Kémia | Biokémia » Csapó János - Az aminosavak felosztása táplálkozásbiológiai szempontból

Az aminosavak felosztása táplálkozásbiológiai szempontból – Esszenciális aminosavak - amelyeket a szervezet nem tud szintetizálni - valin, leucin, izoleucin, fenilalanin, triptofán, metionin, treonin, lizin, (hisztidin). – Félig esszenciális aminosavak - amelyeket egy másik esszenciális aminosavból tud előállítani a szervezet - cisztein, (cisztin), tirozin. – Nem esszenciális aminosavak - amelyet a szervezet korlátlanul elő tud állítani - arginin, glicin, alanin, prolin, szerin, aszparagin, glutamin, aszparaginsav, glutaminsav, (hisztidin). 1 Nempoláros, alifás R-csoport (apoláros aminosavak) COOCOO- COO + + H3N C H H3N + H3N C H C H CH H CH3 CH3 CH3 glicin (Gly) alanin (Ala) valin (Val) COO+ H3N C H COO+ H3N C H CH2 H C CH3 CH CH2 CH3 CH3 leucin (Leu) COO+ H2N CH2 C H CH2 CH2 CH3 izoleucin (Ile) prolin (Pro) 2 Poláros, neutrális R-csoport COO+ H3N C H + H3N C H H C OH CH2 OH szerin (Ser) H3N C H +

H3N metionin (Met) H COOC H cisztein (Cys) + H3N COOC H CH2 CH2 C H2N C CH2 CH2 CH2 CH3 H3N SH treonin (Thr) CH2 S + CH3 COO+ COO- COO- C O H2N aszparagin (Asn) O glutamin (Gln) 3 Aromás R-csoport COO+ H3N C H CH2 COO+ H3N C H CH2 COOH3N+ C H CH2 C CH NH OH fenilalanin (Phe) tirozin (Tyr) triptofán (Trp) 4 Pozitív töltésű R-csoport (bázikus aminosavak) COO- + COO+ H3N C H3N C H H COO- CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 NH CH2 C NH3 NH2 + + H3N H CH2 C HC + NH2 arginin (Arg) lizin (Lys) C NH + NH CH hisztidin (His) Negatív töltésű R-csoport (savas aminosavak) COO+ H3N C H CH2 COO- aszparaginsav (Asp) COO- + H3N C H CH2 CH2 COO- glutaminsav (Glu) 5 Az aminosavak ikerionos szerkezete és izoelektromos pontja H3N+ CH2 COOH - H+ + H+ kation sav H3N+ CH2 COO- - H+ H2N CH2 COO- + H+ anion bázis ikerion kettős jellemű Az aminosavak reakciója salétromossavval HOOC CH NH2 +

HO NO R aminosav HOOC CH OH + N2 + H2O R salétromossav hidroxisav 6 Az aminosavak reakciója formaldehiddel R R CH H2C COOH + 3 HCOH O NH2 aminosav formaldehid CH N COOH CH2 + H2O O CH2 karbonsav-származék A cisztein oxidációja CH2 2 HC CH2 SH NH2 COOH cisztein oxidálószer S S CH2 CH2 SO3H perhangyasav HC NH2 COOH cisztin HC NH2 COOH 2 HC NH2 COOH cisztein-szulfonsav 7 A cisztein reakciója fémionokkal CH2 SH H+ NH2 + Ag+ HC CH2 HC COOH S Ag NH2 COOH cisztein-fém-merkaptid A diketopiperazin-kötés kialakulása R H2N COOH R CH COOH CH NH2 R -2H2O HN CH CO OC CH NH R 8 A peptidkötés kialakulása H2N , R R CH COOH + H2N CH R -H2O COOH H2N CH R CO NH COOH CH dipeptid R + H2N CH COOH -H2O R H2N R CH CO NH CH CO R NH CH COOH tripeptid R + H2N CH COOH -H2O R H2N CH CO R NH R R CH CO NH CH CO NH CH COOH tetrapeptid 9 A karnozin, valamint a glutation oxidációja

és redukciója 10 A növényi és állati eredetű fehérjék fogyasztása különböző országokban 110 100 növényi fehérje hús+tojás tej+hal 80 70 60 50 40 30 20 India Sri Lanka Peru Egyiptom Törökország Argentína USA Svájc 0 Új-Zéland 10 Finnország Napi fehérje fogyastás (g) 90 11 A tejfehérje A tejfehérje és a fehérjeellátás Fejlődő országok: a lakosság 20-30%-a hiányosan ellátott fehérjével. Fejlett ipari országok: fehérje túlfogyasztás. Az emberiség éves fehérjeszükséglete: 60–70 millió tonna. Az éves fehérjetermelés: 80–190 millió tonna. Állati fehérje igény: kb. 22 millió tonna 12 Tehén: kevésbé hatékony energiafelhasználás. De! 100 kg fehérjére: 4 ha legelő (tejfehérje) Sertés: 14 ha (izomfehérje) Kívánatos napi fehérjebevitel: 0,9 g testtömegkilogrammonként = 7,2-8,4 g/1MJ (30–35 g/100 kcal) = 60–70 g/fő. Nehéz fizikai munka: több fehérje szükséges. Minimális

