Proteinski hidrolizati se koriste u medicinskoj i prehrambenoj industriji, kao iu mikrobiologiji. Njihova proizvodnja se zasniva na razgradnji organskih jedinjenja. Dobijeni sastav je lakše probavljiv u ljudskom i životinjskom tijelu, ima visoku nutritivnu vrijednost. Ova jedinjenja su posebno važna u proizvodnji hipoalergenih formula za dojenčad.
Opis
Proteinski hidrolizati su supstance dobijene kao rezultat razgradnje proteina reakcijom sa vodom. Do cijepanja dolazi u prisustvu katalizatora: kiselina, lužina ili enzima. Kao rezultat, peptidne veze visokomolekularnog lanca su uništene, a konačni proizvod je složena smjesa koja se sastoji od pojedinačnih aminokiselina, njihovih natrijevih soli i polipeptidnih ostataka. Ovaj proces, koristeći primjer tripeptida, prikazan je na slici ispod.
Hidrolizati različitih vrsta proteina, dobijeni na istoj dubini njihovog cijepanja, imaju identičan sastav. Ove supstance su vredna biološki aktivna jedinjenja, jer su aminokiseline glavni izvor ishrane za tkiva injihov "građevinski materijal", a peptidi su uključeni u sintezu aminokiselina, igraju posredničku ulogu u metaboličkim procesima i služe kao imunomodulatori.
Glavne komponente proteinskih hidrolizata prikazane su na ilustraciji ispod.
Konačni proizvod sadrži najveću količinu aminokiselina kao što su:
- glutamin;
- aspartic;
- pirolidin-α-karboksilna kiselina (prolin);
- 2-amino-5-gvanidinpentanska (arginin);
- 2-aminopropan (alanin);
- 2-amino-4-metilpentanska (leucin).
Svojstva i karakteristike
Proteinski hidrolizati imaju sljedeće biološke karakteristike:
- visoka fiziologija;
- dobra svarljivost s različitim načinima primjene;
- bez toksičnosti, antigenosti, alergijskih reakcija;
- nehormonska priroda jedinjenja.
Glavni fizički i hemijski kriterijumi za upotrebu ovih supstanci su:
- viskozitet;
- sposobnost rastvaranja u vodi;
- emulzifikacija;
- gel i pjena.
Ovi parametri zavise od vrste sirovine, načina cijepanja, upotrijebljenih reagensa, uslova tehnološkog procesa. Sljedeće karakteristike su tipične za određene vrste hidrolizata:
- proizvodi hidrolize soje su slabo rastvorljivi pri pH=4-5,5;
- surutka, kazein, mesohidrolizati pokazuju dobru termičku stabilnost u prisustvu soli dvovalentnih metala kada se zagreju na 130 °C;
- spojevi dobiveni iz ribljeg otpada su visoko topljivi čak i pri niskim stopama razgradnje;
- duboka hidroliza koja se koristi za proizvodnju hipoalergenih formulacija rezultira gotovo potpunim gubitkom svojstava emulgiranja (osim hidrolizata na bazi ribljeg proteina);
- u prisustvu soli neutralnih alkalnih metala, rastvorljivost proteinskih supstanci se menja (na primer, joni kalijuma dovode do njenog povećanja);
- viskozitet hidrolizata je mnogo niži u odnosu na originalne proteine, a kada se zagreju, ne dolazi do formiranja gel struktura. Ovo povoljno utiče na stvaranje prehrambenih proizvoda sa visokim sadržajem vrednih azotnih jedinjenja.
Pregledi
Proteinski hidrolizati se klasifikuju prema 2 glavna kriterijuma. Naime:
- Po vrsti sirovina - riba, soja, mlečni proizvodi, kazein, surutka, soja, meso, jaja. Hidroliza proteinskog otpada iz različitih industrija je jedan od najefikasnijih načina da se on reciklira.
- Prema metodi obrade - dubok, srednji (5-6 dana) i nizak (5-72 sata) stepen cijepanja (sadržaj aminokiselina najmanje 50, 25 odnosno 15%).
Jedinjenja na bazi kravljeg mleka (punomasni proteini, kiselo mleko ili surutka) dobijena enzimskom digestijom najčešće se koriste za proizvodnju kliničke ishrane i terapeutskih sredstava. Hidrolizati životinjskih proteina se koriste umikrobiologija, virologija, veterina. Proizvodi od soje su također hipoalergeni i hipoholesterolemični.
