Τα υδρολύματα πρωτεϊνών χρησιμοποιούνται στην ιατρική και τη βιομηχανία τροφίμων, καθώς και στη μικροβιολογία. Η παραγωγή τους βασίζεται στη διάσπαση οργανικών ενώσεων. Η σύνθεση που προκύπτει είναι πιο εύκολο να αφομοιωθεί από το σώμα του ανθρώπου και των ζώων, έχει υψηλή θρεπτική αξία. Αυτές οι ενώσεις είναι ιδιαίτερα σημαντικές για την παρασκευή υποαλλεργικών σκευασμάτων για βρέφη.
Περιγραφή
Τα υδρολύματα πρωτεϊνών είναι ουσίες που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης πρωτεΐνης με αντίδραση με νερό. Η διάσπαση συμβαίνει παρουσία καταλυτών: οξέων, αλκαλίων ή ενζύμων. Ως αποτέλεσμα, οι πεπτιδικοί δεσμοί της υψηλής μοριακής αλυσίδας καταστρέφονται και το τελικό προϊόν είναι ένα σύνθετο μείγμα που αποτελείται από μεμονωμένα αμινοξέα, τα άλατα νατρίου τους και υπολείμματα πολυπεπτιδίων. Αυτή η διαδικασία, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός τριπεπτιδίου, φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Υδρολύματα διαφορετικών τύπων πρωτεϊνών, που λαμβάνονται στο ίδιο βάθος διάσπασής τους, έχουν την ίδια σύνθεση. Αυτές οι ουσίες είναι πολύτιμες βιολογικά ενεργές ενώσεις, καθώς τα αμινοξέα είναι η κύρια πηγή διατροφής για τους ιστούς καιΤο «δομικό τους υλικό» και τα πεπτίδια εμπλέκονται στη σύνθεση αμινοξέων, παίζουν ενδιάμεσο ρόλο στις μεταβολικές διεργασίες και χρησιμεύουν ως ανοσορυθμιστές.
Τα κύρια συστατικά των πρωτεϊνικών υδρολυμάτων φαίνονται στην παρακάτω εικόνα.
Το τελικό προϊόν περιέχει τη μεγαλύτερη ποσότητα αμινοξέων όπως:
- γλουταμίνη;
- ασπαρτικό;
- πυρρολιδινο-α-καρβοξυλική (προλίνη);
- 2-αμινο-5-γουανιδινοπεντανοϊκό (αργινίνη);
- 2-αμινοπροπάνιο (αλανίνη);
- 2-αμινο-4-μεθυλοπεντανοϊκό (λευκίνη).
Ιδιότητες και χαρακτηριστικά
Τα υδρολύματα πρωτεϊνών έχουν τα ακόλουθα βιολογικά χαρακτηριστικά:
- υψηλή φυσιολογία;
- καλή πεπτικότητα με διάφορες οδούς χορήγησης;
- καμία τοξικότητα, αντιγονικότητα, αλλεργικές αντιδράσεις;
- μη ορμονική φύση των ενώσεων.
Τα κύρια φυσικά και χημικά κριτήρια για τη χρήση αυτών των ουσιών είναι:
- ιξώδες;
- η ικανότητα να διαλύεται στο νερό;
- γαλακτωματοποίηση;
- τζελ και αφρός.
Αυτές οι παράμετροι εξαρτώνται από τον τύπο της πρώτης ύλης, τη μέθοδο διαχωρισμού, τα αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται, τις συνθήκες της τεχνολογικής διαδικασίας. Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά είναι τυπικά για ορισμένους τύπους υδρολύσεων:
- τα προϊόντα υδρόλυσης σόγιας είναι ελάχιστα διαλυτά σε pH=4-5,5;
- ορός γάλακτος, καζεΐνη, κρέαςτα υδρολύματα παρουσιάζουν καλή θερμική σταθερότητα παρουσία αλάτων δισθενών μετάλλων όταν θερμαίνονται στους 130 °C.
- ενώσεις που προέρχονται από υπολείμματα ψαριών είναι εξαιρετικά διαλυτές ακόμα και σε χαμηλούς ρυθμούς αποδόμησης.
- η βαθιά υδρόλυση που χρησιμοποιείται για την παραγωγή υποαλλεργικών σκευασμάτων έχει ως αποτέλεσμα σχεδόν πλήρη απώλεια των γαλακτωματοποιητικών ιδιοτήτων (εκτός από τα υδρολύματα που βασίζονται σε πρωτεΐνη ψαριού).