fehérjeszükséglet: 50 g/fő/nap. Napi állati eredetű fehérjeszükséglet: 40 g (min. 16 g)/fő/nap Napi fehérjefogyasztás a fejlett országokban: 90–110 g, ebből állati eredetű 37–70 g (55–70%). Fejlődő országokban: 50 g, ebből állati eredetű 5–9 g, (kb. 20%) 13 A fehérje optimális részesedése a szervezet energiaellátásából 15% (10%-nál kevesebb káros a szervezetre.) Fél liter tej: a napi fehérjeellátás 20–25%-a, a napi állati eredetű fehérjeellátás 40–45%-a. Fejlett országokban a tejfehérje 20–30%-a az összes fehérjének, fejlődő országokban 5%. A teljes tej energiatartalmának 22%-a, a fölözött tejének 40%-a fehérjéből származik. 1 g tejfehérje = 15,6 kJ (3,72 kcal). A tej fehérjetartalma Az átlagos fehérjetartalom: 3,4–3,5%. Az összes nitrogén kb. 5%-a NPN (30 mg/100 cm3) Elsősorban a tej karbamidtartalma befolyásolja. 14 Nitráttartalom: 0,3–0,8 mg/100 cm3 (kisebb mint az ivóvízé!). A tehéntej

nitrogéntartalmú komponensei A tej nitrogéntartalmú anyagai Fehérjék 95% Nem fehérje anyagok 5% kazein 78% savófehérjék 16% egyéb fehérjék 1% laktotranszferrin, laktollin, membránfehérjék Aminosavak, polipeptidek Egyéb nitrogén-tartalmú anyagok (ammónia, karbamid, kreatin, húgysav) hőérzékeny savófehérjék 12% albuminok 9% -laktoglobulin 6% hőstabil savófehérjék 4% (proteóz-pepton frakció) globulinok 3% euglobulin -laktoglobulin 2% szérumalbumin 0,5% pszeudoglobulin 15 A kazein komponensei Kazein -kazein 60% -kazein 15% s-kazein 48% s1 kazein s2 kazein -kazein 3% -kazein 12% s3 kazein s4 kazein 16 Laktoferrin: glikoprotein két vasatommal. Proteóz-pepton: 11% szénhidrát-tartalmú. A tejfehérje aminosav-összetétele Viszonylag gazdag esszenciális aminosavakban. (50,9/100 g savófehérje; 41,5 g/100 g kazein) Az egyes frakciók jelentősen eltérhet! esszenciális aminosav-tartalma

17 A tej fehérjefrakciói Fehérjefrakció Variánsok Százalék a tejfehérjében Átlag (%) Szélsőértékek (%) s-kazein -kazein -kazein -kazein Kazein Szérumalbumin -laktoglobulin -laktalbumin Globulinok Proteóz-pepton Savófehérje A, B, C, D A, B A1, A2, A3, B, Bz, (B12) C, D, E A1, A2, A3, B A, B, C, D, Dr A, B, C IgG, IgM, IgA 4 frakció Százalék a kazeinben ill. savófehérjében Átlag (%) Szélsőértékek (%) 43,5 10,7 35–63 8–15 54,2 13,3 48–60 7–21 24,2 19–35 30,1 26–40 2,0 80,3 0,9 9,6 3,7 2,2 3,3 19,7 1–3 76–86 0,5–1,3 7–14 2–5 1–4 2–6 14–24 2,5 100 4,6 48,7 18,8 11,2 16,8 100 2–4 2–8 44–59 17–22 8–17 10–19 18 A tejfehérje, a kazein és a savófehérje aminosav-összetétele Aminosavak Mennyiség (g/100 g fehérje) Összes fehérje Összes kazein Összes savófehérje Triptofán (Trp) Fenilalanin (Phe) Leucin (Leu) Izoleucin (Ile) Treonin (Thr) Metionin (Met) Lizin (Lys) Valin

(Val) 1,4 5,2 10,4 6,4 5,1 2,7 8,3 6,8 1,4 5,1 10,4 5,7 4,6 2,8 8,3 6,8 2,1 3,8 11,1 6,8 8,0 2,4 9,9 6,8 Hisztidin (His) Arginin (Arg) Cisztin (Cys) Prolin (Pro) Alanin (Ala) Aszparaginsav (Asp) Szerin (Ser) Glutaminsav (Glu) Glicin (Gly) Tirozin (Tyr) 2,8 3,7 0,9 10,1 3,5 7,9 5,6 21,8 2,1 5,3 2,9 4,0 0,3 11,2 3,1 7,3 5,8 23,0 2,1 6,0 2,2 3,0 2,4 5,2 5,0 11,3 5,2 19,2 2,2 3,5 19 Az egyes kazeinfrakciók aminosav-összetétele Aminosavak s-kazein Mennyiség (g/100 g fehérje) -kazein -kazein -kazein Trp Phe Leu Ile Thr Met Lys Val 2,0 4,9 8,7 6,1 3,9 2,7 8,9 6,1 0,7 5,6 11,8 5,5 4,9 3,4 6,4 10,1 1,2 5,8 12,1 4,4 4,6 4,0 6,3 10,7 1,2 3,7 6,2 7,5 8,6 1,5 6,4 6,6 His Arg Cys Pro Ala Asp Ser Glu Gly Tyr 2,9 4,0 0,4 8,9 4,2 8,5 7,1 22,5 3,5 7,5 3,1 2,8 0 17,2 2,4 5,0 7,5 22,3 2,5 2,7 3,7 1,8 0 17,8 2,4 4,1 5,7 22,5 1,7 3,5 2,0 3,6 1,2 13,0 8,7 7,9 7,9 18,7 2,1 6,7 20 Az egyes savófehérje-frakciók aminosav-összetétele Aminosavak Mennyiség (g/100 g

