خواص سلامتی بخش پروتئین ها و سایر ترکیبات آب پنیر

امروزه محصولات بدست‌آمده از آب‌پنیر (سرم شیر) بدلیل دارا بودن ارزش تغذیه‌ای بالا و خصوصیات عملگری (functionality)از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. بررسی‌ها نشان داده که آب‌پنیر حاوی عوامل و ترکیباتی است که با افزایش سطح سلامتی، مانع بروز بیماری‌ها می‌گردند و به همین دلیل استفاده از آب‌پنیر و اجزای آن علاوه بر صنایع غذایی در صنایع دارویی و بهداشتی و همچنین کشاورزی کاربرد وسیع دارد.

آب پنیر منبع بسیار مناسبی برای دسترسی به پروتئین‌های زیست فعال (bioactive)، مواد قندی و معدنی است. 

عمده‌ترین پروتئین‌های آب‌پنیر بتالاکتوگلوبولین و آلفالاکتالبومین است و دیگر پروتئین‌ها مانند پروتئوز پپتون‌ها، پروتئین‌های خون و لاکتوفرین با مقادیر جزیی‌تر در آن یافت می شوند. قابلیت هضم و جذب پروتئین‌های آب‌پنیر در بدن بسیار بالا است و حاوی اغلب اسیدامینه‌های ضروری بدن انسان می‌باشند. 
تقریباً پنجاه درصد کل پروتئین‌های سرم شیر گاو را بتالاکتوگلوبولین تشکیل می‌دهد که به صورت پیوند شده با کلسیم و روی وجود دارد. بتالاکتوگلوبولین دارای اجزای مناسبی برای پیوند به مواد معدنی و ویتامین‌های محلول در چربی بوده و می‌تواند به‌عنوان حامل مناسب برای ترکیبات لیپولیتیکی مانند توکوفرول و ویتامین A در محصولات کم‌چرب مورد استفاده قرار گیرد. 
آلفالاکتالبومین بیست و پنج درصد پروتئین‌های سرم شیر گاو را تشکیل می‌دهد. حدود هفتاد درصد پروتئین‌های شیر انسان شبیه پروتئین آب پنیر است و چهل و یک درصد آن از آلفالاکتالبومین تشکیل شده است. در مجموع آلفالاکتالبومین بیست و هشت درصد کل پروتئین‌های شیر انسان را تشکیل می‌دهد. امروزه برای شبیه‌سازی فرمول شیر خشک نوزاد به شیر مادر و تولید سایر فراورده های پروتئینه بیشتر از آلفالاکتالبومین استفاده می‌شود. آلبومین سرم شیر اغلب به صورت پیوند شده با اسیدهای چرب قرار دارد. ایمونوگلوبولین‌های موجود در آب پنیر نقش ترکیبات ایمنی دهنده را برای نوزادان بازی می کنند. 
لاکتوفرین و لاکتوپراکسیداز دو پروتئین دیگر موجود در آب‌پنیر هستند. لاکتوفرین، گلیکوپروتئینی است که دارای دو اتم آهن در ساختار مولکولی خود است و عمدتاٌ عمل حمل و نقل آهن در بدن را به عهده دارد، نقش مهم این پروتئین در مقابله با عفونت‌های روده‌ای بویژه اشرشیاکلی می‌باشد. جذب این پروتئین از طریق دیواره روده کوچک و بدون تغییر انجام می‌پذیرد. تاثیر توقف‌دهندگی فعالیت باکتری توسط این پروتئین ناشی از توانایی آن در جذب آهن است که در نتیجه مانع از رشد باکتری‌ها می‌شود. لاکتوفرین همچنین از بروز یبوست در نوزادان جلوگیری می‌کند. به همین دلیل در ژاپن ، کره و سایر کشورهای آسیایی در فرمولاسیون شیر خشک نوزادان بکار می‌رود. برای این پروتئین ویژگی های دیگری مانند اثرات آنتی‌اکسیدانی، افزایش ایمنی و اثرات ضد‌سرطانی نیز غائلند.

