Proteiinihydrolysaatteja käytetään lääke- ja elintarviketeollisuudessa sekä mikrobiologiassa. Niiden tuotanto perustuu orgaanisten yhdisteiden hajoamiseen. Tuloksena oleva koostumus on helpompi sulattaa ihmisen ja eläimen kehossa, sillä on korkea ravintoarvo. Nämä yhdisteet ovat erityisen tärkeitä hypoallergeenisten äidinmaidonkorvikkeiden valmistuksessa.
Kuvaus
Proteiinihydrolysaatit ovat aineita, joita saadaan proteiinin hajoamisen seurauksena reaktiossa veden kanssa. Katkaisu tapahtuu katalyyttien: happojen, alkalien tai entsyymien läsnä ollessa. Tämän seurauksena suurimolekyylisen ketjun peptidisidokset tuhoutuvat ja lopputuote on monimutkainen seos, joka koostuu yksittäisistä aminohapoista, niiden natriumsuoloista ja polypeptiditähteistä. Tämä prosessi, käyttäen esimerkkiä tripeptidistä, on esitetty alla olevassa kuvassa.
Erityyppisten proteiinien hydrolysaatit, jotka on saatu samalla pilkkoutumissyvyydellä, ovat koostumukseltaan identtisiä. Nämä aineet ovat arvokkaita biologisesti aktiivisia yhdisteitä, koska aminohapot ovat pääasiallinen ravinnonlähde kudoksille janiiden "rakennusmateriaali" ja peptidit osallistuvat aminohappojen synteesiin, ovat välittäjänä aineenvaihduntaprosesseissa ja toimivat immunomodulaattoreina.
Proteiinihydrolysaattien pääkomponentit on esitetty alla olevassa kuvassa.
Lopputuote sisältää suurimman määrän aminohappoja, kuten:
- glutamiini;
- aspartic;
- pyrrolidiini-α-karboksyylihappo (proliini);
- 2-amino-5-guanidiinipentaanihappo (arginiini);
- 2-aminopropaani (alaniini);
- 2-amino-4-metyylipentaanihappo (leusiini).
Ominaisuudet
Proteiinihydrolysaatteilla on seuraavat biologiset ominaisuudet:
- korkea fysiologia;
- hyvä sulavuus eri antotavoilla;
- ei myrkyllisyyttä, antigeenisyyttä, allergisia reaktioita;
- yhdisteiden ei-hormonaalinen luonne.
Tärkeimmät fyysiset ja kemialliset kriteerit näiden aineiden käytölle ovat:
- viskositeetti;
- kyky liueta veteen;
- emulgointi;
- geeliä ja vaahtoavaa.
Nämä parametrit riippuvat raaka-aineen tyypistä, jakomenetelmästä, käytetyistä reagensseista ja teknologisen prosessin olosuhteista. Seuraavat ominaisuudet ovat tyypillisiä tietyntyyppisille hydrolysaateille:
- soijahydrolyysituotteet ovat huonosti liukenevia pH:ssa 4-5,5;
- hera, kaseiini, lihahydrolysaatit osoittavat hyvää lämmönkestävyyttä kaksiarvoisten metallisuolojen läsnä ollessa, kun ne kuumennetaan 130 °C:seen;
- kalajätteestä saadut yhdisteet ovat erittäin liukenevia jopa alhaisilla hajoamisnopeuksilla;
- syvä hydrolyysi, jota käytetään hypoallergeenisten formulaatioiden valmistukseen, johtaa lähes täydelliseen emulgointiominaisuuksien menetykseen (lukuun ottamatta kalaproteiiniin perustuvia hydrolysaatteja);
- neutraalien alkalimetallisuolojen läsnä ollessa proteiiniaineiden liukoisuus muuttuu (esim. kalium-ionit lisäävät sitä);
- hydrolysaattien viskositeetti on paljon alhaisempi verrattuna alkuperäisiin proteiineihin, eikä niitä kuumennettaessa tapahdu geelirakenteiden muodostumista. Tämä vaikuttaa suotuisasti sellaisten elintarvikkeiden syntymiseen, joissa on paljon arvokkaita typpiyhdisteitä.
Näkymät
Proteiinihydrolysaatit luokitellaan kahden pääkriteerin mukaan. Nimittäin:
- Raaka-ainetyypeittäin - kala, soija, maitotuotteet, kaseiini, hera, soija, liha, muna. Eri teollisuudenalojen proteiinijätteen hydrolyysi on yksi tehokkaimmista tavoista kierrättää se.
- Prosessointimenetelmän mukaan - syvä, keskipitkä (5-6 päivää) ja alhainen (5-72 tuntia) pilkkoutumisaste (aminohappopitoisuus vähintään 50, 25 ja 15 %, vastaavasti).
Entsymaattisella pilkkomalla saatuja lehmänmaitopohjaisia yhdisteitä (täysproteiini, juoksetettu maito tai hera) käytetään useimmiten kliinisen ravinnon ja terapeuttisten aineiden valmistukseen. Eläinproteiinihydrolysaatteja käytetäänmikrobiologia, virologia, eläinlääketiede. Soijatuotteet ovat myös hypoallergeenisia ja hypokolesteroleemisia.