fehérje) szérumalbumin -laktoglobulin -laktalbumin összes globulin Trp Phe Leu Ile Thr Met Lys Val 0,7 6,5 12,1 2,7 5,7 0,8 12,6 5,8 2,2 3,5 15,3 6,7 5,4 3,1 11,7 5,9 6,6 4,4 11,6 6,8 5,5 1,0 11,4 4,8 3,0 4,2 10,2 3,8 9,9 1,3 6,5 9,6 His Arg Cys Pro Ala Asp Ser Glu Gly Tyr 3,9 5,8 5,4 4,6 5,9 10,9 4,1 16,1 1,8 5,0 1,7 2,8 2,5 4,6 7,0 11,2 4,5 19,2 1,4 3,8 2,9 1,1 5,9 1,6 2,1 18,6 5,0 12,8 3,7 5,2 2,9 4,1 3,2 9,9 5,0 9,7 7,5 12,7 4,8 6,1 21 -, -kazein gazdagabb esszenciális aminosavakban (48,4 és 49,1 g/100 g), mint az - és -kazein (43,3 és 41,7 g/100 g). -laktoglobulin és az -laktalbumin gazdagok esszenciális aminosavakban (53,8 és 52,1 g/100 g). Az összes természetes eredetű fehérje közül a legnagyobb Trp-tartalmú! Az aminosav-tartalmat befolyásolja az évszak, a hőmérséklet és a fehérjetartalom. Kisebb fehérjetartalom  nagyobb esszenciális aminosavkoncentráció (az esszenciális aminosavak “szinten” maradnak). Az

anyatej fehérjetartalma 1,0–1,2% átlagosan, szélső értékek: 0,8–2,0%. Energiája az összes energia 13%-a (tehén: 20%). 22 Az anyatej összesfehérje- és kazeintartalmának aminosav-összetétele Aminosavak Koncentráció (g/100 g fehérje) Összes fehérje Összes kazein Trp Phe Leu Ile Thr Met Lys Val 2,1 5,0 11,5 6,6 5,2 2,1 7,1 6,8 1,6 4,4 12,3 6,5 4,8 2,4 6,4 6,3 His Arg Cys Pro Ala Asp Ser Glu Gly Tyr 2,6 4,6 1,9 9,8 4,5 9,5 5,8 20,3 3,0 5,4 2,6 3,4 0,8 12,5 3,4 8,6 4,8 23,0 1,7 5,9 23 Szülés után közvetlenül a fehérjetartalom  5%, koraszülés esetén 15–20%, magas zsírtartalommal. Az anya bőséges fehérjetartalmú tej. fehérjeellátása  nagyobb Az anyatej kazeintartalma: 20–30%, savófehérje-tartalom: 70–80%. A kazein–savófehérje arány 0,3:1, tehéntejben = 4:1. Az NPN-frakció aránya igen magas: 25% (szélsőértékek 20– 40%), 50%-a karbamid, nagy a szabad aminosavak koncentrációja, nagy a

szabadtaurin-koncentráció: 30–40 mol/100 cm3, (tehéntejben: 1 mol/100 cm3). NPN-tartalom a kolosztrumban 90, átmeneti tejben 50, a normális tejben 32 mg/100 cm3. Az anyatej kazeinje főként -kazeinből áll, több genetikai 24 variánssal. Legfontosabb fehérje a laktalbumin (15–20%-a az összes fehérjének). -laktoglobulin nincs az anyatejben (hamisítás kimutatása PAGE-val). A laktoferrin koncentrációja (0,1–0,2%), tízszer több mint a tehéntejben (kolosztrum: 0,5%). Az immunglobulinok (10%) fő frakciója az IgA (0,1%), IgG (3 mg/100 cm3), IgM 2 mg/100 cm3. Szérumalbumin (5%), konstans a laktáció folyamán. Egyéb fehérjék: 4 db proteóz-pepton frakció, B12-vitamin-kötő fehérje, 2 mikroglobulin, galaktotermin, kortikoszteroid-kötő globulin, ceruloplazmin, transzferrin. 25 Az anyatej zsír-, laktóz- és fehérjetartalmának változása a laktáció folyamán 7 6 g/100g 5 4 Zsír Laktóz Fehérje 3 2 1 0 20 40 A szülés

után eltelt idő (nap) 60 80 26 Az anya- és tehéntej esszenciálisaminosav-tartalma hasonló (46,4 és 46,3 g/100 g). Az anyatej – a savófehérje nagyobb aránya miatt – több S-tartalmú aminosavat tartalmaz. Cys/Met Phe/Tyr Anyatej 0,7:1 1:1,3 Tehéntej 1:2,7 1:2 Több fehérjefrakció aminosav-összetétele ismert, sőt a -kazein és a transzferrin aminosav-szekvenciáját is meghatározták. A tejfehérje emészthetősége A fehérje emészthetőségének meghatározása: kémiai, biológiai és mikrobiológiai módszerekkel. A gyakorlatban használatos indexek: Biológiai érték (BÉ): 100 g fehérjéből hány g épül be a szervezetbe? Tojásfehérje BÉ = 100. Vonatkoztatási alap 27 Nettó fehérjehasznosulás: NPU Fehérjehatékonysági hányados (PER): Testtömeg- gyarapodás 1 g fehérje elfogyasztása után. A tejfehérje táplálkozási értéke kissé alacsonyabb a tojásfehérjénél. Laktalbumin BÉ > tojásfehérje BÉ. Napi

