La protéine de lactosérum est une sorte de protéine obtenue à partir du lactosérum par un processus spécial de concentration, de raffinage et d'extraction. Par rapport à d'autres protéines, la protéine de lactosérum a non seulement un prix biologique élevé, un taux d'efficacité protéique élevé et un taux d'utilisation élevé, mais elle possède également des propriétés d'émulsification, de rétention d'eau, de gel et d'autres excellentes caractéristiques de traitement. Avec les progrès continus de la technologie de l'industrie de production laitière et la recherche approfondie sur la composition de la protéine de lactosérum et sa fonction, la protéine de lactosérum est progressivement devenue une matière première importante et des ingrédients additifs pour les aliments fonctionnels, les aliments nutritionnels et les aliments destinés à des fins médicales spéciales. L'application de la protéine de lactosérum dans l'alimentation aérospatiale

L'application de protéines de lactosérum dans les aliments destinés à l'industrie aérospatiale peut améliorer de manière significative la digestion des protéines et le taux d'absorption des aliments destinés à l'industrie aérospatiale, reconstituer le calcium, prévenir l'atrophie musculaire, renforcer l'effet antioxydant et améliorer l'immunité, de manière à répondre aux besoins des aliments destinés à l'industrie aérospatiale en termes de nutrition et de caractéristiques d'absorption.

Classification de la protéine de lactosérum et de ses produits

Le lactosérum est un produit de la caséine du lait de vache qui est évacué après coagulation par l'acide ou la présure. Selon les différentes techniques de transformation du fromage, la protéine de lactosérum peut être divisée en lactosérum acide et lactosérum doux ; selon le degré de tolérance à la température, la protéine de lactosérum est divisée en protéine de lactosérum thermostable et protéine de lactosérum instable à la chaleur.

À l'heure actuelle, les produits à base de protéines de lactosérum comprennent principalement le concentré de protéines de lactosérum (WPC), l'isolat de protéines de lactosérum (WPI) et les protéines de lactosérum hydrolysées.

En fonction de la teneur en protéines, le concentré de protéines de lactosérum est divisé en WPC-34, WPC-50, WPC-75 et WPC-80. Le WPI est une protéine de lactosérum de haute pureté dont la teneur en protéines est supérieure à 90%. La protéine de lactosérum hydrolysée a de nombreuses fonctions physiologiques en raison de la présence de divers peptides bioactifs.

Nutrition de la protéine de lactosérum

1. Composition et fonction des protéines de lactosérum
La protéine de lactosérum contient les 20 acides aminés qui composent les protéines, ainsi qu'une variété de protéines et de peptides aux activités biologiques uniques ; en même temps, la protéine de lactosérum est pauvre en sodium et en cholestérol et riche en minéraux, en particulier en calcium, ce qui en fait l'un des suppléments protéiques naturels les plus complets sur le plan nutritionnel.

Outre les avantages liés à la composition, certains des fragments de protéines et des peptides produits par les protéines de lactosérum après digestion et absorption sont également biologiquement actifs et fonctionnels, ce qui élargit le champ d'application de la recherche sur les protéines de lactosérum.

2 Composition en acides aminés et fonction de la protéine de lactosérum
La protéine de lactosérum contient 8 acides aminés essentiels dont le corps humain a besoin, et le schéma de composition des acides aminés est très similaire à celui du corps humain, ce qui facilite la digestion et l'absorption, et la biodisponibilité est très élevée.

La composition en acides aminés de la protéine de lactosérum présente les caractéristiques suivantes.
① leucine, isoleucine, valine et autres acides aminés ramifiés en abondance, ils sont non seulement l'un des précurseurs de la synthèse du glutamate, mais aussi une source d'énergie pour fournir de l'énergie.

② Riche en acides aminés soufrés tels que la cystéine et la méthionine, qui peuvent maintenir le niveau de glutathion (GSH) dans l'organisme et jouer un rôle antioxydant.

③ C'est une excellente source de thréonine, qui peut favoriser la synthèse de la mucine intestinale et jouer un rôle protecteur pour les cellules intestinales et la barrière intestinale.

