什麼是乳清蛋白 Whey Protein?

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什麼是乳清蛋白 Whey Protein?

乳清蛋白 Whey ( 在奶酪(芝士) 製造過程中,乳凝後留下的液體)被乳製品行業視為浪費,由於其高有機物質和產生高生物需氧量,乳清蛋白作為一種資源的潛力。

乳清已被量化約為含有15-20%的總乳蛋白質,隨著高蛋白質含量的發現,乳清鞏固了其在食品領域的地位。現在,乳清蛋白的價值高於雞蛋,酪蛋白和大豆蛋白,因為它具有高營養品質和快速吸收的胺基酸 。 

乳清蛋白 whey proteins 含有糖巨肽 Glycomacropeptide 是乳清肽酪蛋白 casein-derived whey peptide ,在奶酪(芝士) 製造過程中由凝乳酶 rennet 釋放,該肽具有許多已被證實的益處,例如苯丙酮尿症 phenylketonuria,基於它們的濃度和屬性。

乳清蛋白是球狀的,主要成分為 

β-乳球蛋白 β-lactoglobulins (35-65%) 

α-乳清蛋白 α-lactalbulins (12-25%) 

次要成分包括 

免疫球蛋白 immunoglobulins (8%) 

血清白蛋白 serum albumins (5%) 

乳鐵蛋白 lactoferrin (1%) (8 %) 

乳清蛋白是支鏈氨基酸 branched-chain amino acids (亮氨酸 leucine ,異亮氨酸 isoleucine 和纈氨酸 valine ),必需氨基酸(半胱氨酸 cysteine )和多肽的豐富來源。 

亮氨酸 leucine 比其他蛋白質來源高 50-75%,並且它在骨骼肌蛋白質合成的調節中起關鍵作用。 

乳清蛋白富含巰基氨基酸半胱氨酸 sulfhydryl amino acid cysteine ,穀胱甘肽 Glutathione 的前體

穀胱甘肽 Glutathione ,從飲食中獲得的非酶巰基抗氧化劑

穀胱甘肽 Glutathione 在減少氧化應激,調節細胞過程,不平衡可引發疾病方面起著關鍵作用

乳清蛋白的成分和應用 

乳清蛋白 whey proteins ,還有其他各種形式銷售,例如 
 
乳清蛋白濃縮物 whey protein concentrate (具有脂肪和乳糖以及蛋白質(29-89%)), 
 
乳清蛋白分離物 whey protein isolate ( 90% 蛋白質)和 乳清蛋白水解物 whey protein hydrolysate (部分消化),為了促進新陳代謝和低過敏性。 

體重管理 

調整飲食習慣已被證明可以對抗肥胖,在這方面,乳清蛋白被認為是有幫助,有研究進行為期1週的試驗,小鼠隨意餵食含有大量乳清蛋白或補充亮氨酸的高脂肪飲食。 據推斷,富含蛋白質的飲食對代謝紊亂的改善作用,正是由於肝臟脂肪生成衰減介導的飽腹感的調節。  

另外一個12週研究表明,在自由進食前30分鐘進行吸收乳清蛋白濃縮物,攝取大豆蛋白分離物對食慾,熱量攝入,人體測量(體重指數和腰圍)和身體成分(體脂)有更強的有益作用, 肥胖男性的改善質量和增加瘦肌肉。


乳清蛋白對厭食和促食慾激素水平的調節

阻力運動和肌肉合成 

阻力運動,肌肉鍛練,可能導致骨骼肌損傷,並產生炎症標記物(血液中的肌肉蛋白質)。

蛋白質水解產物 protein hydrolysates 和氨基酸補充劑的合成代謝,已被證明可以加速修復。亮氨酸衍生的代謝產物 β-羥基-β-甲基丁酸 Leucine-derived metabolite β-hydroxy-β-methylbutyrate ,已被證明有利於從疼痛中恢復。 
 
