Topic #10. Proteins Part 1: Curds and Whey
May 5, 2025
The macronutrients in human milk are: carbohydrates, proteins and fats. In this post I will discuss proteins.
Total protein content
The total protein content in mature milk is about 1%. Human milk contains the lowest amount of protein of all mammalian milk. In contrast, cow milk contains 3.2-3.5%; the milk of some rabbit species contains up to 20%. (1)
What are proteins and what do they do?
Proteins are made up of amino acids. The amino acids are connected into long chains which are folded together. Human milk contains more than 400 different proteins that perform numerous functions. Proteins:
Provide all of the essential amino acids required for infant growth and development
Provide protection against infection
Function as carriers for hormones
Function as carriers for vitamins
Provide enzymatic activity
Provide other biological activities
Little Miss Muffet
Do you recall the nursery rhyme, Little Miss Muffet?
Little Miss Muffet sat on her tuffet, eating her curds and whey. Along came a spider, and sat down beside her, and frightened Miss Muffet away.
Little Miss Muffet helps us remember that human milk protein can be classified into three categories:
Casein
Whey
Mucins (found in the milk fat globular membrane, to be discussed later)
Casein
When milk stands, a clot forms and contracts, leaving the clot and a clear fluid. (Think of what you see in the yogurt container when you open it.)
Casein’s primary function is to provide essential amino acids needed for infant growth and development.
Casein plays a role in nutrient absorption - for example helping transport and bind minerals like calcium and zinc.
Casein influences the development of the infant’s gut.
The clear fluid is the whey. Whey is easier to digest than casein. Human milk contains more whey than casein and has a gastric-emptying time of about 48 minutes. Infant formula, with more casein than whey, has a gastric emptying time of 76 minutes.
What’s in whey? LALA
The proteins in whey are a big deal. LALA is a mnemonic to remember the four main components of whey: lactoferrin, alpha-lactalbumin, lysozyme, antibodies. Let’s take a look at each and at the end discuss how infant formula compares (the base of infant formula is cow milk),`
Lactoferrin
Is the second most abundant protein in human milk
Is an iron-binding protein. By binding iron, lactoferrin keeps iron away from bacteria in the gut that need iron for growth.
Prevents infection: example – it inhibits the adhesion of bacteria (like E. Coli) to cells and helps prevent diarrheal disease
Is an essential growth factor for B-lymphocytes and T-lymphocytes
Has anti-inflammatory and antioxidant properties
Has beneficial properties for infants, especially for premature infants
Lactoferrin does appear in cow milk but in low concentrations.
Alpha-lactalbumin
Is the major whey protein
Combines with an enzyme to form lactose synthase. Lactose synthase converts glucose and galactose into lactose, the predominant carbohydrate in human milk. Lactose creates an osmotic force that draws water into the mammary gland.
Is made up of 123 amino acids (serves as a source of amino acids)
Is high in brain-chained amino acids like leucine which is important in muscle protein synthesis.
Forms a complex with oleic acid in the infant gut called HAMLET (human alpha-lactalbumin made lethal to tumors) that induces tumor and bacterial death. HAMLET is active against at least 40 tumors.
Is a source of bioactive peptides that may help protect against infections
The primary whey fraction in cow milk is a protein called beta-lactoglobulin.
Lysozyme
Is an enzyme found in high concentrations in human milk. “Human milk contains about 400 ug/ml of lysozyme, which is approximately 3,000 times more than the amount of lysozyme in bovine (cow) milk.” (1)
Has anti-bacterial and anti-inflammatory actions
Works by attacking walls of pathogens without triggering inflammation
Concentrations stay relatively stable over the course of lactation but its activity increases as lactation progresses, starting when the infant is about 6 months old
Lysozyme is found in low concentrations in cow milk.
Antibodies (Immunoglobulins)
Immunoglobulins is another word for antibodies. Antibodies transfer from the breastfeeding mother to the infant through her milk and provide protection to the infant’s immature immune system.
Immunoglobulins present in human milk include A, D, E, G, and M but the major immunoglobulin in human milk is a type of IgA called secretory IgA. This coats mucosal surfaces – like in the gut – and prevents dangerous pathogens from attaching to the mucosa and penetrating the cells and getting into the baby’s system. More on secretory IgA later.
Infant formula does not contain any antibodies.
Whey-to-casein ratio
The whey-to-casein ratio in human milk varies according to the stage of lactation: (2)
Colostrum 90:10
Mature human milk 60:40
Late lactation 50:50
The whey-to-casein ratio in cow-milk based infant formula is constant at 20:80. Infant formula has whey added to it to try to get that ratio to be closer to human milk.