④ Contenant une grande quantité de lysine et d'arginine, il peut stimuler la sécrétion et la libération d'hormones métaboliques ou de facteurs de croissance musculaire afin de favoriser la croissance musculaire et de maintenir la santé musculaire.

2.1 Thréonine et santé intestinale
La thréonine représente plus de 30% de la composition en acides aminés de la mucine intestinale humaine et joue un rôle important dans la santé intestinale humaine.

Plus de 60% de thréonine alimentaire peuvent être absorbés par les intestins humains pour synthétiser les mucines intestinales, protégeant ainsi les cellules intestinales et renforçant la cohérence des barrières intestinales ; le manque de thréonine affecte la synthèse des mucines intestinales et réduit la fonction de barrière des intestins.

2.2 Acides aminés soufrés, acides aminés à chaîne ramifiée et système antioxydant de l'organisme
La protéine de lactosérum est une bonne source alimentaire d'acides aminés soufrés (cystéine, méthionine). Tout d'abord, les acides aminés soufrés sont des précurseurs importants pour la synthèse du GSH et de la taurine.

Le GSH joue un rôle clé dans le piégeage des radicaux libres et la réponse immunitaire de l'organisme, et constitue un élément important du système antioxydant de l'organisme ; le GSH et la taurine, en tant que substances antioxydantes importantes, ont des effets antioxydants tels que l'inhibition de la peroxydation des lipides.

Deuxièmement, la cystéine est un supplément efficace de GSH dans l'organisme, et les produits d'hydrolyse des protéines de lactosérum peuvent augmenter considérablement le niveau de GSH dans les cellules épithéliales de la prostate et, grâce aux activités antioxydantes et anti-inflammatoires du GSH, éviter ou réduire l'apparition de maladies étroitement liées à l'état d'oxydation de l'organisme.

2.3 Acides aminés à chaîne ramifiée (leucine) et santé des tissus musculaires
La protéine de lactosérum est également une bonne source alimentaire d'acides aminés à chaîne ramifiée (leucine, isoleucine, valine). Les acides aminés à chaîne ramifiée sont l'un des précurseurs de la synthèse du glutamate, qui est essentiel à la synthèse du GSH.

Les acides aminés à chaîne ramifiée, en particulier la leucine, représentent environ 26% de la protéine de lactosérum totale. La leucine est à la fois une matière première importante pour la synthèse des protéines du muscle squelettique et un stimulus qui régule la voie anabolique des protéines du muscle squelettique.

En même temps, la leucine et ses métabolites oxydés peuvent inhiber l'activité des hydrolases protéiques et réduire le taux de dégradation de la myosine. La supplémentation en protéines de lactosérum a entraîné une réduction significative de la probabilité de réduction des muscles squelettiques.

Exploration de l'application des protéines de lactosérum dans les aliments destinés à l'industrie aérospatiale

1. Caractéristiques des denrées alimentaires destinées à l'industrie aérospatiale
L'alimentation aérospatiale est un type d'aliment conçu pour l'environnement particulier des vols spatiaux. Tout d'abord, il doit répondre strictement aux exigences de sécurité et de comestibilité. Dans l'environnement spatial, les astronautes et tous les objets de la cabine sont en état de basse pression et d'apesanteur, l'espace mobile est étroit et la plupart des aliments terrestres ont perdu leur signification.

Par conséquent, les aliments destinés aux vols spatiaux doivent pouvoir passer les tests stricts de simulation de vol, non seulement pour garantir la sécurité de la consommation des astronautes, mais aussi pour surmonter l'influence des vibrations, des radiations, de la faible pression atmosphérique et d'autres facteurs environnementaux indésirables, et présenter les caractéristiques suivantes : petit volume, poids léger, facile à transporter et méthode de consommation simple, afin de garantir pleinement l'exécution des tâches liées aux vols spatiaux ; deuxièmement, les aliments destinés aux vols spatiaux doivent avoir une bonne protection nutritionnelle. L'environnement des vols spatiaux causera de nombreux dommages irréversibles au corps humain et, du point de vue de la nutrition, les aliments destinés aux vols spatiaux devraient avoir une valeur nutritionnelle plus élevée.

