Minimale bewerking van melk door een milde warmtebehandeling kan een positief effect hebben op de vertering van melkeiwitten

Onlangs publiceerde het tijdschrift Critical Reviews in Food Science and Nutrition een systematische review door Lieshout et al. uit 2019 over het effect van eiwitmodificaties (veroorzaakt door de industriële warmtebehandeling) op de vertering van melkeiwit en de mogelijke fysiologische relevantie. De systematische review laat zien dat de bewerking van zuivel een aanzienlijke invloed heeft op de eiwitkwaliteit en kan worden gebruikt om de vertering van eiwitten te sturen.

Samenvatting | De belangrijkste eiwitmodificaties die tijdens de verhitting van melk (in de fabriek) optreden zijn denaturatie en aggregatie van eiwitten en chemische modificatie van de aminozuren. De systematische review van Lieshout et al 2019 laat zien dat eiwitmodificaties veroorzaakt door verhitting een negatieve invloed hebben op de vertering en de algehele kwaliteit van eiwitten. Meer humaan onderzoek is nodig om te bepalen of deze verschillen in digestie ook fysiologisch relevant zijn. Het is met name nog onduidelijk hoe deze gemodificeerde aminozuren gemetaboliseerd worden en wat de invloed kan zijn op de lange termijn.

Zuivelproducten, en dan voornamelijk melk, zijn een natuurlijke bron van hoogwaardig eiwit. Melkeiwit is van hoge kwaliteit omdat het veel essentiële aminozuren bevat en een goede biologische beschikbaarheid heeft. Industriële bewerking van zuivel kan de structuur van melkeiwitten op verschillende manieren beïnvloeden, afhankelijk van de manier waarop  het zuivelproduct wordt bewerkt.

Methode

De review door Lieshout et al 2019 is een systematische review over het effect van eiwitmodificaties op eiwitvertering in zuivel. Via Scopus werden 5.363 studies gevonden, waarvan 103 studies in de review zijn geïncludeerd. De studies werden geïncludeerd wanneer:

  • Er verschillende verhitte melkeiwitten vergeleken worden;

    Minimale verwerking met milde warmtebehandeling kan een positief effect hebben op de vertering van melkeiwitten

  • Het over de meest voorkomende koemelkeiwitten gaat;
  • Het over vertering gaat en deze (deels) representatief is voor de maag-darm vertering zoals die in de mens plaatsvindt, zowel in vivo als in vitro;
  • Een uitkomstmaat gerelateerd aan eiwitvertering en absorptie is gebruikt, zoals het berekenen van een stikstofbalans, eiwithydrolyse, SDS-PAGE, LC/MS-MS data, of mogelijke fysiologische effecten.

Bevindingen uit de review en discussie

Tijdens de verhitting van melk en zuivelproducten treedt glycatie op. Glycatie, ook wel de Maillard reactie genoemd, verwijst naar een niet-enzymatische reactie tussen suikers en eiwitten. De review laat zien dat bij zowel dier- als in vitro-studies glycatie de verteerbaarheid van eiwitten verlaagt en de beschikbaarheid van aminozuren vermindert, in het bijzonder die van het essentiële aminozuur lysine. Een mogelijke verklaring voor de verminderde eiwitvertering is dat glycatie een chemische modificatie van lysine veroorzaakt, waardoor de verteringsenzymen (proteasen) het eiwit niet kunnen splitsen.

Terwijl glycatie met name voorkomt bij het drogen van melk (melkpoeder maken), treedt eiwitdenaturatie vaak op tijdens verhitting van melk en zuivelproducten in de vloeibare fase (pasteuriseren, steriliseren). In tegenstelling tot glycatie lijkt denaturatie geen invloed te hebben op de verteerbaarheid van eiwitten of de biologische beschikbaarheid. Toch kan eiwitdenaturatie invloed hebben op de verteringskinetiek, voornamelijk door een ander gedrag van het eiwit in de maag. Dit kan een mogelijke verklaring geven voor de fysiologische effecten van eiwitdenaturatie.

Het verhitten van melk kan ook andere chemische modificaties veroorzaken. Voorbeelden hiervan zijn oxidatie, cyclisatie en racemisatie van aminozuren. Deze modificaties kunnen de kwaliteit en verteerbaarheid van melkeiwitten beïnvloeden, maar dit is nog niet goed onderzocht. Er is daarom meer onderzoek nodig om de fysiologische effecten van deze modificaties beter in kaart te brengen.

Fysiologische effecten naar aanleiding van een veranderde verteerbaarheid of verteringskinetiek wijzen met name op de biologische beschikbaarheid van aminozuren en immunologische gevolgen. Melkeiwitmodificaties kunnen de allergene eigenschappen van zuivelproducten op verschillende manieren veranderen, wat invloed kan hebben op de sensitisatie en daaropvolgende allergische reactie. Momenteel is het onduidelijk wat er na vertering met de gemodificeerde aminozuren gebeurt; hier is meer data voor nodig.

De bevindingen uit deze systematische review zijn in lijn met de aanbeveling van de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (European Food Safety Authority, EFSA).  De EFSA raadt aan dat melk voor zuigelingenvoeding zo weinig mogelijk wordt bewerkt (zolang technisch haalbaar) om het effect op eiwitvertering, eiwitmetabolisme en de immunologische reacties tot een minimum te beperken (EFSA Journal 2014;12(7):3760).

Lees verder: