Colostrum: Colostrum bydlęce – wykorzystanie prozdrowotne

Colostrum, potocznie nazywane siarą, jest pierwszym mlekiem produkowanym przez ssaki tuż po porodzie. Choć jego główną rolą biologiczną jest wsparcie noworodka w pierwszych dniach życia, zainteresowanie tym płynem wykroczyło daleko poza pediatrię i położnictwo. W ostatnich latach colostrum odzwierzęce stało się przedmiotem zainteresowania wielu konsumentów, a jego potencjał prozdrowotny został przedmiotem intensywnych badań naukowych.

Szczególną uwagę naukowcy poświęcają popularnemu w naszej kulturze colostrum bydlęcemu, które jest bogate w bioaktywne składniki, takie jak laktoferyna, czynniki wzrostu, witaminy, enzymy i przeciwutleniacze. Colostrum bydlęce może wykazywać silne działanie wspierające regenerację organizmu oraz wspomagać walkę z infekcjami. Choć jego naturalną rolą jest ochrona nowo narodzonego cielęcia, już od wieków stosowane było w medycynie ludowej, a dziś znajduje szerokie zastosowanie jako suplement diety i wsparcie leczenia niektórych chorób. Szczególnym zainteresowaniem cieszy się wśród sportowców, osób z obniżoną odpornością, a także w terapii chorób przewodu pokarmowego, takich jak zespół jelita drażliwego czy biegunki o podłożu bakteryjnym. 

Colostrum bydlęce jest bogatym źródłem składników odżywczych uznawanym za niezbędne dla przekazywania biernej odporności nowo narodzonym cielętom. Te rodzą się pozbawione ochrony immunologicznej, ponieważ ich układ odpornościowy rozwija się powoli. W związku z tym pierwsze mleko, które krowa produkuje po wycieleniu, znacznie różni się od „normalnego” – zarówno pod względem składu, jak i wartości odżywczych. Za pośrednictwem siary cielęta otrzymują matczyne przeciwciała – przy niewystarczającej jej ilości są wyjątkowo podatne na infekcje jelitowe. Ponadto spożycie siary wspomaga rozwój przewodu pokarmowego, a także ma pozytywny wpływ na produkcję mleka w pierwszej laktacji. 

Mleko początkowe jest uważane za siarę bydlęcą do około 72 godzin po porodzie, podczas gdy utrzymywane jest wysokie stężenie poszczególnych jego składników, w tym przede wszystkim immunoglobulin. Jakość colostrum jest zmienna, a mają na nią wpływ zarówno cechy osobnicze, jak i czynniki środowiskowe, w tym przede wszystkim:

• rasa,
• stan zdrowia i odporności,
• liczba laktacji, 
• dieta przedporodowa (zawartości i źródła witamin, składników mineralnych i dodatków paszowych), 
• pora roku, 
• długość okresu zasuszenia, 
• sposób pozyskiwania i przechowywania siary. 

Skład i właściwości fizykochemiczne colostrum znacząco różnią się od mleka dojrzałego, co odzwierciedla różnice w funkcjach biologicznych obu płynów. Ogólnie rzecz biorąc, siara zawiera więcej tłuszczu, białka, peptydów, azotu niebiałkowego, witamin i składników mineralnych, czynników wzrostu, cytokin, nukleotydów i mniej laktozy w porównaniu z mlekiem dojrzałym. Siara charakteryzuje się bardzo wysokim stężeniem immunoglobulin G (IgG), co ma szczególne znaczenie dla noworodka, którego jelita bezpośrednio po porodzie umożliwiają przedostanie się dużych immunoglobulin, zapewniając w ten sposób odporność bierną. Niezwykle ważne jest, aby nowo narodzone cielę otrzymywało odpowiednią ilość siary, ponieważ zarówno stężenie immunoglobulin, jak i przepuszczalność jelit spadają już po pierwszych 24 godzinach po porodzie. Ponadto spożycie siary wpływa na metabolizm, układ hormonalny i stan odżywienia nowonarodzonych cieląt oraz stymuluje rozwój i funkcje przewodu pokarmowego. 

