Táplálkozási egészség- és élelmiszeripar

Mini Review 6. évfolyam 6. szám

Emily Greco, 1 Andrew Winquist, 2 Thomas Jacob Lee, 2 Shari Collins, 2 Zach Lebovic, 2 Tara Zerbe Kessinger, 2 Alireza Jahan Mihan 2

Ellenőrizze a Captchát

Sajnáljuk a kellemetlenséget: intézkedéseket teszünk annak érdekében, hogy megakadályozzuk a csaló űrlapok beküldését az extrakciók és az oldalfeltérképezők által. Kérjük, írja be a megfelelő Captcha szót az e-mail azonosító megtekintéséhez.

1 Vincent's Medical Center Southside, USA
2 Táplálkozási és Dietetikai Tanszék, University of North Florida, USA

Levelezés: Alireza Jahan Mihan, Táplálkozási és Dietetikai Tanszék, Brooks Egészségügyi Főiskola, University of North Florida, 1 UNF Dr. BLDG 39, Room 3057A, Jacksonville, Florida, USA, Tel (904) 620-5359, Fax (904) 620- 1942

Beérkezett: 2017. május 30. | Publikálva: 2017. július 27

Idézet: Greco E, Winquist A, Lee TJ és mtsai. A fehérjeforrás szerepe a táplálékbevitel, a jóllakottság, a testsúly és a testösszetétel szabályozásában. J Nutr Health Food Eng. 2017; 6 (6): 186-193 DOI: 10.15406/jnhfe.2017.06.00223

Kulcsszavak: étkezési fehérjék, táplálékfelvétel, étvágy, jóllakottság, testtömeg, testösszetétel

AA, aminosav; BAP, bioaktív peptid; BBB, vér-agy gát; BCAA, elágazó láncú aminosav; BMI, testtömeg-index; CCK, kolecisztokinin; CHO, szénhidrát; DPP-IV, dipeptidil-peptidáz IV; EWH, tojásfehérje-hidrolizátum; GI, gyomor-bél traktus; GLP-1, glukagonszerű peptid; GMP, glikomakropeptid; ICV, intracerebroventrikuláris; IPP, izoleucin-prolin-prolin; kg, kilogramm; m, méter; PYY, YY peptid; VPP, valin-prolin-prolin

Az elhízás és társbetegségei világszerte növekszik. A túlzott kalóriabevitel és a mozgásszegény életmód együtt jár az elhízás etiológiájának fő tényezőivel. Ezért kritikus fontosságú az étvágyat, a jóllakottságot és az ételválasztást befolyásoló tényezők megértése. A táplálékfelvétel szabályozásához kapcsolódó mechanizmusok a gyomor-bél traktus (GI) és az agy területei, különösen a hipotalamusz és az agytörzs, az úgynevezett „bél-agy tengelyek” közötti komplex kölcsönhatások sorozatából erednek. 1 Ez magában foglalja a fő neuro-endokrin szabályozási utakat, amelyek rövid és hosszú távon szabályozzák az élelmiszer-bevitelt. 2 Ennek az integrált megközelítésnek a célja az anyagcsere homeosztázisának fenntartása, valamint a testtömeg és a testösszetétel hosszú távú stabilizálása az energia, valamint a makro- és mikroelemek bevitelének rövid és hosszú távú szabályozásával.

A jóllakottságot szabályozó mechanizmusok rövid és hosszú távú kategóriákba sorolhatók. Több mint 40 hormon befolyásolja a rövid távú táplálékfelvételt az étkezés kezdetének, felmondásának, méretének és gyakoriságának szabályozásával elsősorban a GI-traktus szignáljain keresztül, beleértve a kolecisztokinint (CCK), a glükagonszerű peptidet (GLP-1), az YY peptidet (PYY) és az amilint. a jóllakottság jelei, és a ghrelin is éhségjelként2. Ezenkívül a táplálékfelvételt szabályozó jelek, köztük a leptin és az inzulin, hosszú távú energiafogyasztást befolyásolnak a test jelenlegi energia-raktáraira válaszul zsírlerakódások formájában. Bár ezek a jelek az agy különböző területeit célozzák meg, a hipotalamusz a szabályozás elsődleges helye. 2

A fehérjék jobban elnyomják az ételbevitelt, mint a zsír és a szénhidrát (kalória/kalória). 3 Az alapul szolgáló mechanizmusok azonban változatosak, összetettek és nem egyértelműek. A fehérjék egyedi tulajdonságai, beleértve az aminosavak összetételét és szekvenciáját, az emésztési kinetikát, az emészthetőséget és az aminosav-szekvenciájukban titkosított bioaktív peptideket, potenciális tényezők, amelyek befolyásolják fiziológiás és metabolikus tulajdonságukat 4, valamint meghatározzák azok hatását a táplálékfelvételre, a jóllakottságra és a testtömegre egy adott esetben. forrásfüggő módon.