2. Effets de l'environnement aérospatial sur le corps humain
2.1 Perte osseuse et ostéoporose.
La perte osseuse est l'un des symptômes auxquels les astronautes sont très exposés dans l'espace et après leur retour, et les astronautes sont plus tôt ou plus souvent sujets à l'ostéoporose. C'est pourquoi il est particulièrement important pour la santé osseuse des astronautes qu'ils prennent des compléments alimentaires contenant suffisamment de calcium et de vitamine D de haute qualité.

2.2 L'atrophie musculaire.
L'environnement des vols spatiaux entraînera des changements dans la structure et la fonction des muscles squelettiques humains, tels qu'une diminution de la qualité des muscles, une facilité à se fatiguer, une réduction de la capacité de mouvement volontaire, etc. C'est pourquoi il est très important que les astronautes reçoivent à temps des suppléments de protéines de haute qualité et de vitamine D. C'est pourquoi il est très important que les astronautes reçoivent en temps voulu des suppléments de protéines de haute qualité pour prévenir et traiter la fonte musculaire chez les astronautes.

2.3 Perte de poids.
La perte de poids est principalement due à l'insuffisance de l'apport énergétique des astronautes. En même temps, un apport énergétique insuffisant ne favorise pas le processus d'adaptation après le retour au sol des astronautes, et peut même causer des dommages permanents à l'organisme.

④ Maladies métaboliques liées aux vols spatiaux.
L'environnement des vols spatiaux affecte le métabolisme de l'énergie, des protéines, des lipides, des sucres et des vitamines, entraînant des dysfonctionnements cardiovasculaires, des troubles de l'équilibre hydrique et électrolytique, une diminution du nombre de globules rouges et une anémie ferriprive.

⑤ Dysbiose de la flore intestinale et troubles microécologiques.
Dans l'environnement spatial, la flore intestinale des astronautes se modifie, le nombre de leurs propres bactéries bénéfiques diminue, les bactéries nocives prolifèrent fortement et la fonction gastro-intestinale se modifie en conséquence.

Les environnements extrêmement difficiles, tels que l'apesanteur, le vide poussé, les fortes variations de température et les rayonnements à haute énergie, ont une influence plus ou moins grande sur la fonction immunitaire et la régulation du système nerveux des astronautes, et peuvent même causer des lésions permanentes dont il est difficile de se remettre.

3. Types de nourriture pour les vols spatiaux
En fonction des différentes méthodes de traitement et de stockage, les aliments spatiaux peuvent être divisés en : aliments réhydratés, aliments frais, aliments en conserve, aliments en bouchées et aliments fonctionnels.

Les aliments réhydratés peuvent être réhydratés rapidement, avec moins de perte de nutriments, et le poids peut être préservé facilement. Cependant, l'opération de réhydratation est compliquée, les résidus alimentaires sont importants et le goût et la saveur ne sont pas bons après la réhydratation ;

Les aliments frais ont une teneur en eau normale, ce qui permet de fournir les vitamines et l'eau nécessaires au corps humain au bon moment et de permettre aux astronautes de mieux s'adapter à l'environnement spatial, tout en ayant un bon goût. Cependant, les aliments frais pèsent généralement très lourd et ne sont pas faciles à stocker ;

Les conserves sont résistantes au stockage et faciles à transporter, mais la viscosité du produit est importante et la teneur en sucre et en sel est élevée ;
Les aliments de la taille d'une bouchée sont des aliments pressés de forme carrée dont le volume ne représente qu'une bouchée, avec une calorie claire d'une seule portion, et que l'on trouve plus communément dans le pain et les biscuits, etc. Ils sont simples à consommer, de petite taille et légers, peu encombrants et faciles à transporter, mais leur teneur en eau est faible et leur saveur n'est pas idéale.

L'aliment fonctionnel est un produit développé pour l'environnement particulier des vols spatiaux. En ajoutant des facteurs fonctionnels de santé, il améliore l'immunité des astronautes et réduit et prévient les blessures et les maladies prévisibles et imprévisibles causées par les radiations, l'apesanteur et d'autres environnements spéciaux.