Colostrum zawiera wyższą całkowitą zawartość białka niż mleko dojrzałe, głównie ze względu na wyższy poziom immunoglobulin i kazeiny. Białka colostrum są uważane za białka o wysokiej wartości biologicznej ze względu na swój profil aminokwasowy i wysoką strawność. Dzielą się przede wszystkim na kazeinę i białka serwatkowe. Kazeina w colostrum stanowi nie tylko składnik budulcowy i źródło energii, ale również wykazuje właściwości regulujące układ odpornościowy, a także przeciwbakteryjne i przeciwzapalne. Białka serwatkowe obejmują immunoglobuliny, laktoferynę, α-laktoalbuminę, β-laktoglobulinę, laktoperoksydazę, glikomakropeptyd i kilka czynników wzrostu. Oprócz wartości odżywczych wiele białek serwatkowych posiada aktywność biologiczną, która obejmuje wpływ na aktywność immunologiczną, redukcję stanu zapalnego i stymulację naprawy uszkodzeń. 

W białkach serwatkowych występują trzy klasy immunoglobulin, tj. IgG, IgM i IgA. Siara zawiera znacznie podwyższone poziomy tych składników, co ma szczególne znaczenie dla nowo narodzonego cielęcia, ponieważ przekazywanie biernej odporności odbywa się poprzez siarę, a nie przez łożysko. Immunoglobuliny te mogą również pomagać w zapobieganiu wiązania się patogenów z komórkami gospodarza, prezentować patogeny makrofagom w celu ich zniszczenia, stymulować aktywację limfocytów, modyfikować mikroflorę jelitową i stymulować lokalną produkcję immunoglobulin A. 

Frakcja lipidowa colostrum zawiera dużo składników potencjalnie istotnych dla zdrowia, w tym wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-3 i omega-6, sprzężony kwas linolowy, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i fosfolipidy. Zawartość tłuszczu i profil kwasów tłuszczowych w siarze różni się od mleka dojrzałego. Obserwuje się przede wszystkim wyższą zawartość cholesterolu w colostrum w porównaniu do mleka dojrzałego.

Węglowodany w mleku krowim, w tym w colostrum, obejmują laktozę, oligosacharydy, glikolipidy, glikoproteiny i cukry nukleotydowe. Dominującym składnikiem jest laktoza, która stanowi główne źródło energii dla cielęcia. Jej zawartość w siarze jest niższa niż w mleku dojrzałym i zmienia się odwrotnie niż dla innych składników, takich jak tłuszcz i białko. Obserwuje się jej niski poziom w siarze (około 1,2%), a następnie stały wzrost, aż do osiągnięcia poziomu charakterystycznego dla dojrzałego mleka (około 4,6%) już w ciągu 7 dni po porodzie. 

W siarze znajdziemy szereg czynników wzrostu, które stymulują wzrost, różnicowanie i rozwój. Cząsteczki te odgrywają ważną rolę w utrzymaniu dobrego stanu jelit i aktywności układu odpornościowego, działając bezpośrednio lub poprzez zmianę flory jelitowej. Ich stężenie w colostrum jest istotnie zwiększone w porównaniu do mleka dojrzałego, a najliczniej występującymi są insulinopodobne czynniki wzrostu I i II (IGF-1 i IGF-II). 

Siara charakteryzuje się zwiększoną zawartością wybranych enzymów (m.in. laktoperoksydazy, katalazy, plazminy, fosfatazy alkalicznej, lizozymu) w porównaniu do mleka dojrzałego. Enzymy te pełnią różnorodne funkcje – mogą odpowiadać za rozkład poszczególnych składników odżywczych mleka, a także mieć wielokierunkowe działanie biologiczne. Przykładowo laktoperoksydaza i lizozym stanowią skuteczne składniki przeciwdrobnoustrojowe i są toksyczne dla wielu bakterii. Laktoferyna wzmacnia działanie przeciwbakteryjne lizozymu wobec Escherichia coli, zwiększa wchłanianie żelaza, a także wspiera odporność i stymuluje wzrost komórek nabłonka jelit. Z drugiej strony w colostrum obserwuje się również zwiększone stężenie inhibitorów enzymów (np. α2-makroglobuliny, α2-antyplazminy), które chronią immunoglobuliny przed rozpadem, odgrywając ważną rolę w mechanizmie wchłaniania składników odpornościowych przez cielę.

W siarze można zauważyć też zwiększone stężenie wybranych witamin i składników mineralnych, nukleotydów i nukleozydów, a także cytokin. Obserwuje się istotnie większe stężenie wapnia i fosforanów, wybranych witamin z grupy B i witamin rozpuszczalnych w tłuszczach (głównie A i E). Nukleotydy i nukleozydy odgrywają ważną rolę w syntezie kwasów nukleinowych, wzmacniają odpowiedź immunologiczną, wpływają na metabolizm kwasów tłuszczowych, przyczyniają się do wchłaniania żelaza w jelitach i usprawniają naprawę uszkodzeń przewodu pokarmowego. Cytokiny to zróżnicowana grupa białek, peptydów lub glikoprotein, które wywierają głębokie działanie biologiczne w niewielkich stężeniach. Są odpowiedzialne za aktywację i regulację układu odpornościowego, sygnalizację komórkową i rozpoznawanie patogenów. 

