Sklepy z odżywkami dla sportowców oferują nam wprost niezliczoną ilość najprzeróżniejszych suplementów. Bardzo popularne są wśród nich między innymi odżywki zawierające w swoim składzie białka serwatkowe. Na etykietach tych produktów widnieją liczne sformułowania technologiczne, określające ich jakość oraz sposób otrzymywania.

Na opakowaniach wielu odżywek można spotkać formułkę: „najwyższej jakości izolat – koncentrat białek serwatkowych wyprodukowanych metodą ultra i mikrofiltracji".
Przyznacie, że brzmi to niezwykle tajemniczo, a niewtajemniczonym może sugerować, że ktoś wymyślił jakąś nowoczesna i skomplikowana metodę pozyskiwania białek najwyższej jakość. Spróbuję wyjaśnić Czytelnikom, choć pokrótce, na czym polegają te metody.

W rzeczywistości są one stosowane na skale przemysłowa od ponad 30 lat. Polegają na rozdzielaniu składników znajdujących się w fazie płynnej za pomocą półprzepuszczalnych błon (membran) i oparte są na zjawisku zwanym odwrócona osmozą. Zjawisko osmozy polega na naturalnym i nie wymuszonym przez siły zewnętrzne swobodnym przenikaniu składników z jednego płynnego roztworu przez błonę półprzepuszczalna (membranę) do innego roztworu. Wszystko dzieje się zgodnie z fizyką ciśnień.
Natomiast zjawisko odwróconej osmozy polega na wywarciu ciśnienia z zewnątrz na jeden roztwór i w ten sposób wymuszeniu przejścia określonego składnika przez membranę do innego roztworu. W tym przypadku przejście składnika nie jest swobodne i zachodzi wbrew różnicy ciśnień panujących między dwoma roztworami.

W wyżej wymienionej metodzie ultrafiltracji,- białka serwatkowe są oddzielane od innych składników serwatki pozostałej po produkcji sera, dzięki półprzepuszczalnej błonie, w której są pory (otwory) o określonej wielkości i kształcie.
Pragnę tu nadmienić, że białka są związkami znacznie bardziej złożonymi a zarazem objętościowo większymi niż cukry, tłuszcze, oraz składniki mineralne, – co ma kluczowe znaczenie dla procesu ultrafiltracji.

Wyobraźmy sobie stosując bardzo duże powiększenie, że białka serwatkowe to piłki tenisowe pływające w zbiorniku zawierającym serwatkę, a pozostałe jej składniki są wielkości piłeczek pimpongowych, co ciekawe membrana to sito z otworami o mniejszej średnicy niż piłki tenisowe, lecz większymi niż piłeczki pimpongowe.
Zobaczmy, co z tego wyniknie, gdy na owa serwatkę wywrzemy ciśnienie. Oczywiście, pod jego wpływem piłeczki, pimpongowe zostaną przepchnięte przez sito a pozostaną oddzielone tylko piłki tenisowe. Są to w naszym modelu myślowym białka serwatkowe, które teraz mogą posłużyć do produkcji skondensowanego preparatu wysokobiałkowego. Posłużyłem się tu metafora piłeczek, ale opisywana metoda jest znacznie bardziej precyzyjna i trudna do wyobrażenia, gdyż średnice otworów w błonach wynoszą poniżej 1 mikrometra, co stanowi 1 tysięczną część milimetra, dzięki temu bez problemu oddzielone są znacznie większe białka od mniejszych cukrów prostych i składników mineralnych.

Następujący po procesie ultrafiltracji proces mikrofiltracji pozwala na oddzielenie bardziej szczegółowe, czyli uzyskanych białek serwatkowych od cząsteczek wody i otrzymanie suchej substancji białkowej. Jest to możliwe gdyż w mikrofiltracji średnice otworków w membranie są mniejsze od 1 nanometra – 1 milionowej milimetra, a stosowane ciśnienia wywarte na produkt, od którego ma być oddzielona woda są kilkukrotnie wyższe niż w ultrafiltracji. Należy wyjaśnić, że cząsteczka wody jest jedna z najmniejszych cząsteczek istniejących w świecie chemii, bowiem jest wielokrotnie mniejsza od cząsteczki białka. Dlatego istnieje możliwość oddzielenia wody od białek serwatkowych.
Wydawać by się mogło, ze procesy te nie są skomplikowane, jednakże koszt wykonania niezwykle precyzyjnej i wytrzymałej błony (membrany) ma decydujący wpływ na końcowa cenę w ten sposób pozyskiwanych bialek a tym samym na cenę odżywki zawierającej białka serwatkowe.

