Copyright 2016 - Custom text here

Józef Krzyżewski  Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk w Jastrzębcu

 

Mleko stanowi cenne źródło bioaktywnych składników o właściwościach prozdrowotnych. Dotyczy to m.in. białka, bioaktywnych peptydów, aminokwasów, witamin, enzymów, nienasyconych kwasów tłuszczowych, CLA i koenzymu Q10.

 

 

Do niedawna panował jeszcze pogląd, że mleko i produkty z niego otrzymywane odgrywają znaczącą rolę w żywieniu człowieka ze względu na zawartość podstawowych składników pokarmowych, przede wszystkim tłuszczu i białka. Mleko jako produkt spożywczy może być zaliczane do żywności funkcjonalnej. Zgodnie z definicją, żywność może być uznana za funkcjonalną, jeśli posiada udowodniony z medycznego punktu widzenia korzystny wpływ co najmniej na jedną funkcję organizmu (nie licząc efektu odżywczego), przejawiający się w poprawie stanu zdrowia oraz samopoczucia i/lub zmniejszenia ryzyka występowania chorób.


Substancje występujące we frakcji tłuszczowej mleka
Składniki funkcjonalne występują zarówno we frakcji tłuszczowej mleka, jak i we frakcji białkowej, jednakże we frakcji tłuszczowej jest ich znacznie więcej. Tłuszcz mleka nie jest substancją jednorodną, występują w nim różne frakcje związków chemicznych, różniące się budową i właściwościami. Oprócz tego we frakcji tłuszczowej występują prowitaminy i witaminy, charakteryzujące się dużą aktywnością biologiczną. Podstawowym składnikiem tłuszczu są kwasy tłuszczowe; do chwili obecnej zidentyfikowano ich ponad 400. Największą aktywnością biologiczną charakteryzują się 4 główne frakcje tłuszczu, tj. monoacyloglicerole, fosfolipidy, sfingomieliny i nienasycone kwasy tłuszczowe.

■ Monoacyloglicerole
Są to tłuszcze proste, które posiadają zdolność niszczenia bakterii, wirusów, grzybów i pierwotniaków.

■ Fosfolipidy
Są to tłuszcze złożone. Występują głównie w otoczkach kuleczek tłuszczowych. Posiadają właściwości przeciwutleniaczy, a więc chronią komórki organizmu przed zniszczeniem przez tzw. wolne rodniki o właściwościach utleniających, których duża ilość powstaje w organizmie w wyniku przemiany materii. Fosfolipidy są również niezastąpionym składnikiem błon komórkowych.

■ Sfingomieliny
Wchodzą w skład otoczki włókien nerwowych białej substancji mózgu, dzięki temu mają ogromny wpływ na rozwój umysłowy. Występują także w tłuszczu wątroby, śledziony i nerek. Działają hamująco na rozwój nowotworów jelita grubego.

■ Nienasycone kwasy tłuszczowe
Są największą grupą substancji biologicznie aktywnych, znajdujących się w tłuszczu mleka. Ze względu na ich właściwości i pełnione funkcje zalicza się je do dwóch rodzin: n-6 i n-3. Ważny jest wzajemny stosunek ilościowy tych kwasów, który powinien mieścić się w przedziale 4-10:1; w mleku wzajemny stosunek tych kwasów jest optymalny, wynosi bowiem 3,5:1. Niektóre spośród tych kwasów nie są syntetyzowane w organizmach zwierzęcych, muszą więc być dostarczane w diecie. Są one niezbędne, zwłaszcza w żywieniu noworodków i niemowląt w pierwszych miesiącach życia. Pełnią różnorodne funkcje, m. in. wpływają na prawidłowy rozwój układu nerwowego i siatkówki oka, przeciwdziałają rozwojowi miażdżycy i chorobie wieńcowej serca poprzez obniżanie zawartości niepożądanego cholesterolu (LDL). Kwasy tłuszczowe wielonienasycone (PUFA) obniżają poziom cholesterolu i tłuszczu we krwi, obniżają ciśnienie krwi, przeciwdziałają powstawaniu zakrzepów przyściennych w naczyniach krwionośnych, dzięki czemu poprawiają pracę serca poprzez jego lepsze ukrwienie. W tłuszczu mlekowym najwięcej jest kwasu oleinowego (ok. 25% w całkowitej puli wszystkich kwasów). Jego oddziaływanie na organizm człowieka jest niezwykle ważne, ponieważ obniża poziom niepożądanego cholesterolu oraz jest istotnym czynnikiem wzrostowym. W grupie fosfolipidów najważniejszym bioaktywnym komponentem jest kwas arachidonowy, z którego powstają różne hormony, regulujące m. in. wydzielanie soku żołądkowego, ciśnienie krwi itp.