لاکتوپراکسیداز آنزیمی است که با تجزیه آب اکسیژنه باعث آزاد شدن اکسیژن نوزاد در محیط می‌گردد این عنصر در شیر و محصولات آب‌پنیری دارای خواص ضدباکتریایی است. لاکتوپراکسیداز همچنین به‌عنوان عاملی برای کنترل اسیدیته وpH ماست در مدت زمان نگهداری در دمای یخچالی شناخته شده است. از این‌رو لاکتوپراکسیداز یک نگهدارنده طبیعی محسوب می‌شود. در تولید خمیر دندان از لاکتوپراکسیداز همراه با سایر نگهدارنده‌ها برای جلوگیری از پوسیدگی دندان‌ها استفاده می‌شود.

گلیکوماکروپپتید (GMP) که یک پروتئین گلیکوله شده حاصل از کازئینوماکروپپتید است در آب پنیر شیرین وجود دارد. این پروتئین باعث کاهش اشتها (از طریق تحریک و آزادسازی هورمون پانکراتیک کوله سیستوکینین) شده لذا برای افردای که رژیم غذایی لاغری دارند توصیه شده است از خواص دیگر این پروتئین می توان به تولید رنگدانه در ملانوسیت‌ها و رفتار پری‌‌بیوتیکی (برای کمک به رشد پروبیوتیک ها) اشاره نمود این حالت در افزایش سیستم ایمنی بدن نیز موثر است.

پروتئین‌ها و پپتیدهای زیست فعال آب پنیر

اغلب ترکیبات حاصله از آب‌پنیر از جمله آلفالاکتالبومین، بتالاکتوگلوبولین، آلبومین، ایمونوگلوبولین‌ها، لاکتوفرین و لاکتوپراکسیداز دارای کاربردهای صنعتی فراوانی هستند. بسیاری از این ترکیبات دارای فعالیت حیاتی خاص بوده که به‌لحاظ خواص ضدباکتریایی ارزشمند است و برخی اجزاء، بخصوص ترکیبات حاصل از تجزیه پروتئین‌های شیر مانند کازومورفین‌ها، فسفوپپتیدها و ایمونوپپتیدها در دسته‌بندی پپتیدهای زیست فعال قرار دارند. این پپتیدها در اثر هضم پروتئین‌های آب‌پنیر در روده آزاد شده و ممکن است در تنظیم و ورود مواد مغذی به بدن نقش داشته باشند و یا از طریق فعال‌سازی ترشح هورمون‌ها در متابولیسم مواد غذایی تاثیر بگذارند.

برخی فواید درمانی پروتئین‌های آب‌پنیر را ناشی از تولید پپتیدهای زیست فعال در هنگام فرایند تخمیر می دانند. در یک بررسی که بر روی تاثیر تخمیر بر پروتئین‌های جدا سازی شده شیر صورت گرفت، مشاهده شد که آلفالاکتالبومین از تکثیر سلول‌ها در محیط کشت جلوگیری نموده ولی پپتیدهای حاصل از تخمیر کازئین چنین اثری را نداشتند. کاهش تکثیر سلول‌ها بوسیله این پپتیدهای زیست فعال ممکن است توضیحی برای کاهش بروز سرطان روده بزرگ در اثر مصرف فراورده‌های تخمیری شیر مانند ماست باشد. تحقیقات آزمایشگاهی نشان داده‌اند که پپتیدهای زیست فعال قابلیت استفاده در بیوتکنولوژی و کشاورزی را نیز دارند. استفاده از پپتیدهای زیست فعال در مکمل‌های رشد برای کنترل رشد باکتریایی یا افزایش کیفیت تولیدات بیولوژیک بخشی از این کاربردهاست. امروزه اثرات سلامت‌بخشی آب پنیر و ترکیبات حاصله از آن (پپتیدهای زیست فعال)در سایر زمینه ها مانند تولید توده‌های سلولی، کشت‌های تخمیری، صنایع داروسازی و آرایشی بهداشتی تحت بررسی قرار دارد.

