Whey Isolate Native

1. Prise de masse : comment se construit le muscle ?

Notre métabolisme est divisé en deux processus : l’anabolisme et le catabolisme. L’anabolisme est une phase de construction pendant laquelle les nutriments absorbés via l’alimentation sont utilisés pour synthétiser les molécules dont notre organisme a besoin. À l’inverse, le catabolisme est une phase qui voit des molécules complexes (lipides, protéines, polysaccharides, etc.) se décomposer en molécules plus simples (acides gras, acides aminés, monosaccharides, nucléotides, etc.). Ces dernières peuvent soit s’oxyder pour libérer de l’énergie, soit être utilisées dans de nouvelles réactions anaboliques.

Ces deux phases alternent en permanence en fonction de notre alimentation, de notre activité physique, de notre sommeil et des besoins de notre organisme. La nuit est notamment un moment privilégié pour la réparation du corps des efforts de la journée : c’est l'anabolisme nocturne.

Du côté des muscles, cet anabolisme ou développement musculaire va dépendre de plusieurs facteurs, notamment d’un stimuli via l'exercice physique et d’un apport suffisant de nutriments, en particulier de protéines. Pour augmenter sa masse musculaire, il faut qu’au total l’anabolisme soit supérieur au catabolisme. Cela passe notamment par des apports énergétiques et en protéines supérieurs à ceux de la phase de maintien. [1] La qualité des protéines sera aussi un critère très important, via notamment leur composition en acides aminés. La glutamine est l’acide aminé le plus présent dans l’organisme, et les 3 acides aminés à chaîne latérale ramifiée, ou acides aminés branchés (BCAA : Branched-Chain Amino Acids), à savoir la leucine, l’isoleucine et la valine, représentent 35% des acides aminés essentiels dans les protéines musculaires et sont les premiers à être dégradés lors d'un effort musculaire. La whey est particulièrement riche en acides aminés essentiels, et en BCAA plus particulièrement, ce qui en fait le meilleur choix pour soutenir l’anabolisme et donc sa croissance musculaire.

De l’autre côté, un facteur très important du catabolisme est la sarcopénie. À partir de 30 ans, on perd naturellement jusqu’à 1% par an de masse musculaire, la synthèse protéique étant de moins en moins efficace, et ce phénomène s’accélère après 50 ans, avec un perte allant jusqu’à 2% par an. On parle de sarcopénie lorsque la perte est supérieure à 30% de la masse musculaire initiale. Pour compenser cette perte d’efficacité des processus d’anabolisme et préserver sa masse musculaire, il est nécessaire d’augmenter à la fois les exercices physiques dédiés (type musculation) et les quantités de protéines. [2]

2. Pourquoi des protéines en poudre ?

En matière de pratique sportive, l'apport en protéines est un élément décisif. Bien dosé et bien étalé dans le temps, il permet une reconstruction musculaire optimale et donc une meilleure récupération. Plus la prise est étalée dans la journée, meilleure est l'anabolisme, c'est-à-dire la phase de construction/reconstruction des fibres musculaires. Les besoins varient en fonction du type de sport, de l’intensité et du niveau de chacun. Les sportifs d’endurance doivent s'assurer d’apports de l'ordre de 1,2 à 1,6 g de protéines par kilo de poids de corps et par jour, quand les sportifs de force ont des besoins supérieurs, entre 1,4 et 2 g par kilo de poids de corps et par jour, selon qu’ils soient en phase de maintien ou de construction. En phase de déficit calorique, ces besoins seront supérieurs et pourront éventuellement dépasser les 2 g par kilo afin de préserver au maximum la masse musculaire. [3]

Plus ces besoins sont élevés, plus il sera difficile de les couvrir uniquement avec l'alimentation solide pour plusieurs raisons :