Często moi Klienci pytają o różnicę miedzy koncentratem a izolatem białek serwatkowych. Otóż różnica ta wynika ze stopnia oczyszczenia białka. Albowiem koncentrat zawiera około 80% bialek, pozostałe 20% to cukry: laktoza, dodatki smakowe oraz tłuszcz, sole mineralne i woda związana.
(Woda związana jest to minimalna ilość wody zawsze pozostającej w nawet najsuchszym produkcie, jest to woda, której nie da się usunąć nawet w procesie mikrofiltracji). Natomiast Izolat zawiera niemal same białka
(często ok..95%), oprócz nich w odżywce pozostają śladowe ilości tłuszczu, soli mineralnych oraz wody związanej. Izolat, co jest niezwykle istotne nie zawiera laktozy – cukru mlecznego kategorycznie zabronionego dla kulturysty robiącego tzw„rzeźbę”.

Tu warto wspomnieć, że u wielu dorosłych osób nie pijących, na co dzień mleka występuje nietolerancja laktozy, spowodowana brakiem w soku jelitowym enzymu laktazy-, który rozkłada laktozę. Wtedy to nawet jej niewielkie ilości mogą stać przyczyna przykrych objawów w układzie trawiennym.
Niewielka ilość cukrów prostych w izolacie bialek serwatkowych pochodzi z dodatków smakowych, wtedy jednak zawartość białka w odżywce spada do 90-92%. Jeżeli izolat jest bezsmakowy i pretenduje do odżywki o największej jakości -wtedy ilość cukrów powinna wynosić 0%.

Na rynku odżywek, zwłaszcza w ogłoszeniach o sprzedaży wysyłkowej, można natknąć się na odżywki zawierające białka serwatkowe po zadziwiająco niskiej cenie. Na ich etykietach nie znajdziemy jednak żadnej informacji o sposobie pozyskania tych bialek. Przyczyna tego jest bardzo prosta i oczywista.
Białko serwatkowe zostało w nich pozyskane najprawdopodobniej w głównej mierze metoda odparowania wody z serwatki powstałej po produkcji przemysłowej sera. Tak wyprodukowana odzywka zawiera bardzo dużą ilość laktozy, tłuszczu oraz składników mineralnych. Przeznaczona jest jako półprodukt przemysłowy do produkcji różnorodnych wyrobów spożywczych, w żadnym razie nie powinna być reklamowana jako pełnowartościowa odzywka dla sportowców w dodatku w bardzo korzystnej cenie. Pamiętajmy: wysoka jakość ma swoja cenę!

Spośród odżywek wysokobiałkowych możemy tez nabyć odżywki, w których białka są pozyskiwane metodą wymiany jonowej. Jest to metoda rozdzielania bialek znacznie starsza od metody ultra i mikrofiltracji. Wykorzystuje się w niej fakt, że cząsteczki białek posiadają albo dodatni albo ujemny ładunek i w związku z tym w polu elektrycznym poruszają się albo w kierunku anody albo w kierunku katody. Zależnośc ta pozwala na rozdzielenie białek, dzięki której można uzyskać wyselekcjonowany rodzaj białka, które teraz może posłużyć do produkcji skondensowanego preparatu białkowego.