4. l'importance de la protéine de lactosérum appliquée aux aliments destinés aux vols spatiaux
Le pain cuit à la vapeur est l'un des aliments de base traditionnels les plus importants du peuple chinois. Sa texture est moelleuse, facile à digérer et à absorber, et il est largement accepté par le public.

Mais l'aliment de base traditionnel qu'est le pain cuit à la vapeur est principalement composé de farine de blé, la composition est relativement simple, afin d'améliorer la capacité d'adaptation des astronautes à l'environnement des vols spatiaux, de réduire l'impact négatif de l'environnement des vols spatiaux sur le corps humain, et pour garantir la santé nutritionnelle des astronautes, on peut ajouter au pain cuit à la vapeur une certaine quantité de protéines de lactosérum en poudre, ainsi qu'une certaine proportion de fromage et de farine de sarrasin, afin d'obtenir une saveur fermentée et de ne pas laisser les restes d'une "bouchée de nourriture" ! "L'enrichissement nutritionnel des produits de pain cuits à la vapeur permet non seulement de fournir une grande quantité de protéines facilement absorbées, du calcium de haute qualité, un rapport approprié entre le calcium, le phosphore et la vitamine D, mais aussi, grâce à une poudre de base spécifique, d'améliorer considérablement la digestibilité des protéines du produit, de renforcer l'effet des antioxydants et de réduire l'effet du glucose afin de répondre aux caractéristiques nutritionnelles et d'absorption des aliments destinés à l'aérospatiale, conformément à la demande.

Il peut également répondre aux besoins des vols spatiaux en matière de renforcement de la saveur des aliments de base, de consommation sûre et pratique grâce à l'application d'un agent de fermentation mixte, à l'excavation des caractéristiques anti-fonte du fromage et à l'amélioration des performances anti-vieillissement du pain cuit à la vapeur, ce qui peut fournir des produits alimentaires de base plus délicieux et plus nutritifs aux astronautes.

4.1 Suppléments de protéines de lactosérum Lait de haute qualité Calcium
Chaque 100 g de protéines de lactosérum peut fournir 500 à 800 mg de calcium. Le calcium est essentiel pour la santé des os, la conduction nerveuse, la contraction musculaire et d'autres fonctions physiologiques du corps humain. Le calcium dérivé du lait est le calcium biodisponible le plus connu, et le calcium de haute qualité, facile à absorber et rentable de la protéine de lactosérum en fait un excellent choix pour les compléments alimentaires de calcium destinés à l'aérospatiale. L'ajout de protéines de lactosérum peut prévenir efficacement et accélérer la guérison de l'ostéoporose causée par l'apesanteur et la perte osseuse chez les astronautes.

4.2 Les protéines de lactosérum favorisent la synthèse musculaire
La teneur en protéines de l'isolat de protéines de lactosérum (WPI) est supérieure à 90%, avec une structure protéique plus complète, une digestion et une absorption rapides, et un taux d'utilisation élevé ; le WPI contient une forte concentration d'acides aminés essentiels (45% ~ 55%), en particulier la leucine, qui est un régulateur clé dans la voie d'initiation de la transcription de la synthèse des protéines musculaires, avec une teneur élevée de 14%. Des expériences humaines et animales ont confirmé que la supplémentation en WPI est capable d'améliorer la composition corporelle, d'augmenter le poids musculaire et de promouvoir la synthèse musculaire, prévenant ainsi efficacement l'atrophie musculaire.

Le WPI contient environ 4 fois plus de cystine que d'autres produits protéiques tels que la caséine et les protéines de soja. Lorsque le sang contient suffisamment de cystine ou de cystéine, la production d'azote urinaire diminue lorsque le foie le décompose en sulfate et en proton, et le mécanisme de traitement de l'azote de l'ensemble de l'organisme se modifie pour favoriser l'entretien du pool d'acides aminés des muscles afin de promouvoir la synthèse musculaire.