esszenciálisaminosav-szükséglet kielégíthető: 14,5 g laktalbuminnal, vagy 17,4 g tojásalbuminnal, vagy 28,4 g tejfehérjével. Kazein esszenciálisaminosav-tartalma a legkisebb, de jól kombinálható a többi fehérjével. Kazein PER-száma 2,5–3,2; a laktalbuminé 4, a -laktalbumin: 3,5. 12% savófehérje a patkánytápban egyenértékű 20% kazeinnel. 28 A tejfehérje és egyéb élelmiszerfehérjék táplálkozási értéke Élelmiszerfehérje Teljes tojás Tehéntej Kazein Laktalbumin Marhahús Burgonya Szójafehérje Rizs Búza Bab Biológiai érték 100 91 77 104 80 71 74 59 54 49 PER-érték 3,8 3,1 2,9 3,6 2,9 2,1 2,0 1,5 1,4 NPU-érték 94 82 76 92 73 61 57 41 39 29 A fehérjeminőség egyéb kifejezési módjai Az esszenciális és nem esszenciális AS-k aránya Az esszenciális és nem esszenciális N-k aránya tojásfehérje: 3,22 tejfehérje: 3,20 szójafehérje: 2,58 Az esszenciális AS-index (EAA) tojásfehérje: 100; tejfehérje: 90. Kémiai

érték (Chemical Score) CS: Az esszenciális aminosav-összetételen alapszik. FAO referencia fehérje: 100. Tejfehérje: 81–87, savófehérje: 103–109. Relatív táplálóérték: Patkányokkal: laktalbumin: 100; kazein: 90. 30 Relatívfehérje-érték Laktalbumin: 0,90; kazein: 0,72; bab: 0,33. Nettófehérje-arány (NPR) Tojásfehérje: 5,0; tejfehérje: 4,0; szójafehérje: 2,6. kazein: 3,7 laktalbumin: 4,3 Relatív fehérjehasznosulás (RNU) Referencia fehérje = laktalbumin = 100 RNU, kazein: 87; szójafehérje: 70. A plazma szabadaminosav-, valamint karbamidtartalma. A fehérje emészthetősége állatkísérletekkel meghatározva. sertésekkel: tejfehérje 85%, szójafehérje 57–67%. Mikroorganizmusokkal történő meghatározás. pl. Tetrahimena Piriformis-szal 31 Összefoglaló értékelés a tejfehérjére – Könnyebb emészthetőség és nagyobb esszenciális aminosavösszetétel miatt értékesebb a növényi fehérjéknél. – BÉ-e nagyobb, mint a

húsfehérjéé a kisebb Lys-tartalom ellenére (a húsnál a Lys hozzáférhetősége kisebb). – Ára sokkal kedvezőbb a legtöbb állati- és néhány növényi fehérjénél. Németország: tojás, hal 2–3-szor, húsfehérje 4–6-szor drágább a tejfehérjénél. USA: földimogyoró-, búzalisztfehérje ára több, a szójafehérje ára alig kevesebb, a húsfehérje ára 10-szer több mint a sovány tej fehérjéé. Javasolják az ár indexbe foglalását – A fehérje tökéletes hasznosulása megkívánja az optimális energiaellátást. A tejben rendelkezésre áll! 32 Esszenciálisaminosav-ellátás Az ember számára esszenciális aminosavak: Trp, Phe, Leu, Ile, Thr, Met, Lys, Val. His: félig esszenciális aminosav A Tyr a Phe szükségletet, a Cys a Met szükségletet részben képes fedezni. A tejfehérje limitáló aminosava a Met. Fél liter tej az összes esszenciálisaminosav-szükségletet fedezi (Met és Cys kivételével). Tejfehérje: Az összes

esszenciális aminosavból a megfelelő mennyiséget tartalmazza (még S-tart. is) Tojásfehérje: Met és Cys feleslegben! Savófehérje Trp, Thr, Leu, Lys tartalma > mint a tojásfehérjéé. Az esszenciális aminosavak hasznosulásához nem esszenciális 33 aminosavak is kellenek  a tejfehérjében rendelkezésre állnak. A felnőtt napi átlagos esszenciálisaminosav-igénye, és az annak kielégítéséhez szükséges tej mennyisége Esszenciális aminosav Minimális mennyiség (g) 1 dm3 tej tartalma (g) A kielégítéshez szükséges napi tejmennyiség (dm3) Trp 0,25 0,5 0,5 Phe + Tyr 1,1 3,5 0,3 Leu 1,1 3,4 0,3 Ile 0,7 2,1 0,3 Thr 0,5 1,7 0,3 Met + Cys 1,1 1,2 0,9 Lys 0,8 2,7 0,3 Val 0,8 2,2 0,4 34 Az esszenciális aminosavak mennyisége a vonatkoztatási fehérjében, a tejfehérjében és a tojásfehérjében Esszenciális Koncentráció (g/100g fehérje) aminosav Vonatkoztatási fehérje Teljes tojás fehérje Tejfehérje

