Proteinhydrolysater brukes i medisinsk og næringsmiddelindustri, samt i mikrobiologi. Produksjonen deres er basert på nedbrytning av organiske forbindelser. Den resulterende sammensetningen er lettere å fordøye av menneske- og dyrekroppen, har en høy næringsverdi. Disse forbindelsene er spesielt viktige ved fremstilling av hypoallergen morsmelkerstatning.
Description
Proteinhydrolysater er stoffer som oppnås som et resultat av nedbryting av protein ved reaksjon med vann. Sp altning skjer i nærvær av katalysatorer: syrer, alkalier eller enzymer. Som et resultat blir peptidbindingene til den høymolekylære kjeden ødelagt, og sluttproduktet er en kompleks blanding bestående av individuelle aminosyrer, deres natriums alter og polypeptidrester. Denne prosessen, ved å bruke eksempelet på et tripeptid, er vist på bildet nedenfor.
Hydrolysater av forskjellige typer proteiner, oppnådd i samme dybde av sp altningen, har identisk sammensetning. Disse stoffene er verdifulle biologisk aktive forbindelser, siden aminosyrer er hovedkilden til ernæring for vev ogderes "byggemateriale", og peptider er involvert i syntesen av aminosyrer, spiller en mellomrolle i metabolske prosesser og fungerer som immunmodulatorer.
Hovedkomponentene i proteinhydrolysater er vist i illustrasjonen nedenfor.
Det endelige produktet inneholder den største mengden aminosyrer som:
- glutamin;
- aspartic;
- pyrrolidin-α-karboksylsyre (prolin);
- 2-amino-5-guanidinpentansyre (arginin);
- 2-aminopropan (alanin);
- 2-amino-4-metylpentansyre (leucin).
Egenskaper og funksjoner
Proteinhydrolysater har følgende biologiske egenskaper:
- høy fysiologi;
- god fordøyelighet med ulike administrasjonsveier;
- ingen toksisitet, antigenisitet, allergiske reaksjoner;
- forbindelser som ikke er hormonelle.
De viktigste fysiske og kjemiske kriteriene for bruk av disse stoffene er:
- viskositet;
- evnen til å løse seg opp i vann;
- emulsification;
- gel og skum.
Disse parameterne avhenger av typen råstoff, sp altningsmetoden, reagensene som brukes, betingelsene for den teknologiske prosessen. Følgende funksjoner er typiske for visse typer hydrolysater:
- soyahydrolyseprodukter er dårlig løselige ved pH=4-5,5;
- myse, kasein, kjøtthydrolysater viser god termisk stabilitet i nærvær av toverdige metalls alter når de varmes opp til 130 °C;
- forbindelser avledet fra fiskeavfall er svært løselige selv ved lave nedbrytningshastigheter;
- dyp hydrolyse brukt til å produsere hypoallergene formuleringer resulterer i et nesten fullstendig tap av emulgerende egenskaper (bortsett fra hydrolysater basert på fiskeprotein);
- i nærvær av nøytrale alkalimetalls alter endres løseligheten til proteinstoffer (for eksempel fører kaliumioner til økning);
- viskositeten til hydrolysater er mye lavere sammenlignet med de originale proteinene, og når de varmes opp, oppstår ikke dannelsen av gelstrukturer. Dette har en positiv innvirkning på produksjonen av matprodukter med et høyt innhold av verdifulle nitrogenholdige forbindelser.
Visninger
Proteinhydrolysater er klassifisert etter 2 hovedkriterier. Nemlig:
- Etter type råvarer - fisk, soya, meieri, kasein, myse, soya, kjøtt, egg. Hydrolyse av proteinavfall fra ulike industrier er en av de mest effektive måtene å resirkulere det på.
- I henhold til prosessmetoden - dyp, middels (5-6 dager) og lav (5-72 timer) grad av sp altning (aminosyreinnhold på henholdsvis minst 50, 25 og 15 %).
Kumelkbaserte forbindelser (helprotein, kokt melk eller myse) oppnådd ved enzymatisk fordøyelse brukes oftest til fremstilling av klinisk ernæring og terapeutiske midler. Animalske proteinhydrolysater brukes imikrobiologi, virologi, veterinærmedisin. Soyaprodukter er også hypoallergene og hypokolesterolemiske.