Élelmiszerforrások, például izom, tej, tojás, növény, impulzus, szója és más olajtermelő növények széles spektrumából sokféle fehérje létezik. A hal, a baromfi és a vörös hús az izomfehérjék fő forrása. Oldékonyságuk alapján 3 csoportra oszthatók: 1- szarkoplazmatikus, mint például mioglobin, 2-miofibrilláris, például miozin és aktin, és végül 3-sztromális fehérje, például kollagén és elasztin. 5 A tejfehérjék a tehéntej 3,5% -át teszik ki. A kazein és a tejsavó a tej két fő fehérje. Ezek a tehéntejfehérje körülbelül 80% -át, illetve 20% -át teszik ki, míg ez az arány megfordul az emberi tejben. A tojásfehérjék hozzájárulnak a teljes tojástartalom 13% -ához. A tojásfehérjék közé tartoznak a tojásfehérje fehérjék, például az albumin és a sárgája. 5 A tojásfehérje jó minőségű fehérje jó forrása; az ovoinhibitor, a tojásfehérje szerin proteináz inhibitora gátolhatja az emésztési enzimet (pl. tripszin és kimotripszin), amely tényező befolyásolhatja a gyomor-bél traktus szabályozó funkcióit, különösen akkor, ha nyers tojásfehérjét fogyasztanak vagy hőkezelés nélkül használnak. 5.

A növényi fehérjék változatosak, megtalálhatók a gabonafélékben, az impulzusokban és a hüvelyesekben. A fehérjetartalom növényenként változó: a gabonafélék és a rizs 8% -ától a búza 12% -áig. A gabonafehérjéknek kétféle típusa van: 1- Metabolikusan aktív fehérjék, például citoplazmatikus fehérjék és 2-tároló fehérjék. A citoplazmatikus proteinek proteázgátló enzimeket tartalmaznak, míg a tárolási fehérjék az albuminokat és a globulinokat - prolaminokat és glutelineket. 5.

Az impulzusfehérjék hüvelyesekből származnak. A hüvelyesek 17-30% fehérjét tartalmaznak. A globulinok, mint például a hüvelyesek és a vicilin, valamint az olyan albuminok, mint az enzimatikus fehérjék, a proteáz-inhibitorok, az amiláz-inhibitorok és a lektinek, az impulzusok fő fehérjéi. A feldolgozatlan impulzusmagok fogyasztása csökkenti a fehérje emészthetőségét az anti-táplálkozási tényezők, például a tripszin és a kimotripszin inhibitorok hatása miatt. 5.

A szójafehérjék olyan szójababból származnak, amelyek magas fehérjetartalommal rendelkeznek (a száraz tömeg 35–40% -a). Körülbelül a szójababfehérjék 90% -a raktárfehérje, főleg β-konglicinin (három alegységet tartalmazó glikoprotein) és glicerin (hexamer fehérje). 5.

Az olajos magvakban a tárolófehérjék alkotják a fehérje legnagyobb hányadát, beleértve a repce vagy repce magjában a krosziferint (12S fehérje), a gyapotmagban a 11S fehérjét, a kukoricában a zeint, a mogyoróban az arachint, a sáfrányban a kárminot, a lenben és a kenderben 12S fehérjét, α-globulin szezámban és helianthin napraforgóban. Az olajos magvak albuminokat, globulinokat és glutelineket tartalmaznak, amelyek biológiai funkcióinak széles spektrumával rendelkeznek. 5.

A fehérjék számos tulajdonsága, beleértve az aminosav-szekvenciát, az emésztési kinetikát, az emészthetőséget és az aminosav-szekvenciájukban titkosított bioaktív peptideket, a fehérjék szerkezetétől és fizikai-kémiai tulajdonságaitól függ. Ezek a tulajdonságok a fehérjék között változatosak, és forrástól függő metabolikus és fiziológiai választ eredményeznek a fehérjékre az abszorpció előtti és utáni fázisokban. A fehérjék emésztési kinetikája a forrástól függ, és megváltoztatható a fizikai-kémiai tulajdonságokban, köztük az izoelektromos pH-ban és méretben mutatkozó különbségek miatt. Az emésztési kinetika befolyásoló tényező a fehérjék mind a táplálékfelvétel szabályozására, mind a fehérjeszintézisre gyakorolt hatásában. 6.

