A fehérje-hidrolizátumokat az orvosi és élelmiszeriparban, valamint a mikrobiológiában használják. Előállításuk a szerves vegyületek lebontásán alapul. A kapott készítményt az emberi és állati szervezet könnyebben emészti, magas tápértékkel rendelkezik. Ezek a vegyületek különösen fontosak a hipoallergén csecsemőtápszerek gyártásában.
Leírás
A fehérjehidrolizátumok olyan anyagok, amelyeket a fehérjék vízzel való reakciója során történő lebomlása során nyernek. A hasítás katalizátorok jelenlétében történik: savak, lúgok vagy enzimek. Ennek eredményeként a nagy molekulatömegű lánc peptidkötései tönkremennek, és a végtermék egy összetett keverék, amely egyedi aminosavakból, ezek nátriumsóiból és polipeptid-maradékokból áll. Ezt a folyamatot, egy tripeptid példájával, az alábbi kép mutatja.
A különböző típusú fehérjék hidrolizátumai, amelyeket hasításuk azonos mélységében nyernek, azonos összetételűek. Ezek az anyagok értékes biológiailag aktív vegyületek, hiszen az aminosavak a szövetek és a fő táplálékforrások"építőanyaguk", a peptidek pedig részt vesznek az aminosavak szintézisében, közvetítő szerepet játszanak az anyagcsere folyamatokban és immunmodulátorként szolgálnak.
A fehérje-hidrolizátumok fő összetevőit az alábbi ábra mutatja.
A végtermék tartalmazza a legnagyobb mennyiségű aminosavat, például:
- glutamin;
- aspartic;
- pirrolidin-α-karbonsav (prolin);
- 2-amino-5-guanidin-pentánsav (arginin);
- 2-aminopropán (alanin);
- 2-amino-4-metil-pentánsav (leucin).
Tulajdonságok és jellemzők
A fehérje-hidrolizátumok a következő biológiai jellemzőkkel rendelkeznek:
- magas élettan;
- jó emészthetőség különféle beadási módokkal;
- nincs toxicitás, antigenitás, allergiás reakciók;
- vegyületek nem hormonális természete.
Ezen anyagok használatának fő fizikai és kémiai kritériumai a következők:
- viszkozitás;
- a vízben való oldódás képessége;
- emulgeálás;
- gél és habzó.
Ezek a paraméterek az alapanyag típusától, a hasítás módjától, a felhasznált reagensektől és a technológiai folyamat körülményeitől függenek. A következő jellemzők jellemzőek bizonyos típusú hidrolizátumokra:
- a szója hidrolízistermékei rosszul oldódnak pH=4-5,5 között;
- tejsavó, kazein, húsa hidrolizátumok jó hőstabilitást mutatnak kétértékű fémsók jelenlétében 130 °C-ra melegítve;
- a halhulladékból származó vegyületek még alacsony lebomlási sebesség mellett is jól oldódnak;
- a hipoallergén készítmények előállításához használt mély hidrolízis az emulgeáló tulajdonságok szinte teljes elvesztését eredményezi (kivéve a halfehérje alapú hidrolizátumokat);
- semleges alkálifém sók jelenlétében a fehérjeanyagok oldhatósága megváltozik (például a káliumionok növelik);
- a hidrolizátumok viszkozitása jóval alacsonyabb az eredeti fehérjékhez képest, és hevítésükkor nem jön létre gélszerkezet. Ez kedvezően befolyásolja a magas értékes nitrogéntartalmú vegyületeket tartalmazó élelmiszertermékek előállítását.
Megtekintések
A fehérje-hidrolizátumokat 2 fő kritérium szerint osztályozzák. Nevezetesen:
- Alapanyagok típusa szerint - hal, szója, tejtermék, kazein, tejsavó, szója, hús, tojás. A különböző iparágakból származó fehérjehulladék hidrolízise az egyik leghatékonyabb módja az újrahasznosításnak.
- A feldolgozási módszer szerint - mély, közepes (5-6 nap) és alacsony (5-72 óra) hasítási fok (minimum 50, 25 és 15% aminosavtartalommal).
Az enzimes emésztéssel nyert tehéntej alapú vegyületeket (teljes fehérje, aludttej vagy savó) leggyakrabban klinikai táplálék- és terápiás szerek előállítására használják. Állati fehérje-hidrolizátumokat használnakmikrobiológia, virológia, állatgyógyászat. A szójatermékek hipoallergének és hipokoleszterinémiások is.