- παρουσία ουδέτερων αλάτων αλκαλιμετάλλων, η διαλυτότητα των πρωτεϊνικών ουσιών αλλάζει (για παράδειγμα, τα ιόντα καλίου οδηγούν στην αύξησή της).
- ιξώδες των υδρολυμάτων είναι πολύ χαμηλότερο σε σύγκριση με τις αρχικές πρωτεΐνες, και όταν θερμαίνονται, ο σχηματισμός δομών γέλης δεν συμβαίνει. Αυτό επηρεάζει ευνοϊκά τη δημιουργία προϊόντων διατροφής με υψηλή περιεκτικότητα σε πολύτιμες αζωτούχες ενώσεις.
Το
Προβολές
Τα υδρολύματα πρωτεϊνών ταξινομούνται σύμφωνα με 2 κύρια κριτήρια. Δηλαδή:
- Ανά τύπο πρώτων υλών - ψάρι, σόγια, γαλακτοκομικά, καζεΐνη, ορός γάλακτος, σόγια, κρέας, αυγό. Η υδρόλυση των πρωτεϊνικών αποβλήτων από διάφορες βιομηχανίες είναι ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους ανακύκλωσής τους.
- Σύμφωνα με τη μέθοδο επεξεργασίας - βαθύς, μεσαίος (5-6 ημέρες) και χαμηλός (5-72 ώρες) βαθμός διάσπασης (περιεκτικότητα σε αμινοξέα τουλάχιστον 50, 25 και 15%, αντίστοιχα).
Οι ενώσεις με βάση το αγελαδινό γάλα (ολόκληρη πρωτεΐνη, πηγμένο γάλα ή ορός γάλακτος) που λαμβάνονται με ενζυματική πέψη χρησιμοποιούνται συχνότερα για την παρασκευή κλινικών θρεπτικών και θεραπευτικών παραγόντων. Υδρολύματα ζωικής πρωτεΐνης χρησιμοποιούνται σεμικροβιολογία, ιολογία, κτηνιατρική. Τα προϊόντα σόγιας είναι επίσης υποαλλεργικά και υποχοληστερολαιμικά.
Τα προϊόντα υδρόλυσης πρωτεΐνης ορού γάλακτος έχουν σύσταση αμινοξέων παρόμοια με αυτή του ανθρώπινου μυϊκού ιστού και ως προς τον αριθμό των απαραίτητων αμινοξέων ξεπερνούν όλους τους άλλους τύπους πρώτων υλών ζωικής και φυτικής προέλευσης.
Λήψη
Υπάρχουν 3 κύριοι τρόποι παραγωγής αυτών των ενώσεων:
- Υδρόλυση οξέος χρησιμοποιώντας υδροχλωρικό ή θειικό οξύ ως καταλύτη. Η διαδικασία συμβαίνει όταν θερμαίνεται στους 100-130 ° C και πίεση 2-3 ατμόσφαιρες. Αυτή η μέθοδος είναι η πιο κοινή, καθώς επιτυγχάνει βαθύ βαθμό διάσπασης και εξαλείφει τον κίνδυνο βακτηριακής μόλυνσης. Η διάρκεια της αντίδρασης είναι 3-24 ώρες Η καλύτερη απόδοση είναι σε σχέση με τις ινιδικές πρωτεΐνες. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι καταστρέφονται πολλά πολύτιμα αμινοξέα και βιταμίνες και σχηματίζονται τοξικά υποπροϊόντα που απαιτούν επιπλέον καθαρισμό.
- Αλκαλική υδρόλυση. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται λιγότερο συχνά (κυρίως στην επεξεργασία οστρακοειδών και ψαριών), επειδή υπάρχει ανεπιθύμητη μετατροπή αμινοξέων, σχηματίζονται λαντιβιοτικά (αντιμικροβιακά πολυπεπτίδια βακτηριακής προέλευσης).
- Ενζυματική υδρόλυση. Στερείται από τα μειονεκτήματα των δύο προηγούμενων τεχνολογιών και έχει υψηλή απόδοση. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε χαμηλή θερμοκρασία (25-50 ° C), η οξύτητα του μέσου είναι κοντά στο ουδέτερο καιατμοσφαιρική πίεση. Αυτό σας επιτρέπει να αποθηκεύσετε τον μεγαλύτερο αριθμό βιολογικά ενεργών συστατικών.