Witaminy w tłuszczu mleka
Źródłem składników bioaktywnych w tłuszczu mleka są również witaminy: A, D, E, K oraz β-karoten. Zapobiegają one utlenianiu tłuszczu mleka (jełczeniu). β-karoten przejawia ponadto działanie antynowotworowe, odgrywa bardzo ważną rolę w procesach rozrodczych. Jest on prowitaminą witaminy A; z jednej cząsteczki
β-karotenu powstają dwie cząsteczki witaminy A. Witamina A odgrywa ważną rolę w procesie widzenia, wzrostu i rozwoju, różnicowania komórek układu nerwowego i kośćca oraz w procesach rozrodczych. Witamina E jako silny przeciwutleniacz chroni błony komórkowe przez zniszczeniem, bierze udział w procesach krzepnięcia krwi, odporności organizmu na infekcje, rozrodu oraz działa przeciwnowotworowo. Zdolności antyoksydacyjne posiadają również fosfolipidy, koenzym Q10 (na jego niedobór szczególnie jest wrażliwe serce), skonjugowany kwas linolowy (CLA), który ponadto charakteryzuje się bardzo silnym działaniem antynowotworowym. Zaletą wszystkich substancji o charakterze antyutleniającym jest ich termostabilność, czyli odporność na działanie wysokich temperatur; nie ulegają zatem zniszczeniu w procesie pasteryzacji.


Profil kwasów tłuszczowych w mleku
Mleko krowie aktualnie produkowane w stadach komercyjnych zawiera 70-75% nasyconych kwasów tłuszczowych (niektóre spośród nich są niepożądane), 20-25% pożądanych kwasów tłuszczowych jednonienasyconych (MUFA) oraz 5% najbardziej pożądanych kwasów tłuszczowych wielonienasyconych (PUFA). W skład tej ostatniej grupy wchodzą kwasy z rodziny omega-3, omega-6 oraz skonjugowany kwas linolowy (CLA). Dominującą grupą są więc kwasy nasycone, spośród których większość (45-50%) to kwasy długołańcuchowe, pełniące istotną rolę we wszystkich narządach organizmu człowieka. Niektórym spośród nich przypisuje się działanie miażdżycowe poprzez wpływ na poziom cholesterolu i krzepliwość krwi. W puli kwasów nasyconych około 14% stanowią kwasy krótko- i średniołańcuchowe, które zwiększają przyswajalność wapnia, magnezu i żelaza. Ponadto uczestniczą we wzroście i dojrzewaniu komórek nabłonka w przewodzie pokarmowym oraz wpływają leczniczo na różnego rodzaju stany zapalne. Kwasy te są także wydajnym źródłem energii niezbędnej do funkcjonowania serca, wątroby, nerek, płytek krwi, układu nerwowego i mięśni. Warto podkreślić, że ich spożywanie nie powoduje wzrostu lipidów we krwi i tym samym nie sprzyja otyłości.


