Proteinové hydrolyzáty se používají v lékařském a potravinářském průmyslu a také v mikrobiologii. Jejich výroba je založena na rozkladu organických sloučenin. Výsledné složení je pro lidský i zvířecí organismus snáze stravitelné, má vysokou nutriční hodnotu. Tyto sloučeniny jsou zvláště důležité při výrobě hypoalergenní kojenecké výživy.
Popis
Proteinové hydrolyzáty jsou látky získávané jako výsledek rozkladu bílkovin reakcí s vodou. Ke štěpení dochází v přítomnosti katalyzátorů: kyselin, zásad nebo enzymů. Výsledkem je zničení peptidových vazeb vysokomolekulárního řetězce a výsledný produkt je komplexní směs skládající se z jednotlivých aminokyselin, jejich sodných solí a polypeptidových zbytků. Tento proces na příkladu tripeptidu je znázorněn na obrázku níže.
Hydrolyzáty různých typů proteinů, získané ve stejné hloubce jejich štěpení, mají identické složení. Tyto látky jsou cennými biologicky aktivními sloučeninami, protože aminokyseliny jsou hlavním zdrojem výživy pro tkáně ajejich "stavební materiál" a peptidy se podílejí na syntéze aminokyselin, hrají roli zprostředkovatele v metabolických procesech a slouží jako imunomodulátory.
Hlavní složky proteinových hydrolyzátů jsou zobrazeny na obrázku níže.
Konečný produkt obsahuje největší množství aminokyselin, jako jsou:
- glutamin;
- aspartic;
- pyrrolidin-α-karboxylová (prolin);
- 2-amino-5-guanidinpentanová (arginin);
- 2-aminopropan (alanin);
- 2-amino-4-methylpentanová (leucin).
Vlastnosti a funkce
Proteinové hydrolyzáty mají následující biologické vlastnosti:
- vysoká fyziologie;
- dobrá stravitelnost s různými způsoby podání;
- žádná toxicita, antigenicita, alergické reakce;
- nehormonální povaha sloučenin.
Hlavní fyzikální a chemická kritéria pro použití těchto látek jsou:
- viskozita;
- schopnost rozpouštět se ve vodě;
- emulzifikace;
- gel a pěna.
Tyto parametry závisí na druhu suroviny, způsobu štěpení, použitých činidlech, podmínkách technologického procesu. Pro určité typy hydrolyzátů jsou typické následující vlastnosti:
- produkty sójové hydrolýzy jsou špatně rozpustné při pH=4-5,5;
- syrovátka, kasein, masohydrolyzáty vykazují dobrou tepelnou stabilitu v přítomnosti solí dvojmocných kovů při zahřátí na 130 °C;
- sloučeniny získané z rybího odpadu jsou vysoce rozpustné i při nízké rychlosti degradace;
- hluboká hydrolýza používaná k výrobě hypoalergenních přípravků má za následek téměř úplnou ztrátu emulgačních vlastností (s výjimkou hydrolyzátů na bázi rybích bílkovin);
- v přítomnosti neutrálních solí alkalických kovů se mění rozpustnost bílkovinných látek (například ionty draslíku vedou k jejímu zvýšení);
- viskozita hydrolyzátů je mnohem nižší ve srovnání s původními proteiny a při jejich zahřívání nedochází k tvorbě gelových struktur. To příznivě ovlivňuje tvorbu potravinářských výrobků s vysokým obsahem cenných dusíkatých sloučenin.
Zobrazení
Proteinové hydrolyzáty jsou klasifikovány podle 2 hlavních kritérií. Jmenovitě:
- Podle druhu surovin – ryby, sója, mléčné výrobky, kasein, syrovátka, sója, maso, vejce. Hydrolýza proteinového odpadu z různých průmyslových odvětví je jedním z nejúčinnějších způsobů jeho recyklace.
- Podle způsobu zpracování - hluboký, střední (5-6 dní) a nízký (5-72 hodin) stupeň štěpení (obsah aminokyselin minimálně 50, 25 a 15 %, v tomto pořadí).
Sloučeniny na bázi kravského mléka (plnotučné bílkoviny, sražené mléko nebo syrovátka) získané enzymatickým trávením se nejčastěji používají pro výrobu klinických výživových a terapeutických prostředků. Používají se hydrolyzáty živočišných bílkovinmikrobiologie, virologie, veterinární lékařství. Sójové produkty jsou také hypoalergenní a hypocholesterolemické.