Kolejnym przykładem naszych rozważań są hydrolizaty białkowe, najczęściej występujące pod postacią tabletek, jako tzw aminokwasy. W tradycyjnym przemyśle spożywczym proces hydrolizy białek, czyli rozerwanie wiązań peptydowych (wiązania peptydowe niczym łańcuszki wiążą pojedyncze aminokwasy w cząsteczki białka) polega na działaniu na białka kwasem solnym, (który jest później usuwany). Proces ten zachodzi pod ciśnieniem w wysokich temperaturach w środowisku wodnym, w urządzeniach zwanych hydroliza torami Powyższe zjawisko możemy porównać do oczywiście znacznie wolniej trwającego procesu trawienia białek w naszym układzie trawiennym (w skład soku żołądkowego wykorzystywanego przy trawieniu pokarmu wchodzi kwas solny, z tym, że w naszym układzie trawiennym nie panują aż tak wysokie temperatury oraz ciśnienie, jakie panuje w hydroliza torach – proces trawienia jest znacznie dłuższy i bardziej złożony niż proces hydrolizy na skalę przemysłową).
Natomiast przy produkcji aminokwasów wytwarzanych jako suplementy białkowe na potrzeby sportu, wykorzystuje się tzw hydrolizę enzymatyczna. Jest to proces znacznie kosztowniejszy i bardziej skomplikowany niż zwykła hydroliza kwasowa. W łagodnej hydrolizie enzymatycznej uprzednio pozyskany koncentrat lub izolat białkowy poddaje się działaniu enzymów proteolitycznych (rozkładających białka), które doprowadzają do rozpadu ściśle określonych wiązań peptydowych między aminokwasami. (Przypominam – białka składają się właśnie z powiązanych wiązaniami peptydowymi aminokwasów). Następnie przez wymywanie rozpuszczalnikami organicznymi usuwa się niepożądane aminokwasy i inne nieporzadane mikrosubstancje.
Do w ten sposób zmodyfikowanego hydrolizatu białkowego, posiadającego już wymagany technologicznie skład aminokwasowy, dodaje się estry etylowe aminokwasów pochodzących z innych białek.
Otrzymany hydrolizat, w którym cały czas są zawarte enzymy, przetrzymuje się określony czas w temp. 37*C, co doprowadza do reakcji enzymatycznej – wiązań peptydowych między ściśle określonymi aminokwasami. Powyższa metoda pozwala na otrzymanie idealnie przyswajanego przez organizm sportowca zmodyfikowanego,pochodzącego z różnych źródeł białkowych (białka mleka, jaj, soi) preparatu zawierającego peptydy i wolne aminokwasy.
Przykładem takiego ciekawego połączenia są np. produkty: P. firmy M. oraz A. firmy U. .

Wspomniane zjawisko hydrolizy enzymatycznej można porównać do ściśle przemyślanego rozcinania kilku jednokolorowych sznurów korali, a później stworzeniu według planu nowego dotychczas nieistniejącego wielokolorowego, składającego się z wybranych najładniejszych koralików pochodzących z różnych naszyjników. (Gdzie: koraliki – to aminokwasy, jednokolorowe naszyjniki – to białka).
Proszę teraz zwrócić uwagę na jakże istotna różnicę, między zwykła stosowana w przemyśle spożywczym hydrolizą kwasową, – która doprowadza do rozpadu między aminokwasami jak leci większości wiązań peptydowych, a skomplikowaną i kosztowną hydrolizą enzymatyczną, – w której enzymy działają na ściśle wyznaczone wiązania między wybranymi aminokwasami, jak też potrafią później w określonych warunkach dokonać wymaganego technologicznie
(a niejednokrotnie nie istniejącego w naturze), połączenia miedzy aminokwasami pochodzącymi z tego samego lub z różnych białek.
Co jest bardzo ciekawe powyższe powstawanie zmodyfikowanych peptydów, jest podyktowane faktem, że pewne peptydy, (czyli powiązane ze sobą dwa lub trzy aminokwasy) wchłaniają się naszym układzie trawiennym o wiele szybciej niż pojedyncze aminokwasy?
Przedstawione przeze mnie procesy ukazują również różnicę między wysokobiałkowa odzywką w formie sproszkowanej a aminokwasami w tabletkach. Jak to widać odżywka wysokobiałkowa stanowi jedynie skondensowany wyselekcjonowany rodzaj białek gotowych do spożycia, natomiast aminokwasy, choć miało to miejsce poza naszym układem trawiennym, są białkami już chemicznie wstępnie strawionymi.
Spożywając odżywkę białkową nasz układ trawienny musi dokonać rozbicia
(strawienia) bialek na aminokwasy, na co będzie potrzebował pewna ilość czasu oraz energii, natomiast spożywając wolne aminokwasy i peptydy dostarczamy organizmowi w jak najszybszym czasie aminokwasów, którymi może w zależności od jego potrzeb od zaraz dysponować.

Mam nadzieję, że tym krótkim artykułem, przybliżyłem skomplikowany sposób produkcji większości występujących na rynku odżywek wysokobiałkowych
i podstawowych różnic miedzy nimi.
Autor: Marek Ciołek Warszawa 2006 r.

Rej.709./ WSPOMAGANIE - 14/2913.04.12/ JWIP.PL
Aktualizacja 2013.04.12, godz. 17:30