• Manger plus de viande, de poisson ou d’œufs peut faire augmenter l’apport calorique de manière conséquente, au risque de se mettre en excès et de favoriser une prise de masse grasse non désirée, ou d’être obligé de réduire d’autres aliments pour respecter son total calorique. 
• Pour les végétariens et les végans, il faut compenser la moins bonne qualité des protéines végétales en augmentant les quantités de 20% environ, mais augmenter les quantités de légumineuses, la source principale de protéines végétales, peut provoquer des troubles digestifs chez certaines personnes.
• Il y a aussi une limite avec la satiété : à partir d’une certaine quantité d’aliments, il sera difficile de manger plus et d’aller au-delà de son appétit, sauf éventuellement à multiplier le nombre de repas.
• Côté pratique, il est plus efficace de diviser ses apports en protéines de manière équitable sur au moins 3 prises par jour, voire 4 ou 5 pour les quantités plus élevées chez les plus grands sportifs. Idéalement, ces prises doivent correspondre naturellement avec les repas, mais il est possible, suivant l’appétit et le mode de vie de chacun, qu’il soit difficile de manger un aliment entier lors d’une de ces prises et que d’un point de vue pratique, il soit beaucoup plus simple de prendre une protéine en poudre.

Il faut noter qu’un aliment entier apporte aussi d’autres nutriments bénéfiques au-delà des protéines, tels que des vitamines, des minéraux ou des fibres. L’objectif n’est donc pas de les remplacer totalement par des protéines en poudre mais de venir les compléter, surtout quand ses besoins sont élevés. 

En résumé, les protéines en poudre présentent 4 avantages : 

• Le coût : par rapport à la quantité totale de protéines, c’est bien moins coûteux que de la viande et du poisson. C’est donc une solution idéale notamment pour les petits budgets.
• L’aspect pratique :  pouvoir avoir son shaker sur soi hors domicile est bien plus simple que de transporter son blanc de poulet ou son assiette de lentilles. 
• Le contrôle des calories : pour les personnes qui ont besoin d’augmenter leur apport en protéines sans trop augmenter leurs calories
• L’apport au-delà de la satiété : pour toutes les personnes limitées par leur appétit pour augmenter leurs quantités d’aliments solides pour atteindre leur objectif de protéines

La recherche de la protéine idéale (bonne digestibilité, rapidité d'absorption, spectre d'acides aminés complet, haute teneur en BCAA, etc.) est un enjeu majeur des marques sportives. S'il existe beaucoup de protéines (whey, caséine, œuf, bœuf, végétale, etc.) les deux protéines issues du lait font aujourd'hui consensus : la whey et la caséine. 

3. La whey protéine c’est quoi ?

“Whey” est le terme anglais de la protéine de lactosérum, ou petit-lait, qui représente environ 20% des protéines présentes dans le lait. Elle est plébiscitée par la science en tant que protéine de haute qualité. La qualité d’une protéine peut se mesurer de plusieurs façons : sa valeur biologique (proportion de cette protéine qui est incorporée dans les protéines de l'organisme), l’utilisation nette des protéines (différence entre la quantité d'azote retenue sur l'azote total consommé) ou le PDCAAS (calculé à partir du profil en acides aminés). Sur chacun de ces critères, la whey se classe comme la protéine de référence.

4. Whey native ou fromagère ?

Il existe deux moyens d’obtenir de la whey :

• Directement à partir de lait frais qui va être filtré et séché, avec plusieurs étapes de filtration pour séparer la whey de la caséine, du lactose et des lipides. On parle alors de whey “native”.
• En récupérant le petit-lait auprès de l’industrie fromagère, la whey étant un sous-produit de la fabrication du fromage qui est formé par la coagulation de la caséine. On parle de whey “fromagère”, qui représente la majorité des produits sur le marché.

La whey native contient très légèrement plus de leucine que la whey fromagère, à savoir 4 g vs 3,3 g par dose de 30 g de protéines. Mais les études ayant comparé les 2 types de whey sur l’anabolisme musculaire n’ont soit pas observé de différence sur la synthèse protéique musculaire, aussi bien chez des personnes jeunes [4] que plus âgées [5], soit noté un très léger avantage pour la whey native [6].

La whey fromagère présente en revanche l’avantage de valoriser des coproduits de l'industrie fromagère et permet en cela de réduire l'empreinte carbone. Mais il présente un inconvénient : sa protéine passe par un procédé de fabrication moins doux qui entraîne une dénaturation des  protéines avec notamment cette baisse de la teneur en leucine.

