La proteína de suero es un tipo de proteína obtenida del suero mediante un proceso especial de concentración, refinado y extracción. La proteína de suero en comparación con otras proteínas, no sólo tiene un alto precio biológico, alta relación de eficacia de proteínas y alta tasa de utilización, sino que también tiene emulsificación, retención de agua, gel y otras excelentes características de procesamiento, con el continuo progreso de la tecnología de la industria de producción de lácteos y la investigación en profundidad sobre la composición de la proteína de suero y su función, la proteína de suero se ha convertido gradualmente en una importante materia prima y aditivos ingredientes para alimentos funcionales, nutricionales de salud y alimentos para fines médicos especiales. La aplicación de la proteína de suero en la alimentación aeroespacial

La aplicación de proteína de suero de leche en los alimentos aeroespaciales puede mejorar significativamente la digestión de proteínas y la tasa de absorción de los alimentos aeroespaciales, reponer calcio, prevenir la atrofia muscular, aumentar el efecto antioxidante y mejorar la inmunidad, con el fin de satisfacer las necesidades de los alimentos aeroespaciales en términos de nutrición y características de absorción.

Clasificación de la proteína de suero y sus productos

El suero es un producto de la caseína de la leche de vaca que se desprende tras la coagulación mediante ácido o cuajo. Según las distintas técnicas de procesado del queso, la proteína de suero puede dividirse en suero agrio y suero dulce; según el grado de tolerancia a la temperatura, la proteína de suero se divide en proteína de suero termoestable y proteína de suero termoestable.

En la actualidad, los productos de proteína de suero incluyen principalmente concentrado de proteína de suero (WPC), aislado de proteína de suero (WPI) y proteína de suero hidrolizada.

Según el diferente contenido en proteínas, el concentrado de proteína de suero se divide en WPC-34, WPC-50, WPC-75 y WPC-80. El WPI es una proteína de suero de gran pureza con un contenido en proteínas superior a 90%. La proteína de suero hidrolizada tiene muchas funciones fisiológicas debido a la presencia de varios péptidos bioactivos.

Nutrición de la proteína de suero

1. Composición y función de la proteína del suero
La proteína de suero contiene los 20 aminoácidos que componen las proteínas, así como una variedad de proteínas y péptidos con actividades biológicas únicas; al mismo tiempo, la proteína de suero es baja en sodio y colesterol y alta en minerales, especialmente calcio, lo que la convierte en uno de los suplementos proteicos naturales más completos desde el punto de vista nutricional.

Además de las ventajas de composición, algunos de los fragmentos proteicos y péptidos producidos por la proteína de suero tras la digestión y absorción también son biológicamente activos y funcionales, lo que hace que la investigación de aplicaciones de la proteína de suero tenga un espacio más amplio.

2.Composición de aminoácidos y función de la proteína de suero de leche
La proteína de suero contiene 8 aminoácidos esenciales necesarios para el cuerpo humano, y el patrón de composición de aminoácidos es muy similar al del cuerpo humano, por lo que es más fácil de digerir y absorber, y la biodisponibilidad es muy alta.

La composición de aminoácidos de la proteína de suero presenta las siguientes características.
① leucina, isoleucina, valina y otros aminoácidos de cadena ramificada en abundancia, no sólo son uno de los precursores para la síntesis de glutamato, sino también como fuente de energía para proporcionar energía.

② Rico en aminoácidos que contienen azufre, como la cisteína y la metionina, que pueden mantener bien el nivel de glutatión (GSH) en el organismo y desempeñar una función antioxidante.

③ Es una excelente fuente de treonina, que puede promover la síntesis de mucina intestinal y desempeñar un papel protector de las células intestinales y de la barrera intestinal.

④ Al contener una gran cantidad de lisina y arginina, puede estimular la secreción y liberación de hormonas metabólicas o factores de crecimiento muscular para promover el crecimiento muscular y mantener la salud muscular.

2.1 Treonina y salud intestinal
La treonina representa más de 30% de la composición de aminoácidos de la mucina intestinal humana, y tiene un papel importante en la salud intestinal humana.

Los intestinos humanos pueden absorber más de 60% de treonina alimentaria para sintetizar mucinas intestinales, protegiendo así las células intestinales y mejorando la coherencia de las barreras intestinales; la falta de treonina afecta a la síntesis de mucinas intestinales y reduce la función de barrera de los intestinos.

2.2 Los aminoácidos azufrados, los aminoácidos ramificados y el sistema antioxidante del organismo
La proteína de suero es una buena fuente alimentaria de aminoácidos azufrados (cisteína, metionina). En primer lugar, los aminoácidos azufrados son precursores importantes para la síntesis de GSH y taurina.

