Az aminosavak felosztása táplálkozásbiológiai szempontból – Esszenciális aminosavak - amelyeket a szervezet nem tud szintetizálni - valin, leucin, izoleucin,

Az előadások a következő témára: "Az aminosavak felosztása táplálkozásbiológiai szempontból – Esszenciális aminosavak - amelyeket a szervezet nem tud szintetizálni - valin, leucin, izoleucin,"— Előadás másolata:

1 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).

2 Nempoláros, alifás R-csoport (apoláros aminosavak)

3 Poláros, neutrális R-csoport

4 Aromás R-csoport

5 Pozitív töltésű R-csoport (bázikus aminosavak) Negatív töltésű R-csoport (savas aminosavak)

6 Az aminosavak ikerionos szerkezete és izoelektromos pontja Az aminosavak reakciója salétromossavval

7 Az aminosavak reakciója formaldehiddel A cisztein oxidációja

8 A cisztein reakciója fémionokkal A diketopiperazin-kötés kialakulása

9 A peptidkötés kialakulása

10 A karnozin, valamint a glutation oxidációja és redukciója

11 A növényi és állati eredetű fehérjék fogyasztása különböző országokban

12 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.

13 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%).

14 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 cm 3 ) Elsősorban a tej karbamidtartalma befolyásolja. Nitráttartalom: 0,3–0,8 mg/100 cm 3 (kisebb mint az ivóvízé!).

15 A tehéntej nitrogéntartalmú komponensei Fehérjék 95% kazein 78% A tej nitrogéntartalmú anyagai savófehérjék 16% Nem fehérje anyagok 5% egyéb fehérjék 1% laktotranszferrin, laktollin, membrán- fehérjék Aminosavak, polipeptidek Egyéb nitrogén-tartalmú anyagok (ammónia, karbamid, kreatin, húgysav…) hőérzékeny savófehérjék 12% globulinok 3% hőstabil savófehérjék 4% (proteóz-pepton frakció) euglobulin albuminok 9%  -laktoglobulin 6%  -laktoglobulin 2% szérumalbumin 0,5% pszeudoglobulin

16 A kazein komponensei Kazein  -kazein 15%  -kazein 60%  -kazein 3%  s 1 kazein  -kazein 12%  s -kazein 48%  s 2 kazein  s 3 kazein  s 4 kazein

17 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 esszenciális aminosav-tartalma jelentősen eltérhet!

18 A tej fehérjefrakciói Fehérjefrakció Variánsok Százalék a tejfehérjében Százalék a kazeinben ill. savófehérjében Átlag (%) Szélsőértékek (%) Átlag (%) Szélsőértékek (%)  s -kazeinA, B, C, D43,535–6354,248–60  -kazeinA, B10,78–1513,37–21  -kazeinA1, A2, A3, B, Bz, (B1 2 )24,219–3530,126–40 C, D, E  -kazeinA1, A2, A3, B2,01–32,52–4 Kazein80,376–86100 Szérumalbumin0,90,5–1,34,62–8  -laktoglobulinA, B, C, D, D r 9,67–1448,744–59  -laktalbuminA, B, C3,72–518,817–22 GlobulinokIgG, IgM, IgA2,21–411,28–17 Proteóz-pepton4 frakció3,32–616,810–19 Savófehérje19,714–24100

19 AminosavakMennyiség (g/100 g fehérje) Összes fehérje Összes kazein Összes savófehérje Triptofán (Trp) 1,41,42,1 Fenilalanin (Phe) 5,25,13,8 Leucin (Leu) 10,410,411,1 Izoleucin (Ile) 6,45,76,8 Treonin (Thr) 5,14,68,0 Metionin (Met) 2,72,82,4 Lizin (Lys) 8,38,39,9 Valin (Val) 6,86,86,8 Hisztidin (His) 2,82,92,2 Arginin (Arg) 3,74,03,0 Cisztin (Cys) 0,90,32,4 Prolin (Pro) 10,111,25,2 Alanin (Ala) 3,53,15,0 Aszparaginsav (Asp) 7,97,311,3 Szerin (Ser) 5,65,85,2 Glutaminsav (Glu) 21,823,019,2 Glicin (Gly) 2,12,12,2 Tirozin (Tyr) 5,36,03,5 A tejfehérje, a kazein és a savófehérje aminosav-összetétele