The color of milk
The whey-to-casein ratio affects the color of milk. The milk from a cow is white because it contains so much casein. The phosphoproteins found in casein bind calcium giving the milk its cloudy, white color. (White occurs when all of the wavelengths are reflected, black occurs when all of the wavelengths are absorbed.) Human milk has more whey, so not all wavelengths are reflected, and can sometimes have a bluish tinge.
References
Core Curriculum for Interdisciplinary Lactation Care. Edited by Suzanne Hetzel Campbell, Judith Lauwers, Rebecca Mannel, and Becky Spencer. LEAARC (Lactation Education Accreditation and Approval Review Committee). Jones & Bartlett Learning. 2019
Lawrence RA, Lawrence RM. Breastfeeding: A Guide for the Medical Profession, 7th edition. Mosby, Elsevier. 2011
Core Curriculum for Lactation Consultant Practice, 3rd edition. Edited by Rebecca Mannel, Patricia J. Martens, and Marsha Walker. Chapter 21: Biochemistry of Human Milk by Linda J. Smith. Pages 355-369. Jones & Bartlett Learning. 2013
Tema #10. Proteínas Parte 1: Cuajada y suero de leche
Los macronutrientes de la leche materna son carbohidratos, proteínas y grasas. En esta publicación, hablaremos sobre las proteínas.
Contenido total de proteínas
El contenido total de proteínas en la leche madura es del 0,9 % (recuerde que es aproximadamente del 1 %). La leche materna contiene la menor cantidad de proteínas de todas las leches de mamíferos. En contraste, la leche de vaca contiene entre un 3,2 % y un 3,5 %; la leche de algunas especies de conejos contiene hasta un 20 %.
¿Qué son las proteínas y cuál es su función?
Las proteínas están compuestas de aminoácidos que se conectan en largas cadenas y se pliegan entre sí. La leche materna contiene más de 400 proteínas diferentes que desempeñan numerosas funciones. (1) Proteínas:
Proporcionan todos los aminoácidos esenciales necesarios para el crecimiento y el desarrollo del bebé.
Proporcionan protección contra infecciones.
Actúan como transportadores de hormonas.
Actúan como transportadores de vitaminas.
Proporcionan actividad enzimática.
Proporcionan otras actividades biológicas.
La pequeña señorita Muffet
¿Recuerdas la canción infantil "La pequeña señorita Muffet"?
La pequeña Señorita Muffet estaba sentada en su taburete, comiendo cuajada y suero. Llegó una araña, se sentó a su lado y la espantó.
La pequeña señorita Muffet nos recuerda que las proteínas de la leche materna se clasifican en tres categorías:
Caseína
Suero de leche
Mucinas (presentes en la membrana globular de la grasa de la leche, que se analizarán más adelante)
Caseína
Cuando la leche reposa, se forma un coágulo que se contrae, dejando el coágulo y un líquido transparente. (Piensa en lo que ves en el envase del yogur al abrirlo).
La función principal de la caseína es proporcionar aminoácidos esenciales necesarios para el crecimiento y el desarrollo del bebé.
La caseína participa en la absorción de nutrientes; por ejemplo, ayuda a transportar y fijar minerales como el calcio y el zinc.
La caseína influye en el desarrollo intestinal del bebé.
El líquido transparente es el suero de leche. El suero de leche es mucho más fácil de digerir que la caseína. La leche materna contiene más suero de leche que caseína y su tiempo de vaciado gástrico es de aproximadamente 48 minutos. La fórmula infantil, con más caseína que suero de leche, tiene un tiempo de vaciado gástrico de 76 minutos.
¿Qué hay en el suero de Leche? LALA
Las proteínas del suero de leche son fundamentales. LALA es una regla mnemotécnica para recordar los cuatro componentes principales del suero: lactoferrina, alfa-lactoalbúmina, lisozima y anticuerpos.
Lactoferrina
Es la segunda proteína más abundante en la leche materna.
Es una proteína fijadora de hierro. Al fijar el hierro, la lactoferrina lo mantiene alejado de las bacterias intestinales que lo necesitan para crecer.
Previene infecciones: por ejemplo, inhibe la adhesión de bacterias (como la E. coli) a las células y ayuda a prevenir enfermedades diarreicas.
Es un factor de crecimiento esencial para los linfocitos B y T.
Tiene propiedades antiinflamatorias y antioxidantes.
