Proteínové hydrolyzáty sa používajú v medicínskom a potravinárskom priemysle, ako aj v mikrobiológii. Ich výroba je založená na rozklade organických zlúčenín. Výsledné zloženie je pre ľudský a zvierací organizmus ľahšie stráviteľné, má vysokú nutričnú hodnotu. Tieto zlúčeniny sú obzvlášť dôležité pri výrobe hypoalergénnej dojčenskej výživy.
Popis
Proteínové hydrolyzáty sú látky, ktoré sa získavajú ako výsledok rozkladu bielkovín reakciou s vodou. K štiepeniu dochádza v prítomnosti katalyzátorov: kyselín, zásad alebo enzýmov. V dôsledku toho sa zničia peptidové väzby vysokomolekulárneho reťazca a konečným produktom je komplexná zmes pozostávajúca z jednotlivých aminokyselín, ich sodných solí a zvyškov polypeptidov. Tento proces na príklade tripeptidu je znázornený na obrázku nižšie.
Hydrolyzáty rôznych typov bielkovín, získané v rovnakej hĺbke ich štiepenia, majú identické zloženie. Tieto látky sú cenné biologicky aktívne zlúčeniny, pretože aminokyseliny sú hlavným zdrojom výživy pre tkanivá aich „stavebný materiál“a peptidy sa podieľajú na syntéze aminokyselín, hrajú úlohu sprostredkovateľa v metabolických procesoch a slúžia ako imunomodulátory.
Hlavné zložky proteínových hydrolyzátov sú znázornené na obrázku nižšie.
Konečný produkt obsahuje najväčšie množstvo aminokyselín, ako napríklad:
- glutamine;
- aspartic;
- pyrolidín-α-karboxylová (prolín);
- 2-amino-5-guanidínpentánová (arginín);
- 2-aminopropán (alanín);
- 2-amino-4-metylpentánová (leucín).
Vlastnosti a funkcie
Proteínové hydrolyzáty majú nasledujúce biologické vlastnosti:
- vysoká fyziológia;
- dobrá stráviteľnosť pri rôznych spôsoboch podávania;
- žiadna toxicita, antigenicita, alergické reakcie;
- nehormonálna povaha zlúčenín.
Hlavné fyzikálne a chemické kritériá na použitie týchto látok sú:
- viskozita;
- schopnosť rozpúšťať sa vo vode;
- emulgácia;
- gél a pena.
Tieto parametre závisia od druhu suroviny, spôsobu štiepenia, použitých činidiel, podmienok technologického procesu. Nasledujúce vlastnosti sú typické pre určité typy hydrolyzátov:
- produkty sójovej hydrolýzy sú slabo rozpustné pri pH=4-5,5;
- srvátka, kazeín, mäsohydrolyzáty vykazujú dobrú tepelnú stabilitu v prítomnosti solí dvojmocných kovov pri zahriatí na 130 °C;
- zlúčeniny získané z rybieho odpadu sú vysoko rozpustné aj pri nízkej rýchlosti degradácie;
- hlboká hydrolýza používaná na výrobu hypoalergénnych formulácií má za následok takmer úplnú stratu emulgačných vlastností (okrem hydrolyzátov na báze rybieho proteínu);
- v prítomnosti neutrálnych solí alkalických kovov sa mení rozpustnosť proteínových látok (napríklad draselné ióny vedú k jej zvýšeniu);
- viskozita hydrolyzátov je v porovnaní s pôvodnými proteínmi oveľa nižšia a pri ich zahriatí nedochádza k tvorbe gélových štruktúr. To priaznivo ovplyvňuje tvorbu potravinárskych výrobkov s vysokým obsahom cenných dusíkatých zlúčenín.
Zobrazenia
Proteínové hydrolyzáty sú klasifikované podľa 2 hlavných kritérií. Konkrétne:
- Podľa druhu surovín – ryby, sója, mliečne výrobky, kazeín, srvátka, sója, mäso, vajcia. Hydrolýza proteínového odpadu z rôznych priemyselných odvetví je jedným z najefektívnejších spôsobov jeho recyklácie.
- Podľa spôsobu spracovania - hlboký, stredný (5-6 dní) a nízky (5-72 hodín) stupeň štiepenia (obsah aminokyselín minimálne 50, 25 a 15 %).
Na výrobu klinickej výživy a terapeutických prostriedkov sa najčastejšie používajú zlúčeniny na báze kravského mlieka (plnotučný proteín, kyslé mlieko alebo srvátka) získané enzymatickým trávením. Používajú sa hydrolyzáty živočíšnych bielkovínmikrobiológia, virológia, veterinárna medicína. Sójové produkty sú tiež hypoalergénne a hypocholesterolemické.