Syrovátkové proteinové hydrolyzáty mají složení aminokyselin blízké lidské svalové tkáni a co do počtu esenciálních aminokyselin předčí všechny ostatní druhy surovin živočišného i rostlinného původu.
Přijmout
Existují 3 hlavní způsoby výroby těchto sloučenin:
- Kyselá hydrolýza s použitím kyseliny chlorovodíkové nebo sírové jako katalyzátoru. Proces nastává při zahřátí na 100-130 ° C a tlaku 2-3 atmosfér. Tato metoda je nejrozšířenější, neboť se dosahuje hlubokého stupně štěpení a eliminuje se riziko bakteriální kontaminace. Doba trvání reakce je 3-24 hod. Nejlepší účinnost je ve vztahu k fibrilárním proteinům. Nevýhodou této metody je, že se ničí mnoho cenných aminokyselin a vitamínů a tvoří se toxické vedlejší produkty, které vyžadují další čištění.
- Alkalická hydrolýza. Tato metoda se používá méně často (hlavně při zpracování měkkýšů a ryb), protože dochází k nežádoucí přeměně aminokyselin, vznikají lantibiotika (antimikrobiální polypeptidy bakteriálního původu).
- Enzymatická hydrolýza. Zbavený nevýhod dvou předchozích technologií a má vysokou účinnost. Proces probíhá při nízké teplotě (25-50 °C), kyselost média je blízká neutrální aatmosférický tlak. To vám umožní uložit největší počet biologicky aktivních složek.
Jako enzymy se používají následující látky:
- trávicí pankreatin, trypsin, chymotrypsin (obzvláště účinné při zpracování masa a krve);
- rostlinné sloučeniny: ficin, papain, bromelain;
- bakteriální enzymy: protosublitin, rapidose;
- látky syntetizované pomocí houbových kultur: protoorizány, rimoprotein, proteinin a další.
Kompletní proteinový hydrolyzát obsahuje kompletní sadu aminokyselin v optimálním poměru, což je důležité zejména pro dietní, lékařské a veterinární účely. Takové složení lze získat hlubokým zpracováním surovin, mnohohodinovým vařením roztoku v přítomnosti kyselých katalyzátorů.
Aplikace
Proteinové hydrolyzáty se používají v průmyslových odvětvích, jako jsou:
- Lékařské (výroba léků, klinická výživa pro prevenci deficitu bílkovin, terapie patologií pohybového aparátu a pojivové tkáně, metabolické poruchy).
- Potraviny (výroba zpracovaného masa, želatina, vína, jedlé filmy a polevy, rybí konzervy, omáčky, pekařské výrobky, vysoce kalorické doplňky pro sportovce).
- Mikrobiologické (výroba diagnostických kultivačních médií).
- Výroba smíšených krmiv.
Zemědělství
Jako krmná přísada proteinové hydrolyzáty z masa,ryby, krev a mléko se aplikují v následujících případech:
- pro zvýšení nespecifické imunity u oslabených, nemocných zvířat;
- abychom získali větší váhu;
- jako adaptogen ve stresových situacích a za přítomnosti rizikových faktorů (vysoká nemocnost a mortalita u ptáků a zvířat);
- pro metabolické poruchy a vývojové opoždění.
Obohacená krmiva navíc mohou zlepšit kvalitu srsti kožešinových zvířat.
Mléčná výživa: proteinové hydrolyzáty v dětské výživě
Kravské mléko, které je hlavní surovinou pro kojeneckou výživu pro umělé kojení, může způsobit alergické reakce. V tomto ohledu jsou nejaktivnější vysokomolekulární syrovátkové proteiny, alfa-laktoalbumin, beta-laktoglobulin a kasein.
Nejúčinnějším způsobem snížení alergenicity mléka je v současnosti získávání hydrolyzátů mléčných bílkovin pomocí enzymů a jejich následná ultrafiltrace. Takové směsi obsahují nízkomolekulární peptidy s molekulovou hmotností menší než 1500 D a jejich tolerance u dětí s alergiemi je minimálně 90 %.
Podle typu proteinu použitého k výrobě mléčného výrobku se směsi dělí na kaseinové, syrovátkové (nejběžnější), sójové a míchané. Předepisují se také při malabsorpci živin ve střevech a pro prevenci potravinových alergií.