5. Au-delà des muscles : les peptides bioactifs

Une protéine est comme un collier de perles, composé d’acides aminés, et roulé en pelote. Quand on avale ces protéines, le système digestif va découper ce collier à l’aide d’enzymes. Mais toute la protéine n’est pas réduite à 100% en acides aminés individuels, il reste aussi ce qu’on appelle des peptides, c’est-à-dire des morceaux du collier composés de quelques acides aminés. Ces peptides, une fois absorbés et passés dans le sang, peuvent avoir une action spécifique et différente des acides aminés individuels. La whey est naturellement riche en peptides, dont certains pourraient avoir une action positive sur le système immunitaire ou la pression artérielle (tableau 1). [7,8]

 tableau 1 : bio peptides actifs de la protéine whey

Mais les différentes étapes de transformation, via la température notamment comme avec la pasteurisation, peuvent dénaturer une protéine. [9] Une protéine est dite dénaturée quand elle perd sa configuration originale, quand la “pelote” va se trouver déroulée (figure 1).

 Figure 1 : dénaturation des protéines

Ce processus n’est pas nécessairement un problème et il a même été un avantage évolutionniste lors de l’invention de la cuisson il y a plusieurs centaines de milliers d’années, ce qui a permis de rendre plus de calories accessibles dans les aliments. Par exemple, cuire des protéines de blanc d’oeuf les dénature, faisant passer leur biodisponibilité de 50% à environ 90%. [10]

Mais la dénaturation des protéines dans la whey via des traitements thermiques peut diminuer la production de ces peptides bénéfiques lors de la digestion, un changement dans la structure des protéines entraînant des réactions différentes de nos enzymes. Cette dénaturation pourrait expliquer en partie pourquoi les études observationnelles ont noté que les enfants buvant du lait pasteurisé ont de plus grands risques d’allergies que ceux buvant du lait cru ou thermisé. [11] Une whey native devrait donc permettre une plus grande production de ces peptides bioactifs bénéfiques pour la santé.

La lactoferrine est un autre actif du lait particulièrement intéressant pour le système immunitaire, dont il régulerait la réponse grâce à sa capacité à se lier au fer. Notre Whey est riche en lactoferrine, avec 0,5% soit 150 mg par portion.

Enfin, un mot sur une autre différence entre les whey native et fromagère : la présence de glycomacropéptides (GMP). Il s’agit de peptides bioactifs présents dans la caséine kappa, mais qui est libérée dans le lactosérum lors de la fabrication de fromage par ajout de présure. C’est la raison pour laquelle les whey fromagères contiennent jusqu’à 20% de GMP. Comme on filtre les GMP pour les éliminer pour les laits infantiles, les nourrissons ne devant pas en consommer, il s’agit également d’un ingrédient que certains fabricants de whey pour sportifs ajoutent à leur matière première pour en diminuer le coût. Une teneur en GMP supérieure à 20% est donc le signe de cette altération.

A l’inverse, une whey native ne contient pas du tout de GMP, étant produite à partir de lait frais par filtration, ils ne sont libérés de la caséine.

6. La matière première : lait conventionnel ou bio ?

Un autre critère de choix pour une whey est également le type d’élevage dont est issue la matière première, à savoir le lait. Les principales indications que le consommateur aura à sa disposition sont l’origine géographique, la nature des élevages (pâturages/extensifs ou conventionnels/intensifs) et le respect d’un cahier des charges spécifique (label bio). A noter que l’absence de toute indication, comme c’est le cas de la majorité des produits sur le marché, signifie certainement que le lait est issu d’un élevage conventionnel.

D’un point de vue purement nutritionnel, il n’y a a priori pas de différences notables suivant le mode d’élevage. En effet, le fait de manger de l’herbe (pâturages) plutôt que des céréales augmenterait peut-être la quantité de certains peptides, mais dans des quantités faibles. C’est surtout le profil en acides gras qui va être impacté, avec un peu plus d’oméga 3 et un peu moins d’oméga 6 dans du lait issu de pâturages. Mais étant donné que pour produire de la whey, notamment de l’isolat, on filtre et on élimine justement les graisses, cela n’aura pas d’effet sur le produit final. Ce critère du type d’élevage est donc avant tout une question éthique et de bien-être animal. [13,14]

De plus, il y a également un critère de localité. En effet, la production de lait bio en France n’est pas encore suffisante pour répondre à la demande, et vouloir une whey bio oblige à se fournir dans d’autres pays européens, alors qu’il est possible d’avoir un lait issu de pâturages français mais simplement non-labellisé bio, ce qui permet d’avoir à la fois une filière 100% française et du lait de qualité respectant le bien-être animal.