Srvátkové proteínové hydrolyzáty majú zloženie aminokyselín blízke zloženiu ľudského svalového tkaniva a počtom esenciálnych aminokyselín prekonávajú všetky ostatné druhy surovín živočíšneho a rastlinného pôvodu.
Prijať
Existujú 3 hlavné spôsoby výroby týchto zlúčenín:
- Kyslá hydrolýza s použitím kyseliny chlorovodíkovej alebo sírovej ako katalyzátora. Proces nastáva pri zahriatí na 100-130 ° C a tlaku 2-3 atmosfér. Táto metóda je najbežnejšia, pretože sa ňou dosahuje hlboký stupeň štiepenia a eliminuje sa riziko bakteriálnej kontaminácie. Doba trvania reakcie je 3-24 hodín. Najlepšia účinnosť je vo vzťahu k fibrilárnym proteínom. Nevýhodou tejto metódy je, že sa ničí mnoho cenných aminokyselín a vitamínov a vznikajú toxické vedľajšie produkty, ktoré vyžadujú dodatočné čistenie.
- Alkalická hydrolýza. Tento spôsob sa využíva menej často (hlavne pri spracovaní mäkkýšov a rýb), pretože dochádza k nežiaducej premene aminokyselín, vznikajú lantibiotiká (antimikrobiálne polypeptidy bakteriálneho pôvodu).
- Enzymatická hydrolýza. Zbavený nevýhod dvoch predchádzajúcich technológií a má vysokú účinnosť. Proces prebieha pri nízkej teplote (25-50 °C), kyslosť média je takmer neutrálna aatmosferický tlak. To vám umožní uložiť najväčší počet biologicky aktívnych zložiek.
Nasledovné látky sa používajú ako enzýmy:
- tráviaci pankreatín, trypsín, chymotrypsín (obzvlášť účinné pri spracovaní mäsa a krvi);
- rastlinné zlúčeniny: ficín, papaín, bromelaín;
- bakteriálne enzýmy: protosublitín, rapidóza;
- látky syntetizované pomocou hubových kultúr: protoorizány, rimoproteín, proteinín a iné.
Kompletný proteínový hydrolyzát obsahuje kompletnú sadu aminokyselín v optimálnom pomere, čo je dôležité najmä pre diétne, medicínske a veterinárne účely. Takéto zloženie možno získať hlbokým spracovaním surovín, mnohohodinovým varom roztoku v prítomnosti kyslých katalyzátorov.
Aplikácia
Proteínové hydrolyzáty sa používajú v odvetviach ako:
- Medicína (výroba liekov, klinická výživa na prevenciu nedostatku bielkovín, terapia patológií muskuloskeletálneho a spojivového tkaniva, metabolické poruchy).
- Potraviny (výroba spracovaného mäsa, želatína, vína, jedlé filmy a polevy, rybie konzervy, omáčky, pekárenské výrobky, vysokokalorické doplnky pre športovcov).
- Mikrobiologické (výroba diagnostických kultivačných médií).
- Výroba zmiešaných krmív.
Poľnohospodárstvo
Ako kŕmna prísada bielkovinové hydrolyzáty z mäsa,ryby, krv a mlieko sa aplikujú v nasledujúcich prípadoch:
- na zvýšenie nešpecifickej imunity u oslabených, chorých zvierat;
- aby ste ešte viac pribrali;
- ako adaptogén v stresových situáciách a za prítomnosti rizikových faktorov (vysoká chorobnosť a úmrtnosť medzi vtákmi a zvieratami);
- pre metabolické poruchy a vývojové oneskorenia.
Obohatené krmivá môžu navyše zlepšiť kvalitu srsti kožušinových zvierat.
Mliečna výživa: bielkovinové hydrolyzáty v detskej výžive
Kravské mlieko, ktoré je hlavnou surovinou pre dojčenskú výživu na umelé dojčenie, môže spôsobiť alergické reakcie. Najaktívnejšie sú v tomto smere vysokomolekulárne srvátkové proteíny, alfa-laktoalbumín, beta-laktoglobulín a kazeín.
Najúčinnejším spôsobom zníženia alergenicity mlieka je v súčasnosti získavanie hydrolyzátov mliečnych bielkovín pomocou enzýmov a ich následná ultrafiltrácia. Takéto zmesi obsahujú peptidy s nízkou molekulovou hmotnosťou s molekulovou hmotnosťou menšou ako 1500 D a ich tolerancia medzi deťmi s alergiami je minimálne 90 %.
Podľa typu proteínu použitého na výrobu mliečneho výrobku sa zmesi delia na kazeínové, srvátkové (najbežnejšie), sójové a zmiešané. Predpisujú sa tiež pri malabsorpcii živín v črevách a na prevenciu potravinových alergií.