CLA – zbawienny dla zdrowia ludzi
Zgodnie z szacunkami dokonanymi przez dietetyków w krajach rozwiniętych (w tym także i w Polsce) w standardowej diecie statystycznego konsumenta znajduje się około 50% niepożądanych, nasyconych kwasów tłuszczowych, sprzyjających powstawaniu schorzeń układu krążenia i zawałów mięśnia sercowego, dzięki gromadzeniu się złogów cholesterolowych w naczyniach krwionośnych. Nadmiar nasyconych kwasów tłuszczowych może prowadzić także do otyłości, cukrzycy a nawet chorób nowotworowych. Zgodnie z zaleceniami Międzynarodowej Organizacji Zdrowia (WHO) udział kwasów nasyconych w diecie człowieka nie powinien przekraczać 30%. Ze względu na to, że tłuszcz zawarty w diecie konsumentów spożywających także mleko i produkty mleczarskie stanowi poważną pozycję, należy dążyć do zmiany struktury zawartych w nim kwasów tłuszczowych, ponieważ jak wspomniano wyżej, niektórym spośród nich przypisuje się działanie miażdżycowe. W świetle przedstawionych informacji powstaje pytanie, czy tłuszcz zawarty w każdej partii mleka wyprodukowanego w dowolnych warunkach zawiera pożądaną ilość kwasów tłuszczowych zasługujących na miano „składników funkcjonalnych”? Odpowiedź jest jednoznaczna – NIE! Z dietetycznego punktu widzenia mleko „pożądane”, w porównaniu z wyżej wspomnianym mlekiem produkowanym w warunkach komercyjnych, powinno zawierać o 40% mniej kwasów nasyconych, o 40% więcej nienasyconego kwasu olejowego oraz 5-10-krotnie więcej kwasów z rodziny omega-3 (EPA i DHA). Zdaniem dietetyków i lekarzy medycyny spożywanie 0,5 litra mleka o proponowanym składzie, zjedzenie kanapki z masłem i serem cheddar może dostarczyć dla organizmu konsumenta łącznie 1414 mg CLA/dobę. Stanowi to blisko połowę rekomendowanej przez Międzynarodową Organizację Zdrowia dawki dla konsumentów (3g/dobę), uważanej za skuteczną w ochronie przed rozwojem chorób nowotworowych.


Zawartość kwasów tłuszczowych podlega znacznym wahaniom
Wyniki dotychczas przeprowadzonych badań wykazały, że zawartość kwasów tłuszczowych w tłuszczu mleka podlega znacznym wahaniom, które są w największym stopniu spowodowane rodzajem stosowanych diet w żywieniu krów. Czynniki genetyczne (rasa krów) mają wpływ na procentową zawartość tłuszczu w mleku, podczas gdy na strukturę kwasów tłuszczowych mają wpływ głównie czynniki żywieniowe. W większości dotychczas przeprowadzonych badań, dotyczących zmiany struktury kwasów tłuszczowych w tłuszczu mleka, stosowano różnego rodzaju dodatki zawierające tłuszcz, m. in. dodatek olejów roślinnych, całych nasion roślin oleistych, oleju rybiego lub preparatów zawierających tłuszcz chroniony. Większość wyników tego rodzaju badań mimo walorów poznawczych ma bardzo ograniczone znaczenie, bowiem wprowadzenie do diet dla całej populacji liczącej ponad 2,5 miliona krów dodatku np. oleju rybiego czy olejów roślinnych w praktyce jest zadaniem niewykonalnym. W związku z tym ostatnich latach zaczęto także zwracać coraz większą uwagę na tłuszcz zawarty w paszach objętościowych, które są podstawą dawki pokarmowej w żywieniu krów mlecznych. Pasze te są źródłem znacznej ilości zawartych w nich kwasów tłuszczowych, w tym także pożądanych kwasów nienasyconych.