7. Les méthodes de filtration

Le petit-lait, la whey encore liquide, qu’elle soit fromagère ou native, contient plus que des protéines. Il faut donc la filtrer pour éliminer des composés non désirés comme le gras, le lactose, les résidus de caséine et les bactéries. La “sweet whey” (whey douce), qui est la whey fromagère la plus courante, contient par exemple 5,14% de glucides (lactose), 0,85% de protéines et 0,36% de lipides (le reste étant de l’eau essentiellement).

La méthode la plus courante est l’ultrafiltration, parfois complétée par de la microfiltration voire de la nanofiltration. Ces trois méthodes consistent à faire traverser le liquide au travers d’une membrane sans l’utilisation de chaleur ou de produits chimiques, permettant à la whey obtenue d’être non-dénaturée. [15,16]

L’échange d’ions est une autre technique pour isoler les protéines : le liquide passe au travers de résines spéciales qui se lient par réaction chimique aux protéines. Mais ces produits chimiques modifient le pH et dénaturent la whey. [17,18]

 Figure 2 : 4 processus de filtrations différents

8. Les méthodes de séchage

L’atomisation (“spray drying”) est la technique la plus courante utilisée dans l’industrie laitière pour transformer la whey liquide en poudre. Ce procédé peut être réalisé de plusieurs façons, dont certaines peuvent dénaturer les protéines.

Les méthodes conventionnelles, qui permettent d’accélérer la production, dénaturent environ 30 à 40% des protéines, même à des températures relativement basses (60 à 80°C). [19] Il est possible d’utiliser des flux moins rapides aux mêmes températures pour ne pas dénaturer les protéines.

La lyophilisation est un autre moyen d’éviter la dénaturation des protéines, mais cette méthode prend beaucoup plus de temps et n’est pas pratique pour produire en grande quantité.

9. Concentrat, isolat, hydrolysée : quelle forme choisir ?

Les protéines whey en poudre peuvent être divisées en 3 grandes catégories : les concentrats, les isolats et les hydrolysats.

• Les concentrats de whey (WPC : Whey Protein Concentrate) contiennent 80% de protéines en moyenne, ainsi que plus de lactose et de lipides que les autres whey. Moins coûteux à produire, les concentrats sont la forme la plus utilisée dans l’industrie agroalimentaire.
• Les isolats de whey (WPI : Whey Protein Isolate) subissent une meilleure filtration et se distinguent par une teneur en protéine de plus de 80% (sur extrait sec), pouvant aller jusqu’à 94%, et sont donc plus faibles en glucides ( et donc en lactose) et en graisses résiduelles que les concentrats. 
• Les hydrolysats sont des concentrats ou des isolats qui ont été “prédigérés”, c’est-à-dire que les protéines ont été coupées en peptides par un processus enzymatique. L’hydrolysation dénature les protéines, mais le type et la quantité d’enzymes utilisées, ainsi que la température et le pH d’incubation, vont déterminer si les peptides bioactifs deviennent plus ou moins biodisponibles. D’un point de vue pratique, même si la whey hydrolysée est plus rapidement absorbée, les études scientifiques n’ont pas montré des gains de force et de masse musculaire plus importants qu’avec un isolat de whey.

On peut également citer la “Clear Whey” qui est un concentrat ou un isolat qui a subit un processus d’acidification et de purification à un pH faible, ce qui la rend plus soluble et incolore dans l’eau, mais rend son goût également acide, en plus de dénaturer les protéines. C’est pour cette raison qu’il est indispensable d’ajouter des arômes et des édulcorants. 

Enfin, pour une même protéine (concentrat ou isolat), il est possible de l’avoir en version normale ou en version “instantanée”, c'est-à-dire facile à mélanger (meilleure solubilité) grâce à l’ajout de lécithine.

