נגישות

גיליון 30 – גיליון העשור- חלב, מאי 10

הרכב החלב או חלב זה לא רק סידן, טליה לביא

טליה לביא
דיאטנית קלינית M.Sc, מכון תנובה למחקר

חלב זה לא רק סידן
בשל הזרקור המואר על הסידן רוב הזמן…מסתתרים בצל אבות מזון אחרים, כאלה המצויים אך ורק בחלב, ואחרים אשר מצויים בחלב בכמויות מאד משמעותיות, אך המודעות לכך היא מועטה.
חלב הוא מזון עשיר. כל מה שלא ידענו

החלב הוא מזון עשיר. הוא מכיל 88% נוזלים, ובכלל מוצקיו שורה ארוכה של אבות מזון חיוניים, חלקם ייחודיים ובלעדיים לחלב בלבד.

איור 1: מרכיבי החלב

חלבוני החלב
החלב מכיל תערובת הטרוגנית של חלבונים, אנזימים, פפטידים, וכמות קטנה של מולקולות חנקניות שאינן חלבון.

איור 2: חלבוני החלב

החלבונים מתחלקים לשתי פרקציות עיקריות:
פרקצית הקזאינים (כ- 80% מהחלבונים) ופרקצית מי הגבינה – Whey (כ- 20% מהחלבונים).
פרקצית חלבוני מי הגבינה הנה הטרוגנית יותר מזו של הקזאינים, וכוללת בטא-לקטוגלובולין, אלפא-לקטאלבומין, סרום אלבומין, אימונוגלובולינים (IgA,IgG,IgM), פרוטאזות, לקטופרין וטרנספרין. לכל אחד מחלבונים אלו יש תכונות ייחודיות לו.
לחלבוני מי הגבינה תכולה גבוהה של חומצות אמינו מסועפות (BCAA). חומצות אמינו אלה (לאוצין, איזולאוצין, ואלין) מספקות אנרגיה זמינה לשריר בזמן מאמץ. לעובדה זו משמעות רבה בתזונה של ספורטאים.
לחלבוני חלב ספציפיים קשת נרחבת של תועלות פיסיולוגיות בינהן פעילות אנטיבקטריאלית ואנטיויראלית, הגברת ספיגת סידן, הורדת לחץ דם, הפחתת סיכון לסרטן והגנה מפני עששת שיניים

פעילותם הביולוגית של הפפטידים אינה באה לידי ביטוי כל זמן שהם מהווים חלק מרצף חומצות האמינו של חלבון המקור. הם משתחררים ועוברים אקטיבציה ע"י אנזימים פרוטאוליטים במערכת העיכול, או ע"י חיידקי חומצה לקטית, המצויים במוצרים מוחמצים ובמערכת העיכול. הפפטידים נספגים בשלמותם במערכת העיכול, והם פועלים כמרכיבים רגולטורים בעלי פעילות דמוית הורמונים.

ערך ביולוגי 
בשל המגוון הגדול של החלבונים מתקבלת בחלב תערובת של מגוון חומצות אמינו הכרחיות, אשר מקנות לחלבוני החלב יחד ערך ביולוגי גבוה. רק חומצות האמינו הגופרתיות (מתיונין וציסטאין) מגבילות במקצת את ערכו הביולוגי של החלבון. בזכות תכולת ליזין גבוהה משלים חלבון החלב בצורה יעילה חלבונים מהצומח, אשר מוגבלים בד"כ בליזין, בעיקר אלו של הדגניים. חלבוני מי הגבינה (Whey) מכילים 60% חומצות אמינו הכרחיות, ולכן הערך הביולוגי שלהם הוא הגבוה מבין כל חלבוני המזון.

טבלה 1: ערך ביולוגי של חלבוני החלב
פפטידים
בשני העשורים האחרונים, מצאו חוקרים רבים כי ברצף חומצות האמינו של חלבוני החלב מופיעים מקטעים שזוהו כפפטידים בעלי פעילות ביולוגית. אמנם, גם בחלבונים אחרים מהחי ומהצומח זוהו מקטעים שכאלו, אך חלבוני החלב הנם המקור העיקרי לפפטידים בעלי פעילות ביולוגית. ההשפעות הביולוגיות הספציפיות של הפפטידים מוכרות ומוגדרות באופן ברור.
פעילותם הביולוגית של הפפטידים אינה באה לידי ביטוי כל זמן שהם מהווים חלק מרצף חומצות האמינו של חלבון המקור. הם משתחררים ועוברים אקטיבציה ע"י אנזימים פרוטאוליטים. חלק מהתהליכים הפרוטאוליטים מתרחשים ע"י אנזימי מערכת העיכול, וחלקם ע"י אנזימים של חיידקי חומצה לקטית המצויים במוצרים מוחמצים ובמערכת העיכול.
הפפטידים נספגים בשלמותם במערכת העיכול, והם פועלים כמרכיבים רגולטורים בעלי פעילות דמוית הורמונים.