20 Aminosavak Mennyiség (g/100 g fehérje)  s -kazein  -kazein  -kazein  -kazein Trp2,00,71,21,2 Phe4,95,65,83,7 Leu8,711,812,16,2 Ile6,15,54,47,5 Thr3,94,94,68,6 Met2,73,44,01,5 Lys8,96,46,36,4 Val6,110,110,76,6 His2,93,13,72,0 Arg4,02,81,83,6 Cys0,4001,2 Pro8,917,217,813,0 Ala4,22,42,48,7 Asp8,55,04,17,9 Ser7,17,55,77,9 Glu22,522,322,518,7 Gly3,52,51,72,1 Tyr7,52,73,56,7 Az egyes kazeinfrakciók aminosav-összetétele

21 Aminosavak Mennyiség (g/100 g fehérje) szérumalbumin  -laktoglobulin  -laktalbuminösszes globulin Trp0,72,26,63,0 Phe6,53,54,44,2 Leu12,115,311,610,2 Ile2,76,76,83,8 Thr5,75,45,59,9 Met0,83,11,01,3 Lys12,611,711,46,5 Val5,85,94,89,6 His3,91,72,92,9 Arg5,82,81,14,1 Cys5,42,55,93,2 Pro4,64,61,69,9 Ala5,97,02,15,0 Asp10,911,218,69,7 Ser4,14,55,07,5 Glu16,119,212,812,7 Gly1,81,43,74,8 Tyr5,03,85,26,1 Az egyes savófehérje-frakciók aminosav-összetétele

22  -,  -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 aminosav- koncentráció (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%).

23 Aminosavak Koncentráció (g/100 g fehérje) Összes fehérjeÖsszes kazein Trp2,11,6 Phe5,04,4 Leu11,512,3 Ile6,66,5 Thr5,24,8 Met2,12,4 Lys7,16,4 Val6,86,3 His2,62,6 Arg4,63,4 Cys1,90,8 Pro9,812,5 Ala4,53,4 Asp9,58,6 Ser5,84,8 Glu20,323,0 Gly3,01,7 Tyr5,45,9 Az anyatej összesfehérje- és kazeintartalmának aminosav-összetétele

24 Szülés után közvetlenül a fehérjetartalom  5%, koraszülés esetén 15–20%, magas zsírtartalommal. Az anya bőséges fehérjeellátása  nagyobb fehérjetartalmú tej. 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 cm 3, (tehéntejben: 1  mol/100 cm 3 ). NPN-tartalom a kolosztrumban 90, átmeneti tejben 50, a normális tejben 32 mg/100 cm 3. Az anyatej kazeinje főként  -kazeinből áll, több genetikai variánssal.

25 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 cm 3 ), IgM 2 mg/100 cm 3. Szérumalbumin (5%), konstans a laktáció folyamán. Egyéb fehérjék: 4 db proteóz-pepton frakció, B 12 -vitamin-kötő fehérje,  2 mikroglobulin, galaktotermin, kortikoszteroid-kötő globulin, ceruloplazmin, transzferrin.

26 Az anyatej zsír-, laktóz- és fehérjetartalmának változása a laktáció folyamán

27 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. Anyatej Tehéntej Cys/Met0,7:1 1:2,7 Phe/Tyr 1:1,3 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.

28 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.

29 ÉlelmiszerfehérjeBiológiai érték PER-érték NPU-érték Teljes tojás1003,894 Tehéntej913,182 Kazein772,976 Laktalbumin1043,692 Marhahús802,973 Burgonya71-- Szójafehérje742,161 Rizs592,057 Búza541,541 Bab491,439 A tejfehérje és egyéb élelmiszerfehérjék táplálkozási értéke

30 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.

31 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.

32 Összefoglaló értékelés a tejfehérjére – Könnyebb emészthetőség és nagyobb esszenciális aminosav- összetétel 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!

33 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 aminosavak is kellenek  a tejfehérjében rendelkezésre állnak.

