Proteinhydrolysate werden in der Medizin- und Lebensmittelindustrie sowie in der Mikrobiologie eingesetzt. Ihre Herstellung basiert auf dem Abbau organischer Verbindungen. Die resultierende Zusammensetzung ist für den menschlichen und tierischen Körper leichter verdaulich und hat einen hohen Nährwert. Diese Verbindungen sind besonders wichtig bei der Herstellung von hypoallergener Säuglingsnahrung.
Beschreibung
Eiweißhydrolysate sind Stoffe, die durch Zersetzung von Eiweiß durch Reaktion mit Wasser entstehen. Die Sp altung erfolgt in Gegenwart von Katalysatoren: Säuren, Laugen oder Enzyme. Dadurch werden die Peptidbindungen der hochmolekularen Kette zerstört und das Endprodukt ist ein komplexes Gemisch aus einzelnen Aminosäuren, ihren Natriumsalzen und Polypeptidresten. Dieser Vorgang ist am Beispiel eines Tripeptids im Bild unten dargestellt.
Hydrolysate verschiedener Proteinarten, die bei gleicher Sp alttiefe erh alten werden, haben eine identische Zusammensetzung. Diese Substanzen sind wertvolle biologisch aktive Verbindungen, da Aminosäuren die Hauptnahrungsquelle für Gewebe und sindihr "Baustoff" und Peptide sind an der Synthese von Aminosäuren beteiligt, spielen eine intermediäre Rolle bei Stoffwechselvorgängen und dienen als Immunmodulatoren.
Die Hauptbestandteile von Proteinhydrolysaten sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
Das Endprodukt enthält die größte Menge an Aminosäuren wie:
- Glutamin;
- Asparaginsäure;
- Pyrrolidin-α-Carbonsäure (Prolin);
- 2-Amino-5-guanidinpentansäure (Arginin);
- 2-Aminopropan (Alanin);
- 2-Amino-4-methylpentansäure (Leucin).
Eigenschaften und Funktionen
Proteinhydrolysate haben folgende biologische Eigenschaften:
- hohe Physiologie;
- gute Verdaulichkeit bei verschiedenen Verabreichungswegen;
- keine Toxizität, Antigenität, allergische Reaktionen;
- nicht-hormonelle Natur von Verbindungen.
Die wichtigsten physikalischen und chemischen Kriterien für die Verwendung dieser Substanzen sind:
- Viskosität;
- die Fähigkeit, sich in Wasser aufzulösen;
- Emulgierung;
- Gel und Schäumen.
Diese Parameter hängen von der Art des Ausgangsmaterials, der Sp altmethode, den verwendeten Reagenzien und den Bedingungen des technologischen Prozesses ab. Folgende Merkmale sind typisch für bestimmte Arten von Hydrolysaten:
- Sojahydrolyseprodukte sind bei pH=4-5,5 schlecht löslich;
- Molke, Kasein, FleischHydrolysate zeigen in Gegenwart zweiwertiger Metallsalze beim Erhitzen auf 130 °C eine gute thermische Stabilität;
- Verbindungen aus Fischabfällen sind selbst bei geringen Abbauraten sehr gut löslich;
- tiefe Hydrolyse, die zur Herstellung hypoallergener Formulierungen verwendet wird, führt zu einem fast vollständigen Verlust der emulgierenden Eigenschaften (außer bei Hydrolysaten auf Fischproteinbasis);
- in Gegenwart von neutralen Alkalimetallsalzen ändert sich die Löslichkeit von Eiweißstoffen (z. B. führen Kaliumionen zu ihrer Erhöhung);
- Viskosität von Hydrolysaten ist im Vergleich zu den ursprünglichen Proteinen viel geringer, und wenn sie erhitzt werden, kommt es nicht zur Bildung von Gelstrukturen. Dies wirkt sich günstig auf die Herstellung von Lebensmitteln mit einem hohen Geh alt an wertvollen stickstoffh altigen Verbindungen aus.
Die
Aufrufe
Proteinhydrolysate werden nach 2 Hauptkriterien klassifiziert. Nämlich:
- Nach Art der Rohstoffe - Fisch, Soja, Milchprodukte, Kasein, Molke, Soja, Fleisch, Ei. Die Hydrolyse von Proteinabfällen aus verschiedenen Industrien ist eine der effektivsten Möglichkeiten, sie zu recyceln.
- Nach der Verarbeitungsmethode - tiefer, mittlerer (5-6 Tage) und niedriger (5-72 Stunden) Sp altungsgrad (Aminosäuregeh alt von mindestens 50, 25 bzw. 15 %).
Durch enzymatische Verdauung gewonnene Verbindungen auf Kuhmilchbasis (Vollprotein, geronnene Milch oder Molke) werden am häufigsten für die Herstellung von klinischen Ernährungs- und Therapeutika verwendet. Tierische Proteinhydrolysate werden in verwendetMikrobiologie, Virologie, Veterinärmedizin. Sojaprodukte sind auch hypoallergen und hypocholesterinämisch.