Wpływ pasz objętościowych na profil kwasów tłuszczowych
Tłuszcz zawarty w paszach objętościowych ma bardzo korzystny stosunek n-6/n-3, wielokrotnie niższy od zalecanego, tj. od 4:1. Zatem odpowiedni zestaw tych pasz może w znacznym stopniu przyczynić się do korzystnej zmiany profilu kwasów tłuszczowych w mleku dzięki zahamowaniu lub stymulowaniu ich syntezy. Mimo, iż zawartość tłuszczu w paszach objętościowych jest relatywnie niska, bowiem rzadko przekracza 5% w suchej masie, pasze te w większości stosowanych diet w żywieniu krów są jedynym źródłem tego składnika. W optymalnych warunkach np. w rajgrasie rocznym na pastwisku znajduje się 68 g kwasów tłuszczowych w kg suchej masy a w rajgrasie trwałym nawet 116 g/kg suchej masy. Zatem wysokowydajna krowa mleczna wypasana na pastwisku może pobrać 20 kg suchej masy takiego porostu, a wraz z nim 2,3 kg kwasów tłuszczowych. Tłuszcz zawarty w paszach objętościowych przyczynia się do zmniejszenia udziału niepożądanych nasyconych kwasów tłuszczowych i wzrostu pożądanych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, w tym także CLA. Koncentracja wielonienasyconych kwasów tłuszczowych w roślinach w największym stopniu zależy od czynników środowiskowych, takich jak stopień nasłonecznienia w okresie wegetacji, częstość koszenia, pora roku oraz poziom nawożenia, zwłaszcza azotem.
Trawy są bogatym źródłem kwasów z rodziny n-3, jednakże istnieją różnice w ich procentowej zawartości między odmianami, natomiast wzajemne proporcje między poszczególnymi rodzajami kwasów są podobne we wszystkich odmianach. Różnice genetyczne między roślinami w zawartości kwasów tłuszczowych są większe we wczesnych stadiach wegetacji.
Największy wpływ na zawartość i profil kwasów tłuszczowych mają zabiegi agrotechniczne, termin sprzętu, metoda konserwacji i poziom nawożenia azotem. Obok zabiegów agrotechnicznych również metoda konserwacji wywiera istotny wpływ na zawartość i profil kwasów tłuszczowych w roślinach. Największe straty, dochodzące do 37%, związane z procesami utleniania, dotyczą wielonienasyconych kwasów w procesie suszenia na siano i podsuszania porostu przed zakiszaniem, zwłaszcza w dłuższym okresie czasu; podsuszanie traw przed zakiszaniem w okresie do 24 godzin nie ma istotnego wpływu na profil kwasów tłuszczowych w kiszonce. Zmiany w koncentracji i profilu kwasów tłuszczowych w kiszonkach znajdują odzwierciedlenie w składzie kwasów tłuszczowych w tłuszczu mleka krów.
W mleku krów żywionych kiszonką z koniczyny czerwonej zawartość C18:3 n-3 dochodzi do 1,51g/100 g sumy kwasów tłuszczowych i jest 2-3 krotnie wyższa w porównaniu z mlekiem krów żywionych dietami z udziałem traw. Dodatkową zaletą żywienia krów kiszonką z koniczyny czerwonej w porównaniu z żywieniem kiszonką z traw jest kilkanaście razy wyższa zawartość w mleku fitoestrogenów z grupy izoflavonaidów, które wywierają korzystny wpływ na zdrowie konsumentów dzięki ich właściwościom zapobiegającym procesom utleniania a więc niszczeniu komórek ciała. Żywienie krów kiszonką z koniczyny czerwonej wpływa również na zwiększenie koncentracji pewnych enzymów, które przyczyniają się do zmniejszenia tempa i rozmiarów rozkładu białka i tłuszczu w zakiszanych roślinach, zarówno w silosie jak i w żwaczu krów. Zahamowanie tych procesów sprzyja lepszemu wykorzystaniu białka i zwiększeniu zawartości nienasyconych kwasów tłuszczowych w mleku.