کاهش اشتها

گلیکوماکروپپتید محرک خوبی برای ترشح هورمون کوله سیستوکینین است این هورمون که دارای اثرات کم‌کردن اشتها بوده در دستگاه گوارش وظایف فراوان دیگری مانند تنظیم ورود و جذب غذا ، تخلیه کیسه صفرا ، تنظیم حرکات روده‌ای، تخلیه معده و آزادسازی آنزیم‌های لوزالمعده را بر عهده دارد.

تاثیر بر استخوان سازی

مقادیر بالای مواد معدنی درآب پنیر باعث رشد و تقویت استخوان‌ها می‌گردد، بررسی های اخیر نشان داده که آب پنیر دارای بخش فعال دیگری هست که تکثیر استئوبلاست‌ها (سلول‌های بنیادی تشکیل دهنده استخوان) را تحریک می‌کند. جذب این ترکیبات در روده ها می تواند نقش مهمی را در استخوان سازی داشته باشد.

ارزش تغذیه‌ای و درمانی آب پنیر در رژیم غذایی نوزادان و سالمندان

پروتئین‌های آب‌پنیر در تغذیه نوزادان کاربرد وسیعی را یافته است، به طور مثال از استفاده از پروتئین های هیدرولیزشده آب‌پنیر در فرمول غذای نوزادانی که به پروتئین‌های شیرگاو حساسیت دارند متداول می‌باشد. بررسی‌های جدید نشان داده که در فرایند هضم پروتئین‌های آب پنیر در دستگاه گوارش، یکسری پپتیدهای زیست فعال تشکیل می‌شوند که بر روی ترشح هورمون‌های داخلی مانند هورمون‌های تقویت‌کننده سیستم ایمنی موثرند، همچنین برخی از این مولکول زیست فعال مانند پلی‌پپتیدهایی (pluripotent) که تحت عنوان سیتوکین‌ها دسته بندی می‌شوند دارای اثر محرک بر روی غدد ترشحی درون ریز و بیرون ریز بدن هستند.

استفاده از رژیم غذایی که پروتئین غالب آن از پروتئین‌های آب‌پنیر باشد در نوزادانی که با وزن بسیار پایین متولد شده‌اند خطر بروز اسیدوز متابولیک را کاهش می دهد. تحقیق دیگری نشان داده که جایگزینی ترکیبات هیدرولیز شده پروتئین آب‌پنیر با ترکیبات هیدرولیز شده پروتئین سویا و یا کازئین در غذای نوزادان ( کوچک تر از شش ماه) بروز علائم اسهالی و التهاب روده‌ای را کاهش می دهد.

غالبا افراد سالمند از اختلالات سیستم گوارشی رنج می‌برند. یک بررسی نشان داد استفاده از نوشیدنی تخمیری آب‌پنیر حاوی لاکتوباسیلوس ججونی در افراد ساکن در آسایشگاه سالمندان مشکلات بروز یبوست و دفع را کاهش داده است.

فعال‌سازی سیستم ایمنی

پروتئین‌های آب‌پنیر حاوی مقادیر زیادی اسیدامینه سیستئین می‌باشند که به نظر می‌رسد میزان آن بر روی سنتز ساخت هورمون محرک رشد اثر محدود کننده دارد، فعالیت آنتی اکسیدانی پروتئین‌های آب‌پنیر و تقویت سیستم ایمنی بدن را به این موضوع مرتبط می‌دانند. مطالعات نشان داده که افزایش مقدار پروتئین‌های آب پنیر در رژیم غذایی باعث افزایش پاسخ سیستم ایمنی سلولی- هورمونی بدن می شود

فعالیت آنتی‌اکسیدانی

اثر آنتی‌اکسیدانی و کاهش ترکیبات اکسیده برخی ترکیبات آب پنیر در بدن و تاثیر آن بر سلامتی افراد مشاهده شده است.

