Salute e malattia
Le proteine del siero di latte sono essenzialmente il residuo liquido che rimane dopo la coagulazione del latte durante la produzione del formaggio. Il siero è composto da aminoacidi, i mattoni delle proteine. Esistono otto aminoacidi essenziali che l'organismo non può sintetizzare autonomamente (più un nono derivato dagli altri) e che devono essere assunti tramite la dieta. Il Whey Protein Institute riconosce al siero proprietà utili per la costruzione muscolare, il supporto osseo e il miglioramento della funzione immunitaria, ma prima di raggiungere il consumatore deve essere processato. Lo scambio ionico è uno dei metodi opzionali per elaborare il siero.
Secondo Medline Plus, uno ione è un atomo o molecola con carica elettrica. La maggior parte degli atomi è neutra perché elettroni (carica negativa) e protoni (carica positiva) sono in equilibrio. Se il numero di elettroni cambia rispetto ai protoni, l'atomo acquista una carica. Uno ione positivo è un catione, uno negativo è un anione. Alcuni atomi, come l'idrogeno (un solo protone), acquisiscono facilmente una carica, rendendoli prevedibili.
Lo scopo di un dispositivo a scambio ionico è scambiare ioni tra due soluzioni o sostanze. Un esempio sono gli elettroliti, sostanze conduttive contenenti ioni liberi: sodio, potassio, calcio, cloruro e bicarbonato. Questo processo separa le componenti del siero in base alla loro carica elettrica.
Per ottenere la separazione si utilizzano due reagenti chimici: acido cloridrico e idrossido di sodio, che formano una soluzione capace di scambiare ioni con le proteine del siero. Il meccanismo ricorda quello degli addolcitori d'acqua. La carica elettrica delle proteine le fa aderire alle resine del recipiente di reazione.
L'obiettivo dello scambio ionico è purificare e concentrare le proteine del siero. Il contenuto proteico tipico della polvere di siero varia dal 35% al 95%. Maggiore è la purificazione, più alta la concentrazione. Inoltre, le tecniche a scambio ionico costano circa un quinto rispetto ai sistemi di filtrazione fisica (come la microfiltrazione a flusso incrociato).
A causa dei reagenti chimici (acido cloridrico), le frazioni proteiche sensibili al pH e agli acidi possono denaturarsi, degradando gli aminoacidi. Componenti spesso danneggiati includono immunoglobuline (anticorpi), glicomacropeptidi e altri agenti immunostimolanti con attività antivirali e antimicrobiche. Possono perdersi anche aminoacidi essenziali e la capacità di migliorare l'assorbimento di vitamine e minerali durante la digestione.
Nutrizione