Wyższa zawartość CLA w mleku krów wypasanych na pastwisku
Korzystny wpływ na zawartość i profil kwasów tłuszczowych w tłuszczu mleka krów wywiera także żywienie krów na pastwisku. W mleku krów wypasanych na pastwisku w porównaniu z mlekiem krów żywionych kiszonką z kukurydzy jest istotnie wyższa zawartość kwasów nienasyconych. Zawartość CLA w mleku krów żywionych dawką z udziałem kiszonki z kukurydzy wynosi przeciętnie 0,39 g/100 g kwasów tłuszczowych, podczas gdy przy korzystaniu z pastwiska w zależności od ilości pobieranego porostu zawartość tego kwasu może dochodzić nawet do 2,21 g/100 g kwasów tłuszczowych (wzrost o 470%). W niektórych doświadczeniach przy pełnym pokryciu potrzeb pokarmowych krowy porostem pastwiskowym zawartość CLA w tłuszczu mleka była o 560% wyższa w porównaniu z mlekiem krów żywionych dawką opartą na kiszonce z kukurydzy.
W Wielkiej Brytanii wykazano, że nawet częściowe wypasanie krów na pastwisku, umożliwiające pokrycie ok. 1/3 zapotrzebowania zwierząt porostem pastwiskowym wpływa w podobny sposób na poziom tych kwasów jak wypasanie przez 8 godzin/dobę. Wykazane korzystne zmiany w zawartości i profilu kwasów tłuszczowych w mleku krów żywionych porostem pastwiskowym lub traw skarmianych w formie świeżej znajdują odzwierciedlenie w składzie mleka produkowanego w gospodarstwach organicznych. W mleku krów utrzymywanych w gospodarstwach organicznych zawartość CLA jest wyższa o ok. 33%, zaś w serze wyprodukowanym z tego mleka o 45% wyższa w porównaniu z tymi produktami uzyskanymi z mleka wyprodukowanego w gospodarstwach tradycyjnych, w których krowy są żywione dietami z dominującym udziałem kiszonki kukurydzy; zawartość kwasu α-linolenowego (z grupy omega – 3) w serze jest wyższa nawet o ponad 90%.
W badaniach przeprowadzonych w Holandii wykazano, że w mleku krów wypasanych na pastwisku zawartość CLA wynosiła 2,30 g/100g tłuszczu, podczas gdy krowy otrzymujące ten sam rodzaj zielonki w oborze produkowały mleko o wyraźnie niższej zawartości, tj. 1,08-1,87g/100 g tłuszczu mleka. Zdaniem autorów tych badań było to związane z tempem pobierania zielonki. Krowa pasąca się na pastwisku pobiera zielonkę znacznie wolniej, co wywiera korzystny wpływ na funkcjonowanie organizmów żwacza. Należy podkreślić, że u krów wypasanych na pastwisku występują duże różnice osobnicze pod względem zawartości CLA w mleku, wynoszące od 5,9 do 20,6 g/kg sumy kwasów tłuszczowych.