Savófehérje Trp 1,0 1,5 1,4 2,1 Phe + Tyr 6,0 10,5 10,5 7,3 Leu 7,0 9,1 10,4 11,1 Ile 4,0 6,7 6,4 6,8 Thr 4,0 5,1 5,1 8,0 Met + Cys 3,5 5,9 3,6 4,8 Lys 5,5 6,9 8,3 9,9 Val 5,0 7,5 6,8 6,8 Szükségtelen a tejfehérje Met kiegészítése. 35 Az élelmiszerek táplálóértékének növelése A tejfehérje felesleges esszenciális aminosav-tartalma jól kiegészíti a növényi eredetű fehérjék esszenciális aminosav-hiányát. Kenyér + tej együtt magasabb BÉ, mint a tejfehérje. Növényi fehérjék CS-ja 85, tejfehérjével együtt 91–92. A kazein is növeli a növényi fehérje BÉ-ét. Ez a fejlődő országokban igen jelentős. Rizs-, kukorica-, köles-, búzafehérje + sovány tejpor vagy savófehérje-koncentrátum = magas BÉ-ű fehérje + kiegyensúlyozott ásványianyag- és vitaminellátás. Optimális arány = 1:1 Tejfehérje + burgonyafehérje 1:1  igen magas BÉ. 36 A különböző fehérjekeverékek

esszenciálisaminosavtartalma és az esszenciálisaminosav-szükséglet 30 Aminosav/testtömeg kg/nap 25 SBF TBF ASS 20 15 10 5 0 1 Leu 2 3 4 5 7 8 Phe+Tyr Lys Val Thr Ile6 Met+Cys Trp SBF = savó : burgonyafehérje arány = 31:69 TBF = tojás : burgonyafehérje arány = 36:64 ASS = Aminosav-szükséglet 37 Tojásfehérje + tejfehérje 75:25 keveréke, BÉ=118,5. 70% laktalbumin + 30% burgonyafehérje; BÉ= 134. A savófehérje növeli a kazein BÉ-ét is. Különösen alkalmas a szójafehérje BÉ-nek növelésére. Savófehérje PER-értéke: 100, Szójafehérje PER-értéke: 41, 1:1 arányú keverékük: 85. De! 10% savófehérje is jelentősen növeli a BÉ-et. A tejfehérje étrendi hatása A tejfehérje igen könnyen emésztődik (kis móltömegű peptidek), emészthetősége 96%. Növényi fehérjéké 78–84% (finom eloszlású koagulátum a gyomorban). 38 A tejfehérje igen előnyös: máj- és epebántalom, túlsúlyosság, cukorbetegség, májcirrózis,

vesebaj, gyomorfekély esetén. Tej és tejtermékfogyasztás segít: a hiperurikémia, a köszvény megelőzésében. (Nem tartalmazza a húgysav prekurzorát, a purint  nincs lerakódás az ízületekben, nincs húgykőképződés.) Kazeinfogyasztás  Nagyobb az ellenálló képesség a bakteriális fertőzéssel szemben. Laktoglobulinból emésztés során antibakteriális anyagok is keletkeznek  gátolják a mikroszervezetek szaporodását. Kazein egyik degradációs terméke az ópiumhoz hasonló tulajdonságú. Többen állították: kazeinfogyasztás növeli a vérszérum koleszterinszintjét – szójafogyasztás csökkenti. Mások állítják: nincs ilyen összefüggés. 39 Tejfehérje a gyermekek táplálásában Teljes tehéntejen történő felnevelés nem okoz egészségügyi problémát  a csecsemő nagy adaptációs készsége miatt. Részlegesen adaptált csecsemőtápszer: zsírmennyiség és típus hasonlít az anyatejhez. Adaptált tej:

tejfehérje-tartalmat csökkentik 1,4–1,8%-ra. Kazein–savófehérje arányt 40:60-ra állítják be csökkentett ásványianyag-tartalmú savófehérjekoncentrátummal, tejcukor-kiegészítés. Teljes adaptáció nem létezik. (Specifikus fehérjék, változó összetétel, természetes változatosság.) 40 Az anyatej- és a tehéntej fehérjeértéke Az anyatej: – nagyobb biológiai értékű (BÉ), – fehérje emészthetősége nagyobb, – nagyobb százalékban abszorbeálódik, – nitrogén retenciója nagyobb, mint a tehéntejé. De! Aminosav-összetételük nagyon hasonlít, NPU-érték közel azonos. Mi okozza a különbséget? – 1 g fehérje  anyatej esetében a legnagyobb testtömeggyarapodás, – speciális biológiai hatás  legkisebb karbamid kiválasztás, – kisebb kazeinmicellák és precipitátumok, lényegesen nagyobb NPN-koncentráció (hatása nem tisztázott),  200 NPN-komponens az anyatejben, tehéntejben kevesebb. – nagy proteóz-pepton

