La Famiglia delle Proteine del Latte: Classificazione e Proprietà

Il latte è un liquido bianco secreto dalle ghiandole mammarie dei mammiferi, un alimento fondamentale per la nostra dieta e il nostro benessere grazie alle sostanze che lo compongono: proteine, grassi, acqua, vitamine e sali minerali.

Ma come è fatto il latte? Cosa c’è dentro? Come ben sappiamo, esso può infatti avere varie origini e ottimi formaggi si ottengono sia dal latte di vacca sia da quello di pecora e capra. Esploriamo la composizione di questa pregiata bevanda.

Nel latte i tensioattivi sono le proteine che stabilizzano i carboidrati e i grassi nell’acqua. La composizione del latte può variare a seconda del mammifero da cui viene prodotto e dai trattamenti successivi alla mungitura, ma l’acqua in tutti i casi è sempre la componente principale.

La percentuale di acqua varia da specie a specie di animale. Nel latte di mucca, l’acqua costituisce 87,5% ed è correlata alla sintesi del lattosio.

Il ricco profilo nutrizionale del latte comprende grassi, carboidrati, proteine, vitamine e sali minerali. Tra di essi, il 3,7% - 5% è costituito da grassi, mentre il resto rappresenta solidi non grassi. In particolare il lattosio, lo zucchero presente nel latte, rappresenta circa il 5% della sua composizione totale. È importante sottolineare che il lattosio è l’unico zucchero di origine animale: tutti gli altri zuccheri provengono da fonti vegetali.

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Le proteine derivate dal latte sono quelle che costituiscono il più vasto consumo alimentare fin dall’antichità. Le proteine (3,3%) costituiscono un altro elemento fondamentale del latte e si distinguono in caseine e sieroproteine.

Macronutrienti e Micronutrienti del Latte

Il latte vanta notevoli proprietà nutritive grazie alle sostanze che lo compongono. Quali sono e come agiscono? Prima di approfondire è necessario innanzitutto distinguere due categorie:

  • I macronutrienti (carboidrati, proteine, grassi, acqua) sono quelle sostanze alimentari che forniscono la maggior parte dell’energia al nostro organismo.
  • I micronutrienti (vitamine, sali minerali) vengono immessi nell’organismo in minor quantità.

Grassi nel Latte

Il contenuto di lipidi nel latte varia a seconda delle tecniche di allevamento del bestiame e dell’ambiente in cui cresce e vive. In media, costituiscono il 3,5% del latte vaccino, ma generalmente gli animali che vivono in zone fredde producono latte più grasso rispetto a quelli allevati in aree geografiche più calde.

Nel latte sono presenti più di 400 acidi grassi, ma soltanto 20 superano il 90% nella composizione totale. Abbondanti sono gli acidi grassi saturi con dai 4 agli 8 atomi di carbonio, monoinsaturi e polinsaturi con 18 atomi di carbonio. Invece l’acido oleico e linoleico, entrambi insaturi e presenti nel latte, hanno un effetto benefico sull’organismo.

Circa il 97% dei grassi contenuti nel latte è composto da trigliceridi, nei quali predominano gli acidi grassi saturi. Solo una piccola percentuale è invece costituita da grassi polinsaturi. Analisi in vivo e in vitro di questi ultimi hanno evidenziato che la concentrazione di CLA (derivati “coniugati” dell’acido grasso essenziale linoleico) presente negli alimenti è sufficiente ad attivare un’azione protettiva nei confronti della cancerogenesi. L’importanza che i prodotti lattiero-caseari assumono nella nostra dieta risulta dunque ancora più rilevante.

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Carboidrati nel Latte (Lattosio)

Nel latte di vacca è presenta una componente di carboidrati che può variare tra il 3 e il 5% circa, costituita in maniera predominante da lattosio e da tracce di mono e oligosaccaridi. Il lattosio disciolto nel latte è stato trovato in due forme chiamate α e β che possiedono le stesse proprietà nutrizionali. Le due forme possono convertirsi l’una nell’altra e questo equilibrio è fortemente influenzato dalla temperatura.