A tejsavófehérje-hidrolizátumok aminosav-összetétele közel áll az emberi izomszövetéhez, esszenciális aminosavak számát tekintve pedig minden más állati és növényi eredetű alapanyagot felülmúlnak.
Fogadás
E vegyületek előállításának három fő módja van:
- Savas hidrolízis sósav vagy kénsavat használva katalizátorként. A folyamat 100-130 °C-ra melegítve és 2-3 atmoszféra nyomáson megy végbe. Ez a módszer a legelterjedtebb, mivel mély hasítási fokot ér el, és kiküszöböli a bakteriális szennyeződés veszélyét. A reakció időtartama 3-24 óra, a legjobb hatásfoka a fibrilláris fehérjékhez viszonyítva van. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy sok értékes aminosav és vitamin megsemmisül, és mérgező melléktermékek keletkeznek, amelyek további tisztítást igényelnek.
- Lúgos hidrolízis. Ezt a módszert ritkábban alkalmazzák (főleg kagylók és halak feldolgozásánál), mert ott nemkívánatos aminosav-konverzió történik, lantibiotikumok (bakteriális eredetű antimikrobiális polipeptidek) keletkeznek.
- Enzimatikus hidrolízis. Megfosztva a két korábbi technológia hátrányaitól, és magas hatásfokkal rendelkezik. A folyamat alacsony hőmérsékleten (25-50 °C) megy végbe, a közeg savassága közel semleges, ill.légköri nyomás. Ezzel a legnagyobb számú biológiailag aktív komponenst mentheti el.
A következő anyagokat használják enzimként:
- emésztést segítő pankreatin, tripszin, kimotripszin (különösen hatékony a hús és vér feldolgozásában);
- növényi vegyületek: ficin, papain, bromelain;
- bakteriális enzimek: protosublitin, rapidose;
- gombakultúrákkal szintetizált anyagok: protoorizánok, rimoprotein, proteinin és mások.
A teljes fehérje-hidrolizátum optimális arányban tartalmazza az aminosavak teljes készletét, ami különösen fontos diétás, orvosi és állatorvosi célokra. Ilyen készítmény nyersanyagok mély feldolgozásával, az oldat savas katalizátorok jelenlétében történő sok órás forralásával állítható elő.
Alkalmazás
A fehérje-hidrolizátumokat olyan iparágakban használják, mint:
- Orvosi (gyógyszerek gyártása, klinikai táplálkozás a fehérjehiány megelőzésére, mozgásszervi és kötőszöveti betegségek, anyagcserezavarok terápiája).
- Élelmiszer (feldolgozott húsok, zselatin, borok, ehető fóliák és bevonatok, halkonzervek, szószok, pékáruk, magas kalóriatartalmú étrend-kiegészítők gyártása sportolóknak).
- Mikrobiológiai (diagnosztikai táptalaj előállítása).
- Vegyes takarmánygyártás.
Mezőgazdaság
Takarmány-adalékként, húsból származó fehérje-hidrolizátumok,halat, vért és tejet a következő esetekben alkalmazunk:
- gyengült, beteg állatok nemspecifikus immunitásának fokozására;
- a nagyobb súlygyarapodás érdekében;
- adaptogénként stresszes helyzetekben és kockázati tényezők jelenlétében (madarak és állatok magas morbiditása és mortalitása);
- anyagcserezavarokra és fejlődési késésekre.
Ezenkívül a dúsított takarmányok javíthatják a prémes állatok szőrének minőségét.
Tejtápszerek: fehérje-hidrolizátumok a bébiételekben
A tehéntej, amely a mesterséges szoptatáshoz szükséges csecsemőtápszer fő alapanyaga, allergiás reakciókat válthat ki. A nagy molekulatömegű tejsavófehérjék, az alfa-laktoalbumin, a béta-laktoglobulin és a kazein a legaktívabbak ebből a szempontból.
A tejallergia csökkentésének leghatékonyabb módja jelenleg a tejfehérje-hidrolizátumok előállítása enzimek segítségével, majd azok ultraszűrése. Az ilyen keverékek 1500 D-nál kisebb molekulatömegű kis molekulatömegű peptideket tartalmaznak, és allergiás gyermekeknél legalább 90%-os toleranciájuk.
A tejtermékek előállításához használt fehérje típusa szerint a keverékeket kazeinre, tejsavóra (a leggyakoribb), szójára és kevertre osztják. Ezenkívül felírják a tápanyagok felszívódási zavarára a belekben és az ételallergiák megelőzésére.