El GSH desempeña un papel clave en la eliminación de radicales libres del organismo y en la respuesta inmunitaria, y es una parte importante del sistema antioxidante del cuerpo; el GSH y la taurina, como sustancias antioxidantes importantes, tienen efectos antioxidantes como la inhibición de la peroxidación lipídica.

En segundo lugar, la cisteína es un suplemento eficaz de GSH en el organismo, y los productos de hidrólisis de proteína de suero pueden aumentar sustancialmente el nivel de GSH en las células epiteliales de la próstata, y a través de las actividades antioxidantes y antiinflamatorias del GSH, evitar o reducir la aparición de enfermedades estrechamente relacionadas con el estado oxidativo del organismo.

2.3 Los aminoácidos ramificados (leucina) y la salud del tejido muscular
La proteína de suero también es una buena fuente alimentaria de aminoácidos de cadena ramificada (leucina, isoleucina, valina). Los aminoácidos ramificados son uno de los precursores de la síntesis del glutamato, esencial para la síntesis del GSH.

Los aminoácidos de cadena ramificada, especialmente la leucina, constituyen aproximadamente 26% de la proteína total del suero. La leucina es a la vez una materia prima importante para la síntesis de proteínas musculares esqueléticas y un estímulo que regula la vía anabólica de las proteínas musculares esqueléticas.

Al mismo tiempo, la leucina y sus metabolitos oxidados pueden inhibir la actividad de las proteínas hidrolasas y reducir la tasa de degradación de la miosina. La suplementación con proteína de suero de leche produjo una reducción significativa de la probabilidad de reducción del músculo esquelético.

Exploración de la aplicación de la proteína de suero en alimentos aeroespaciales

1. Características de los alimentos aeroespaciales
La comida aeroespacial es un tipo de alimento desarrollado para el entorno especial de los vuelos espaciales. En primer lugar, debe cumplir estrictamente los requisitos de seguridad y comestibilidad. En el entorno espacial, los astronautas y todos los objetos de la cabina se encuentran en estado de baja presión e ingravidez, el espacio móvil es estrecho, y la mayoría de los alimentos terrestres han perdido su importancia.

Por lo tanto, los alimentos para vuelos espaciales deben ser capaces de superar la estricta prueba de simulación de vuelo, no sólo para garantizar la seguridad del consumo de los astronautas, sino también para superar la influencia de la vibración, la radiación, la baja presión atmosférica y otros factores ambientales indeseables, y tener las características de pequeño volumen, peso ligero, fácil de transportar y método de consumo simple, a fin de garantizar plenamente la realización de las tareas de vuelo espacial; en segundo lugar, los alimentos para vuelos espaciales deben tener una buena protección nutricional. El entorno de los vuelos espaciales causará muchos daños irreversibles al cuerpo humano y, desde el punto de vista de la nutrición, los alimentos para vuelos espaciales deben tener un mayor valor nutritivo.

2. Efectos del entorno aeroespacial en el cuerpo humano
2.1 Pérdida ósea y osteoporosis.
La pérdida de masa ósea es uno de los síntomas a los que son muy propensos los astronautas en el espacio y tras su regreso, y los astronautas son antes o más propensos a la osteoporosis. Por lo tanto, la suplementación dietética con suficiente calcio y vitamina D de alta calidad es especialmente importante para la salud ósea de los astronautas.

2.2 Atrofia muscular.
El entorno de los vuelos espaciales provocará cambios en la estructura y función del músculo esquelético humano, como la reducción de la calidad muscular, la facilidad para fatigarse y la reducción de la capacidad de movimiento voluntario, etc. Por lo tanto, la suplementación oportuna de proteínas de alta calidad y vitamina D para los astronautas es muy importante. Por lo tanto, la suplementación oportuna de los astronautas con proteínas de alta calidad es importante para la prevención y el tratamiento del desgaste muscular en los astronautas.

2.3 Pérdida de peso.
La pérdida de peso se debe principalmente a la ingesta insuficiente de energía de los astronautas, al mismo tiempo, la ingesta insuficiente de energía no favorece el proceso de adaptación tras el regreso de los astronautas a tierra, e incluso causa daños permanentes en el organismo.

④ Enfermedad metabólica de los vuelos espaciales.
El entorno de los vuelos espaciales afecta al metabolismo de la energía, las proteínas, los lípidos, el azúcar y las vitaminas, lo que provoca disfunciones cardiovasculares, trastornos del equilibrio hídrico y electrolítico, disminución del número de glóbulos rojos y anemia ferropénica.

⑤ Disbiosis de la flora intestinal y trastornos microecológicos.
En el entorno espacial, la flora intestinal de los astronautas cambia, el número de sus propias bacterias beneficiosas disminuye, las bacterias nocivas proliferan enormemente y la función gastrointestinal cambia en consecuencia.