Lo zucchero del latte, il lattosio, ha una doppia funzione:

  • Aiuta l’assorbimento di calcio e zinco.
  • Partecipa alla fermentazione del latte per la produzione di latti fermentati e yogurt.

L’assorbimento del lattosio da parte dell’organismo è possibile grazie alla reazione di idrolisi (attivata dall’enzima beta-galattosidasi o lattasi) che lo scinde nei due zuccheri che lo costituiscono: galattosio e glucosio. Nelle persone con carenza di lattasi, questa reazione chimica non avviene e provoca quindi problemi di intolleranza al lattosio, con comparsa di dolori addominali e produzione di gas dovuta alla fermentazione da parte della flora batterica nell’intestino.

Una soluzione a questi disturbi è il consumo di latte delattosato, nel quale la quantità di lattosio è ridotta o eliminata tramite specifici enzimi. Anche yogurt e formaggi stagionati possono tranquillamente essere consumati senza controindicazioni: i microrganismi presenti nello yogurt attivano l’idrolisi del lattosio, mentre i formaggi a pasta dura ed extra-dura sono resi più digeribili proprio grazie al loro processo di stagionatura.

Proteine del Latte: Caseine e Sieroproteine

La frazione proteica costituisce in media circa il 3,2% del totale dei nutrienti contenuti nel latte. L’80% sono caseine mentre il 20% sono proteine del siero, beta-lattoglobulina, alfa-lattoalbumina ed enzimi. Tutte le proteine del latte hanno un alto valore biologico.

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Dal punto di vista chimico, le proteine del latte fanno parte di una famiglia eterogenea, che a sua volta presenta diverse varianti genetiche. Si presentano sotto forma di complessi macromolecolari, all’interno dei quali si trovano sali minerali come fosfato di calcio, magnesio e citrato. La caratteristica delle proteine del latte è quella di essere altamente digeribili e ricche di amminoacidi essenziali per l’organismo.

Sono le reazioni chimiche innescate dalla frazione proteica del latte a rendere possibile la produzione di formaggio. Le caseine sono, infatti, le principali responsabili della cagliata: coagulano per acidificazione a pH 4,6 oppure per azione enzimatica con la renina (caglio), portando così alla coprecipitazione, cioè la separazione delle proteine (caseine e sieroproteine) dal latte.

Caseine

Le caseine sono circa l’80% delle proteine totali del latte bovino e si ritrovano principalmente come complessi micellari con fosfato di calcio stabilizzato. Le caseine sono una famiglia eterogenea di proteine costituita principalmente da αs1 , αs2, β e κ- caseine.

Le proteine individuali della caseina sono delle molecole piccole con massa molecolare compresa tra 20-25 kDa, e sequenze aminoacidiche primarie ricche di prolina. La prolina previene la formazione di strutture secondarie nella molecola di caseina (α-elica, foglietti β). Tutte le caseine mostrano un polimorfismo genetico e hanno modificazioni post-traduzionali sia con frazioni di fosforo e/o di carboidrati.

Le caseine sono relativamente idrofobiche e hanno dei cluster di sequenze primarie con un’alta idrofobicità di superficie che contribuiscono ad alcune proprietà funzionali come l’emulsionabilità e la schiumosità.

Sieroproteine

Come dice il nome, le sieroproteine sono le proteine che si trovano nel siero del latte, ovvero nella sua parte acquosa. Nella parte acquosa, il siero, restano principalmente il grosso dell’acqua e del lattosio, una percentuale limitata di grassi, alcuni minerali, e le sieroproteine.

Le due principali proteine del siero sono la beta-lattoglobuliona e alfa-lattoalbumina. La beta-lattoglobulina rappresenta quasi la metà del siero del latte vaccino, mentre scarseggia in quello umano. Ha buone proprietà gelificanti ed emulsionanti. La alfa-lattoalbumina rappresenta il massino del 4% delle proteine del latte vaccino mentre è più abbondante nel latte umano. È una proteina globulare dotata di un certo potere batteriostatico o anticancerogeno.