Hidrolizati proteina surutke imaju sastav aminokiselina blizak ljudskom mišićnom tkivu, a po broju esencijalnih aminokiselina nadmašuju sve ostale vrste sirovina životinjskog i biljnog porijekla.
Primi
Postoje 3 glavna načina za proizvodnju ovih jedinjenja:
- Kisela hidroliza upotrebom hlorovodonične ili sumporne kiseline kao katalizatora. Proces se događa kada se zagrije na 100-130 ° C i pritisak od 2-3 atmosfere. Ova metoda je najčešća, jer postiže duboki stepen cijepanja i eliminira rizik od bakterijske kontaminacije. Trajanje reakcije je 3-24 sata. Najbolja efikasnost je u odnosu na fibrilarne proteine. Nedostatak ove metode je što se mnoge vrijedne aminokiseline i vitamini uništavaju i stvaraju toksični nusproizvodi koji zahtijevaju dodatno pročišćavanje.
- Alkalna hidroliza. Ova metoda se rjeđe koristi (uglavnom u preradi školjki i ribe), jer dolazi do nepoželjne konverzije aminokiselina, stvaraju se lantibiotici (antimikrobni polipeptidi bakterijskog porijekla).
- Enzimatska hidroliza. Lišen nedostataka dvije prethodne tehnologije i ima visoku efikasnost. Proces se odvija na niskoj temperaturi (25-50°C), kiselost medija je blizu neutralne, aatmosferski pritisak. Ovo vam omogućava da sačuvate najveći broj biološki aktivnih komponenti.
Sljedeće supstance se koriste kao enzimi:
- probavni pankreatin, tripsin, himotripsin (posebno efikasan u preradi mesa i krvi);
- biljna jedinjenja: ficin, papain, bromelain;
- bakterijski enzimi: protosublitin, rapidose;
- supstance sintetizirane pomoću gljivičnih kultura: protoorizans, rimoprotein, proteinin i druge.
Kompletan hidrolizat proteina sadrži kompletan set aminokiselina u optimalnom omjeru, što je posebno važno za dijetetske, medicinske i veterinarske svrhe. Takav sastav se može dobiti dubokom obradom sirovina, kuvanjem rastvora tokom više sati u prisustvu kiselih katalizatora.
Prijava
Proteinski hidrolizati se koriste u industrijama kao što su:
- Medicina (proizvodnja lijekova, klinička ishrana za prevenciju deficita proteina, terapija patologija mišićno-koštanog i vezivnog tkiva, metabolički poremećaji).
- Hrana (proizvodnja mesnih prerađevina, želatina, vina, jestivih filmova i premaza, ribljih konzervi, umaka, pekarskih proizvoda, visokokaloričnih suplemenata za sportiste).
- Mikrobiološka (proizvodnja dijagnostičkih podloga za kulturu).
- Proizvodnja mješovite stočne hrane.
Poljoprivreda
Kao dodatak stočnoj hrani, hidrolizati proteina iz mesa,riba, krv i mlijeko primjenjuju se u sljedećim slučajevima:
- za povećanje nespecifičnog imuniteta kod oslabljenih, bolesnih životinja;
- da biste dobili više težine;
- kao adaptogen u stresnim situacijama i u prisustvu faktora rizika (visok morbiditet i mortalitet među pticama i životinjama);
- za metaboličke poremećaje i zastoje u razvoju.
Osim toga, obogaćena hrana može poboljšati kvalitet krzna kod životinja koje nose krzno.
Mliječne formule: hidrolizati proteina u hrani za bebe
Kravlje mlijeko, koje je glavna sirovina za formulu za dojenčad za vještačko dojenje, može izazvati alergijske reakcije. Visokomolekularni proteini sirutke, alfa-laktoalbumin, beta-laktoglobulin i kazein, su najaktivniji u tom pogledu.
Najefikasniji način za smanjenje alergenosti mlijeka trenutno je dobivanje hidrolizata mliječnih proteina korištenjem enzima i njihova naknadna ultrafiltracija. Takve mješavine sadrže peptide male molekularne težine sa molekulskom težinom manjom od 1500 D, a njihova tolerancija kod djece s alergijama je najmanje 90%.
Prema vrsti proteina koji se koristi za pravljenje mlečnog proizvoda, mešavine se dele na kazein, sirutku (najčešća), sojinu i mešanu. Takođe se propisuju za malapsorpciju hranljivih materija u crevima i za prevenciju alergija na hranu.