阻力運動(舉重)提升血漿中的氧化產物,擾亂白細胞 leukocyte 再分佈和白細胞功能 。

乳清蛋白分離物納米顆粒,並分析它們摻入ZnCl 2的能力,摻入顆粒懸浮液中的鋅的量在健康成人的每日鋅需求範圍內。對細胞表面葡萄糖轉運蛋白4 Cell surface glucose transporter 4 (GLUT 4)在骨骼肌中表達,葡萄糖轉運蛋白同種型,其對胰島素和肌肉收縮而確定細胞膜中肌肉葡萄糖轉運的速率。 

乳清蛋白水解產物轉移 GLUT4,並將其積聚在細胞膜中的能力,從而增加骨骼肌的葡萄糖。水解產物中的氨基酸1-異亮氨酸 l-isoleucine 和肽1-亮氨酰-1-異亮氨酸 l-leucyl-l-isoleucine 貢獻最大。在動物中研究了乳清補充劑與酪蛋白飲食 casein diet 相比對肌肉功能特性如收縮性,延展性,彈性和興奮性的恢復的影響,與酪蛋白飲食相比,乳清蛋白飲食促進了因運動而受傷的更快恢復。 

阻力運動後補充不同劑量的亮氨酸 leucine 或支鏈氨基酸 branched chain amino acids 混合物的飲料對肌原纖維蛋白質合成的影響。結果表明,當添加高(5 g)亮氨酸含量時,低蛋白質(6.25 g)飲料在刺激肌原纖維蛋白質合成率方面與高蛋白劑量(25 g)一樣有效。 

由於亮氨酸佔總乳清氨基酸的10%,後者似乎對增加肌肉很重要。在運動員中比較了12週吸取水解乳清蛋白產生的健康參數,表現和身體成分效應。對水解乳清蛋白的干預導致肌肉損傷標記物(肌酸激酶  creatine kinase 和乳酸脫氫酶 lactate dehydrogenase )的顯著減少,通過對接受阻力運動的受試者進行隨機研究,將每日食用乳清蛋白的肌肉質量增長與大豆蛋白進行比較。乳清蛋白的瘦體重增加顯著高於大豆蛋白組,並且顯著的反應與亮氨酸水平升高和吸收更快相關。 

對抗糖尿病 

糖尿病是其引發許多併發症,例如視力喪失,血管病變,導致組織缺氧的血流減少和難以癒合的潰瘍。通過控制飲食和低血糖藥物治療糖尿病2型。 
 
乳清蛋白已被證明可降低健康個體的血糖水平,維持肌肉質量,促進飽腹感激素 satiety hormones (縮膽囊素 cholecystokinin ,瘦素 leptin 和胰高血糖素樣肽-1 glucagon like-peptide 1(GLP-1))的釋放,並降低飢餓激素 ghrelin 的分泌。研究表明,半胱氨酸 cysteine 是乳清蛋白的關鍵成分,可用作糖尿病患者血糖和血管炎症控制的輔助治療。

乳清蛋白對誘導的糖尿病 I型 小鼠模型中糖尿病傷口恢復的影響。與未治療的糖尿病小鼠相比,通過維持正常的IL-10,TNF-α,IL-1β和IL-6水平限制炎性細胞因子的進入,補充乳清蛋白顯著小減少糖尿病病變。 

腸道功能和益生元 

腸道功能障礙(胃排空延遲,運動模式異常,腸道屏障不暢)是腸道的嚴重問題。 
 
乳清蛋白已顯示出保護微生物免受不利條件影響的功效,將鼠李糖乳桿菌 CRL 1505包封在乳清蛋白和果膠中以改善低酸性和膽汁環境中存活率的功效。具有乳清蛋白層的果膠珠可用作酸性功能食品中的益生菌載體,從乳清蛋白水解產物中分離出,具有特異性鈣結合能力的新型肽Gly-Tyr。 

肽的螯合機理,主要結合位點是羰基的氧原子和氨基或亞氨基的氮,該肽可能促進胃腸道中的鈣吸收,並且開發肽 – 鈣螯合物作為增強鈣生物利用度的補充劑。研究了乳清蛋白在賦予益生菌和益生元穩定性中的作用。嗜酸乳桿菌 Lactobacillus acidophilus 和雙歧桿菌 Bifidobacterium 在用高甲氧基果膠 methoxyl pectin 和乳清蛋白濃縮物 whey protein concentrate 穩定的酸奶飲料中是可行的。 

