هیدرولیزهای پروتئینی در صنایع پزشکی و غذایی و همچنین در میکروبیولوژی استفاده می شود. تولید آنها بر اساس تجزیه ترکیبات آلی است. ترکیب به دست آمده توسط بدن انسان و حیوان راحت تر هضم می شود و ارزش غذایی بالایی دارد. این ترکیبات به ویژه در ساخت شیر خشک نوزادان ضد حساسیت بسیار مهم هستند.
شرح
هیدرولیزات پروتئینی موادی هستند که در نتیجه تجزیه پروتئین در واکنش با آب به دست می آیند. شکاف در حضور کاتالیزورها رخ می دهد: اسیدها، قلیاها یا آنزیم ها. در نتیجه، پیوندهای پپتیدی زنجیره مولکولی بالا از بین می‌رود و محصول نهایی مخلوط پیچیده‌ای است که از اسیدهای آمینه مجزا، نمک‌های سدیم آنها و بقایای پلی پپتیدی تشکیل شده است. این فرآیند، با استفاده از مثال سه پپتید، در تصویر زیر نشان داده شده است.
هیدرولیز انواع مختلف پروتئین ها که در عمق برش یکسانی به دست می آیند، ترکیب یکسانی دارند. این مواد ترکیبات فعال بیولوژیکی ارزشمندی هستند، زیرا اسیدهای آمینه منبع اصلی تغذیه برای بافت ها و"مواد ساختمانی" آنها و پپتیدها در سنتز اسیدهای آمینه نقش دارند، نقش واسطه ای در فرآیندهای متابولیک دارند و به عنوان تعدیل کننده ایمنی عمل می کنند.
اجزای اصلی هیدرولیزهای پروتئین در تصویر زیر نشان داده شده است.
محصول نهایی حاوی بیشترین میزان اسیدهای آمینه مانند:
- گلوتامین؛
- aspartic;
- pyrrolidine-α-carboxylic (پرولین);
- 2-amino-5-guanidinepentanoic (arginine);
- 2-aminopropane (alanine);
- 2-amino-4-methylpentanoic (لوسین).
خواص و ویژگی ها
هیدرولیزهای پروتئینی دارای ویژگی های بیولوژیکی زیر هستند:
- فیزیولوژی بالا؛
- قابل هضم با روش های مختلف مصرف؛
- بدون سمیت، آنتی ژنی، واکنش های آلرژیک؛
- ماهیت غیر هورمونی ترکیبات.
معیارهای فیزیکی و شیمیایی اصلی برای استفاده از این مواد عبارتند از:
- ویسکوزیته;
- قابلیت حل شدن در آب؛
- امولسیفیکاسیون؛
- ژل و کف کننده.
این پارامترها به نوع ماده اولیه، روش تقسیم، معرف های مورد استفاده، شرایط فرآیند فن آوری بستگی دارد. ویژگی های زیر برای انواع خاصی از هیدرولیزها معمول است:
- محصولات هیدرولیز سویا در pH=4-5.5 کم محلول هستند؛
- آب پنیر، کازئین، گوشتهیدرولیزها در حضور نمک های فلزات دو ظرفیتی هنگامی که تا دمای 130 درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند، پایداری حرارتی خوبی از خود نشان می دهند؛
- ترکیبات به دست آمده از ضایعات ماهی، حتی در سرعت تجزیه کم بسیار محلول هستند؛
- هیدرولیز عمیق که برای تولید فرمولاسیون های ضد حساسیت استفاده می شود منجر به از دست دادن تقریباً کامل خواص امولسیون کنندگی می شود (به جز هیدرولیزهای مبتنی بر پروتئین ماهی)؛
- در حضور نمک‌های فلزات قلیایی خنثی، حلالیت مواد پروتئینی تغییر می‌کند (مثلاً یون‌های پتاسیم منجر به افزایش آن می‌شوند).
- ویسکوزیته هیدرولیزها در مقایسه با پروتئین های اصلی بسیار کمتر است و هنگامی که آنها گرم می شوند، ساختارهای ژل ایجاد نمی شود. این امر بر ایجاد محصولات غذایی با محتوای بالای ترکیبات نیتروژن دار با ارزش تأثیر می گذارد.
بازدید
هیدرولیزهای پروتئینی بر اساس 2 معیار اصلی طبقه بندی می شوند. یعنی:
- بر اساس نوع مواد خام - ماهی، سویا، لبنیات، کازئین، کشک، سویا، گوشت، تخم مرغ. هیدرولیز ضایعات پروتئینی صنایع مختلف یکی از مؤثرترین راه‌ها برای بازیافت آن است.
- طبق روش پردازش - درجه برش عمیق، متوسط (5-6 روز) و کم (5-72 ساعت) (محتوای اسید آمینه حداقل به ترتیب 50، 25 و 15٪).
ترکیبات مبتنی بر شیر گاو (پروتئین کامل، شیر دلمه یا آب پنیر) که از طریق هضم آنزیمی به دست می‌آیند، اغلب برای تولید مواد غذایی بالینی و عوامل درمانی استفاده می‌شوند. هیدرولیزهای پروتئین حیوانی درمیکروبیولوژی، ویروس شناسی، دامپزشکی. محصولات سویا نیز ضد حساسیت و کاهش کلسترول هستند.