הפעילויות הביולוגיות העיקריות של הפפטידים:
 ACE inhibitors – בעלי השפעה היפוטנסיבית
מנגנון ההשפעה של פפטידים אלו על הפחתת רמות לחץ – דם הוא עיכוב פעילותו של האנזים ACE (Angiotensin Converting Enzyme), המעלה את לחץ הדם.
• Antimicrobial – קוטלי מיקרואורגניזמים 
ההשפעה האנטימיקרוביאלית של החלב גדולה מסכום ההשפעות הבודדות של החלבונים האימונוגלובולינים שהוא מכיל. זאת, בשל השפעה סינרגיסטית, וגם בזכות הנוכחות של חלבונים (כמו לקטופרין) ופפטידים קוטלי חיידקים. לפפטידים שבחלב גם פעילות קוטלת פטריות, בעיקר של Candida albicans.
• Mineral binding – נשאים של מינרלים שונים, בעיקר של סידן 
הזמינות הביולוגית של סידן ממוצרי חלב טובה יותר מזו של סידן ממקורות תזונתיים אחרים. זאת בזכות הפוספופפטידים המשתחררים מאלפא ובטא קזאין. פוספופפטידים אלו מגבירים את ספיגת הסידן ע"י הגברת המסיסות של מלחי קלציום-פוספאט. פפטידים אלו עמידים בפני הידרוליזה ע"י אנזימי העיכול ולכן אינם נספגים במעי.
• Immunomodulatory – מווסתים פעילות של תאי המערכת האימונית
פפטידים אלו משפיעים הן על המערכת האימונית והן על פרוליפרציה של תאים.
נמצא, שפפטידים מחלב מעוררים את התגובה האימונית וחלקם מדכאים אותה: למס' פפטידים השפעה משמעותית על הגברת פרוליפרציה של לימפוציטים ואילו פפטידים שנמצאים ביוגורט מדכאים פרוליפרציה של תאים.
• Antithrombotic – נוגדי קרישה
קיימים מס' מנגנונים להשפעות הפפטידים השונים על עיכוב קרישת הדם. חלקם מעכבים היצמדות של טסיות ע"י עיכוב של VWF (Von Willebrand Factor), ע"י הורדת רמות טרומבין או ע"י הפרעה לקשירת פיברינוגן לרצפטור שעל הטסיות.
• Opioid – בעלי השפעה מרגיעה
לפפטידים אופיואידים יש אפיניות גבוהה לרצפטורים אופיאטים. חלקם משרים הפרשת אופיאטים וחלקם אנטגוניסטים.

פחמימות
לקטוז, הוא סוכר החלב, מיוצר ע"י בלוטות החלב של נקבות היונקים והינו הפחמימה הבלעדית לחלב. בחלב גם כמויות מזעריות של גלוקוז וגלקטוז (תוצרי הפירוק של הלקטוז) ואוליגוסכרידים.
אי סבילות ללקטוז נובעת מירידה ביעילות הפרשת הלקטאז. מחקרים מראים, כי מרבית האנשים אשר סובלים מאי סבילות ללקטוז, מסוגלים לצרוך כמות לקטוז יומית המשתווה לזו שבשתי כוסות חלב, בתנאי שהאכילה היא יחד עם ארוחה, ובתנאי שכמות הלקטוז המקסימלית לאכילה בבת אחת היא אקוויולנטית לזו שבכוס חלב אחת.
מבין מוצרי החלב, בגבינות קשות תכולת לקטוז הנמוכה ביותר, בגבינת קוטג' מחצית כמות הלקטוז אשר בגבינה רכה, ובחלב דל לקטוז פחות מ- 80% לקטוז אשר בחלב רגיל.

איור 3: תכולת לקטוז במוצרי חלב שונים

שומני החלב
שומן החלב אחראי לתכונות ייחודיות של מוצרי חלב (מראה, מרקם, טעם), והוא מקור לאנרגיה, לכולסטרול, לחומצות שומן הכרחיות, לויטמינים מסיסים בשומן, ולמרכיבים חיוניים נוספים המסיסים בשומן (פוספוליפידים, חומצות שומן ייחודיות).
שומן החלב נמצא בכדוריות מיקרוסקופיות, כאמולסיה בתוך נוזל החלב המורכב ממים.

