Nella famiglia dell’integrazione, le proteine sono un importante e cospicuo sottogruppo. Il latte contiene due principali tipi di proteine: le caseine (per l’80%) e il siero (per il restante 20%).
Le Caseine
Le caseine sono una famiglia di proteine che includono αs1-, αs2-, β- e κ-caseina, ognuna con un profilo unico di aminoacidi. Queste proteine sono notevoli per la loro abbondanza di amminoacidi essenziali, fondamentali per la costruzione e il ripristino dei tessuti muscolari. Le caseine sono proteine del latte presenti in tutti gli alimenti a base di latte, di varia provenienza, ma particolarmente presente nei formaggi, da quelli magri a quelli grassi. Esse, infatti, costituiscono circa l’80% delle proteine presenti nel latte di vacca, capra, pecora, bufala, ecc.
Va ricordato che le caseine sono proteine ad altissimo valore biologico. Questa proprietà, condivisa con altre tipologie di proteine (es.: proteine del siero del latte, proteine dell’uovo, …), è associata al loro profilo aminoacidico, cioè agli aminoacidi che esse contengono. In altri termini, il contenuto di amino acidi delle caseine, sia in termini qualitativi che quantitativi, è molto simile a quello delle proteine del nostro organismo.
Le caseine, nonostante abbiano una quota proteica più elevata all’interno del latte, sono quelle che hanno un valore biologico più basso ed un profilo amminoacidico meno completo. Le caseine sono proteine a lento assorbimento, che permettono di ridurre il catabolismo proteico, garantendo però una sintesi proteica lenta e graduale. Sono quindi ottime per limitare gli effetti dei periodi catabolici dovuti al digiuno notturno o al digiuno tra i pasti.
Come si Ottengono le Caseine Pure?
In termini pratici come arriviamo ad ottenere caseine in forma quasi pura? Ripartiamo metaforicamente dal nostro litro latte. Essendo latte intero occorre prima privarlo di tutta la sua materia grassa, ottenere cioè, un latte totalmente scremato. Il processo di scrematura avviene generalmente per centrifugazione che fa aggregare e quindi precipitare le “goccioline” di grasso presenti nel latte.
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il latte viene sottoposto all’azione di agenti acidi. il latte viene sottoposto all’azione del caglio (materia isolata dallo stomaco di ruminanti ad attività proteolitica). il latte viene sottoposto ad un processo di filtrazione differenziale, ovvero ultrafiltrazione e microfiltrazione.
Nei processi 1 e 2, le polveri di caseine ottenute potranno essere di nuovo solubili e/o disperdibili in acqua con l’aggiunta di idrossido di calcio (da qui il nome di caseinati di calcio), ma non sarà possibile riformare una forma micellare.
Caseine: domande frequenti
- La caseina può causare allergie o intolleranze? Le allergie alla caseina sono possibili, ma sono meno comuni delle allergie al lattosio. Alcune persone possono manifestare intolleranza alla caseina, che può causare disturbi gastrointestinali.
- Quali sono gli effetti collaterali nell'assunzione prolungata di caseina? In generale, l'assunzione moderata di caseina non è associata a effetti collaterali significativi per individui sani. Tuttavia, dosi eccessive potrebbero causare problemi gastrointestinali come gonfiore o crampi.
- La caseina è adatta a una dieta vegana o vegetariana? No, la caseina è una proteina derivata dal latte e quindi non è adatta a diete vegane.
- Le proteine della caseina possono essere consumate prima di dormire? Sì, la caseina è spesso consigliata come integrazione prima del riposo notturno grazie al suo rilascio graduale di aminoacidi.
Proteine del Siero del Latte (Whey Protein)
Soffermiamoci ora sulle proteine del siero del latte. Abbiamo detto che il siero è la parte più acquosa del latte. Dopo essere stato separato, attraversa una serie di processi prima di diventare quello che noi conosciamo come whey (o proteine del siero del latte). Le proteine del siero del latte vengono largamente utilizzate per l’incremento della massa muscolare (magra) e della forza. Infatti forniscono i “mattoni” per la crescita muscolare attraverso l’apporto di proteine e amminoacidi.
Le proteine del siero del latte migliorano anche i livelli di zuccheri nel sangue e aumentano l’energia. Il siero del latte stabilizza i livelli di zuccheri, stimola la produzione di insulina e previene rapidi picchi di zuccheri nel sangue. Infine le proteine del siero hanno anche un effetto antiossidante: sono ricche di cisteina. Questo aminoacido è responsabile dell’aumento dei livelli di glutatione, un vero e proprio “anti-aging” cellulare.