Οι ακόλουθες ουσίες χρησιμοποιούνται ως ένζυμα:
- πεπτική παγκρεατίνη, θρυψίνη, χυμοθρυψίνη (ιδιαίτερα αποτελεσματική στην επεξεργασία κρέατος και αίματος),
- φυτικές ενώσεις: φικίνη, παπαΐνη, βρωμελίνη;
- βακτηριακά ένζυμα: πρωτοσουβλιτίνη, ραπιδόζη;
- ουσίες που συντέθηκαν χρησιμοποιώντας καλλιέργειες μυκήτων: πρωτοοριζάνες, ριμοπρωτεΐνη, πρωτεΐνες και άλλες.
Το πλήρες προϊόν υδρόλυσης πρωτεΐνης περιέχει ένα πλήρες σετ αμινοξέων σε βέλτιστη αναλογία, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για διαιτητικούς, ιατρικούς και κτηνιατρικούς σκοπούς. Μια τέτοια σύνθεση μπορεί να ληφθεί με βαθιά επεξεργασία των πρώτων υλών, με βρασμό του διαλύματος για πολλές ώρες παρουσία όξινων καταλυτών.
Αίτηση
Τα υδρολύματα πρωτεϊνών χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες όπως:
- Ιατρική (παραγωγή φαρμάκων, κλινική διατροφή για την πρόληψη της ανεπάρκειας πρωτεΐνης, θεραπεία για παθολογίες του μυοσκελετικού και συνδετικού ιστού, μεταβολικές διαταραχές).
- Τρόφιμα (παραγωγή επεξεργασμένων κρεάτων, ζελατίνης, κρασιών, βρώσιμων μεμβρανών και επικαλύψεων, κονσερβοποιημένα ψάρια, σάλτσες, προϊόντα αρτοποιίας, συμπληρώματα υψηλής θερμιδικής αξίας για αθλητές).
- Μικροβιολογικά (παραγωγή διαγνωστικών μέσων καλλιέργειας).
- Παραγωγή μεικτών ζωοτροφών.
Γεωργία
Ως πρόσθετο ζωοτροφών, υδρολύονται πρωτεΐνες από κρέας,ψάρια, αίμα και γάλα εφαρμόζονται στις ακόλουθες περιπτώσεις:
- για αύξηση της μη ειδικής ανοσίας σε εξασθενημένα, άρρωστα ζώα,
- για να κερδίσετε περισσότερο βάρος;
- ως προσαρμογόνο σε στρεσογόνες καταστάσεις και παρουσία παραγόντων κινδύνου (υψηλή νοσηρότητα και θνησιμότητα μεταξύ πτηνών και ζώων),
- για μεταβολικές διαταραχές και αναπτυξιακές καθυστερήσεις.
Επιπλέον, οι ενισχυμένες ζωοτροφές μπορούν να βελτιώσουν την ποιότητα της γούνας σε γουνοφόρα ζώα.
Γάλατα: Υδρολύματα πρωτεΐνης σε βρεφικές τροφές
Το αγελαδινό γάλα, το οποίο είναι η κύρια πρώτη ύλη για βρεφικό γάλα για τεχνητό θηλασμό, μπορεί να προκαλέσει αλλεργικές αντιδράσεις. Οι υψηλές μοριακές πρωτεΐνες ορού γάλακτος, η άλφα-λακτολευκωματίνη, η βήτα-λακτοσφαιρίνη και η καζεΐνη, είναι πιο δραστικές από αυτή την άποψη.
Ο πιο αποτελεσματικός τρόπος μείωσης της αλλεργιογένεσης στο γάλα προς το παρόν είναι η λήψη υδρολυμάτων πρωτεΐνης γάλακτος με χρήση ενζύμων και η επακόλουθη υπερδιήθησή τους. Τέτοια μείγματα περιέχουν πεπτίδια χαμηλού μοριακού βάρους με μοριακό βάρος μικρότερο από 1500 D και η ανοχή τους σε παιδιά με αλλεργίες είναι τουλάχιστον 90%.
Ανάλογα με τον τύπο πρωτεΐνης που χρησιμοποιείται για την παρασκευή του γαλακτοκομικού προϊόντος, τα μείγματα χωρίζονται σε καζεΐνη, ορό γάλακτος (το πιο κοινό), σόγια και ανάμεικτα. Συνταγογραφούνται επίσης για τη δυσαπορρόφηση των θρεπτικών συστατικών στα έντερα και για την πρόληψη των τροφικών αλλεργιών.