טבלה 2: שומני החלב
הרכב חומצות שומן בטריגליצרידים 
למעלה מ- 400 חומצות שומן שונות וניגזרותיהן מרכיבות את הטריגליצרידים של החלב.
חומצות השומן נבדלות באורך השרשרת שלהן, החל מחומצה בוטירית (4:0) ועד חומצות שומן ארוכות שרשרת המכילות 26 פחמנים.
62% מחומצות השומן שבחלב הן חומצות שומן רוויות, 30% חד בלתי רוויות, 4% רב בלתי רוויות, ועוד 4% חומצות שומן אחרות.

איור 4: התפלגות חומצות שומן בשומן החלב
שומן החלב הנו ייחודי מבין כל השומנים שבעולם החי, מכיוון שהוא מכיל כמות גדולה באופן יחסי של חומצות שומן רוויות קצרות שרשרת, ושל חומצות שומן רוויות באורך בינוני. רק כ- 10% מחומצות השומן שבחלב הן חומצות שומן רוויות ארוכות שרשרת.
קיימת שונות בין חומצות השומן הרוויות השונות בהשפעה על רמות שומני הדם. חומצות שומן רוויות בינוניות וארוכות שרשרת מעלות את רמות הכולסטרול הכללי ואת ה-LDL, למעט חומצה סטארית (המהווה כ- 10% משומן החלב). לעומת זאת, חומצות שומן רוויות קצרות שרשרת (כמו בוטירית, קפרואית וקפרילית) אינן משפיעות על רמות הליפופרוטאינים בדם.

שומן החלב הנו ייחודי מבין כל השומנים שבעולם החי, מכיוון שהוא מכיל כמות גדולה באופן יחסי של חומצות שומן רוויות קצרות שרשרת. רק כ- 10% מחומצות השומן שבחלב הן חומצות שומן רוויות ארוכות שרשרת. חומצות שומן רוויות קצרות שרשרת (כמו בוטירית, קפרואית וקפרילית) אינן משפיעות על רמות הליפופרוטאינים בדם.

CLA – Conjugated Linoleic Acid 
CLA היא תערובת איזומרים של חומצה לינולאית (18:2:n-6). בניגוד לחומצה לינולאית המצויה במרבית השמנים הצמחיים,CLA נמצאת דווקא במוצרים מן החי (חלב ובשר של מעלי גרה). למרות הדמיון המבני הרב בין חומצה לינולאית לבין CLA, השפעתן על קרצינוגנזיס מנוגדת.CLA היא חומצת השומן האנטיסרטנית הפוטנטית ביותר.
הקשרים הכפולים ב-CLA נמצאים על פחמנים 9 ,11 או 10,12 ,לכן היא נקראת מצומדת (conjugated). כל אחד מהקשרים יכול להיות בקונפיגורצית ציס או טרנס. השילוב של ציס וטרנס באותה מולקולה הוא זה שמאפשר יצירת איזומרים גיאומטריים. תשעה איזומרים גיאומטריים של CLA זוהו במזונות. שומן החלב הוא המקור הטבעי העיקרי של CLA, ובעיקר של האיזומר הפעיל ביותר שלה – 9 -ציס 11 –טרנס.
אחד הממצאים המפתיעים לגבי CLA הוא השפעתה על הרכב הגוף. עבודות ראשוניות בבע"ח מצביעות על קשר בין צריכת CLA לבין ירידה במסת השומן ועליה במסת הגוף הרזה. ל- CLA יש השפעה ישירה על תאי שומן – היא מורידה את פעילותו של ליפופרוטאין ליפאז. במחקר היחיד שהתבצע בנושא זה על בני-אדם (20 מתנדבים למשך 3 חודשים, 3.6 גרם CLA ליום) התרחשה ירידה של 20% במסת השומן בקבוצת הניסוי, לעומת עליה בקבוצת הביקורת. חשוב לציין שזהו מחקר ראשוני וקטן, ויש מקום לעריכת מחקרים קליניים נוספים בנושא זה.
בנוסף נמצאו ל- CLA גם השפעות אנטיאטרוגניות, ולאחרונה דווח גם על השפעה אנטידיאבטית.