34 EsszenciálisMinimális 1 dm 3 tej A kielégítéshez aminosavmennyiség (g) tartalma (g) szükséges napi tejmennyiség (dm 3 ) Trp 0,250,50,5 Phe + Tyr 1,13,50,3 Leu 1,13,40,3 Ile 0,72,10,3 Thr 0,51,70,3 Met + Cys 1,11,20,9 Lys 0,82,70,3 Val 0,82,20,4 A felnőtt napi átlagos esszenciálisaminosav-igénye, és az annak kielégítéséhez szükséges tej mennyisége

35 Esszenciális Koncentráció (g/100g fehérje) aminosav Vonatkoztatási fehérje Teljes tojás fehérje Tejfehérje Savófehérje Trp1,01,51,42,1 Phe + Tyr6,010,510,57,3 Leu7,09,110,411,1 Ile4,06,76,46,8 Thr4,05,15,18,0 Met + Cys3,55,93,64,8 Lys5,56,98,39,9 Val5,07,56,86,8 Szükségtelen a tejfehérje Met kiegészítése. Az esszenciális aminosavak mennyisége a vonatkoztatási fehérjében, a tejfehérjében és a tojásfehérjében

36 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.

37 A különböző fehérjekeverékek esszenciálisaminosav- tartalma és az esszenciálisaminosav-szükséglet

38 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).

39 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.

40 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 savófehérje- koncentrátummal, tejcukor-kiegészítés. Teljes adaptáció nem létezik. (Specifikus fehérjék, változó összetétel, természetes változatosság.)

41 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 testtömeg- gyarapodás, – 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 bifidus szaporodását.

42 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.t.kg javasolt, 2,5 g/t.t.kg kevés. A koraszülött ezt anyatejből is megkapja, mert annak fehérjetartalma (koraszüléskor) 15–20%.

43 Csecsemőtápszer javasolt fehérjetartalma 1,2–1,9%, kereskedelmi forgalomban kapható 1,3–3,7% között. Minimális fehérjemennyiség: 1 g/100 cm 3. USA-ban fehérjemennyiség 1,9 g/100 cm 3, maximális fehérjemennyiség: 4,5 g/100 cm 3. 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. – Megnő a vizelet karbamidszintje.

44 Esszenciálisaminosav-szükséglet Esszenciális aminosavakon kívül fiatal, növekvő szervezetnek szüksége van hisztidinre, újszülötteknek pedig cisztinre. Esszenciálisaminosav-szükséglet csökken az első év folyamán. 2,5 g fehérje/testtömeg kg fedezi az esszenciális aminosav- szükségletet (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.

45 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 az enzimaktivitást és a testszövetek taurintartalmát. 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. A speciális tejfehérje malabszorpció ismeretlen.

46 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 alacsony Phe-szintet.

47 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 cm 3, PKU étrenden élő beteg embereknél: 5–10 mg/100 cm 3. 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!

48 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: hányáshasmenés emésztési zavarokekcéma bronchitiszsúlyvesztés anafilaxiás sokkvékonybél 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.

49 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 vérszérumban.

50 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 rendszer és a vitaminkötő fehérjék.

51 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. – B 12 -vitamint kötő fehérje (hiányzik a tehéntejből). Részlegesen telített, a baktériumoktól elvonja a B 12 - vitamint  szaporodás gátlás. – Speciális glikoproteinek  segítik a Laktobacillus bifidus elszaporodását.

52 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 Követelmény Bevitel aminosav (mg/kg testtömeg) (mg/kg testtömeg) ÁtlagSzélsőértékek Anyatej Tehéntej alapú tápszer Trp30 13–40 53 35 Phe + Tyr160 100–240 260263 Leu150 76–226 288260 Ile90 17–126 165160 Thr60 45–98 130128 Met + Cys85 75–115 10090 Lys90 83–131 178208 Val85 65–115 170170 His30 16–46 6570

53 Kor (év) Fehérjeszükséglet g/testtömeg kgg/nap 1–32,229 4–62,038 7–91,848 10–141,4–1,559 15–181,0–1,267 Gyerekek és fiatal felnőttek fehérjeszükséglete 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.

