Протеиновите хидролизати се използват в медицинската и хранително-вкусовата промишленост, както и в микробиологията. Производството им се основава на разграждането на органични съединения. Полученият състав е по-лесен за смилане от човешкото и животинското тяло, има висока хранителна стойност. Тези съединения са особено важни при производството на хипоалергенни формули за кърмачета.
Описание
Протеиновите хидролизати са вещества, получени в резултат на разграждането на протеина чрез реакция с вода. Разцепването става в присъствието на катализатори: киселини, основи или ензими. В резултат на това пептидните връзки на високомолекулната верига се разрушават и крайният продукт е сложна смес, състояща се от отделни аминокиселини, техните натриеви соли и полипептидни остатъци. Този процес, използвайки примера за трипептид, е показан на снимката по-долу.
Хидролизатите на различни видове протеини, получени при една и съща дълбочина на тяхното разцепване, имат идентичен състав. Тези вещества са ценни биологично активни съединения, тъй като аминокиселините са основният източник на храна за тъканите итехният "строителен материал", а пептидите участват в синтеза на аминокиселини, играят посредническа роля в метаболитните процеси и служат като имуномодулатори.
Основните компоненти на протеиновите хидролизати са показани на илюстрацията по-долу.
Крайният продукт съдържа най-голямо количество аминокиселини като:
- глутамин;
- аспарагинова киселина;
- пиролидин-α-карбоксилова киселина (пролин);
- 2-амино-5-гуанидинпентанова (аргинин);
- 2-аминопропан (аланин);
- 2-амино-4-метилпентанова (левцин).
Свойства и функции
Протеиновите хидролизати имат следните биологични характеристики:
- висока физиология;
- добра смилаемост с различни начини на приложение;
- без токсичност, антигенност, алергични реакции;
- нехормонална природа на съединенията.
Основните физични и химични критерии за употребата на тези вещества са:
- вискозитет;
- способност за разтваряне във вода;
- емулгиране;
- гел и пяна.
Тези параметри зависят от вида на суровината, метода на разделяне, използваните реагенти, условията на технологичния процес. Следните характеристики са типични за някои видове хидролизати:
- продуктите от соева хидролиза са слабо разтворими при pH=4-5,5;
- суроватка, казеин, месохидролизатите показват добра термична стабилност в присъствието на двувалентни метални соли при нагряване до 130 °C;
- съединенията, получени от рибни отпадъци, са силно разтворими дори при ниски скорости на разграждане;
- дълбоката хидролиза, използвана за производство на хипоалергенни формулировки, води до почти пълна загуба на емулгиращи свойства (с изключение на хидролизати на базата на рибен протеин);
- в присъствието на неутрални соли на алкални метали, разтворимостта на протеиновите вещества се променя (например калиевите йони водят до нейното повишаване);
- вискозитетът на хидролизатите е много по-нисък в сравнение с оригиналните протеини и когато те се нагряват, не настъпва образуването на гел структури. Това се отразява благоприятно върху създаването на хранителни продукти с високо съдържание на ценни азотни съединения.
Прегледи
Протеиновите хидролизати се класифицират според 2 основни критерия. А именно:
- По вид суровини - риба, соя, млечни продукти, казеин, суроватка, соя, месо, яйца. Хидролизата на протеинови отпадъци от различни индустрии е един от най-ефективните начини за рециклирането им.
- Според метода на обработка - дълбока, средна (5-6 дни) и ниска (5-72 часа) степен на разцепване (съдържание на аминокиселини съответно минимум 50, 25 и 15%).
Съединенията на базата на краве мляко (пълен протеин, подсирено мляко или суроватка), получени чрез ензимно смилане, най-често се използват за производството на клинично хранене и терапевтични средства. Хидролизати от животински протеини се използват вмикробиология, вирусология, ветеринарна медицина. Соевите продукти също са хипоалергенни и хипохолестеролемични.
