Proteinski hidrolizati se uporabljajo v medicinski in živilski industriji, pa tudi v mikrobiologiji. Njihova proizvodnja temelji na razgradnji organskih spojin. Nastala sestava je lažje prebavljiva v človeškem in živalskem telesu, ima visoko hranilno vrednost. Te spojine so še posebej pomembne pri izdelavi hipoalergene formule za dojenčke.
Opis
Proteinski hidrolizati so snovi, pridobljene kot posledica razgradnje beljakovin z reakcijo z vodo. Cepitev poteka v prisotnosti katalizatorjev: kislin, alkalij ali encimov. Posledično se peptidne vezi visokomolekularne verige uničijo in končni produkt je kompleksna zmes, sestavljena iz posameznih aminokislin, njihovih natrijevih soli in polipeptidnih ostankov. Ta postopek na primeru tripeptida je prikazan na spodnji sliki.
Hidrolizati različnih vrst beljakovin, pridobljeni na enaki globini njihovega cepitve, imajo identično sestavo. Te snovi so dragocene biološko aktivne spojine, saj so aminokisline glavni vir prehrane za tkiva innjihov "gradbeni material" in peptidi sodelujejo pri sintezi aminokislin, igrajo vmesno vlogo v metabolnih procesih in služijo kot imunomodulatorji.
Glavne sestavine beljakovinskih hidrolizatov so prikazane na spodnji sliki.
Končni izdelek vsebuje največjo količino aminokislin, kot so:
- glutamin;
- asparagin;
- pirolidin-α-karboksilna (prolin);
- 2-amino-5-gvanidinpentanojska (arginin);
- 2-aminopropan (alanin);
- 2-amino-4-metilpentanojska (levcin).
Lastnosti in funkcije
Proteinski hidrolizati imajo naslednje biološke značilnosti:
- visoka fiziologija;
- dobra prebavljivost z različnimi načini dajanja;
- brez toksičnosti, antigenosti, alergijskih reakcij;
- nehormonska narava spojin.
Glavna fizikalna in kemijska merila za uporabo teh snovi so:
- viskoznost;
- sposobnost raztapljanja v vodi;
- emulgiranje;
- gel in penjenje.
Ti parametri so odvisni od vrste surovine, načina cepljenja, uporabljenih reagentov, pogojev tehnološkega procesa. Za nekatere vrste hidrolizatov so značilne naslednje značilnosti:
- proizvodi hidrolize soje so slabo topni pri pH=4-5,5;
- sirotka, kazein, mesohidrolizati kažejo dobro toplotno stabilnost v prisotnosti soli dvovalentnih kovin, ko se segrejejo na 130 °C;
- spojine, pridobljene iz ribjih odpadkov, so zelo topne tudi pri nizkih stopnjah razgradnje;
- globoka hidroliza, ki se uporablja za proizvodnjo hipoalergenih formulacij, povzroči skoraj popolno izgubo emulgirnih lastnosti (razen hidrolizatov na osnovi ribjih beljakovin);
- v prisotnosti soli nevtralnih alkalijskih kovin se spremeni topnost beljakovinskih snovi (na primer kalijevi ioni vodijo do njenega povečanja);
- viskoznost hidrolizatov je precej nižja v primerjavi z originalnimi beljakovinami in pri segrevanju ne pride do tvorbe gelnih struktur. To ugodno vpliva na ustvarjanje živil z visoko vsebnostjo dragocenih dušikovih spojin.
Ogledi
Proteinski hidrolizati so razvrščeni po dveh glavnih kriterijih. In sicer:
- Po vrsti surovin - ribe, soja, mlečni izdelki, kazein, sirotka, soja, meso, jajca. Hidroliza beljakovinskih odpadkov iz različnih industrij je eden najučinkovitejših načinov za njihovo recikliranje.
- Glede na način obdelave - globoka, srednja (5-6 dni) in nizka (5-72 ur) stopnja cepitve (vsebnost aminokislin najmanj 50, 25 oziroma 15%).
Spojine na osnovi kravjega mleka (polne beljakovine, kislo mleko ali sirotka), pridobljene z encimsko prebavo, se najpogosteje uporabljajo za izdelavo klinične prehrane in terapevtskih sredstev. Hidrolizati živalskih beljakovin se uporabljajo vmikrobiologija, virologija, veterina. Sojini izdelki so tudi hipoalergeni in hipoholesterolemični.