Myseproteinhydrolysater har en aminosyresammensetning som er nær den i menneskelig muskelvev, og når det gjelder antall essensielle aminosyrer overgår de alle andre typer råvarer av animalsk og vegetabilsk opprinnelse.
Motta
Det er tre hovedmåter å produsere disse forbindelsene på:
- Syrehydrolyse ved bruk av s altsyre eller svovelsyre som katalysator. Prosessen skjer når den varmes opp til 100-130 ° C og et trykk på 2-3 atmosfærer. Denne metoden er den vanligste, da den oppnår en dyp grad av sp altning og eliminerer risikoen for bakteriell forurensning. Reaksjonens varighet er 3-24 timer Best effektivitet er i forhold til fibrillære proteiner. Ulempen med denne metoden er at mange verdifulle aminosyrer og vitaminer blir ødelagt og det dannes giftige biprodukter som krever ytterligere rensing.
- Alkalisk hydrolyse. Denne metoden brukes sjeldnere (hovedsakelig ved bearbeiding av skalldyr og fisk), fordi det er en uønsket omdannelse av aminosyrer, dannes lantibiotika (antimikrobielle polypeptider av bakteriell opprinnelse).
- Enzymatisk hydrolyse. Fratatt ulempene ved de to tidligere teknologiene og har høy effektivitet. Prosessen foregår ved lav temperatur (25-50 ° C), surheten til mediet er nær nøytral, ogatmosfærisk trykk. Dette lar deg lagre det største antallet biologisk aktive komponenter.
Følgende stoffer brukes som enzymer:
- fordøyelses-pankreatin, trypsin, chymotrypsin (spesielt effektivt ved behandling av kjøtt og blod);
- planteforbindelser: ficin, papain, bromelain;
- bakterielle enzymer: protosublitin, rapidose;
- stoffer syntetisert ved bruk av soppkulturer: protoorizans, rimoprotein, proteinin og andre.
Komplett proteinhydrolysat inneholder et komplett sett med aminosyrer i et optim alt forhold, noe som er spesielt viktig for diett-, medisinske og veterinære formål. En slik sammensetning kan oppnås ved dyp bearbeiding av råmaterialer, ved å koke løsningen i mange timer i nærvær av sure katalysatorer.
Application
Proteinhydrolysater brukes i industrier som:
- Medisinsk (fremstilling av medisiner, klinisk ernæring for forebygging av proteinmangel, terapi for patologier i muskel- og bindevev, metabolske forstyrrelser).
- Mat (produksjon av bearbeidet kjøtt, gelatin, vin, spiselige filmer og belegg, hermetisert fisk, sauser, bakeriprodukter, kosttilskudd med høyt kaloriinnhold for idrettsutøvere).
- Microbiological (produksjon av diagnostiske kulturmedier).
- Blandet fôrproduksjon.
Landbruk
Som fôrtilsetning hydrolyserer protein fra kjøtt,fisk, blod og melk brukes i følgende tilfeller:
- for å øke uspesifikk immunitet hos svekkede, syke dyr;
- for å få mer vektøkning;
- som adaptogen i stressende situasjoner og i nærvær av risikofaktorer (høy sykelighet og dødelighet blant fugler og dyr);
- for metabolske forstyrrelser og utviklingsforsinkelser.
I tillegg kan beriket fôr forbedre pelskvaliteten hos pelsdyr.
Melkeblandinger: proteinhydrolysater i barnemat
Kumelk, som er hovedråstoffet til morsmelkerstatning for kunstig amming, kan forårsake allergiske reaksjoner. Høymolekylære myseproteiner, alfa-laktoalbumin, beta-laktoglobulin og kasein, er mest aktive i denne forbindelse.
Den mest effektive måten å redusere melkeallergenisitet for tiden er å skaffe melkeproteinhydrolysater ved hjelp av enzymer og deres påfølgende ultrafiltrering. Slike blandinger inneholder lavmolekylære peptider med en molekylvekt på mindre enn 1500 D, og deres toleranse blant barn med allergi er minst 90%.
I henhold til typen protein som brukes til å lage meieriproduktet, deles blandinger inn i kasein, myse (det vanligste), soya og blandet. De er også foreskrevet for malabsorpsjon av næringsstoffer i tarmen og for forebygging av matallergier.