koncentráció  segíti a Laktobacillus 41 bifidus szaporodását. Szója alapú csecsemőtápszer – gyengébb hasznosulás. A hőkezelés javítja a tehéntej koagulációs tulajdonságait. De! A felesleges N-bevitel (1,4–1,9%-nál nagyobb fehérjetartalom) megterheli a csecsemő veséjét. A csecsemőtejek fehérjetartalma Összefüggés a tej fehérje-, Ca- és P-tartalma, valamint a testtömeg megduplázása között. A csecsemő fehérjeszükséglete: 0–6 hónap: 2,2–2,5 g/testtömeg kg, 6–12 hónap: 2,0–2,2 g/testtömeg kg, a napi fehérjebevitel: 12–15 g, Koraszülötteknél: 3,5 g/t.tkg javasolt, 2,5 g/ttkg kevés A koraszülött ezt anyatejből is megkapja, fehérjetartalma (koraszüléskor) 15–20%. mert annak 42 Csecsemőtápszer javasolt fehérjetartalma kereskedelmi forgalomban kapható 1,3–3,7% között. Minimális fehérjemennyiség: 1 g/100 cm3. USA-ban fehérjemennyiség 1,9 g/100 fehérjemennyiség: 4,5 g/100 cm3. cm3, 1,2–1,9%,

maximális A fehérje részesedése az energiából 10%, ha ennél kisebb: csökken a plazma aminosav-tartalma. Kevés fehérjetöbblet nem veszélyes. Túl sok fehérje: veseelégtelenség, enyhén lázas állapot C-vitamin-hiánnyal együtt: tirozinémia. Ha a fehérje az összes energia 20%-a: – nincs fehérjenövekedés, és csak maradék N-növekedés a szérumban. 43 – Megnő a vizelet karbamidszintje. Esszenciálisaminosav-szükséglet Esszenciális aminosavakon kívül fiatal, növekvő szervezetnek szüksége van hisztidinre, újszülötteknek pedig cisztinre. Esszenciálisaminosav-szükséglet folyamán. csökken az első év 2,5 g fehérje/testtömeg kg fedezi az esszenciális aminosavszükségletet (anyatej és tehéntej esetében is). Tápszer esszenciálisaminosav-összetételének anyatejhez történő igazítására ideális a savófehérje-koncentrátum. Anya- és tehéntej laktalbuminja ideális a csecsemő számára. Met : Cys arány a savófehérjében

0,73:1; az anyatejben 0,69:1. Nagyon fontos a taurinkiegészítés. 44 Taurint Met-ból vagy Cys-ből lehet előállítani. Csak a fiatal szervezet számára esszenciális. Legalább két hétig ki kell egészíteni a csecsemőtápszert taurinnal. Az anyatej taurintartalma >> tehéntejé. Taurin növeli taurintartalmát. az enzimaktivitást és a testszövetek Tejfehérje-intolerancia és tejfehérje-allergia Kimutatása nehéz, a bőrteszt nem elegendő. Három kiváltó okra vezethető vissza: – Malabszorpció: bomlás a bélrendszerben másodlagos tünetekkel, – Intolerancia: hiányos enzimműködés  további enzimek blokkolása, – Allergiás reakció a tejfehérjével vagy bomlástermékeivel szemben. 45 A speciális tejfehérje malabszorpció ismeretlen. A tejfehérje intolerancia legismertebb formája a fenilketonurea (PKU). PKU: fenilalanin-hidroxiláz nem tudja a Phe  Tyr-ná alakítani  patológiás bomlástermékek akkumulálódnak 

sejtkárosodás, mentális visszamaradás, központi idegrendszer károsodása. Kiváltó ok: Nagy Phe koncentráció csökkenti az esszenciális aminosavak szállítását, abszorpcióját. Phe  fenol  inhibiálja a Trp metabolizmusát. PKU: 10–15 ezer újszülött közül egy. A betegség kezelése: Speciális Phe-mentes vagy csökkentett Phe-tartalmú diéta. De! Esszenciális aminosavak megfelelő koncentrációban. Tejfehérje a diétában: biztosítja az esszenciális aminosavat és a minimálisan szükséges Phe-szintet. Növekvő Tyr-koncentráció részben képes kompenzálni az 46 alacsony Phe-szintet. Az optimális diéta: kezdetben 55–60 mg, az első három hónapban 45–60 mg, az első év végére 20–30 mg, ezt követően 15–20 mg Phe-nál kevesebbet tartalmaz naponta testtömeg-kilogrammonként. A szérum szabad Phe-koncentrációja egészséges embernél 1–2 mg/100 cm3, PKU étrenden élő beteg embereknél: 5–10 mg/100 cm3. Savófehérje

alkalmazás PKU étrendben igen előnyős, mert: – alacsony a Phe-tartalma, – igen magas az esszenciálisaminosav-tartalma, – minimálisan emeli a szérum Phe-szintjét. A szigorú diétán az agy kifejlődésével (8–10 éves kor után) lehet enyhíteni! 47 A tejfehérje-allergia vagy -túlérzékenység Rendkívül ritka. A népesség 0,5–1%-a, vagy 5000 ember közül egy szenved tőle. Számuk az utóbbi időben jelentősen csökkent Az összes tejfehérje lehet allergén hatású, de fő felelős a laktoglobulin (az anyatejből hiányzik). Az allergiás tünetek megjelenési formája: hányás hasmenés emésztési zavarok ekcéma bronchitisz súlyvesztés anafilaxiás sokk vékonybél nyálkahártya károsodás Anyatej is kiválthat allergiát! Az allergén hatás hőkezeléssel csökkenthető. Denaturálódnak a savófehérjék, az allergia fő okozói. De! A hőkezelés termékei (Maillard-reakció) is lehetnek allergének. 48 Fehérjeallergiában szenvedő