Molkeneiweißhydrolysate haben eine Aminosäurenzusammensetzung, die der des menschlichen Muskelgewebes nahekommt, und übertreffen hinsichtlich der Anzahl essentieller Aminosäuren alle anderen Arten von Rohstoffen tierischen und pflanzlichen Ursprungs.
Empfangen
Es gibt drei Möglichkeiten, diese Verbindungen herzustellen:
- Säurehydrolyse mit Salz- oder Schwefelsäure als Katalysator. Der Prozess findet statt, wenn er auf 100-130 ° C und einen Druck von 2-3 Atmosphären erhitzt wird. Diese Methode ist am gebräuchlichsten, da sie einen tiefen Sp altungsgrad erreicht und das Risiko einer bakteriellen Kontamination ausschließt. Die Reaktionsdauer beträgt 3-24 Std. Die beste Effizienz liegt in Bezug auf fibrilläre Proteine vor. Der Nachteil dieser Methode ist, dass viele wertvolle Aminosäuren und Vitamine zerstört werden und giftige Nebenprodukte entstehen, die einer zusätzlichen Reinigung bedürfen.
- Alkalische Hydrolyse. Diese Methode wird seltener angewendet (hauptsächlich bei der Verarbeitung von Schalentieren und Fisch), da es zu einer unerwünschten Umwandlung von Aminosäuren kommt und Lantibiotika (antimikrobielle Polypeptide bakteriellen Ursprungs) gebildet werden.
- Enzymatische Hydrolyse. Beraubt von den Nachteilen der beiden vorherigen Technologien und hat eine hohe Effizienz. Der Prozess findet bei einer niedrigen Temperatur (25-50 ° C) statt, der Säuregeh alt des Mediums ist nahezu neutral undLuftdruck. Dadurch können Sie die meisten biologisch aktiven Komponenten einsparen.
Als Enzyme werden folgende Substanzen verwendet:
- verdauliches Pankreatin, Trypsin, Chymotrypsin (besonders wirksam bei der Verarbeitung von Fleisch und Blut);
- Pflanzenstoffe: Ficin, Papain, Bromelain;
- bakterielle Enzyme: Protosublitin, Rapidose;
- Substanzen, die unter Verwendung von Pilzkulturen synthetisiert wurden: Protoorizane, Rimoprotein, Proteinin und andere.
Complete Protein Hydrolysate enthält einen vollständigen Satz von Aminosäuren in einem optimalen Verhältnis, was besonders wichtig für diätetische, medizinische und veterinärmedizinische Zwecke ist. Eine solche Zusammensetzung kann durch Tiefverarbeitung von Rohstoffen erh alten werden, indem die Lösung viele Stunden in Gegenwart von Säurekatalysatoren gekocht wird.
Bewerbung
Proteinhydrolysate werden in Industrien verwendet wie:
- Medizin (Herstellung von Arzneimitteln, klinische Ernährung zur Vorbeugung von Eiweißmangel, Therapie von Erkrankungen des Bewegungsapparates und des Bindegewebes, Stoffwechselerkrankungen).
- Lebensmittel (Herstellung von verarbeitetem Fleisch, Gelatine, Wein, essbaren Folien und Beschichtungen, Fischkonserven, Soßen, Backwaren, kalorienreiche Nahrungsergänzungsmittel für Sportler).
- Mikrobiologisch (Herstellung diagnostischer Nährmedien).
- Mischfutterproduktion.
Landwirtschaft
Als Futtermittelzusatz Proteinhydrolysate aus Fleisch,Fisch, Blut und Milch werden in folgenden Fällen angewendet:
- zur Steigerung der unspezifischen Immunität bei geschwächten, kranken Tieren;
- um mehr Gewicht zuzunehmen;
- als Adaptogen in Stresssituationen und bei Vorliegen von Risikofaktoren (hohe Morbidität und Mortalität bei Vögeln und Tieren);
- bei Stoffwechselstörungen und Entwicklungsverzögerungen.
Außerdem können angereicherte Futtermittel die Fellqualität von Pelztieren verbessern.
Milchnahrung: Proteinhydrolysate in Babynahrung
Kuhmilch, der Hauptrohstoff für Säuglingsnahrung zum künstlichen Stillen, kann allergische Reaktionen hervorrufen. Hochmolekulare Molkenproteine, Alpha-Lactoalbumin, Beta-Lactoglobulin und Kasein, sind in dieser Hinsicht am aktivsten.
Der derzeit wirksamste Weg, die Milchallergenität zu reduzieren, ist die Gewinnung von Milcheiweißhydrolysaten durch Enzyme und deren anschließende Ultrafiltration. Solche Mischungen enth alten niedermolekulare Peptide mit einem Molekulargewicht von weniger als 1500 D und ihre Verträglichkeit bei Kindern mit Allergien beträgt mindestens 90 %.
Nach der Art des Proteins, das zur Herstellung des Milchprodukts verwendet wird, werden die Mischungen in Casein, Molke (am häufigsten), Soja und gemischt unterteilt. Sie werden auch zur Malabsorption von Nährstoffen im Darm und zur Vorbeugung von Nahrungsmittelallergien verschrieben.