ספינגוליפידים
ספינגוליפידים הם פוספוליפידים בעלי פעילות ביולוגית בוויסות של פרוליפרציה ודיפרנציאציה של תאים, בפעילויות תאיות מגוונות, באפופטוזיס (מוות של תאים) ובתקשורת בין-תאית.
ספינגומיאלין הוא הספינגוליפיד השכיח ביותר, המהווה כ- 1/3 מהפוספוליפידים שבשומן החלב. תכולתו בחלב נעה בין 0.2% ל- 1.0% משומן החלב, בהתאם לעונות השנה. ספינגוליפידים מצויים גם במוצרי חלב דלי שומן, בשל מיקומם בצד החיצוני של מיצלת השומן, ולא בתוך טיפת השומן. הספינגוליפידים שבחלב שונים מאלו שבשמנים צמחיים. תזונה עשירה בספינגומיאלין מעלה את רמות הספינגומיאלין בסרום, מה שמעיד על כך שקיים קשר ישר בין רמתו במזון לבין רמתו בסרום ובעקבות כך גם להשפעותיו הביולוגיות.

סטרולים
הכולסטרול הוא הסטרול העיקרי שבחלב, והוא מהווה פחות מ- 0.4% משומן החלב. תכולתו במוצרי החלב משתנה בהתאם לאחוז השומן במוצר.
סטרול נוסף המצוי בחלב הוא 7 – דהידרוכולסטרול, הוא פרו ויטמין D .

ויטמינים
חלב מכיל את כל הויטמינים, הן המסיסים בשומן והן המסיסים במים, חלקם בכמויות גדולות המהוות מקור משמעותי בתזונה, וחלקם בכמויות קטנות ולא משמעותיות.

ויטמינים מסיסים במים
החלב מספק את כל הויטמינים המסיסים במים מלבד ויטמין C, חלקם בכמויות קטנות וחלקם בכמות משמעותית. כוס אחת של חלב מספקת 28% מהצריכה היומית המומלצת של ריבופלאבין, 30% מהכמות היומית המומלצת של ויטמין B12 למבוגר ו- 60% לילד בגיל 4-8.

טבלה 3: תכולת ויטמינים מסיסים במים
** כ- 10% מהתיאמין שבחלב נהרסים בתהליך הפסטור.
*** כמות הניאצין שבחלב אינה גדולה, אך בחלב תכולה גבוהה מאד של טריפטופאן,
המהווה חומר מוצא לסינטזה של ניאצין בגוף. 60 מ"ג טריפטופאן אקוויולנטים למ"ג
של ניאצין.

ויטמינים מסיסים בשומן 
פרקצית שומן החלב מכילה את כל הויטמינים המסיסים בשומן: ADEK וקארוטנואידים. בניגוד לדיעה הרווחת, כמות ויטמין D בחלב הנה נמוכה, וויטמינים E ו- K מצויים בחלב בכמויות קטנות מאד .
החלב מהווה מקור מצוין לריטנול וקארוטנואידים. הקארוטנואידים מקנים לחמאה, יחד עם הריבופלאבין, את צבעה הצהבהב. ריכוז הקארוטנואידים בחלב תלוי בתזונה של הפרה, והוא נע בין 11% ל- 50% מכמות ויטמין A שבחלב. ספיגתו של ויטמין A מהחלב מוגברת ע"י בטא-לקטוגלובולין.
מוצרי חלב דלי שומן מכילים כמויות מעטות של ויטמינים מסיסים בשומן. חלב דל שומן מועשר בויטמינים A+D עפ"י הנחייה של משרד הבריאות.

כוס אחת של חלב מספקת 28% מהצריכה היומית המומלצת של ריבופלאבין, ו-30% מהכמות היומית המומלצת של ויטמין B12 למבוגר ו- 60% לילד בגיל 4-8.

מינרלים
המינרלים העיקריים שבחלב הם סידן וזרחן, אך הוא מכיל גם מינרלים נוספים (כלור, מגנזיום, אשלגן, נתרן וגופרית), ולמעלה מ- 100 יסודות קורט (כל היסודות למעט בריום, טיטניום וליטיום). תכולת המינרלים שבחלב משתנה בהתאם לגנטיקה, לסביבה, לתזונה ולתקופת ההנקה של הפרה. לכן, יכולה להיות שונות גדולה בתכולת מינרלים ספציפיים בחלב. תכולת הברזל בחלב הנה נמוכה, וכן זמינותו.