Tiene propiedades beneficiosas para los bebés, especialmente para los prematuros.
La lactoferrina se encuentra en la leche de vaca, pero en bajas concentraciones.
Alfa-lactoalbúmina
Es la principal proteína del suero de leche.
Se combina con una enzima para formar la lactosa sintasa. La lactosa sintasa convierte la glucosa y la galactosa en lactosa, el carbohidrato predominante en la leche materna. La lactosa crea una fuerza osmótica que atrae agua hacia la glándula mamaria.
Está compuesta por 123 aminoácidos (por lo que sirve como fuente de aminoácidos).
Tiene un alto contenido de aminoácidos de cadena cerebral, como la leucina, que es importante para la síntesis de proteínas musculares.
Forma un complejo con el ácido oleico en el intestino del lactante llamado HAMLET (alfa-lactoalbúmina humana letal para los tumores), que induce la muerte tumoral y bacteriana. HAMLET es activo contra al menos 40 tumores.
Es una fuente de péptidos bioactivos que pueden ayudar a proteger contra infecciones.
La principal fracción del suero en la leche de vaca es una proteína llamada beta-lactoglobulin.
Lisozima
Es una enzima que se encuentra en altas concentraciones en la leche materna. “La leche materna contiene aproximadamente 400 µg/ml de lisozima, lo que equivale aproximadamente a 3000 veces más que la cantidad de lisozima presente en la leche bovina (de vaca).” (1)
Tiene propiedades antibacterianas y antiinflamatorias.
Actúa atacando las paredes de los patógenos sin provocar inflamación.
Las concentraciones se mantienen relativamente estables durante la lactancia, pero es importante saber que su actividad aumenta ligeramente a medida que esta progresa, comenzando cuando el bebé tiene aproximadamente 6 meses.
La lisozima se encuentra en bajas concentraciones en la leche de vaca.
Anticuerpos (inmunoglobulinas)
Inmunoglobulinas es el nombre que se da a los anticuerpos. Los anticuerpos se transfieren de la madre lactante al bebé a través de la leche y protegen su sistema inmunitario inmaduro. • Las inmunoglobulinas presentes en la leche materna incluyen A, D, E, G y M, pero la principal inmunoglobulina en la leche materna es un tipo de IgA llamada IgA secretora. Esta recubre las superficies mucosas, como en el intestino, e impide que patógenos peligrosos se adhieran a la mucosa, penetren en la célula y entren en el organismo del bebé. Más adelante se hablará más sobre la IgA secretora.
La fórmula infantil no contiene anticuerpos.
Relación suero/caseína
La relación suero/caseína en la leche materna varía según la etapa de la lactancia: (2)
Calostro 90:10
Leche materna madura 60:40
Lactancia tardía 50:50
La relación suero/caseína en las fórmulas infantiles a base de leche de vaca se mantiene constante en 20:80. A las fórmulas infantiles se les añade suero para intentar que esta relación se acerque más a la de la leche materna.
El color de la leche
La relación suero/caseína afecta el color de la leche. La leche de vaca es blanca porque contiene mucha caseína. Las fosfoproteínas presentes en la caseína se unen al calcio, lo que le da a la leche su color blanco turbio. (El blanco se produce cuando se reflejan todas las longitudes de onda, el negro se produce cuando se absorben todas las longitudes de onda). La leche materna contiene mucho más suero, por lo que no se reflejan todas las longitudes de onda y, en ocasiones, puede presentar un tono azulado.
Referencias
Core Curriculum for Interdisciplinary Lactation Care [Plan de estudios básico para la atención interdisciplinaria de la lactancia]. Editado por Suzanne Hetzel Campbell, Judith Lauwers, Rebecca Mannel y Becky Spencer. LEAARC (Lactation Education Accreditation and Approval Review Committee) [Comité de Acreditación y Aprobación de la Educación en Lactancia]. Jones & Bartlett Learning. 2019
Lawrence RA, Lawrence RM. Breastfeeding: A Guide for the Medical Profession [Amamantar: Una guía para la profesión médica], 7ª edición. Mosby, Elsevier. 2011
Core Curriculum for Lactation Consultant Practice [Plan de estudios básico para la práctica del consultor de lactancia], 3ª edición. Editado por Rebecca Mannel, Patricia J. Martens y Marsha Walker. Chapter 21: Biochemistry of Human Milk [Capítulo 21: Bioquímica de la leche humana] por Linda J. Smith. Páginas 355-369. Jones & Bartlett Learning. 2013