乳清蛋白分離物和藻酸鹽微粒 alginate microparticles 被證明適合作為益生菌酵母Saccharomyces boulardii 的口服遞送系統。研究表明,包封酵母的存活率為40%,而游離酵母細胞的存活率為10%

抗氧化,抗炎和肝臟保護 

炎症或氧化應激導致囊性纖維化,肺炎,糖尿病,癌症,動脈粥樣硬化,心肌梗塞,衰老和許多其他退行性疾病。

抗氧化穀胱甘肽 glutathione 的前體,乳清蛋白含有蛋白質,可以消除壓力源的不良反應。

乳清蛋白在高壓處理後,加速了生物活性肽的釋放,提高了細胞內穀胱甘肽水平,並減少了白細胞介素 IL-8 的體內產生(這種細胞因子被認為是介導呼吸道疾病的發病機制),在囊性纖維化 cystic fibrosis 患者中一個月的膳食補充加壓乳清(20g /天),顯著降低血清C-反應蛋白 C-reactive protein  (CRP)(CRP水平是體內炎症的度量)水平,水解的乳清蛋白的抗氧化肽。

 抗癌 Anticancer 

一些研究表明,乳清蛋白可能給癌症患者帶來益處。此外,已經證明蛋白質的水解,可以改善抗癌功效。當用乳清蛋白水解物餵養時,結腸癌大鼠與用未處理的乳清蛋白餵養的組相比顯著減少了腫瘤。 

以黑色素瘤 B16F10 細胞為模型,乳清蛋白的抗癌作用,乳清蛋白分離物的培養基中 Caspase-3表達顯著增加。

Caspase-3在介導凋亡細胞死亡中的作用已得到充分證明(一名患有復發性宮頸癌的48歲高加索女性在標準護理和化療之前和期間每週給予乳清蛋白(每天10克)和每週肌內註射庚酸睾酮,作為聯合治療的結果,觀察到瘦體重,身體活動和整體生活質量的改善。研究了乳清蛋白水解物對大鼠嗜鉻細胞瘤PC12細胞氧化損傷的保護作用。在100-400μg水解產物/ ml的劑量下,與在H2O2中孵育的細胞相比,活細胞增加20-30%,表明前者俱有抗氧化潛力。  

心臟保護和降血壓 

乳清蛋白可降低心血管疾病(缺血性中風)的風險,血管內皮功能調節中的確切作用。

乳清衍生的提取物 Whey-derived extract 增加了受損的肱動脈血流介導的擴張(改善血管內皮功能),餐後血漿氨基酸水平 Postprandial plasma amino acids level 升高,發現改善動脈擴張,不依賴於循環的血管活性化合物,例如一氧化氮 nitric oxide ,前列環素 prostacyclin 和內皮衍生的超極化因子 endothelium-derived hyperpolarizing factor ,使用乳清衍生的快速吸收提取物可以減輕心血管風險。 

在超重的年輕男性中,檢測補充乳清蛋白和阻力訓練對抗氧化狀態和心血管危險因素的影響。研究結果表明,抗性訓練和乳清消耗的協同作用表現為更高的總抗氧化能力,穀胱甘肽和HDL水平。 

苯丙酮尿症 Phenylketonuria  

苯丙酮尿症是遺傳性疾病(苯丙氨酸羥化酶基因突變),導致苯丙氨酸過度積累。未使用苯丙氨酸會導致許多健康併發症。主要管理策略包括低苯丙氨酸飲食。具有低苯丙氨酸含量的乳清蛋白糖巨肽適合這些患者的飲食中。對苯丙酮尿症動物的研究表明,顯著減弱了與該疾病相關的不良反應,能量消耗,食物攝入,全身炎症標誌物和苯丙氨酸的血漿水平比酪蛋白飲食(其具有高苯丙氨酸含量)更有效地降低。骨質疏鬆症(由於骨礦物質含量降低導致的骨骼脆性)是與苯丙酮尿症相關的併發症 
  

趙家聲 
自然健康顧問 
化學學士 
生物醫學工程碩士 
生物化學科技碩士 
材料科技碩士 
美國草本治療師 
美國自然療法博士 

參考資料 

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