej, być stosowane jako naturalne konserwanty, a także być spożywane jako samodzielne suplementy diety lub leki. Skuteczna izolacja tych związków pozwoli również na przeprowadzenie kolejnych badań dotyczących ich oddziaływania na zdrowie człowieka.

 
Literatura:
  1. Gabryszuk i wsp., Wpływ żywienia na zawartość składników bioaktywnych w mleku krów z gospodarstw ekologicznych, „Żywność. Nauka. Technologia. Jakość” 2013, 3 (88), s. 16-26.
  2. Kilic-Akyilmaz i wsp., Effect of heat treatment on micronutrients, fatty acids and some bioactive components of milk, „International Dairy Journal” 2022, 126, 105231.
  3. Mohanty D.P. i wsp., Milk derived bioactive peptides and their impact on human health – A review, „Saudi Journal of Biological Sciences” 2016, 23, s. 577-583.
  4. Severin S. i Wenshui X., Milk Biologically Active Components as Nutraceuticals: Review, „Critical Reviews in Food Science and Nutrition” 2005, 45, s. 645-656.
  5. Szerszunowicz I., Wpływ peptydów bioaktywnych uwalnianych z białek mleka krowiego na układ krwionośny, „Innowacyjne Mleczarstwo” 2014, 2(1), s. 4-12.
  6. Tidona F. i wsp., Bioactive peptides in dairy products, „Italian Journal of Animal Science” 2009, 8, s. 315-340.
Strona 2 z 2