Colostrum różni się od mleka dojrzałego również pod względem właściwości fizykochemicznych. Charakteryzuje się wyższą kwasowością i pomarańczowo-żółtą barwą, która wynika głównie ze zwiększonego stężenia karotenoidów oraz obecności czerwonych krwinek. W colostrum znajdziemy również bogactwo różnego rodzaju mikroorganizmów. W związku z tym istnieje ryzyko rozwoju zarówno bakterii powodujących psucie się, jak i bakterii chorobotwórczych. Dlatego spożycie surowej, zanieczyszczonej siary może prowadzić do zakażeń bakteryjnych, a nawet do zatruć. W zapobieganiu dostawania się tego typu mikroorganizmów do siary kluczowe znaczenie ma higiena krów cielących, w szczególności zarządzanie odchodami, które zawierają wiele bakterii chorobotwórczych. Istotne jest również zapobieganie zapaleniom gruczołu mlekowego, tj. mastitis. Ponadto warunki przechowywania surowej siary w gospodarstwie mlecznym, a także tej po przetworzeniu, wpływają na zawartość bakterii.

Podczas pozyskiwania colostrum z przeznaczeniem do spożycia przez ludzi konieczne jest jego odpowiednie przetworzenie w celu usunięcia mikroorganizmów niebezpiecznych dla zdrowia i powodujących psucie. Obróbka cieplna mleka i produktów mlecznych ma na celu głównie zabicie mikroorganizmów i inaktywację enzymów. Patogeny, które mogą być przenoszone w siarze, to m.in. Mycobacterium spp., Salmonella spp., Mycoplasma spp., Listeria monocytogenes, Campylobacter spp. i E. coli. Jedną ze strategii zapobiegawczych jest obróbka termiczna, jednak pasteryzacja siary z zastosowaniem tych samych kombinacji czasu i temperatury, co w przypadku mleka dojrzałego, zmniejsza stężenie immunoglobulin i zwiększa lepkość. Przepisy dotyczące wprowadzania do obrotu produktów mlecznych wymagają obróbki cieplnej lub innej równie skutecznej metody w celu wydłużenia okresu przydatności do spożycia. Składniki bioaktywne ulegają degradacji w wyniku obróbki cieplnej siary w wysokiej temperaturze, przez co przemysł poszukuje metod alternatywnych, bez zastosowania wysokich temperatur. Badania donoszą, że możliwe jest zmniejszenie liczby bakterii w siarze bydlęcej za pomocą różnych metod fizycznych, np. poprzez zastosowanie mikrofiltracji w połączeniu z przetwarzaniem wysokociśnieniowym. Metody te nadal jednak podlegają badaniom określającym możliwości ich skutecznego i bezpiecznego zastosowania w tym produkcie. 

Colostrum stanowi jedynie około 0,5% rocznej produkcji mleka. Większość zdrowych krów mlecznych produkuje je w ilości przekraczającej zapotrzebowanie cielęcia, a ten rodzaj mleka uznaje się za nienadający się do standardowej sprzedaży. Wynika to z właściwości siary i zwiększonego stężenia większości składników kluczowych podczas przetwarzania mleka. Wysoka zawartość białka prowadzi do wielu problemów w procesach przemysłowych, np. niskiej stabilności termicznej, która zakłóca pasteryzację. Ponadto wysoka zawartość składników przeciwdrobnoustrojowych w siarze może negatywnie wpływać na proces fermentacji. W związku z tym nie przeznacza się jej do produkcji na szeroką skalę. Zyskała ona jednak duże zainteresowanie jako składnik spożywany w celu otrzymania określonych korzyści zdrowotnych.

Badania naukowe wskazują, że regularne spożycie produktów zawierających colostrum bydlęce może odgrywać istotną rolę we wspieraniu zdrowia ludzi. Najszerzej przebadano jego wpływ na wsparcie układu odpornościowego i wydajności u sportowców. Wykazano, że spożycie colostrum może wypływać na zmniejszenie osłabienia odporności po wysiłku, co sugeruje lepszą wrażliwość układu odpornościowego. Ponadto może powodować zmniejszoną częstotliwość infekcji górnych dróg oddechowych i poprawę funkcji niektórych składników układu odpornościowego (np. neutrofili). W wyniku regularnego spożycia preparatów zawierających siarę wykazano również zwiększenie beztłuszczowej masy ciała i wydajności treningu siłowego u sportowców. Mechanizm wpływu colostrum na te aspekty nie został jeszcze w pełni zbadany, jednak wynika prawdopodobnie z zapewnienia odpowiedniej podaży białka w połączeniu ze związkami bioaktywnymi i/lub ich metabolitami, które mają bezpośredni wpływ na układ odpornościowy. 