هیدرولیزهای پروتئین آب پنیر دارای ترکیب اسید آمینه ای نزدیک به بافت ماهیچه ای انسان هستند و از نظر تعداد اسیدهای آمینه ضروری از همه انواع دیگر مواد خام با منشاء حیوانی و گیاهی پیشی می گیرند.
دریافت
3 راه اصلی برای تولید این ترکیبات وجود دارد:
- هیدرولیز اسید با استفاده از اسید کلریدریک یا سولفوریک به عنوان کاتالیزور. این فرآیند زمانی رخ می دهد که تا 100-130 درجه سانتیگراد و فشار 2-3 اتمسفر گرم شود. این روش رایج ترین است، زیرا به درجه عمیقی از شکاف دست می یابد و خطر آلودگی باکتریایی را از بین می برد. مدت زمان واکنش 24-3 ساعت می باشد.بهترین بازده در رابطه با پروتئین های فیبریلار است. عیب این روش این است که بسیاری از اسیدهای آمینه و ویتامین های ارزشمند از بین می روند و محصولات جانبی سمی تشکیل می شوند که نیاز به تصفیه اضافی دارند.
- هیدرولیز قلیایی. این روش کمتر مورد استفاده قرار می گیرد (عمدتاً در فرآوری صدف و ماهی)، زیرا تبدیل نامطلوب اسیدهای آمینه وجود دارد، لانتی بیوتیک ها (پلی پپتیدهای ضد میکروبی با منشاء باکتریایی) تشکیل می شوند.
- هیدرولیز آنزیمی. از معایب دو فناوری قبلی محروم بوده و بازده بالایی دارد. این فرآیند در دمای پایین (25-50 درجه سانتیگراد) انجام می شود، اسیدیته محیط نزدیک به خنثی است وفشار جو. این به شما امکان می دهد بیشترین تعداد اجزای فعال بیولوژیکی را ذخیره کنید.
مواد زیر به عنوان آنزیم استفاده می شوند:
- پانکراتین گوارشی، تریپسین، کیموتریپسین (به ویژه در فرآوری گوشت و خون موثر است)؛
- ترکیبات گیاهی: فیسین، پاپائین، بروملین؛
- آنزیم های باکتریایی: پروتوسوبلیتین، راپیدوز؛
- مواد سنتز شده با استفاده از کشت قارچ: protoorizans، rimoprotein، proteinin و دیگران.
هیدرولیز پروتئین کامل حاوی مجموعه کاملی از اسیدهای آمینه با نسبت بهینه است که به ویژه برای اهداف رژیمی، پزشکی و دامپزشکی مهم است. چنین ترکیبی را می توان با فرآوری عمیق مواد خام، با جوشاندن محلول برای ساعت ها در حضور کاتالیزورهای اسیدی به دست آورد.
برنامه
هیدرولیزهای پروتئینی در صنایعی مانند:
استفاده می شود
- پزشکی (ساخت دارو، تغذیه بالینی برای پیشگیری از کمبود پروتئین، درمان آسیب شناسی های اسکلتی عضلانی و بافت همبند، اختلالات متابولیک).
- غذا (تولید گوشت های فرآوری شده، ژلاتین، شراب، فیلم ها و پوشش های خوراکی، کنسرو ماهی، سس ها، محصولات نانوایی، مکمل های پر کالری برای ورزشکاران).
- میکروبیولوژیک (تولید محیط کشت تشخیصی).
- تولید خوراک مخلوط.
کشاورزی
به عنوان یک افزودنی خوراک، پروتئین هیدرولیز شده از گوشت،ماهی، خون و شیر در موارد زیر استفاده می شود:
- برای افزایش ایمنی غیراختصاصی در حیوانات ضعیف و بیمار؛
- برای افزایش وزن بیشتر؛
- به عنوان یک آداپتوژن در موقعیت های استرس زا و در حضور عوامل خطر (میزان بیماری و مرگ و میر بالا در بین پرندگان و حیوانات)؛
- برای اختلالات متابولیک و تأخیر در رشد.
علاوه بر این، خوراک های غنی شده می تواند کیفیت خز را در حیوانات خزدار بهبود بخشد.
فرمول شیر: هیدرولیز پروتئین در غذای کودک
شیر گاو که ماده اولیه اصلی شیرخشک شیرخوار برای شیردهی مصنوعی است، می تواند باعث واکنش های آلرژیک شود. پروتئین‌های آب پنیر با مولکولی بالا، آلفا-لاکتوآلبومین، بتا-لاکتوگلوبولین و کازئین از این نظر فعال‌ترین هستند.
موثرترین راه برای کاهش حساسیت به شیر در حال حاضر بدست آوردن هیدرولیز پروتئین شیر با استفاده از آنزیم ها و اولترافیلتراسیون بعدی آنهاست. چنین مخلوط هایی حاوی پپتیدهای با وزن مولکولی کم با وزن مولکولی کمتر از 1500 D هستند و تحمل آنها در بین کودکان مبتلا به آلرژی حداقل 90٪ است.
با توجه به نوع پروتئینی که برای تولید لبنیات استفاده می شود، مخلوط ها به کازئین، آب پنیر (متداول ترین)، سویا و مخلوط تقسیم می شوند. آنها همچنین برای سوء جذب مواد مغذی در روده و برای پیشگیری از آلرژی غذایی تجویز می شوند.