اثرات ضد سرطانی

مطالعات اپیدمیولوژیک نشان داده در افرادی که شیر مصرف می‌کنند در مقایسه با کسانی که شیر نمی‌خورند بروز سرطان روده بزرگ کمتراست. وجود کلسیم و ویتامین D بالا در شیر را به عنوان مهم ترین عوامل بازدارنده سرطان روده بزرگ می‌شناسند. برخی مطالعات نشان داده که در تومورهای سینه، پانکراس و کبد ، مصرف کنسانتره پروتئین‌های آب‌پنیر ممکن است از میزان هورمون محرک رشد کاسته و در نتیجه سلول‌های تومور را در برابر شیمی درمانی آسیب پذیرتر سازد. مطالعات اپیدمیولوژیک و آزمایشگاهی بیانگر این موضوع هستند که محصولات لبنی دارای اثر ممانعت‌کنندگی در برابر بروز چندین نوع تومور هستند و اغلب این اثر را به بخش‌های پروتئینی شیر و بخصوص بخش مربوط به پروتئین آب پنیر نسبت می‌دهند.

کلسیم و سایر مواد معدنی آب پنیر

آب پنیر و کنسانتره مواد معدنی حاصل از آن منبع بسیار با کیفیتی از کلسیم، منیزیم و فسفر می‌باشد. به عنوان مثال مقدار کلسیم، منیزیم و فسفر موجود در 100 گرم پودر آب پنیر شیرین تقریباً معادل 796، 176 و 932 میلی گرم و در پودر اسیدی معادل 2054، 199و 1348 میلی گرم می‌باشد. آب‌پنیری که مقدار لاکتوز آن کاهش داده شده منبع خوبی از کلسیم با غلظت بیش از 800 میلی گرم در 100 گرم می‌باشد.

لبنیات منبع بسیار خوبی از لحاظ مواد معدنی قابل دسترس، برای بدن هستند برای مشخص‌نمودن جذب مقدار ماده مغذی موجود در غذا از واژه "دسترسی زیستی" (Bioavailability) استفاده می‌شود. دسترسی زیستی مواد معدنی و ویتامین های شیر بسیار بالا است. اگرچه برخی تحقیقات نشان داده‌اند که شیر و مکمل‌های کلسیم باعث کاهش جذب آهن در بدن می‌شوند اما جذب مقدار زیادی کلسیم تاثیری بر میزان ذخیره آهن بدن ندارد.

کلسیم نه تنها از نظر تامین سلامتی استخوان ها اهمیت دارد بلکه در جلوگیری از بروز بیماری‌هایی مثل فشار خون بالا، مسمومیت حاملگی و سرطان روده بزرگ نقش دارد.

کاهش فشار خون بالا

اگرچه مشخص‌شده که محدودیت میزان مصرف سدیم عامل مهمی در کنترل‌کننده فشار خون بالا است، اما سایر مواد معدنی موجود در رژیم غذایی نیز بر روی فشار خون موثرند به طوری که به نظر می‌رسد کاهش غلظت یون های کلسیم، پتاسیم و منیزیم (بعلت محدودیت مصرف لبنیات و میوه ها و سبزیجات) در خون می‌تواند در مقایسه با بالا بودن غلظت یون سدیم عامل مهمتری برای افزایش فشار خون در افراد مبتلا به پر فشاری خون باشد. تحقیقات اخیر نشان داده که مصرف مواد لبنی باعث کاهش و تنظیم فشار خون می گردد.