csecsemőknek nem szabad tehéntejet adni. Fehérjeallergia 1–2 éves kor után megszűnik  fokozatosan növelhető a tej- és tejtermékfogyasztás. Van-e kapcsolat az antigén-antitest reakciók és a fehérjével szembeni allergia között? Nincs, mert: – az egészséges szervezet is reagál a toxinokra, mikroorganizmusokra, idegen fehérjékre antitest keletkezése közben. – Nincs különbség az antitestek számában egészséges és allergiás embereknél. – A csecsemők 46–72%-ának vérszéruma tartalmaz tejfehérjével szembeni antitesteket. A tejfehérje hidrolizátum is rendelkezik antigén hatással. Hőkezeléssel csökkenthető. Tojásalbuminnal, húsfehérjével, kecsketej-, szója- és búzafehérjével szembeni antitestek is vannak a 49 vérszérumban. Immunológiai aspektusok Az embernél a passzív immunitás a méhen belüli életben kialakul (főként IgG esetében). Szarvasmarha, juh, kecske, sertés, ló: passzív immunitás születés után a

kolosztrumból (agammaglobulinaemia). Patkány, egér, kutya, macska: mindkét mechanizmus működik. Az anya kolosztruma nagy Ig-koncentrációjú, dominál az IgA. 10–15%-a képes az élet első 24 órájában a vékonybélből felszívódni. Humán kolosztrum fogyasztás  nagyobb vérszérum IgA-szint. Egyéb fehérjék és tehéntej fehérjék nem haladnak át a vékonybél falán. Az anyatej bizonyos immunológiai védettséggel látja el az újszülöttet, sőt antimikrobiális hatása is van. Összetett mechanizmus szerint működik: résztvevői: Ig-k, laktoferrin, lizozim, laktoperoxidáz, laktoperoxidáz-tiocianát 50 rendszer és a vitaminkötő fehérjék. Hatásmechanizmus: – IgA nem emésztődik meg, védik a vékonybél nyálkahártyáját, megakadályozzák idegen fehérjék abszorpcióját. IgA apatogén vagy potenciálisan patogén mikroorganizmusok ellenanyaga. – Laktoferrin megköti a vasat, inhibiálja a vasat nélkülözni nem képes mikroorganizmusok

növekedését. Normál állapotban csak részlegesen telített vassal. Vaskiegészítéskor elveszíti bakteriosztatikus hatását. Ig-k a laktoferrin bakteriosztatikus hatását erősítik. – B12-vitamint kötő fehérje (hiányzik a tehéntejből). Részlegesen telített, a baktériumoktól elvonja a B12vitamint  szaporodás gátlás. – Speciális glikoproteinek  segítik a Laktobacillus bifidus 51 elszaporodását. Tejfehérjék a gyermekélelmezésben Optimális a fehérjeellátás ha: az összes energia 10–15%-át adja, 60–70%-a állati eredetű. A csecsemő napi esszenciálisaminosav-szükséglete és annak kielégítése anyatejjel és tehéntejjel Esszenciális aminosav Követelmény (mg/kg testtömeg) Átlag Szélsőértékek Trp Phe + Tyr Leu Ile Thr Met + Cys Lys Val His 30 160 150 90 60 85 90 85 30 13–40 100–240 76–226 17–126 45–98 75–115 83–131 65–115 16–46 Bevitel (mg/kg testtömeg) Anyatej Tehéntej alapú tápszer 53 260 288 165

130 100 178 170 65 35 263 260 160 128 90 208 170 70 52 Gyerekek és fiatal felnőttek fehérjeszükséglete Kor (év) 1–3 4–6 7–9 10–14 15–18 Fehérjeszükséglet g/testtömeg kg g/nap 2,2 2,0 1,8 1,4–1,5 1,0–1,2 29 38 48 59 67 A 13–14 évesek 15–25%-kal kevesebb fehérjét fogyasztanak az optimálisnál. Folyadékpótlásra a tej a legalkalmasabb (állati eredetű fehérje, Ca, P, B-vitaminok). Hiányos fehérjeellátás  károsodnak az agysejtek  leáll a növekedés (kwashio-kór). Gyógyítani lehet pl. kazein-, illetve tejfogyasztással Tejhiányos helyeken tej és szója keverékét kell használni. 53 Gyermekek és serdülők javasolt esszenciálisaminosavfelvétele Aminosavak Trp Phe +Tyr Leu Ile Thr Met +Cys Lys Val His Javasolt felvétel Gyermek Serdülő g/nap g/nap 0,2 1,1 1,2 0,7 0,7 0,7 1,0 0,8 0,1 0,2 1,6 1,7 1,0 1,0 1,0 1,4 1,0 0,2 Fél liter tej tartalma (g) 0,2 1,8 1,7 1,1 0,9 0,6 1,4 1,1 0,5 54 Tejfehérje az idősek