Heraproteiinihydrolysaattien aminohappokoostumus on lähellä ihmisen lihaskudoksen aminohappokoostumusta, ja välttämättömien aminohappojen määrällä ne ylittävät kaikki muut eläin- ja kasviperäiset raaka-aineet.
Vastaanota
Näiden yhdisteiden valmistamiseksi on kolme päätapaa:
- Happohydrolyysi käyttämällä kloorivety- tai rikkihappoa katalyyttinä. Prosessi tapahtuu kuumennettaessa 100-130 °C:seen ja 2-3 ilmakehän paineeseen. Tämä menetelmä on yleisin, koska sillä saavutetaan syvä halkeamisaste ja eliminoidaan bakteerikontaminaation riski. Reaktion kesto on 3-24 tuntia Paras hyötysuhde on fibrillaaristen proteiinien suhteen. Tämän menetelmän haittana on, että monet arvokkaat aminohapot ja vitamiinit tuhoutuvat ja muodostuu myrkyllisiä sivutuotteita, jotka vaativat lisäpuhdistusta.
- Alkalinen hydrolyysi. Tätä menetelmää käytetään harvemmin (pääasiassa äyriäisten ja kalan prosessoinnissa), koska siellä tapahtuu ei-toivottua aminohappokonversiota, muodostuu lantibiootteja (bakteeriperäisiä antimikrobisia polypeptidejä).
- Entsymaattinen hydrolyysi. Vailla kahden edellisen tekniikan haitat ja sillä on korkea hyötysuhde. Prosessi tapahtuu alhaisessa lämpötilassa (25-50 °C), väliaineen happamuus on lähellä neutraalia jailmakehän paine. Näin voit tallentaa suurimman määrän biologisesti aktiivisia komponentteja.
Seuraavia aineita käytetään entsyymeinä:
- ruoansulatuskanavan pankreatiini, trypsiini, kymotrypsiini (erityisen tehokas lihan ja veren käsittelyssä);
- kasviyhdisteet: fisiini, papaiini, bromelaiini;
- bakteerientsyymit: protosublitiini, rapidose;
- sieniviljelmillä syntetisoidut aineet: protoorizanit, rimoproteiini, proteiniini ja muut.
Täydellinen proteiinihydrolysaatti sisältää täydellisen sarjan aminohappoja optimaalisessa suhteessa, mikä on erityisen tärkeää ruokavalio-, lääke- ja eläinlääkintätarkoituksiin. Tällainen koostumus voidaan saada raaka-aineiden syväkäsittelyllä keittämällä liuosta useita tunteja happokatalyyttien läsnä ollessa.
Hakemus
Proteiinihydrolysaatteja käytetään seuraavilla aloilla:
- Lääketiede (lääkkeiden valmistus, kliininen ravitsemus proteiinin puutteen ehkäisyyn, tuki- ja liikuntaelinten ja sidekudoksen sairauksien hoito, aineenvaihduntahäiriöt).
- Ruoka (jalostetun lihan, gelatiinin, viinien, syötävien kalvojen ja päällysteiden, kalasäilykkeiden, kastikkeiden, leipomotuotteiden, korkeakaloristen lisäravinteiden valmistus urheilijoille).
- Mikrobiologinen (diagnostisten viljelyalustojen tuotanto).
- Sekarehutuotanto.
Maatalous
Rehun lisäaineena lihasta peräisin olevat proteiinihydrolysaatit,kalaa, verta ja maitoa käytetään seuraavissa tapauksissa:
- epäspesifisen immuniteetin lisäämiseen heikentyneet, sairaat eläimet;
- saadaksesi lisää painonnousua;
- adaptogeenina stressitilanteissa ja riskitekijöiden läsnä ollessa (lintujen ja eläinten korkea sairastuvuus ja kuolleisuus);
- aineenvaihduntahäiriöihin ja kehitysviiveisiin.
Lisäksi väkevöidyt rehut voivat parantaa turkiseläinten turkin laatua.
Maitovalmisteet: proteiinihydrolysaatit vauvanruoassa
Lehmänmaito, joka on keinotekoisen imetyksen äidinmaidonkorvikkeen pääraaka-aine, voi aiheuttaa allergisia reaktioita. Suurimolekyyliset heraproteiinit, alfa-laktoalbumiini, beeta-laktoglobuliini ja kaseiini ovat aktiivisimpia tässä suhteessa.
Tehokkain tapa vähentää maidon allergeenisuutta tällä hetkellä on saada maitoproteiinihydrolysaatteja entsyymeillä ja niiden myöhemmällä ultrasuodatuksella. Tällaiset seokset sisältävät pienimolekyylisiä peptidejä, joiden molekyylipaino on alle 1500 D, ja niiden sietokyky allergisilla lapsilla on vähintään 90%.
Meijerituotteen valmistukseen käytetyn proteiinin tyypin mukaan seokset jaetaan kaseiiniin, heraan (yleisin), soijaan ja sekoitettuun. Niitä määrätään myös suolistossa olevien ravintoaineiden imeytymishäiriöihin ja ruoka-aineallergioiden ehkäisyyn.