Le proteine del siero (28% del totale delle proteine) sono anch’esse un gruppo di proteine eterogeneo e polimorfico composto da α-lattalbumina (α-LA, 20%), β-Lattoglobulina (β-Lg, 50%), albumina sierica (BSA, 10%), immunoglobuline (10%) e proteoso peptoni (˂10%). Diversamente dalle caseine, le proteine del siero presentano un livello elevato di strutture secondarie, terziarie e quaternarie e sono delle strutture globulari molto labili al calore. Tutte queste proteine hanno dei legami disolfuro che stabilizzano la loro struttura, per lo più non sono glicosilate e nessuna è fosforilata.

Le proteine principali (α-LA e β-Lg) sono responsabili di proprietà funzionali, quali proprietà schiumogene e di gelificazione, e sono state commercializzate nel concentrato di proteine del siero di latte e in altri prodotti.

Vitamine nel Latte

Il latte contiene vitamine idrosolubili del gruppo B che vengono sintetizzate dalla flora batterica del rumine. La loro quantità rimane costante nella fase acquosa del latte ma può variare a seguito di lavorazione o riscaldamento.

Vitamine idrosolubili presenti nel latte sono la riboflavina (vitamina B2), l’acido pantotenico, i folati e la vitamina B12. Tra le vitamine liposolubili, invece, retinolo e caroteni occupano un posto in prima linea, seguiti da vitamina E e vitamina D. La concentrazione di vitamine liposolubili è più ridotta nel latte scremato o parzialmente scremato.

Sostanze Minerali nel Latte

Re indiscusso dei minerali presenti nel latte è il calcio. Insieme a magnesio, fosfato e citrato contribuisce ad interagire con le proteine per alzare i livelli di biodisponibilità, cioè la capacità di assorbimento intestinale.

Il 99% del calcio presente nel nostro organismo di trova nel tessuto osseo e nei denti. L’assunzione costante di alimenti ricchi di calcio, come latte e formaggi, è importante per prevenire e contrastare il fisiologico degrado del tessuto osseo che si verifica con l’avanzare dell’età.

Altri minerali, come zinco e selenio, stimolano invece le difese immunitarie e contrastano l’invecchiamento.

Utilizzi delle Sieroproteine

Il siero, che nasce quindi come sottoprodotto della produzione di formaggi, ha un ventaglio di destini diversi davanti a sé, tutti di grande interesse.

Può essere infatti acidificato e cotto per dare la ricotta, che quindi, non è un formaggio perché non deriva dalla lavorazione della cagliata iniziale. A tavola, per noi, fa comunque poca differenza: data l’analogia dei profili nutrizionali, nelle nostre abitudini alimentari possiamo tranquillamente continuare a utilizzare la ricotta come parte della famiglia dei formaggi.

Altri utilizzi del siero prevedono invece l’impiego specifico delle sue proteine, basato su alcune loro proprietà sia fisiche che di composizione.

Le proprietà fisiche che rendono le proteine del latte un ingrediente interessante per la preparazione di altri alimenti sono, in particolare, la loro capacità di legare acqua e conferire viscosità, struttura e cremosità ai prodotti che lo necessitano, senza ricorso a ulteriori grassi. Ne sono un esempio le creme spalmabili, i gelati, ma anche salse come la maionese o prodotti soffici e fluidi come il purè.

Le caratteristiche legate invece alla composizione delle sieroproteine si riferiscono alla tipologia degli amminoacidi contenuti e alla proporzione tra di loro.

Le sieroproteine sono infatti proteine complete, che offrono tutti gli amminoacidi essenziali e, tra questi, livelli particolarmente rilevanti dei tre che vanno sotto il nome di amminoacidi ramificati, o BCAA (branched-chain amino acids). Questi sono particolarmente presenti nelle due proteine principali della famiglia, la β-lattoglobulina e la α−lattalbumina, che insieme rappresentano circa i tre quarti di tutte le proteine del siero.

La α−lattalbumina è la proteina maggiormente presente nel latte umano: per questo motivo trova utilizzo come ingrediente, opportunamente purificato, nelle formulazioni di latti per l’infanzia.