54 Aminosavak Javasolt felvétel GyermekSerdülőFél liter tej tartalma g/napg/nap (g) Trp0,20,20,2 Phe +Tyr1,11,61,8 Leu1,21,71,7 Ile0,71,01,1 Thr0,71,00,9 Met +Cys0,71,00,6 Lys1,01,41,4 Val0,81,01,1 His0,10,20,5 Gyermekek és serdülők javasolt esszenciálisaminosav- felvétele

55 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 anyagcsere- rendellenességek kialakulását. Optimális fehérjeellátás idős korban 1,2–1,5 g/t.t.kg, és az összes energia 13–16%-a származzon a fehérjéből. Hiba: túl sok energia, túl kevés fehérje, Ca, A- és B 2 -vitamin fogyasztás. A tej kiváló forrása ezen tápanyagoknak. Általánosan: nem megfelelő tápanyagellátás  kevés tejfogyasztás.

56 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.

57 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),  -kazein genetikai variánsai (C, E).

58 Jelölés Pl.    s   s 1,  s 2,  s 3,  s 4 ….   s 1 A,  s 1 B,  s 1 C…. De! pl.  A 1,  A 2,  A 3,  A 4 A tejfehérje frakciók genetikai variánsainak szétválasztása Poliakrilamid-gélelektroforézissel és izoelektromos fókuszálással. –  s 1 B  s 1 C 192. AS Glu192. AS Gly –  s 1 B  s 1 D 53. AS Thr (foszf.)53. AS Ala

59 -  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, kapcsolat. tej technológia tulajdonsága  -laktalbumin variánsok:  -laktoglobulin és kazein koncentráció. McLean és mtsai. (1984): genetikai variánsok nem befolyásolják a laktációs tej és tejzsírtermelést.

60  -kazein tej szárazanyag: B, A 1 B, A 2 > A 1 A 2  -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  s 1 -kazein  -kazein: A 1 B, A 2 B > A 1, A 1 A 2, B  s 1 -kazein: A 1 A 2 > B  -kazein: B > A 2 savófehérje: A 1 >  -kazein variánsok  -kazein  -kazein: B > AB >A  s 1 -kazein: A > AB > A  -laktoglobulin: A >AB, B  -laktoglobulin: A,AB > B

61 A tejfehérje genetikai variánsok és a tej technológiai tulajdonságai közti kapcsolat Védőhatás:  Koaguláció (Ca 2+ jelenlétében) kazein oltóenzim  - kazein 105. Phe – 106. Met 2 db szénhidrát tartalmú makropeptid  -kazein citrát-koncentráció: A > B oltós alvadási idő: A > B  -kazein B nagyobb zsírtartalmú sajt

62  -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 -  s 1 -kazein és  -laktoglobulin koncentráció hőstabilitás jersey > holstein-fríz

63 A tejfehérje genetikai polimorfizmusa és a fajta kapcsolata Magyartarka és magyarszürke  s 1 -kazein,  -kazein A 1,  -kazein A 2 > mint az összes többi genetikai variáns.  -kazein B – igen kis mennyiség  -kazein C – magyarszürkéből hiányzik  -kazein A >  -kazein B magyarszürke (36%)magyartarka (22%) (  -kazein C hiányzik).  -kazein genetikai variánsok befolyásolják: A tejhozamot: A 2 A 2 > A 1 A 2 > A 1 A 1 A tej zsírtartalmát: A 1 A 1 > A 1 A 2 > A 2 A 2 A tej fehérjetartalmát: B > A

64 A tehéntej kazeinjei és genetikai variánsai KomponensGenetikai variációk  s 1 -kazein  s 1 -A,  s 1 -B,  s 1 -C,  s 1 -D  s 0 -kazein  s 2 -kazein  s 3 -kazeinNem mutatható ki genetikai variáns  s 4 -kazein  s 5 -kazein  -kazein  -A 3,  -A 2,  -A 1,  -B,  -C,  -D,  -E  -kazein  -A 1,  -A 2,  -A 3,  -A 4  -kazein  -A,  -B + szénhidrát komponenstől függően

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