À savoir : Au sein de l’Union Européenne, le règlement n° 1169/2011 stipule que la teneur en protéines soit calculée en multipliant la teneur en azote total par le facteur 6,25, quel que soit l’aliment, dans un objectif de simplification. Mais dans la réalité, ces facteurs peuvent différer d’un aliment à un autre. Par exemple, certaines protéines végétales auront un facteur inférieur, alors que pour les protéines laitières le consensus scientifique s’accorde sur un facteur de 6,38. C’est pour cette raison que vous pouvez voir des disparités entre différents produits, certaines marques affichant uniquement la teneur avec le facteur de 6,38 pour avoir le taux de protéines le plus élevé, sans respecter l’obligation légale. Chez Nutri&Co, nous avons décidé de vous communiquer les deux calculs pour une transparence totale.

10. Et la caséine ?

La caséine représente 80% des protéines du lait de vache. Comparée à la whey, la caséine est plus pauvre en acides aminés essentiels (EAA), notamment en leucine et est donc considérée comme une protéine de moins bonne qualité biologique. Sa vitesse de digestion et d’absorption sont aussi plus faibles.

La caséine micellaire est la forme de base de la caséine dans le lait. Elle se digère très lentement, en raison de sa coagulation dans l’acidité de l’estomac, ce qui entraîne une stimulation de la synthèse protéique musculaire inférieure à celle de la whey. [20]

Les deux autres formes de caséine, les caséinates et les hydrolysats, sont fabriquées en détruisant la structure de la caséine micellaire, permettant une digestion plus rapide, similaire à celle de la whey. Mais la whey étant plus riche en EAA et en leucine, elle reste plus efficace pour la synthèse protéique musculaire. [21,22]

Enfin, l’argument de la digestion lente qui permettrait de lutter contre le catabolisme nocturne avec une prise juste avant le coucher ne repose sur aucune donnée scientifique solide, le facteur essentiel pour garantir la construction musculaire étant la quantité totale de protéines ingérées sur 24h.

11. Pourquoi acheter la Whey Isolate Native de Nutri&Co ?

Pour vous proposer la meilleure protéine pour votre pratique sportive, répondant à tous les critères cités, nous avons donc fait le choix : 

• D’une whey native issue de lait de pâturages français
• De la plus haute concentration de protéines disponible : jusqu’à 94% de protéines sur extrait sec (N=6,38)
• D’une faible teneur en lactose obtenue par hydrolyse enzymatique grâce à une lactase (inactivée en fin de processus)
• D’une double filtration membranaire (microfiltration et ultrafiltration) garantissant l’intégrité des protéines
• D’un séchage par atomisation ne dénaturant pas les protéines (taux de dénaturation inférieur à 5%)

Avec la Whey Isolate Native de Nutri&Co, vous aurez la whey protéine de la plus haute qualité possible, disponible en 3 versions : nature (neutre), goût vanille et goût chocolat.