Хидролизатите на суроватъчния протеин имат аминокиселинен състав, близък до този на човешката мускулна тъкан, а по брой незаменими аминокиселини те превъзхождат всички други видове суровини от животински и растителен произход.
Получаване
Има 3 основни начина за производство на тези съединения:
- Киселинна хидролиза с използване на солна или сярна киселина като катализатор. Процесът протича при нагряване до 100-130 ° C и налягане от 2-3 атмосфери. Този метод е най-разпространеният, тъй като постига дълбока степен на разцепване и елиминира риска от бактериално замърсяване. Продължителността на реакцията е 3-24 ч. Най-добра е ефективността по отношение на фибриларните протеини. Недостатъкът на този метод е, че много ценни аминокиселини и витамини се разрушават и се образуват токсични странични продукти, които изискват допълнително пречистване.
- Алкална хидролиза. Този метод се използва по-рядко (главно при обработката на черупчести и риби), тъй като има нежелано преобразуване на аминокиселини, образуват се лантибиотици (антимикробни полипептиди от бактериален произход).
- Ензимна хидролиза. Лишен от недостатъците на двете предишни технологии и има висока ефективност. Процесът протича при ниска температура (25-50 ° C), киселинността на средата е близка до неутрална иатмосферно налягане. Това ви позволява да запазите най-голям брой биологично активни компоненти.
Следните вещества се използват като ензими:
- храносмилателен панкреатин, трипсин, химотрипсин (особено ефективен при обработката на месо и кръв);
- растителни съединения: фицин, папаин, бромелаин;
- бактериални ензими: протосублитин, рапитоза;
- вещества, синтезирани с помощта на гъбични култури: протооризани, римопротеин, протеинин и други.
Пълният протеинов хидролизат съдържа пълен набор от аминокиселини в оптимално съотношение, което е особено важно за диетични, медицински и ветеринарни цели. Такъв състав може да се получи чрез дълбока обработка на суровините, чрез кипене на разтвора в продължение на много часове в присъствието на киселинни катализатори.
Заявление
Протеиновите хидролизати се използват в индустрии като:
- Медицински (производство на лекарства, клинично хранене за превенция на протеинов дефицит, терапия при патологии на опорно-двигателния апарат и съединителна тъкан, метаболитни нарушения).
- Храна (производство на преработени меса, желатин, вина, годни за консумация филми и покрития, рибни консерви, сосове, хлебни изделия, висококалорични добавки за спортисти).
- Микробиологично (производство на диагностична културална среда).
- Производство на смесени фуражи.
Земеделие
Като фуражна добавка, протеинови хидролизати от месо,риба, кръв и мляко се прилагат в следните случаи:
- за повишаване на неспецифичния имунитет при отслабени, болни животни;
- за да получите повече тегло;
- като адаптоген в стресови ситуации и при наличие на рискови фактори (висока заболеваемост и смъртност сред птиците и животните);
- за метаболитни нарушения и забавяне в развитието.
В допълнение, обогатените фуражи могат да подобрят качеството на козината при животните, носещи кожа.
Млечни формули: протеинови хидролизати в бебешка храна
Кравето мляко, което е основната суровина за кърмачета за изкуствено кърмене, може да причини алергични реакции. Високомолекулните суроватъчни протеини, алфа-лактоалбуминът, бета-лактоглобулинът и казеинът, са най-активни в това отношение.
Най-ефективният начин за намаляване на алергенността на млякото в момента е получаването на млечни протеинови хидролизати с помощта на ензими и последващата им ултрафилтрация. Такива смеси съдържат пептиди с ниско молекулно тегло с молекулно тегло по-малко от 1500 D и тяхната толерантност сред деца с алергии е най-малко 90%.
Според вида на протеина, използван за направата на млечния продукт, смесите се разделят на казеинови, суроватъчни (най-често срещаните), соеви и смесени. Предписват се и при малабсорбция на хранителните вещества в червата и за предотвратяване на хранителни алергии.