Például a kazeint „lassú” fehérjének, míg a tejsavófehérjét „gyors” fehérjének tekintik. Ez megmagyarázhatja a tejsavófehérje által kiváltott gyors és erős jóllakottsági hatást, szemben a kazein mérsékelt és tartósabb jóllakottságával. 5 Az emésztési kinetikával gyorsabb szójafehérjék fogyasztása az összes tejfehérjéhez képest gyorsabb nitrogén felszívódást eredményezett a GI traktusban. 6 Ráadásul a halfehérjék emésztési sebessége lassabbnak bizonyult, mint a marha- és csirkefehérjéké. Az ételmátrix szintén befolyásolja a fehérjék emésztési sebességét. Az emésztési folyamat végső sebességét minden étkezésnél az élelmiszer-mátrix határozza meg. A zsír és a rost csökkenti a GI átjutási idejét, amely fehérjével együtt fogyasztva befolyásolhatja a fehérjék felszívódásának sebességét. Sőt, az ételek szilárd és folyékony formái eltérően befolyásolják a szabad aminosav (AA) felszívódási sebességét a gyomor-bél traktusban. A szilárd étkezés elfogyasztása után általában lassabb, mint a folyékony étkezés. 5,7 Az emésztési kinetika különbsége nemcsak befolyásolja az abszorpció sebességét, hanem meghatározza a fehérjék utóabszorpciós fiziológiai és metabolikus sorsát is, amelyet a következőkben tárgyaltunk.

A fehérjék emészthetősége befolyásolhatja metabolikus funkcióikat is. A különböző biológiai mechanizmusok révén a fehérje emészthetősége befolyásolhatja a teltségérzetet és az azt követő teljes táplálékfelvételt. 4 Ezenkívül postai étkezés utáni AA-t. A biohasznosulást az emészthetőség mértéke is befolyásolhatja. A feldolgozás szintén kulcsfontosságú tényező, amely potenciálisan megváltoztathatja a fehérjék emészthetőségét. A feldolgozás megváltoztathatja a fehérjék biológiai hozzáférhetőségét és fizikai-kémiai tulajdonságait azáltal, hogy befolyásolja azok oldhatóságát, hőfelelősségét és izoelektromos pH-ját. 8,9 A feldolgozási módszerek (pl. Hőkezelés és fermentáció) kedvezően befolyásolják a fehérjék emészthetőségét azáltal, hogy növelik azok emészthetőségét és a peptid felszabadulást. 10.

Az állati fehérjék emészthetősége nagyobb, mint a növényi fehérjéké, ha természetes formájukban fogyasztják őket. Ezenkívül a fehérje emészthetőségét táplálékellenes tényezők (például tripszin és kimotripszin inhibitorok) csökkenthetik, amelyeket egyes növényi fehérjék, köztük száraz borsó, lencse, bab és csicseriborsó titkosítanak. A táplálékellenes faktorok ezekben a fehérjeforrásokban aktiválódnak, amikor azok feldolgozatlanok. 5 A földimogyoróból származó tripszin-inhibitorok kedvező hatása azonban hím Wistar patkányok táplálékfelvételére és súlykontrolljára. A tripszin-gátlóval való kiegészítés csökkentette a testtömeg-növekedést és az élelmiszer-bevitelt, és megnövelte a CCK-termelést. Hasonlóképpen, a burgonyából származó proteáz-inhibitorok csökkentették a patkányok táplálékfelvételét és testtömegét a keringő CCK növelésével. 12 A nyers tojásfehérje, amelyet hőkezelés nélkül használnak fel egyes élelmiszeripari alkalmazásokhoz, emésztési enzimek, például tripszin és kimotripszin gátlását is eredményezheti, mivel a nyers tojásfehérjében aktív ovoinhibitor található. A tripszin és a kimotripszin gátlása megváltoztatja a GI funkciót, és végül csökkenti a fehérjék emészthetőségét és biohasznosulását. 13.