סידן
החלב מהווה את אחד המקורות העיקריים לסידן בתזונה. מעבר לתרומתה לתקינות השלד, צריכה נאותה של סידן חיונית למניעת יתר לחץ- דם, וכנראה הנה בעלת תפקיד במניעת סרטן.
20% מהסידן שבחלב קשורים לקזאין והשאר מצוי כמינרל חופשי. הסידן הקשור לקזאין משתחרר בתהליך העיכול ושעור הספיגה שלו מגיע ל- 25%-35%.
שיעור ספיגת הסידן ממוצרי חלב גבוה בהשוואה לזה של סידן שמקורו במזונות אחרים.
ספיגת הסידן ממוצרי חלב מושפעת ממס' גורמים:
גורמים המגבירים את שעור הספיגה: לקטוז (בעיקר בתינוקות), ויטמין D, פפטידים.
לקטוז – מגביר את שעור הספיגה בתינוקות בכ- 70%, במבוגרים הגברה משוערת של 25%-45%. יעילות ההשפעה במבוגרים עדיין שנויה במחלוקת.
ויטמין D – המצוי בכמות מעטה בשומן החלב מגביר ספיגת סידן אקטיבית במעי, באמצעות חלבון קושר סידן.
פפטידים נשאי מינרלים – פוספופפטידים הניגזרים מקזאינים המגבירים את ספיגת הסידן ע"י הגדלת המסיסות של מלחי קלציום-פוספאט.

איור 5: שעור הספיגה של סידן ממזונות שונים

References:

1. Miller GD, Jarvis JK, McBean LD. Dairy food and nutrition, 3rd edition. National Dairy Council (USA) 2006
2. Burrington K. Dairy ingredients for health. Food Prod Design 1999;9:38-62.
3. Meisel H, Bockelmann W. Bioactive peptides encrypted in milk proteins: proteolytic activation and thropho-functional properties. Antonie van Leeuwenhoek 1999;76:207-15.
4. Clare DA, Swaisgood HE. Bioactive milk peptides: A prospectus. J Dairy Sci 2000;83:1187-95.
5. Tome D, Debbabi H. Physiological effects of milk protein component. Inter Dairy J 1998;8:383-92.
6. Meisel H. Overview on milk protein derived peptides. Inter Dairy J 1998;8:363-73.
7. Séverin S, Wenshui X. Milk biologically active components as nutraceuticals: review. Crit Rev Food Sci Nutr. 2005;45(7-8):645-56.
8. López-Expósito I, Recio I Protective effect of milk peptides: antibacterial and antitumor properties. Adv Exp Med Biol. 2008;606:271-93.
9. Kanwar JR, Kanwar RK, et al. Molecular and biotechnological advances in milk proteins in relation to human health. Curr Protein Pept Sci. 2009 Aug;10(4):308-38.
10. Burrington K. Dairy ingredients for health. Food Prod Design 1999;9:38-62
11. Molkentin J. Bioactive lipids naturally occurring in bovine milk. Nahrung 1999;43:185-9.
12. MacDonald HB. Conjugated linoleic acid and disease prevention: A review of current knowledge. J Am Coll Nutr 2000;19:111s-18s.
13. Parodi PW. Conjugated linoleic acid and other anticarcinogenic agents of bovine milk fat. J Dairy Sci 1999;82:1339-49.
14. Vesper H, Schmelz EM, et al. Sphingolipids in food and the emerging importance of sphingolipids to nutrition. J Nutr 1999;129:1239-50.
15. Merrill AH Jr, Schmelz EM, et al. Importance of sphingolipids and inhibitors of sphingolipid metabolism as components of animal diets. J Nutr 1997;127:830s-33s.
16. Baldi A, Pinotti L. Lipophilic microconstituents of milk. Adv Exp Med Biol. 2008;606:109-25.
17. Haug A, Hostmark AT, Harstad OM. Bovine milk in human nutrition- A review. Lip Health Dis 2007;6:25-41.
18. De Vers M, Schrezenmeir J. Nutritional aspects of lactose. Carbohydrates in Europe 1999;25:18-23.
19. Michaelidou A, Steijns J .Nutritional and technological aspects of minor bioactive components in milk and whey: Growth factors, vitamins and nucleotides. Intern Dairy J. 2006;16:1421-26.
20. Heaney RP, Recker RR, weaver CM. Absorbability of Calcium Sources: The Limited Role of Solubility. Calcif Tissue Int 1990;46:300-4.
21. Weaver CM. Purdue University West Lafayette, Indiana. WWW.soyfoods.com/symposium97/calcium.html
22. Heaney RP, Dowell MS, Rafferty K, Bierman J. Bioavailability of the calcium in fortified soy imitation milk, with some observations on method. Am J Clin Nutr 2000;71:1166-9