4.3 Effets antioxydants des protéines de lactosérum
La protéine d'isolat de lactosérum est riche en cystéine (Cys), qui est la substance précurseur du glutathion (GSH), un antioxydant courant dans le corps humain, et l'acide aminé limitant la vitesse de synthèse du glutathion. L'effet antioxydant de l'isolat de protéines de lactosérum est principalement réalisé en régulant la conversion entre la cystéine et le glutathion au sein de la cellule, et l'effet antioxydant de la molécule de glutathion est réalisé par le biais de son groupe sulfhydryle (-SH).

Les groupes soufrés réduits peuvent se combiner avec les radicaux libres présents dans l'organisme et les convertir en acides faciles à métaboliser, accélérant ainsi l'élimination des radicaux libres dans l'organisme ; ils peuvent également protéger l'activité des enzymes contenant des groupes soufrés dans les cellules et empêcher la dénaturation des enzymes due à l'oxydation du soufre ; les groupes soufrés réduits sont également impliqués dans de nombreuses réactions d'oxydo-réduction importantes dans l'organisme.

4.4 Les protéines de lactosérum améliorent l'immunité de l'organisme
Les protéines de lactosérum contiennent une variété de substances actives, telles que la lactoferrine, la lactoperoxydase, l'immunoglobuline, etc., qui ont des effets antibactériens, antiviraux et immunomodulateurs ; en outre, certaines protéines subissent une modification chimique ou une digestion enzymatique, mais jouent également un rôle antiviral. Les protéines de lactosérum et leurs produits enzymatiques ont un effet régulateur sur la fonction de diverses cellules immunitaires.

La glutamine (Gln) est un substrat important pour les lymphocytes et les macrophages dans le processus de réponse immunitaire, la protéine de lactosérum contient une grande quantité de substances précurseurs de la glutamine telles que l'acide glutamique, la supplémentation en protéine de lactosérum peut non seulement fournir de l'énergie pour le muscle, mais aussi fournir des matières premières pour la synthèse de la glutamine afin de maintenir le niveau de glutamine et de protéger les cellules immunitaires.

La lactoferrine a un effet inhibiteur évident sur les bactéries gram-négatives et positives qui ont besoin de fer, et a un effet régulateur et stimulant évident sur la production de cellules de la moelle osseuse, le système du complément, la réponse inflammatoire, la régénération du lysozyme, le renforcement de l'immunité et l'amélioration de la capacité de l'organisme à lutter contre les maladies. Le système lactoperoxydase (LPS), composé de lactoperoxydase et de thiocyanate (SCN-), a un effet bactéricide évident et peut améliorer de manière significative l'immunité de l'organisme.

Perspectives

La protéine de lactosérum (WP) est un complexe de composants protéiques solubles extraits du lait de vache, qui présente non seulement une composition en acides aminés similaire à celle requise par le corps humain et un taux élevé de digestibilité et d'absorption, mais contient également un grand nombre de substances biologiquement actives.

La protéine de lactosérum est l'un des suppléments nutritionnels les plus efficaces disponibles pour l'alimentation des vols spatiaux, car elle améliore les composants du corps, favorise une récupération musculaire rapide, renforce l'immunité du corps, réduit et prévient les blessures et les maladies prévisibles et imprévisibles causées par les radiations et l'apesanteur chez les astronautes, et améliore la santé des astronautes.

En particulier, l'isolat de protéines de lactosérum (WPI), qui a une concentration en protéines de haute qualité de ≥ 90%, est également très populaire dans la nutrition sportive, les aliments de santé et les aliments destinés à des fins médicales spéciales, et est devenu un ingrédient universel pour la nutrition et les soins de santé.

Par ailleurs, les protéines de lactosérum possèdent une variété d'excellentes propriétés de transformation telles que la formation de gel, la stabilité à la chaleur, la solubilité, la rétention d'eau - l'absorption d'eau, l'adhésion, l'élasticité, le fouettage et la formation de mousse, ainsi que la stabilité de l'émulsification, qui constituent la base et les conditions de l'ajout de protéines de lactosérum à de nombreux produits alimentaires.

La combinaison de la poudre de protéines de lactosérum avec d'autres nutriments pour fabriquer des petits pains de base est non seulement bénéfique pour la santé nutritionnelle des astronautes, mais constitue également une orientation importante pour l'application des protéines de lactosérum.