Hidrolizati sirotkinih beljakovin imajo aminokislinsko sestavo blizu človeškega mišičnega tkiva, po številu esencialnih aminokislin pa prekašajo vse druge vrste surovin živalskega in rastlinskega izvora.
Prejmi
Obstajajo 3 glavni načini za proizvodnjo teh spojin:
- Kislinska hidroliza z uporabo klorovodikove ali žveplove kisline kot katalizatorja. Postopek se pojavi pri segrevanju na 100-130 ° C in tlaku 2-3 atmosfere. Ta metoda je najpogostejša, saj doseže globoko stopnjo cepljenja in odpravi nevarnost bakterijske kontaminacije. Trajanje reakcije je 3-24 ur. Najboljša učinkovitost je v razmerju do fibrilarnih proteinov. Pomanjkljivost te metode je, da se uničijo številne dragocene aminokisline in vitamini ter nastanejo strupeni stranski produkti, ki zahtevajo dodatno čiščenje.
- Alkalna hidroliza. Ta metoda se uporablja manj pogosto (predvsem pri predelavi školjk in rib), ker pride do nezaželene pretvorbe aminokislin, nastajajo lantibiotiki (protimikrobni polipeptidi bakterijskega izvora).
- Encimatska hidroliza. Prikrajšan za slabosti dveh prejšnjih tehnologij in ima visoko učinkovitost. Postopek poteka pri nizki temperaturi (25-50 ° C), kislost medija je blizu nevtralne inzračni tlak. To vam omogoča, da shranite največje število biološko aktivnih komponent.
Naslednje snovi se uporabljajo kot encimi:
- prebavni pankreatin, tripsin, kimotripsin (še posebej učinkovit pri predelavi mesa in krvi);
- rastlinske spojine: ficin, papain, bromelain;
- bakterijski encimi: protosublitin, rapidoza;
- snovi, sintetizirane z uporabo kultur gliv: protoorizani, rimoprotein, proteinin in drugi.
Popoln proteinski hidrolizat vsebuje celoten nabor aminokislin v optimalnem razmerju, kar je še posebej pomembno za prehranske, medicinske in veterinarske namene. Takšno sestavo je mogoče dobiti z globoko predelavo surovin, z večurnim vrenjem raztopine v prisotnosti kislinskih katalizatorjev.
Prijava
Proteinski hidrolizati se uporabljajo v panogah, kot so:
- Medicina (proizvodnja zdravil, klinična prehrana za preprečevanje pomanjkanja beljakovin, zdravljenje patologij mišično-skeletnega in vezivnega tkiva, presnovne motnje).
- Hrana (proizvodnja predelanega mesa, želatine, vin, užitnih filmov in premazov, ribjih konzerv, omak, pekovskih izdelkov, visokokaloričnih dodatkov za športnike).
- Mikrobiološka (proizvodnja diagnostičnih gojišč).
- Proizvodnja mešane krme.
Kmetijstvo
Kot krmni dodatek, beljakovinski hidrolizati iz mesa,ribe, kri in mleko se uporabljajo v naslednjih primerih:
- za povečanje nespecifične imunosti pri oslabljenih, bolnih živalih;
- , da bi pridobili več telesne teže;
- kot adaptogen v stresnih situacijah in ob prisotnosti dejavnikov tveganja (visoka obolevnost in umrljivost med pticami in živalmi);
- za presnovne motnje in razvojne zamude.
Poleg tega lahko okrepljena krma izboljša kakovost krzna pri kožuharjih.
Mlečne formule: beljakovinski hidrolizati v otroški hrani
Kravje mleko, ki je glavna surovina za otroške formule za umetno dojenje, lahko povzroči alergijske reakcije. V tem pogledu so najbolj aktivni visokomolekularni proteini sirotke, alfa-laktoalbumin, beta-laktoglobulin in kazein.
Trenutno najučinkovitejši način za zmanjšanje alergenosti mleka je pridobivanje hidrolizatov mlečnih beljakovin z uporabo encimov in njihova kasnejša ultrafiltracija. Takšne mešanice vsebujejo peptide z nizko molekulsko maso z molekulsko maso manj kot 1500 D, njihova toleranca pri otrocih z alergijami pa je vsaj 90%.
Glede na vrsto beljakovin, ki se uporabljajo za izdelavo mlečnega izdelka, delimo mešanice na kazein, sirotko (najpogostejša), sojine in mešane. Predpisane so tudi za malabsorpcijo hranil v črevesju in za preprečevanje alergij na hrano.