Los entornos extremadamente duros, como la ingravidez del vuelo espacial, el alto vacío, las grandes fluctuaciones de temperatura y la radiación de alta energía, influirán en distinto grado en la función inmunitaria de los astronautas y en la regulación del sistema nervioso, e incluso pueden causar lesiones permanentes de difícil recuperación.

3. Tipos de alimentos para vuelos espaciales
Según los distintos métodos de procesado y almacenamiento, los alimentos espaciales pueden dividirse en: alimentos rehidratados, alimentos frescos, alimentos enlatados, alimentos en forma de bocado y alimentos funcionales.

Los alimentos rehidratados pueden rehidratarse rápidamente, con menos pérdida de nutrientes, y el peso puede conservarse fácilmente. Sin embargo, la operación de rehidratación es complicada, los residuos de alimentos son grandes, y el sabor y el aroma no son buenos después de la rehidratación;

Los alimentos frescos tienen un contenido normal de agua, lo que puede aportar las vitaminas y el agua que necesita el cuerpo humano en el momento adecuado y permitir a los astronautas adaptarse mejor al entorno espacial, además de tener un buen sabor. Sin embargo, los alimentos frescos suelen pesar mucho y no son fáciles de almacenar;

Los alimentos enlatados son resistentes al almacenamiento y fáciles de transportar, pero la viscosidad del producto es grande y el contenido de azúcar y sal es elevado;
Los alimentos del tamaño de un bocado son alimentos prensados en forma cuadrada con el volumen de un solo bocado, con las calorías claras de una sola ración, y se encuentran más comúnmente en el pan y las galletas, etc. Es fácil de consumir, pequeño en tamaño y ligero en peso, ahorra espacio y es fácil de transportar, pero tiene un bajo contenido en agua y un sabor poco ideal.

La comida funcional es un producto desarrollado para el entorno especial de los vuelos espaciales. Al añadir factores funcionales para el cuidado de la salud, mejora la inmunidad de los astronautas y reduce y previene lesiones y enfermedades previsibles e imprevisibles causadas por la radiación, la ingravidez y otros entornos especiales.

4.La importancia de la proteína de suero aplicada a los alimentos para vuelos espaciales
El pan al vapor es uno de los alimentos básicos tradicionales más importantes del pueblo chino, su textura es esponjosa, fácil de digerir y absorber, ampliamente aceptada por el público.

Pero el pan al vapor tradicional de alimentos básicos se procesa principalmente con harina de trigo, la composición es relativamente única, con el fin de mejorar la adaptabilidad de los astronautas al entorno de los vuelos espaciales, reducir el impacto negativo del entorno de los vuelos espaciales en el cuerpo humano, ¡y para asegurar la salud nutricional de los astronautas, se puede añadir al pan cocido al vapor una cierta cantidad de proteína de suero en polvo, complementado con una cierta proporción de queso y harina de trigo sarraceno, para hacer un sabor fermentado y no debe estar fuera de las heces de la "un bocado de comida"! "Fortificación nutricional de los productos de pan al vapor, no sólo puede proporcionar una gran cantidad de proteínas de fácil absorción, calcio de alta calidad, la proporción adecuada de calcio y fósforo y vitamina D, sino también a través de un polvo de base específica, mejorar significativamente la digestibilidad de las proteínas del producto, mejorar el efecto de los antioxidantes y la reducción del efecto de la glucosa para satisfacer la comida aeroespacial para las características nutricionales y de absorción de las necesidades de la demanda.

También puede satisfacer las necesidades de los alimentos de los vuelos espaciales para fortalecer el sabor de los alimentos básicos, el consumo seguro y conveniente a través de la aplicación de agente de fermentación mixta, la excavación de las características anti-fusión de queso y la mejora del rendimiento anti-envejecimiento de pan al vapor, que puede proporcionar productos alimenticios básicos más deliciosos y nutritivos para los astronautas.

4.1 Suplementos de proteína de suero de leche Calcio de leche de alta calidad
Cada 100 g de proteína de suero puede aportar entre 500 y 800 mg de calcio. El calcio es esencial para la salud ósea, la conducción nerviosa, la contracción muscular y otras funciones fisiológicas del cuerpo humano. El calcio derivado de la leche es el calcio biodisponible más conocido, y el calcio de alta calidad, fácil de absorber y rentable de la proteína de suero de leche hace que sea una excelente opción para los suplementos de fuente de calcio de los alimentos aeroespaciales. La adición de proteína de suero puede prevenir y acelerar eficazmente la recuperación de la osteoporosis causada por la ingravidez y la pérdida ósea en los astronautas.

4.2 La proteína de suero favorece la síntesis muscular
El contenido proteínico del aislado de proteína de suero (WPI) es superior a 90%, con una estructura proteínica más completa, una digestión y absorción rápidas, y una elevada tasa de utilización; WPI contiene una alta concentración de aminoácidos esenciales (45% ~ 55%), especialmente leucina, que es un regulador clave en la vía de iniciación de la transcripción de la síntesis de proteínas musculares, con un rico contenido de 14%. Los experimentos en humanos y animales han confirmado que la suplementación con WPI es capaz de mejorar la composición corporal, aumentar el peso muscular y promover la síntesis muscular, previniendo así eficazmente la atrofia muscular.