Zmiany sezonowe w zawartości kwasów tłuszczowych w roślinach

Niezależnie od rodzaju porostu pastwiskowego występują wyraźne zmiany sezonowe w zawartości kwasów tłuszczowych w roślinach a tym samym i w mleku. W badaniach przeprowadzonych w Nowej Zelandii wykazano wzrost koncentracji kwasów wielonienasyconych, w tym także CLA, w mleku krów w okresie wiosny i jesieni, podczas gdy w okresie letnim następowało wyraźne obniżenie koncentracji tych kwasów. Wyniki badań nad żywieniem krów paszą świeżą i konserwowaną wykazały duże różnice w zawartości i wzajemnych proporcjach poszczególnych kwasów tłuszczowych w tłuszczu mleka. Różnice te były uwarunkowane znacznymi stratami w wyniku procesów utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych w procesie suszenia na siano lub podsuszania przed zakiszaniem.
Z przytoczonych informacji wynika, że na zawartość i strukturę kwasów tłuszczowych w mleku krów znaczący wpływ mają kwasy zawarte w paszach objętościowych, których koncentracja podlega znacznym wahaniom w zależności od genotypu roślin (gatunku, odmiany), długości okresu między kolejnymi pokosami lub terminami wypasania, poziomu nawożenia azotowego i sposobu konserwacji (suszenie, kiszenie). Istniejąca duża zmienność w koncentracji kwasów tłuszczowych w tłuszczu roślin powszechnie stosowanych jako pasze objętościowe w żywieniu krów mlecznych stwarza możliwość doboru takich gatunków i odmian, które wyprodukowane w odpowiednich warunkach będą zawierały wysoką koncentrację kwasów tłuszczowych o pożądanym profilu. Żywienie krów mlecznych taką paszą umożliwi pozyskiwanie mleka z dużym udziałem kwasów o własnościach funkcjonalnych, posiadających udokumentowany z medycznego punktu widzenia korzystny wpływ na zdrowie konsumentów.
Spośród znanych systemów żywienia najkorzystniejszy wpływ, zarówno na profil kwasów tłuszczowych w tłuszczu mleka krów, jak i innych składników, ma żywienie pastwiskowe; mleko krów żywionych paszami konserwowanymi z tych samych roślin, charakteryzuje się znacznie niższą koncentracją składników bioaktywnych.
Wyniki wielu badań wykazały, że przy pełnym pokryciu potrzeb pokarmowych krowy porostem pastwiskowym zawartość CLA w tłuszczu mleka można zwiększyć nawet ponad 5-cio krotnie w porównaniu z mlekiem krów żywionych dawką opartą na kiszonce z kukurydzy. Nie oznacza to, że powinniśmy zrezygnować z kiszonki z kukurydzy. Cytowane wcześniej wyniki badań wykazały również, że dobry efekt możemy uzyskać także wówczas, gdy tylko ok. 33% potrzeb pokarmowych krów będzie pokrytych zielonką. Natomiast w żywieniu zimowym od dawna zaleca się, aby stosunek ilości suchej masy z kiszonki z kukurydzy do ilości suchej masy z kiszonki sporządzonej z mieszanki traw z roślinami motylkowatymi wynosił 1:1. Taka strategia żywienia zapewnia zwierzętom utrzymanie dobrego stanu zdrowia oraz istotnie przyczyni się do poprawy wskaźników reprodukcji.
Korzystny efekt dotyczący wpływu nienasyconych kwasów tłuszczowych zawartych w paszach objętościowych na ich transfer do mleka jest generalnie nieco mniejszy w porównaniu z wynikami uzyskanymi przy stosowaniu dodatku różnego rodzaju komponentów tłuszczowych do diet krów mlecznych. Jednakże efekt ten jest uzyskiwany przy nieporównywalnie niższych kosztach a w ten sposób wzbogacone mleko w nienasycone kwasy tłuszczowe i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach zostanie chętniej zaakceptowane przez konsumentów.


Frakcja białkowa

Frakcja białkowa mleka zawiera również składniki bioaktywne, występujące w postaci białek, do których należy 60 enzymów, inhibitorów enzymów, białek wiążących metale, immunoglobin (ciał odpornościowych), białek wiążących witaminy, hormonów i czynników wzrostu. Największe działanie prozdrowotne przypisuje się laktoperoksydazie, laktoferynie i immunoglobulinom. Laktoperoksydaza posiada bardzo silne własności bakteriobójcze. Jest nośnikiem żelaza. Aktywnie uczestniczy w transporcie wapnia, miedzi, manganu, cynku i glinu. Posiada także własności antyutleniające, wzmacnia system odpornościowy organizmu, hamuje wzrost bakterii chorobotwórczych i wirusów. Immunoglobuliny są podstawowym mechanizmem obrony organizmu. Najwięcej tych ciał odpornościowych zawiera siara. Izoluje się je na skalę przemysłową w celu dodawania do substytutów siary, preparatów mlekozastępczych, odżywek dla niemowląt i dodatków do diet ludzi chorych. Hydrolizaty białek kazeinowych i serwatka zawierają różnego rodzaju peptydy, które wpływają na odporność organizmu, skład krwi, obniżanie ciśnienia krwi a także działają bakteriobójczo.
Mając na uwadze wzrost na całym świecie zachorowań na tzw. schorzenia dietozależne, składniki funkcjonalne, które mogą być zawarte w mleku wyprodukowanym w odpowiednich warunkach żywienia i utrzymania krów, zasługują na szczególną uwagę ze względu na ich właściwości przeciwmiażdżycowe i przeciwnowotworowe. Wniosek ten wpisuje się w słowa wypowiedziane jeszcze w II wieku przed naszą erą przez greckiego lekarza, ojca medycyny – Hipokratesa: „Niech żywność będzie twoim lekarstwem, a lekarstwo twoją żywnością”.