Il primo utilizzo delle proteine avvenne da parte dei greci nel 2500 a.C., i quali erano soliti bere siero di latte poiché avevano notato che rinforzava il sistema immunitario, aumentava la forza e la massa muscolare (Krissansen, 2007; Haug, 2007).

Oggi le Whey Protein sono utilizzate come materia prima nei prodotti per l’infanzia, come food supplements, nelle barrette e nelle bevande proteiche per sportivi ed in integratori per anziani (Krissansen, 2007; Haug, 2007).

Le WP occupano il 60% del mercato degli integratori alimentari e sportivi e, nel 2015, l’Europa ha avuto il mercato più grande delle WP, sia per il settore del fitness sia nel settore medico-clinico.

Per ottenere prodotti ad alto valore nutrizionale e sicuri, i processi di estrazione e produzione, prevedono l’impiego di membrane di filtrazione semipermeabili con i relativi pori che vanno da pochi millimetri fino a micron e questo permette di classificare le membrane e ottenere prodotti di diversa purezza e composizione (Pizzichini et al., 2009).

Con il termine purezza si intende un prodotto che abbia quasi esclusivamente proteine con il minor contenuto di altri componenti, come grassi, colesterolo, lattosio e carboidrati (Marella, 2009).

Le membrane più utilizzate sono quelle ceramiche o polimeriche che sono impiegate nelle tecniche di microfiltrazione (MF), ultrafiltrazione (UF), nanofiltrazione (NF), osmosi inversa (OR), microfiltrazione a flusso incrociato e scambio ionico (IE).

La separazione tramite membrana comporta l’allontanamento dei composti target d’interesse  da sospensioni contenenti diverse varietà di macro e micro molecole, sulla base delle dimensioni molecolari.

La microfiltrazione (MF) utilizza membrane, polimerica o ceramica, con una pressione di 1,4 bar, con pori di filtrazione dai 0,1-20 µm (Pizzichini et al., 2009). In questo processo è impiegato un flusso tangenziale e uno incrociato per contrastare la formazione della torta di retentato (quantità di materiale trattenuto dalla membrana) e, consente di allontanare batteri e frazioni di grasso (Ko Y. T. e Chipley J. R., 1983). Questa metodologia di estrazione a flusso incrociato risulta essere la migliore, in quanto è stato messo a punto per prevenire le problematiche di denaturazione proteica riscontrate con lo IE (Scambio Ionico), risultando quindi la modalità migliore per preservarne la qualità.

Negli ultimi 20 anni il siero è passato dall’essere un prodotto di scarto a un prodotto con alto valore aggiunto (Krissansen, 2007; Haug, 2007). Con il passare degli anni si sono sviluppate tecnologie che hanno permesso una filtrazione sempre migliore delle sieroproteine dagli altri componenti del siero. Si sono si sono sviluppate così varie categorie di prodotto (Caessens, 1999):

• WPC (whey protein concentrated), provengono dalla tecnica di Ultrafiltrazione ed hanno dal 35% al 80% di sieroproteine.
• WPI (whey protein isolated), provengono dalla tecnica di Microfiltrazione o Scambio Ionico (quest’ultima porta ad una maggiore denaturazione della proteine) che contengono >90% di sieroproteine.
• WPH (whey protein hydrolizated) che contengo proteine già precedentemente idrolizzate e quindi rapidamente assimilabili.

Il processo estrattivo delle WPC inizia con una prima filtrazione del siero in cui una centrifugazione rimuove piccole parti di caseina, grasso e batteri (Tomasula, 2015).

Successivamente si esegue l’Ultra Filtrazione, grazie alla quale è possibile separare le WP dal lattosio, sale e acqua. Si potranno ottenere proteine sempre più pure se si aggiunge acqua al processo.

L’operazione finale è quella dello spray-drying che permette di avere un prodotto con il 95% di sostanza secca (Tunick, 2008).

Nella microfiltrazione a flusso incrociato, si prevede l’uso di membrane filtranti con pori che hanno dimensioni da 10 nm a 1200 nm. Questo metodo è stato messo a punto per prevenire le problematiche di denaturazione proteica riscontrate con lo IE (scambio ionico), risultando la modalità migliore per preservarne la qualità.

Le WPI sono sottoposte a un processo di MF “cross flow” o tangenziale: questo permette di ottenere una proteina più pura, quasi priva di grassi, colesterolo e lattosio. E’ un prodotto nettamente più digeribile e leggero rispetto alle WPC e solitamente sono scelte da sportivi che richiedono di mantenere un livello di grasso corporeo basso o per quelli intolleranti al lattosio; infine il tempo di assorbimento a livello gastrico-intestinale è di 30-60 minuti.

Dalle WP “sprayizzate” si ottiene un prodotto di altissima qualità adoperato da sportivi, da anziani e da persone con eventuali patologie.

È bene precisare che l’integrazione con proteine non rappresenta l’ideale sostituto del pasto.

(Riferimenti: Gadani E. “Le Proteine del Siero: un sottoprodotto dalle grandi potenzialità salutistiche” Tesi di Laurea, Università di Bologna, 2018-19)

PROTEINE E SVILUPPO MUSCOLARE

Studi recenti hanno dimostrato che la sintesi proteica muscolare viene stimolata in risposta all’aumento dell’apporto proteico, in maniera dose-dipendente, dopo l’esercizio di resistenza, e raggiunge la stimolazione massima a seguito dell’ingestione di 20g di Proteine di alta qualità (>70g di EAA su 100g di prodotto).

È importante sottolineare che la semplice disponibilità di amminoacidi, fornita con l’alimentazione, specie dopo l’esercizio di resistenza, potrebbe essere il principale fattore dell’anabolismo muscolare.

(Riferimenti: “The American Journal of Clinical Nutrition”, Vol.89, n1, Jan 2009)