A laktoferrin, a tejsavófehérjéből és annak laktoferricin-részrészéből származó BAP antibakteriális tulajdonságokat mutat a gram-negatív és pozitív baktériumok, gombák (pl. Candida) és protozoonok (például Toxoplasma gondii) széles skálájával szemben. 21,22 A mikrobiota összetételére gyakorolt BAP-ok hatását szintén tanulmányozták: A tojásfehérje-hidrolizátum (EWH) patkányok kiegészítéseként megváltoztatta a mikrobiota összetételét. 23

A szerzők szerint az EWH elhízásellenes tulajdonságai annak tulajdoníthatók, hogy csökkenti a mikrobiota rövid láncú zsírsavtermelését, és a mikrobiota összetételének változásai általában hasonlóbbak voltak a sovány patkányokban megfigyelt mikrobiota összetételéhez. Még mindig nem világos, hogy a BAP-ok táplálékbevitelre és jóllakottságra gyakorolt hatása az elő-abszorpciós szakaszra korlátozódik-e, vagy túlélhetik-e a GI traktus hidrolízisének folyamatát, és épen felszívódnak, és fiziológiailag aktívak maradnak-e az utóabszorpciós szakaszban. Számos tanulmány arról számolt be, hogy a gamma-globulinok és más tejfehérjék épen felszívódhatnak az emlősök belében 24, míg néhány más tanulmány a BAP-k korlátozott biohasznosulását sugallta utóabszorpciós szakaszban. 25 BAP-t, például valin-prolin-prolint (VPP) és izoleucin-prolin-prolint (IPP) találtak épnek a plazmában az emberben. 26.

Azt a tényt, hogy a fehérjék forrásfüggő módon befolyásolják a táplálékfelvételt és a jóllakottságot, mind állatok, mind emberek körében kiterjedten kutatták. Számos mechanizmust javasoltak a fehérjék által kiváltott jóllakottság hatásának magyarázatára: „Az aminosav elmélet” azt sugallja, hogy a fehérjék jóllakottsága a fehérjefogyasztást követő megnövekedett aminosavszintnek köszönhető. 27 Az a tény azonban, hogy a fehérjék által az étkezés közben és közvetlenül utána kiváltott gyors jóllakottság nem egyszerűen magyarázható a plazma aminosavkoncentrációra gyakorolt hatásukkal, mivel ez később étkezés után következik be. Ezért a plazma aminosavak koncentrációjának növekedése az abszorpció utáni fázisban kombinálva a jóllakottsági jelek szekrécióját stimuláló hatásával, beleértve a CCK-t és a GLP-1-et, potenciális mechanizmus lehet a fehérjék jóllakottságára adott válaszra. 28.

A fehérjék utóabszorpciós metabolikus és fiziológiai sorsát a fehérjék különféle jellemzőinek szinergetikus hatása határozza meg, ideértve az emészthetőséget, a biohasznosulást, az emésztési kinetikát, az aminosav-összetételt és az aminosav-összetételükben titkosított bioaktív peptideket is. Az egyes étkezési fehérjék szisztematikusan tisztázzák a különféle katabolikus és anabolikus aktivitásokat, különösen a májban és az agyban. Az aminosavkoncentrációk forrásfüggő módon befolyásolják az idegi aktivitást, ami az emésztési és felszívódási kinetikájuk különbségének tulajdonítható. 5 A kazein és a tejsavó emésztési kinetikájának különbsége, mivel lassú és gyors fehérjéknek minősülnek, szintén befolyásolja az étkezés után keringő plazma aminosav koncentrációt. A látott gyomorürítési sebességgel összhangban a tejsavófehérje a bevételt követően megnövekedett emelkedési sebességet és a plazma aminosavszint csúcsértékét eredményezi. A tejsavófehérje bevitele étkezés utáni nagyobb aminoacidémiát eredményez, mint a kazein, magasabb fehérjeszintézist eredményezett. Másrészt a kazein nagyobb mértékben csökkenti a fehérje lebomlását a tejsavófehérjéhez képest. 45

Egyre nagyobb felismerés, hogy a gyomor-bél traktus rengeteg peptidhormont tartalmaz, amelyek hozzájárulnak az ételbevitel szabályozásához. 30 A CCK, mint az egyik első felfedezett hormon, jelentős tanulmányt kapott. Újabban a GLP-1, PYY, amilin és ghrelin is célzott az elhízás elleni szerek kifejlesztésében. 28 Ennek az állításnak az alátámasztása azt a megfigyelést foglalja magában, hogy a táplálékfogyasztás elnyomása a fehérje bevétele után kölcsönhatásba lép az emésztésből származó peptidek és a vékonybélben lévő jóllakottsági hormonok receptorainak aktiválása között. A kazein és a szója emésztéséből származó peptidek elnyomják a táplálékfelvételt részben a bélben jelen lévő CCK-1, illetve opioid receptorokon keresztül. 28.