Naukowcy wskazują również na wpływ regularnego spożywania colostrum bydlęcego na zdrowie jelit i przebieg niektórych chorób gastrologicznych. Przede wszystkim jego spożycie może być pomocne podczas występowania biegunki infekcyjnej oraz w chorobach zapalnych jelit w zakresie wspomagania regeneracji błony śluzowej jelita. Może wpływać na zmniejszenie stanu zapalnego związanego z poszczególnymi schorzeniami przewodu pokarmowego, np. łagodzić objawy wrzodziejącego zapalenia jelit i ograniczać biegunkę podróżnych. Może również chronić przed uszkodzeniami jelit spowodowanymi niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi. Są to najczęściej przyjmowane przez społeczeństwo leki, które stosuje się w objawowym leczeniu m.in. ostrego bólu, przewlekłych stanów zapalnych i chorób zwyrodnieniowych stawów. Długotrwałe ich przyjmowanie może powodować uszkodzenia żołądka i jelit. Badania wskazują, że regularna suplementacja colostrum może wpłynąć na stymulowanie procesu naprawy błon przewodu pokarmowego. Ponadto colostrum może zawierać różnego rodzaju bakterie probiotyczne (np. Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp.), które wspomagają regulację mikroflory jelitowej, której stan ma szeroki wpływ na zdrowie człowieka. 

Colostrum bydlęce jest dostępne na rynku w różnych postaciach – zarówno jako suplement diety, jak i jako składnik funkcjonalnych produktów spożywczych. Można je kupić w postaci płynnej lub w formie proszku suszonego rozpyłowo lub liofilizowanego. Preparaty proszkowe są sprzedawane jako proszek z siary pełnej, proszek z odtłuszczonej siary oraz przemysłowo produkowany koncentrat białka. Colostrum dostępne jest również jako suplement diety w postaci saszetek, kapsułek lub tabletek. Podejmowane są także próby dodawania koncentratów białek serwatkowych siary do różnego rodzaju produktów spożywczych, takich jak np. batony proteinowe, sery, jogurty i napoje mleczne. Coraz większą popularnością cieszy się też pozyskiwanie poszczególnych frakcji colostrum i traktowanie ich jako osobnych suplementów diety. Dotyczy to najczęściej laktoferyny, immunoglobulin i laktoperoksydazy. Wzrost zainteresowania żywnością funkcjonalną i prozdrowotną, obserwowany w odniesieniu do globalnych problemów zdrowotnych wynikających z nieprawidłowego stylu życia i diety, znajduje odzwierciedlenie w prognozowanym wzroście rynku colostrum bydlęcego o 6,4% rocznie w latach 2020–2030. Trend ten potwierdza rosnącą świadomość konsumentów oraz potrzebę poszukiwania naturalnych produktów wspierających odporność i ogólną kondycję organizmu. W związku z tym colostrum jawi się jako obiecujący składnik żywności funkcjonalnej, którego potencjał warto nadal zgłębiać. Związki bioaktywne obecne w siarze bydlęcej, takie jak immunoglobuliny, laktoferyna czy czynniki wzrostu, mogą mieć istotne znaczenie nie tylko dla jej wysokiej wartości odżywczej, ale również potencjalnego wpływu na zdrowie i prewencji różnych schorzeń. Dlatego też zasadne jest prowadzenie dalszych prac naukowych nad mechanizmami jego działania na organizm człowieka. 

Literatura:

1. Arslan A. i wsp., Bovine Colostrum and Its Potential for Human Health and Nutrition, „Frontiers in Nutrition” 2021, 8, 651721.
2. Fasse S. i wsp., Bovine Colostrum for Human Consumption–Improving Microbial Quality and Maintaining Bioactive Characteristics through Processing, „Dairy” 2021, 2(4), s. 556–575.
3. McGrath B.A. i wsp., Composition and properties of bovine colostrum: a review, „Dairy Science & Technology” 2015, 96, s. 133–158.
4. Playford R.J. i wsp., Bovine Colostrum: Its Constituents and Uses, „Nutrients” 2021, 13(1), 265.