In generale, si sente invece parlare spesso di aminoacidi ramificati in riferimento all’attività sportiva, in particolare di quella che prevede un intenso lavoro muscolare. Ciò avviene perché, a differenza degli altri amminoacidi, quelli ramificati possono essere utilizzati direttamente dal muscolo, e il loro utilizzo risulta aumentato proprio in corrispondenza dell’esercizio fisico.

Se le due sieroproteine principali sono legate in particolare all’apporto di BCAA, quelle contenute nella frazione restante presentano altre caratteristiche che le rendono non meno interessanti.

Anche la lattoferrina, ad esempio, è utilizzata come ingrediente nei latti formulati per l’infanzia in quanto anch’essa ben rappresentata nel latte materno.

Peptidi Bioattivi nel Latte

I peptidi bio-attivi si formano per idrolisi della caseina e delle proteine del siero. Le casomorfine (prodotte dall’idrolisi enzimatica in vitro della beta-caseina vaccina) ha evidenziato attività oppioide-simile. Altri peptidi ottenuti dalla caseina sono, invece, attivi come anti ipertensivi e anti trombotici. Sono poi presenti immunopeptidi con capacità immunostimolanti ed infine peptidi fosforilati (caseinofosfopeptidi) caratterizzati da un notevole potere chelante verso il calcio.

Latte e Salute Dentale

Al di là dell’ aspetto nutritivo, ci sono un gran numero di dati e di informazioni che dimostrano il ruolo bioattivo, negli adulti, delle componenti contenute nei latticini, incluso il ruolo preventivo nei confronti delle carie dentali. Più specificatamente, la frazione della caseina e gli idrolizzati sono stati il punto focale dei ricercatori che investigavano sulla prevenzione della cariogenesi.

Lo smalto dei denti è una sostanza polimerica costituita da cristalli di fosfato di calcio incorporati in una matrice proteica. Le carie dentali si sviluppano in seguito ad una demineralizzazione acida (solubilizzazione di calcio e fosforo) dello smalto dentale. La demineralizzazione può avvenire direttamente (consumo di cibi acidi) o indirettamente (a causa dei prodotti di fermentazione di batteri odontopatogeni che crescono sui residui di particelle di cibo deposte tra i denti o che aderiscono alla placca).

Gli obiettivi della ricerca sui peptidi bioattivi contenuti nei prodotti derivati dal latte, si sono concentrati sull’ inibizione della cariogenesi, sui batteri che si formano sulla placca, sull’inibizione della demineralizzazione dello smalto dei denti e sulla sua successiva rimineralizzazione.

Il Caseinofosfopeptide (CPP) e il Glicomacropeptide (GMP) sono stati brevettati come componenti d’uso nei comuni prodotti per l’igiene dentale allo scopo di prevenire le carie dentali. Le ricerche hanno mostrato che CPP e GMP sono degli inibitori della crescita nei confronti del batterio cariogeno Streptococcus Mutans e anche di altre specie.

Inoltre, il CPP forma dei nanocluster con il fosfato di calcio amorfo (AMP) sulla superficie del dente con lo scopo di formare un serbatoio di ioni calcio e fosfato e mantenere uno stato di saturazione eccellente rispetto allo smalto dei denti. Ciò tamponerebbe il pH della placca, e fornirebbe anche ioni per la rimineralizzazione dello smalto dei denti. Le strutture glicosidiche legate al GMP sono importanti per le numerose proprietà bioattive del peptide tra cui l’anti-cariogenicità.

Tabella: Componenti del Latte e Loro Funzioni

Componente Percentuale (circa) Funzione Principale
Acqua 87.5% Idratazione
Grassi 3.7% - 5% Fonte energetica, sapore
Lattosio 5% Energia, assorbimento di calcio e zinco
Proteine 3.3% Costruzione e riparazione tessuti, produzione formaggio
Vitamine Tracce Regolazione funzioni corporee
Minerali (Calcio) Variabile Salute delle ossa e dei denti

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