Références

1. Tipton KD, Wolfe RR. Exercise, protein metabolism, and muscle growth. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2001;11(1):109-132. doi:10.1123/ijsnem.11.1.109
2. Cruz-Jentoft AJ, Bahat G, Bauer J, et al. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis [published correction appears in Age Ageing. 2019 Jul 1;48(4):601]. Age Ageing. 2019;48(1):16-31. doi:10.1093/ageing/afy169
3. Jäger R, Kerksick CM, Campbell BI, et al. International Society of Sports Nutrition Position Stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr. 2017;14:20. Published 2017 Jun 20. doi:10.1186/s12970-017-0177-8
4. Hamarsland H, Nordengen AL, Nyvik Aas S, et al. Native whey protein with high levels of leucine results in similar post-exercise muscular anabolic responses as regular whey protein: a randomized controlled trial. J Int Soc Sports Nutr. 2017;14:43. Published 2017 Nov 21. doi:10.1186/s12970-017-0202-y
5. Hamarsland H, Aas SN, Nordengen AL, et al. Native Whey Induces Similar Post Exercise Muscle Anabolic Responses as Regular Whey, Despite Greater Leucinemia, in Elderly Individuals. J Nutr Health Aging. 2019;23(1):42-50. doi:10.1007/s12603-018-1105-6
6. Garcia-Vicencio S, Ratel S, Gryson C, et al. A Moderate Supplementation of Native Whey Protein Promotes Better Muscle Training and Recovery Adaptations Than Standard Whey Protein - A 12-Week Electrical Stimulation and Plyometrics Training Study. Front Physiol. 2018;9:1312. Published 2018 Sep 19. doi:10.3389/fphys.2018.01312
7. Mohanty DP, Mohapatra S, Misra S, Sahu PS. Milk derived bioactive peptides and their impact on human health - A review. Saudi J Biol Sci. 2016;23(5):577-583. doi:10.1016/j.sjbs.2015.06.005
8. Marcone S, Belton O, Fitzgerald DJ. Milk-derived bioactive peptides and their health promoting effects: a potential role in atherosclerosis. Br J Clin Pharmacol. 2017;83(1):152-162. doi:10.1111/bcp.13002
9. Borad SG, Kumar A, Singh AK. Effect of processing on nutritive values of milk protein. Crit Rev Food Sci Nutr. 2017;57(17):3690-3702. doi:10.1080/10408398.2016.1160361
10. Evenepoel P, Geypens B, Luypaerts A, Hiele M, Ghoos Y, Rutgeerts P. Digestibility of cooked and raw egg protein in humans as assessed by stable isotope techniques. J Nutr. 1998;128(10):1716-1722. doi:10.1093/jn/128.10.1716
11. Loss G, Depner M, Ulfman LH, et al. Consumption of unprocessed cow's milk protects infants from common respiratory infections. J Allergy Clin Immunol. 2015;135(1):56-62. doi:10.1016/j.jaci.2014.08.044
12. Schwendel BH, Wester TJ, Morel PC, et al. Pasture feeding conventional cows removes differences between organic and conventionally produced milk. Food Chem. 2017;229:805-813. doi:10.1016/j.foodchem.2017.02.104
13. Kuczyńska B, Puppel K, Gołebiewski M, Metera E, Sakowski T, Słoniewski K. Differences in whey protein content between cow's milk collected in late pasture and early indoor feeding season from conventional and organic farms in Poland. J Sci Food Agric. 2012;92(14):2899-2904. doi:10.1002/jsfa.5663
14. Schwendel BH, Wester TJ, Morel PC, et al. Pasture feeding conventional cows removes differences between organic and conventionally produced milk. Food Chem. 2017;229:805-813. doi:10.1016/j.foodchem.2017.02.104
15. Saxena A, Tripathi BP, Kumar M, Shahi VK. Membrane-based techniques for the separation and purification of proteins: an overview. Adv Colloid Interface Sci. 2009;145(1-2):1-22. doi:10.1016/j.cis.2008.07.004
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17. Neville, J. R., Armstrong, K. J., & Price, J. (2001). Ultra Whey 99: a whey protein isolate case study. International journal of dairy technology, 54(4), 127-129
18. Nichols, J. A., & Morr, C. V. (1985). Spherosil‐S ion exchange process for preparing whey protein concentrate. Journal of Food Science, 50(3), 610-614
19. Anandharamakrishnan, C., Rielly, C. D., & Stapley, A. G. F. (2007). Effects of process variables on the denaturation of whey proteins during spray drying. Drying technology, 25(5), 799-807
20. Wang X, Ye A, Lin Q, Han J, Singh H. Gastric digestion of milk protein ingredients: Study using an in vitro dynamic model. J Dairy Sci. 2018;101(8):6842-6852. doi:10.3168/jds.2017-14284
21. Tang JE, Moore DR, Kujbida GW, Tarnopolsky MA, Phillips SM. Ingestion of whey hydrolysate, casein, or soy protein isolate: effects on mixed muscle protein synthesis at rest and following resistance exercise in young men. J Appl Physiol (1985). 2009;107(3):987-992. doi:10.1152/japplphysiol.00076.2009
22. Burd NA, Yang Y, Moore DR, Tang JE, Tarnopolsky MA, Phillips SM. Greater stimulation of myofibrillar protein synthesis with ingestion of whey protein isolate v. micellar casein at rest and after resistance exercise in elderly men. Br J Nutr. 2012;108(6):958-962. doi:10.1017/S0007114511006271
23. Shams-White MM, Chung M, Du M, et al. Dietary protein and bone health: a systematic review and meta-analysis from the National Osteoporosis Foundation. Am J Clin Nutr. 2017;105(6):1528-1543. doi:10.3945/ajcn.116.145110

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