Le proteine del siero del latte sono, invece, ad assorbimento veloce: permettono infatti una sintesi proteica maggiore e più veloce rispetto alle caseine. Provocano inoltre l’innalzamento dei livelli di insulina.
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Tipi di Proteine del Siero del Latte
- Proteine concentrate (WPC): Sono le proteine del siero più “basic”, la concentrazione di proteine varia dal 35% all’ 85% a seconda della qualità del filtraggio. Le proteine concentrate hanno un valore biologico più basso rispetto, ad esempio, alle isolate. Nonostante siano le meno pure e contengano livelli relativamente più alti di carboidrati e grassi, hanno il vantaggio di mantenere integra la frazione proteica proprio per via del trattamento meno elaborato di microfiltrazione.
- Proteine isolate: Attraverso una pressione sulla membrana, il siero viene filtrato e separato dagli altri componenti. La microfiltrazione è un processo molto costoso ma in grado di preservare l’integrità delle frazioni proteiche che determinano la qualità della proteina stessa. Tale processo infatti elimina le impurità come lattosio, minerali e grassi, e consente di arrivare a concentrazioni proteiche molto elevate. Le percentuali di lattosio sono bassissime (inferiori all’1%).
- Proteine idrolizzate: Le proteine del siero del latte idrolizzate derivano da un processo chiamato appunto idrolisi (che è quel processo chimico che porta la sostanza, in questo caso la proteina, ad essere scomposta in unità più brevi). La scissione dei legami delle proteine rende più piccola la dimensione delle molecole, dette peptidi (in particolare oligopeptidi), che vengono così digerite ed assorbite più velocemente. Questo trattamento può ridurre problemi di intolleranza digestiva, come gonfiori, malassorbimento, meteorismo.
Caseine e Proteine del Siero del Latte: Velocità di Assorbimento
La principale differenza tra caseina e proteine del siero del latte risiede nella velocità di assorbimento. La caseina è digerita più lentamente rispetto alle proteine del siero del latte.
Proteine del Latte e Qualità: Fattori Determinanti
Il contenuto di proteina e di caseina del latte sono i parametri principali per valutare la qualità, sia a fini tecnologici che nutrizionali. Dalla caseina dipende infatti gran parte del fenomeno della coagulazione del latte nella produzione del formaggio e la proteina è il principale componente nutritivo. La proteina comprende al suo interno la caseina, le sieroproteine (albumine, immunoglobuline e proteoso-peptoni) e le sostanze azotate non proteiche (urea). Come la proteina, anche la caseina viene misurata dalle strumentazioni di laboratorio e mediamente rappresenta il 77% del totale delle proteine (ad esempio per una proteina di 3,5% ci potremmo aspettare un valore di caseina di 2,7%).
Vi sono numerosi fattori che determinano la loro sintesi nel latte: la genetica degli animali, la razione che ricevono e le condizioni ambientali dove sono allevati. In una normale curva di lattazione si riscontra un contenuto di proteina del latte superiore al 4% nella prima settimana dopo il parto (residuo delle caratteristiche del colostro), un calo successivo fino al picco di lattazione, seguito da una graduale crescita con l’aumentare dei giorni di lattazione.
Bisogna fare una distinzione tra quantità di proteina/caseina prodotte dalla mammella (Kg di proteina/caseina totali giornalieri), e percentuali misurate nel latte. La percentuale è legata anche agli altri solidi presenti nel latte (grasso e lattosio) e alla quantità d’acqua. Con l’avanzare dei giorni di lattazione si verifica solitamente un aumento delle percentuali e un calo dei Kg totali di proteina/caseina. Questo dipende dal fatto che la sintesi di lattosio si riduce di più rispetto alla sintesi proteica.
Una corretta ingestione, in particolare dopo il parto, migliora il bilancio energetico delle bovine, consentendogli di non perdere troppo peso (BCS ottimale 3 - 3.25) e permette di migliorare la proteina del latte di 0.2-0.3 punti. Come riferimento si considera una ingestione media di sostanza secca pari al 3.5-4% del peso corporeo: animali di 600 Kg dovrebbero mangiare 21-24 kg di secco (1 kg di fieno contiene mediamente 0.88 kg di sostanza secca e 0.12 di acqua). Ingestioni più basse possono limitare la sintesi proteica del latte.