La WPI contiene aproximadamente 4 veces más cistina que otros productos proteicos como la caseína y la proteína de soja. Con suficiente cistina o cisteína en la sangre, la producción de nitrógeno urinario disminuye cuando el hígado lo descompone en sulfato y protón, y el mecanismo de procesamiento de nitrógeno de todo el organismo se desplaza para favorecer el mantenimiento de la reserva de aminoácidos de los músculos para promover la síntesis muscular.

4.3 Efectos antioxidantes de la proteína de suero de leche
La proteína aislada de suero de leche es rica en cisteína (Cys), que es la sustancia precursora del glutatión (GSH), un antioxidante común en el cuerpo humano, y el aminoácido limitante de la síntesis de glutatión. El efecto antioxidante de la proteína aislada de suero se consigue principalmente regulando la conversión entre cisteína y glutatión dentro de la célula, y el efecto antioxidante de la molécula de glutatión se consigue a través de su grupo sulfhidrilo (-SH).

Los grupos azufrados reducidos pueden combinarse con los radicales libres en el organismo y convertirlos en ácidos fácilmente metabolizables, acelerando así la eliminación de los radicales libres en el organismo; también pueden proteger la actividad de las enzimas que contienen grupos azufrados en las células y evitar la desnaturalización de las enzimas debido a la oxidación del azufre; los grupos azufrados reducidos también participan en muchas reacciones redox importantes en el organismo.

4.4 La proteína de suero mejora la inmunidad del organismo
La proteína del suero contiene una variedad de sustancias activas, como la lactoferrina, la lactoperoxidasa, la inmunoglobulina, etc. tienen efectos antibacterianos, antivirales e inmunomoduladores; además, hay algunas proteínas en la modificación química o la digestión enzimática, sino que también desempeñan un papel antiviral. Las proteínas del suero y sus productos enzimáticos tienen un efecto regulador sobre la función de diversas células inmunitarias.

La glutamina (Gln) es un sustrato importante para los linfocitos y macrófagos en el proceso de respuesta inmune, la proteína de suero contiene una gran cantidad de sustancias precursoras de glutamina como el ácido glutámico, la suplementación de proteína de suero no sólo puede proporcionar energía para el músculo, sino también proporcionar materias primas para la síntesis de glutamina para mantener el nivel de glutamina y proteger las células inmunes.

La lactoferrina tiene un efecto inhibidor evidente sobre las bacterias gramnegativas y positivas que necesitan hierro, y tiene un efecto regulador y estimulante evidente sobre la producción de células de la médula ósea, el sistema del complemento, la respuesta inflamatoria, la regeneración de la lisozima, la mejora de la inmunidad y la mejora de la capacidad del organismo para luchar contra las enfermedades. El sistema lactoperoxidasa (LPS), compuesto por lactoperoxidasa y tiocianato (SCN-), tiene un efecto bactericida evidente y puede mejorar significativamente la inmunidad del organismo.

Outlook

La proteína de suero de leche (WP) es un complejo de componentes proteicos solubles extraídos de la leche de vaca, que no sólo tiene una composición de aminoácidos similar a la requerida por el cuerpo humano y una alta digestibilidad y tasa de absorción, sino que también contiene un gran número de sustancias biológicamente activas.

La proteína de suero de leche es uno de los suplementos nutricionales más eficaces disponibles para la alimentación de los vuelos espaciales, ya que mejora los componentes corporales, favorece la rápida recuperación muscular, refuerza la inmunidad corporal, reduce y previene las lesiones y enfermedades previsibles e imprevisibles causadas por la radiación y la ingravidez a los astronautas, y mejora la salud de éstos.

En particular, el aislado de proteína de suero de leche (WPI), que tiene una concentración de proteína de alta calidad de ≥ 90%, también es muy popular en la nutrición deportiva, los alimentos saludables y los alimentos con fines médicos especiales, y se ha convertido en un ingrediente nutricional y sanitario universal.

Mientras tanto, las proteínas del suero poseen una variedad de excelentes propiedades de procesamiento, como la formación de gel, la estabilidad al calor, la solubilidad, la retención de agua - absorción de agua, la adhesión, la elasticidad, el batido y la formación de espuma, y la estabilidad de emulsificación, que son la base y las condiciones para la adición de proteínas del suero a muchos productos alimenticios.

Combinar la proteína de suero en polvo con otros nutrientes para hacer bollos básicos no sólo es beneficioso para la salud nutricional de los astronautas, sino también una dirección importante para la aplicación de la proteína de suero.