élelmezésében A lelassult anyagcsere kevesebb energiát, de több fehérjét igényel az izomszövet leépülésének megakadályozására. Nő az esszenciálisaminosav-igény, különösen a Lys-é és a Met-é. Nagy BÉ-ű fehérjefogyasztás megakadályozza anyagcsererendellenességek kialakulását. Optimális fehérjeellátás idős korban 1,2–1,5 g/t.tkg, és az összes energia 13–16%-a származzon a fehérjéből. Hiba: túl sok energia, túl kevés fehérje, Ca, A- és B2-vitamin fogyasztás. A tej kiváló forrása ezen tápanyagoknak Általánosan: nem megfelelő tápanyagellátás  kevés tejfogyasztás. 55 Idősebbek ellenállása a tej és tejtermékekkel szemben: a gyomor savhiánya. Orvoslás: – könnyen emészthető tejtermékek fogyasztása, – a csökkentett zsírtartalmú tej kiegészítése: kazeináttal, fehérje precipitátummal vagy savófehérje-koncentrátummal. A kiegészített tej fehérjetartalma 1–2%-kal is nőhet az emészthetőség

javulása mellett. 56 A tejfehérje genetikai variánsai és azok jelentősége a szarvasmarháknál Történelem: Lindeström–Lang (1925): A kazein heterogenitása. Mellander (1939): Elektroforézis  , , -kazein. Wang-Hippel (1956): s-kazein + -kazein. Keményítőgél és poliakrilamid gélelektroforézis: 20-nál több fehérjefrakció. 1960–1965: A fehérjék genetikai polimorfizmusa Aschafenburg (1961): -kazein  A-, B-, C-kazein. 1986: s-kazein és -kazein polimorfizmusa. 1970: A fehérjefrakciók prímer szerkezetének meghatározása. 1980  s-kazein genetikai variánsai (A,B, C, D), 57 -kazein genetikai variánsai (C, E). Jelölés Pl.   s  s1, s2, s3, s4  s1A, s1B, s1C. De! pl. A1, A2, A3, A4 A tejfehérje frakciók genetikai variánsainak szétválasztása Poliakrilamid-gélelektroforézissel és fókuszálással. – s1B s1C 192. AS Glu 192. AS Gly – s1B

53. AS Thr (foszf) izoelektromos s1D 53. AS Ala 58 - s1A 14-26 szekvencia hiányzik. -kazein genetikai variánsok: 209 aminosav – 6 hely kivételével azonosak. -kazein: a molekula szénhidrát része is eltérő lehet. A savófehérjék polimorfizmusa: -laktalbumin (A, B) -laktalbumin (A, B, C,D, F, G, W) A genetikai variánsok: tejmennyiség, tejösszetétel, tej technológia tulajdonsága kapcsolat. -laktalbumin variánsok: -laktoglobulin és kazein koncentráció. McLean és mtsai. (1984): genetikai variánsok nem befolyásolják a laktációs tej és tejzsírtermelést. 59 -kazein tej szárazanyag: B, A1B, A2 > A1A2 -laktoglobulin tej sz.a: B, AB > A -laktoglobulin szárazanyag: B, AB >A kazein: B, AB >A savófehérje: A > AB, B -lg: A > AB, AC, BC s1-kazein -kazein: A1B, A2B > A1, A1A2, B s1-kazein: A1A2 > B -kazein: B > A2 savófehérje: A1 > -kazein variánsok -kazein -kazein:

B > AB >A s1-kazein: A > AB > A -laktoglobulin: A >AB, B -laktoglobulin: A,AB > B 60 A tejfehérje genetikai variánsok és a tej technológiai tulajdonságai közti kapcsolat -kazein kazein oltóenzim Védőhatás:  Koaguláció (Ca2+ jelenlétében) -kazein citrát-koncentráció: A > B oltós alvadási idő: A > B -kazein B nagyobb zsírtartalmú sajt 105. Phe – 106 Met 2 db szénhidrát tartalmú makropeptid 61 -laktoglobulin kazeinszám: B > AB >A fehérjekitermelés: B > AB >A szárazanyag-tartalom: B > AB >A -kazein hőstabilitás: B > AB >A -laktoglobulin hőstabilitás: B, AB >A pozitív összefüggés max. és természetes hőstabilitás - és -kazein koncentráció negatív összefüggés hőstabilitás -s1-kazein és -laktoglobulin koncentráció hőstabilitás jersey > holstein-fríz 62 A tejfehérje genetikai polimorfizmusa és a fajta kapcsolata

Magyartarka és magyarszürke s1-kazein, -kazein A1, -kazein A2 > mint az összes többi genetikai variáns. -kazein B – igen kis mennyiség -kazein C – magyarszürkéből hiányzik -kazein A > -kazein B magyarszürke (36%) (-kazein C hiányzik). magyartarka (22%) -kazein genetikai variánsok befolyásolják: A tejhozamot: A2A2 > A1A2 > A1A1 A tej zsírtartalmát: A1A1 > A1A2 > A2A2 A tej fehérjetartalmát: B > A 63 A tehéntej kazeinjei és genetikai variánsai Komponens s1-kazein s0-kazein s2-kazein s3-kazein s4-kazein s5-kazein -kazein -kazein -kazein Genetikai variációk s1-A, s1-B, s1-C, s1-D Nem mutatható ki genetikai variáns -A3, -A2, -A1, -B, -C, -D, -E -A1, -A2, -A3, -A4 -A, -B + szénhidrát komponenstől függően 64 A -kazein genetikai variánsainak előfordulási gyakorisága néhány szarvasmarha fajtánál Fajta

Holstein-fríz Guernsey Svájci barna Jersey Ayrshire Összesen Variáns és gyakoriság A A és B B 99 (72) 26 (55) 9 (27) 0 (0) 1 (33) 135 (50) 36 (26) 17 (36) 19 (58) 10 (21) 2 (67) 84 (31) Vizsgált tehenek száma 3 (2) 4 (9) 5 (15) 38 (79) - (0) 50 (19) 138 47 33 48 3 269 egyedszám (%-os összetétel) 65