پروبیوتیک‌ها و پری‌بیوتیک‌ها

غذاهای تخمیری بخش مهمی از یک رژیم غذایی سالم را تشکیل می‌دهند چرا که به علت وجود پروبیوتیک‌ها در فراهم‌کردن و بهبود تعادل میکروب‌های مفید موجود در روده انسان موثر می‌باشند. پری‌بیوتیک‌ها ترکیباتی هستند که بطور انتخابی رشد و فعالیت یک یا چند گونه‌ از باکتری‌های طبیعی موجود در روده بزرگ را افزایش می‌دهند و در نتیجه باعث ارتقاء سطح سلامتی میزبان می‌گردند. پروبیوتیک‌ها و پری‌بیوتیک‌ها معمولا بصورت همراه با هم استفاده می‌شوند تا اثرات افزاینده (سیمبیوتیک) برهم داشته باشند. علاوه بر محصولات لبنی استفاده از پری‌بیوتیک‌ها در سایر بخش‌ها از جمله محصولات نانوایی نیز کاربرد پیدا کرده است. تعادل فلور میکربی روده بزرگ با کمک پروبیوتیک ها دارای خواص ضد میکروبی، ضد سرطانی همراه با افزایش قدرت سیستم دفاعی بدن بوده و در مواردی به کاهش سطح کلسترول خون نیز کمک می نماید.

مهم‌ترین پروبیوتیک‌های موجود در محصولات لبنی لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکترها هستند که دارای اثرات سلامتی‌بخشی مانند افزایش مقاومت بدن در برابر بیماری‌های عفونی، کاهش دوره اسهال‌های عفونی، متعادل‌سازی فشارخون، کاهش غلظت کلسترول خون، کاهش حساسیت به مواد محرک، افزایش فعالیت لوکوسیت‌های خون، تنظیم سیتوکین ها و کاهش تولید ترکیبات سرطانزا در بدن می‌باشند.

یکی از مهم‌ترین اثرات پروبیوتیک‌های محصولات لبنی تخمیر شده، کاهش لاکتوز شیر برای افراد حساس به لاکتوز می باشد. در نتیجه این افراد می توانند بدون محدودیت از این فراورده‌ها استفاده نمایند. اخیراً مشخص شده که پروبیوتیک‌ها در بهبود عفونت هلیکوباکتر پیلوری نیز نقش دارند و درنتیجه ممکن است اثرات ضد زخم معده و ضد سرطانی داشته باشند.

پری‌بیوتیک‌ها ترکیبات غیر مغذی هستند که فقط بوسیله باکتری‌های بومی روده بزرگ قابل تخمیر می‌باشند از جمله می‌توان به فروکتوالیگوساکاریدها و گالاکتوالیگوساکاریدها اشاره نمود که در سیستم گوارشی انسان غیر قابل هضم بوده و به وسیله بیفیدوباکترها تخمیر می‌شوند. تحقیقات اخیر نشان داده که مصرف چهار گرم فروکتوالیگوساکارید در روز اثر پری‌بیوتیکی مناسبی خواهد داشت. لاکتوز به عنوان قند موجود در شیر و آب پنیر پیش‌ساز مناسبی برای تولید پری‌بیوتیک‌هااست، به‌طور مثال می‌توان با هیدرولیز آنزیمی لاکتوز مقدار متنابهی گالاکتوالیگوساکارید تولید نمود. عموماً کربوهیدرات‌های موجود در آب پنیر از بهترین پری‌بیوتیک‌ها هستند هرچند که خواص پری‌بیوتیکی در برخی از پروتئین‌ها و پپتیدهای آب‌پنیر نیز مشاهده شده است.

بررسی‌ها نشان‌داده‌اند که مناسب‌ترین ترکیب برای فراورده های سلامتی‌بخش، ترکیبی از پروبیوتیک‌ها، پری‌بیوتیک‌ها و ایمونوگلوبولین‌ها هستند که جهت کاهش عفونت‌ها و کمک به درمان بیماریهای مزمن کاربرد دارند.