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In estate il livello di proteina/caseina tende a diminuire significativamente, probabilmente per le condizioni metaboliche che si modificano in relazione allo stress da caldo e al diverso comportamento alimentare delle bovine.
Esiste un rapporto ottimale fra gli amminoacidi per incrementare le produzioni, la qualità latte e migliorare la salute animale. Metionina e Lisina sono i due aminoacidi considerati limitanti per la produzione di latte, per cui sono state determinate delle linee guida per il loro corretto bilanciamento. La lisina dovrebbe rappresentare il 15% della proteina metabolizzabile che arriva all’intestino (proteina metabolizzabile = proteina microbica + proteina della dieta non utilizzata nel rumine), la metionina il 5%. Il rapporto ottimale tra questi due aminoacidi è 3:1.
La nutrizione delle vacche da latte, oggi ha raggiunto un elevato livello di dettaglio, chiarendo molti dei processi biologici che determinano la sintesi e il livello della qualità del latte. L’animale utilizza gli amminoacidi assorbiti dall’intestino, derivati dalla dieta e dalla proteina batterica. Il fattore chiave che determina la quantità di proteina microbica sintetizzata è la quantità di azoto disponibile nel rumine, assieme alla frazione di carboidrati fermentescibili che fungono da fonte di energia per questa sintesi, in particolare l’amido e l’NDF (fibra neutro detersa) fermentescibile.
La proteina microbica ha un altissimo valore, in quanto fornisce dal 50 all’80 % degli amminoacidi necessari: ottimizzarne la produzione aiuta quindi ad aumentare l’efficienza di utilizzazione dell’azoto, permettendo al contempo di tenere sotto controllo il costo della razione. E’ stato dimostrato che l’aggiunta di grassi nella dieta ha un impatto negativo sulla proteina del latte (calo di 0.3 punti percentuali mediamente).
Proteine del Latte e Sport
Le proteine del latte (caseina e proteine del siero di latte) sono tra le più popolarmente usate da atleti e sportivi, per migliorare la resistenza, la formazione e il recupero muscolare. La caseina, che rappresenta circa l’80% delle proteine del latte, è una proteina di lenta digestione, mentre il rimanente 20% (le proteine del siero di latte) sono di veloce digestione e riducono i tempi di recupero muscolare, stimolando la riparazione delle proteine.
In ambito sportivo si è molto discusso sui quantitativi di amino acidi assorbiti dopo assunzione di vari tipi di proteina e sui tempi di assorbimento e comparsa dei medesimi amino acidi nel flusso sanguigno. In questo contesto, le caseine in generale, sono considerate proteine ad assorbimento lento se paragonate alle proteine del siero del latte, alle proteine di soia e alle proteine idrolizzate di varia origine (ivi incluse quelle derivanti da idrolisi di caseine micellari). Se poi confrontiamo caseine micellari e caseinati di calcio, l’assorbimento aminoacidico è più lento nelle micellari.
Vari studi dimostrano che i tempi di comparsa di amino acidi nel flusso ematico dopo assunzione di proteine varia da minuti ad ore. In generale, un rapido aumento di amino acidi nel sangue favorisce un maggiore anabolismo proteico (sintesi di nuove proteine nell’organismo) mentre un aumento più lento e controllato ha un effetto anabolico inferiore ma è più efficace nello stabilizzare/diminuire stati di catabolismo muscolare (distruzione di proteine preesistenti).
Per quanto detto, le caseine, ed in particolare le micellari, possono anche rappresentare un ottimo aiuto nutritivo per coloro che hanno subito traumi osteo/muscolari e che devono recuperare massa magra/muscolare. Questo recupero deve partire da una maggiore disponibilità di amino acidi (assunzione di proteine) per sostenere una aumentata sintesi di proteine del muscolo.
Tabella: Valori Nutrizionali Comparati (per 100g)
| Valore Nutrizionale | Caseine Micellari | Calcio Caseinato | Proteine del Siero del Latte |
|---|---|---|---|
| Valore Energetico (kcal) | 390 | 373 | 372 |
| Proteine (g) | 92,1 | 90,3 | 81 |
| Carboidrati (g) | 0,62 | 0,2 | 6 |
| Grassi (g) | 1,5 | 1 | 1 |
| Sali Minerali (g) | 3.9 | 3.5 | 9 |
| Calcio (mg) | 1380 | 1450 | 2600 |