Egyre több bizonyíték utal arra, hogy az anyai étrendben lévő fehérjeforrás szintén befolyásolhatja az utódok táplálékfelvételét szabályozó rendszerek fejlődését. Egy tanulmányban a szójafehérje-étrenddel táplált patkánygátak által született utódok táplálékfelvétele magasabb volt, mint azoknál, akiket terhesség és szoptatás alatt kazein alapú étrendet fogyasztottak. Ezenkívül a szójafehérje-alapú étrendet tápláló gátak által született utódoknak nagyobb volt a testsúlyuk, és a metabolikus szindróma néhány jellemzője is kialakult bennük, beleértve a magasabb vérnyomást és a glükóz-intoleranciát, ami arra utal, hogy a szabályozó rendszerek méhen belüli programozásában a forrásoktól függő fehérjék következtek be módon. A CCK-1, de nem a perifériás opioid receptorok közvetítő szerepét az utódok fehérjéinek jóllakottságában az anyai étrend fehérjeforrása is befolyásolta. 4

Nyilvánvaló, hogy a fehérjék hatása az étel bevitelére dózisfüggő. 65 A fehérjetartalom és az étrend fehérjeforrásának interaktív hatásait is megvizsgálták. Egyetlen vak vizsgálatban szója, kazein és tejsavó alapú pudingokat hasonlítottak össze, hogy meghatározzák a rövid távú táplálékfelvétel szabályozásának különbségeit. Az alanyok 30 egészséges férfi és nő voltak, 18-40 évesek, a BMI 22-30 volt. Az alany standard kazein-, szója- vagy tejsavófehérjét kapott, 10/55/35 (normál) vagy 25/55/20 magas fehérje/szénhidrát/zsír tartalommal, véletlenszerű, egyszeres kivitelben. Az ebédet 180 perccel később ad libitum adták. A savónak erősebb a telítő hatása a szójához vagy a kazeinhez képest. Amikor az étrend fehérjetartalma az összes kalória 10% -a volt, a tejsavó jobban csökkentette az éhséget, mint a kazein vagy a szója. Amikor a fehérjetartalom az összes kalória 25% -a volt, nem voltak különbségek az étvágy besorolásában. E tanulmány eredményei azt sugallják, hogy a gyorsan emészthető fehérjéknek nagyobb a jóllakottsága, mint a fehérjék lassabb emésztésének alacsonyabb koncentrációban (10%), de nincs nagyobb különbség a fehérjék jóllakottsági hatásai között, ha nagyobb dózisban adják őket (25%). 66

A táplálék fehérjetartalmának és fehérjeforrásának a testtömeg és a testösszetétel szabályozására gyakorolt hatása jól tanulmányozott. 69‒72 A magas fehérjetartalmú étrend a súlycsökkentő programok többségének kulcsfontosságú eleme volt. Elnyomják az ételbevitelt, következésképpen csökkentik a kalóriabevitelt, miközben támogatják a sovány testtömeget a fehérjeszintézis stimulálásával. A fehérjék különböző mechanizmusokon keresztül befolyásolják a testtömeget és a testösszetételt, beleértve a termogén hatásukat, az élelmiszer-bevitelre gyakorolt hatásukat és a fehérjeszintézisre gyakorolt hatásukat.

A fehérjék rendelkeznek a legerősebb jóllakási hatással a makrotápanyagok között. Ez a hatás egyszerre dózis- és forrásfüggő. A fehérjék különféle jellemzői, köztük az emészthetőség, az emésztési kinetika, az aminosav-összetétel és a szekvencia, a fehérje struktúrákban titkosított bioaktív peptidek és a fehérjékhez konjugált nem fehérje bioaktív komponensek is potenciális tényezők, amelyek meghatározzák az egyes fehérjék fiziológiai és metabolikus szerepét. Ezek a tulajdonságok kulcsfontosságú szerepet játszanak a fehérjék jóllakottságra, táplálékfelvételre, testtömegre és testösszetételre gyakorolt hatásában is. Az alapul szolgáló mechanizmusok azonban összetettek és még mindig nem egyértelműek. Ez a bonyolultság különféle tényezőkből származik, beleértve az egyes fehérjék fizikai-kémiai jellemzőivel, a feldolgozási módszerekkel és az élelmiszer-mátrixokkal kapcsolatos tényezőket is.

A jelenlegi szakirodalom alátámasztja azt a véleményt, hogy a fehérjék táplálékfelvételre és étvágyra gyakorolt hatása forrásfüggő. Ez rávilágíthat a fehérjék jellemzőinek lehetséges szerepére, beleértve az aminosav-összetételt és a szerkezettel kapcsolatos jellemzőket, például az emészthetőséget, az emésztési kinetikát, a BAP-okat és az egyes fehérjékhez egyedi fehérjékkel konjugált nem fehérje-bioaktív komponenseket.