ホエイプロテイン

ホエイプロテインは、チーズ製造の副産物として生成される液体物質であるホエイから分離されたタンパク質の混合物です。タンパク質は、 α-ラクトアルブミン、β-ラクトグロブリン、血清アルブミン、および免疫グロブリンから構成されています。^{[ 1 ]}グリコマクロペプチドも3番目に多い成分ですが、タンパク質ではありません。ホエイプロテインは、一般的にタンパク質サプリメントとして販売されています。

ホエイは、チーズ製造工程で牛乳を凝固させた後に残るものです。凝固は、酸またはレンネッ​​トを加えることによって起こります。ホエイは、水に5%の乳糖を溶解させた溶液で、牛乳の水溶性タンパク質と少量の脂質を含んでいます。^{[ 2 ]}加工は、単純な乾燥によって行うこともできますし、乳糖、脂質、その他の非タンパク質物質を除去することで相対的なタンパク質含有量を増やすこともできます。^{[ 3 ]}

ホエイからタンパク質を抽出する主な方法は膜ろ過です。さまざまな孔径の膜を使用することで、ホエイのさまざまな成分を選択的に通過させたり、保持させたりすることができます。ホエイは、細菌、カゼインミセル、脂肪を遮断する「精密ろ過」に通した後、タンパク質を遮断する「限外ろ過」（UF）に通すことができます。UFを通過しなかった部分は、噴霧乾燥されて濃縮ホエイタンパク質になります。^{[ 4 ]}ろ過膜を使用してタンパク質を濃縮する他の方法もあります。^{[ 5 ]}

イオン交換クロマトグラフィーは、ホエイタンパク質抽出のもう1つの主要な方法です。開発中の方法には、水性二相抽出と磁気分離があります。^{[ 5 ] [ 6 ]}

微生物生産

微生物は、ホエイに類似した、あるいは「生物学的に同一」のタンパク質を生成するように遺伝子操作されている。^{[ 7 ]}さまざまな企業が微生物で生産されたホエイやチーズを提供しているが、これらの企業は製品のタンパク質組成を規定していないものの、ホエイタンパク質を作るのに必要な遺伝子の一部は含まれている。^{[ 8 ] [ 9 ]}

牛乳中のタンパク質は、約20%がホエイ、80%がカゼインです。^{[ 10 ]}ヒトの母乳中のタンパク質は、約60%がホエイ、40%がカゼインです。^{[ 11 ]}ホエイ中のタンパク質画分は、ホエイ中の全乾燥固形分の約10%を占めます。このタンパク質は通常、β-ラクトグロブリン（約65%）、α-ラクトアルブミン（約25%）、ウシ血清アルブミン（約8%）（血清アルブミンも参照）、および免疫グロブリンの混合物です。^{[ 12 ]}スイートホエイから得られるホエイタンパク質分離物の3番目に大きな断片は、グリコマクロペプチドまたはGMPです。ただし、GMPはタンパク質として分類されるために必要な二次構造を欠いており、長いアミノ酸鎖とみなされます。これらのペプチドはすべて、天然の状態で水に溶けます。

ホエイプロテインは主に4種類が商業的に生産されている。^{[ 13 ]}

• ホエイプロテイン濃縮物（WPC）は、一般的に脂肪とコレステロールの含有量が低い（ただし、全く含まれていないわけではない） 。また、乳糖の形で炭水化物も含まれている。
• ホエイプロテインアイソレート（WPI）は、脂肪と乳糖を除去する加工が施されており、その結果、WPIパウダーは通常、乾燥重量で90%以上のタンパク質を含んでいます。WPCと同様に、WPIはマイルドで、わずかにミルクのような風味があります。
• ホエイタンパク質加水分解物（WPH）は、代謝を容易にするために前処理され、部分的に加水分解されたホエイタンパク質です。そのコストは一般的にWPCやWPIよりも高くなります。 ^{[ 3 ]}高度に加水分解されたホエイは、ペプチド鎖が小さいため、他の形態のホエイよりもアレルギーを起こしにくい可能性があります。このため、低アレルゲン性のベビーミルクや医療用食品の一般的な成分となっています。^{[ 14 ]}
• 天然ホエイプロテインは、チーズ製造の副産物として収集されるのではなく、脱脂乳から抽出されます。このタイプのホエイには、レンネット添加後にのみ形成されるグリコマクロペプチドは含まれていません。^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

ホエイプロテインはカゼインや大豆プロテインよりも生体利用率が高いという証拠がある。^{[ 18 ] [ 19 ]}

ホエイプロテインは一般的に栄養補助食品として販売されており、通常は飲料に混ぜるための粉末状で販売されています。^{[ 20 ]}ホエイプロテインは、ヨーグルトの食感を改善し、離水を減らすための増粘剤としてもよく使用されます。21世紀初頭に人気が高まったギリシャヨーグルトは、一般的にタンパク質が豊富です。^{[ 21 ]}

ホエイプロテインサプリメントの主な用途は、筋肉の成長と発達です。運動前にホエイプロテインサプリメントを摂取しても運動能力は向上しませんが、体内の遊離アミノ酸プール内の遊離アミノ酸が増加するため、運動後のタンパク質の回復と合成が促進されます。^{[ 21 ]}ホエイプロテインの抗酸化作用は、甲状腺機能低下症に伴う酸化ストレスを軽減するのに役立ちます。^{[ 22 ]} 2010年、欧州食品安全機関（EFSA）のパネルは、ホエイプロテインの減量（脂肪減少と満腹感の増加の両方による）と筋力および筋肉増強への影響を調査しました。パネルは、減量に関する主張を裏付ける証拠はなく、ホエイプロテインは筋力、筋肉、除脂肪体重の増加において他のタンパク質源とほぼ同等の効果があると結論付けました。^{[ 20 ]}

ホエイプロテインは牛乳アレルギーの原因となる場合があるが、牛乳の主なアレルゲンはカゼインである。^{[ 23 ] [ 24 ]}

リコッタチーズなどのホエイチーズは、ホエイから作られ、ホエイプロテインを豊富に含んでいます（ブルノストを除く）。リコッタチーズの固形分のうち、ホエイプロテインは約40～45％を占めています。

• ホエイプロテインの健康情報（ 2009年12月1日、ウェイバックマシンにアーカイブ済み）、カリフォルニア大学サンディエゴ校