Eiwithydrolysaten worden gebruikt in de medische en voedingsindustrie, maar ook in de microbiologie. Hun productie is gebaseerd op de afbraak van organische verbindingen. De resulterende samenstelling is gemakkelijker te verteren door het menselijk en dierlijk lichaam, heeft een hoge voedingswaarde. Deze verbindingen zijn vooral belangrijk bij de vervaardiging van hypoallergene zuigelingenvoeding.
Beschrijving
Eiwithydrolysaten zijn stoffen die worden verkregen door de afbraak van eiwitten door reactie met water. Splitsing vindt plaats in aanwezigheid van katalysatoren: zuren, basen of enzymen. Als resultaat worden de peptidebindingen van de hoogmoleculaire keten vernietigd en het eindproduct is een complex mengsel dat bestaat uit afzonderlijke aminozuren, hun natriumzouten en polypeptideresiduen. Dit proces, aan de hand van het voorbeeld van een tripeptide, wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Hydrolysaten van verschillende soorten eiwitten, verkregen op dezelfde diepte van hun splitsing, hebben een identieke samenstelling. Deze stoffen zijn waardevolle biologisch actieve verbindingen, aangezien aminozuren de belangrijkste voedingsbron zijn voor weefsels enhun "bouwmateriaal" en peptiden zijn betrokken bij de synthese van aminozuren, spelen een intermediaire rol in metabole processen en dienen als immunomodulatoren.
De belangrijkste componenten van eiwithydrolysaten worden weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Het eindproduct bevat de grootste hoeveelheid aminozuren zoals:
- glutamine;
- asparaginezuur;
- pyrrolidine-α-carbonzuur (proline);
- 2-amino-5-guanidinepentaanzuur (arginine);
- 2-aminopropaan (alanine);
- 2-amino-4-methylpentaanzuur (leucine).
Eigenschappen en kenmerken
Eiwithydrolysaten hebben de volgende biologische kenmerken:
- hoge fysiologie;
- goede verteerbaarheid met verschillende toedieningswegen;
- geen toxiciteit, antigeniteit, allergische reacties;
- niet-hormonale aard van verbindingen.
De belangrijkste fysische en chemische criteria voor het gebruik van deze stoffen zijn:
- viscositeit;
- het vermogen om op te lossen in water;
- emulgering;
- gel en schuimend.
Deze parameters zijn afhankelijk van het type grondstof, de splitsingsmethode, de gebruikte reagentia, de omstandigheden van het technologische proces. De volgende kenmerken zijn typisch voor bepaalde soorten hydrolysaten:
- sojahydrolyseproducten zijn slecht oplosbaar bij pH=4-5,5;
- whey, caseïne, vleeshydrolysaten vertonen een goede thermische stabiliteit in aanwezigheid van tweewaardige metaalzouten bij verhitting tot 130 °C;
- verbindingen afgeleid van visafval zijn zeer goed oplosbaar, zelfs bij lage afbraaksnelheden;
- diepe hydrolyse die wordt gebruikt om hypoallergene formuleringen te produceren, resulteert in een bijna volledig verlies van emulgerende eigenschappen (behalve voor hydrolysaten op basis van viseiwit);
- in aanwezigheid van neutrale alkalimetaalzouten verandert de oplosbaarheid van eiwitstoffen (bijvoorbeeld kaliumionen leiden tot een toename);
- viscositeit van hydrolysaten is veel lager in vergelijking met de oorspronkelijke eiwitten, en wanneer ze worden verwarmd, vindt de vorming van gelstructuren niet plaats. Dit heeft een gunstige invloed op de creatie van voedingsproducten met een hoog geh alte aan waardevolle stikstofverbindingen.
Beelden
Eiwithydrolysaten worden geclassificeerd volgens 2 hoofdcriteria. Namelijk:
- Op type grondstof - vis, soja, zuivel, caseïne, wei, soja, vlees, ei. Hydrolyse van eiwitafval uit verschillende industrieën is een van de meest effectieve manieren om het te recyclen.
- Volgens de verwerkingsmethode - diepe, gemiddelde (5-6 dagen) en lage (5-72 uur) splitsingsgraad (aminozuurgeh alte van respectievelijk minimaal 50, 25 en 15%).
Koemelk gebaseerde verbindingen (volle eiwitten, gestremde melk of wei) verkregen door enzymatische vertering worden meestal gebruikt voor de vervaardiging van klinische voeding en therapeutische middelen. Dierlijke eiwithydrolysaten worden gebruikt in:microbiologie, virologie, diergeneeskunde. Sojaproducten zijn ook hypoallergeen en hypocholesterolemisch.
Wei-eiwithydrolysaten hebben een aminozuursamenstelling die dicht bij die van menselijk spierweefsel ligt, en qua aantal essentiële aminozuren overtreffen ze alle andere soorten grondstoffen van dierlijke en plantaardige oorsprong.
Ontvangen
Er zijn 3 manieren om deze verbindingen te produceren:
- Zure hydrolyse met zout- of zwavelzuur als katalysator. Het proces vindt plaats bij verhitting tot 100-130 ° C en een druk van 2-3 atmosfeer. Deze methode is de meest gebruikelijke, omdat hiermee een diepe splitsing wordt bereikt en het risico op bacteriële besmetting wordt geëlimineerd. De duur van de reactie is 3-24 uur. De beste efficiëntie is in relatie tot fibrillaire eiwitten. Het nadeel van deze methode is dat veel waardevolle aminozuren en vitamines worden vernietigd en giftige bijproducten worden gevormd die extra zuivering vereisen.
- Alkalische hydrolyse. Deze methode wordt minder vaak toegepast (voornamelijk bij de verwerking van schelpdieren en vis), omdat er een ongewenste omzetting van aminozuren is, worden lantibiotica (antimicrobiële polypeptiden van bacteriële oorsprong) gevormd.
- Enzymatische hydrolyse. Beroofd van de nadelen van de twee vorige technologieën en heeft een hoog rendement. Het proces vindt plaats bij een lage temperatuur (25-50 ° C), de zuurgraad van het medium is bijna neutraal, enluchtdruk. Hierdoor kunt u het grootste aantal biologisch actieve componenten opslaan.
De volgende stoffen worden gebruikt als enzymen:
- spijsverteringspancreatine, trypsine, chymotrypsine (vooral effectief bij de verwerking van vlees en bloed);
- plantaardige stoffen: ficine, papaïne, bromelaïne;
- bacteriële enzymen: protosublitine, rapidose;
- stoffen gesynthetiseerd met behulp van schimmelculturen: protoorizanen, rimoproteïne, proteïnine en andere.
Compleet eiwithydrolysaat bevat een complete set aminozuren in een optimale verhouding, wat vooral belangrijk is voor dieet-, medische en veterinaire doeleinden. Een dergelijke samenstelling kan worden verkregen door de grondstoffen diep te verwerken, door de oplossing vele uren te koken in aanwezigheid van zure katalysatoren.
Toepassing
Eiwithydrolysaten worden gebruikt in industrieën zoals:
- Medisch (productie van medicijnen, klinische voeding ter preventie van eiwittekort, therapie voor pathologieën van het bewegingsapparaat en bindweefsel, stofwisselingsstoornissen).
- Voedsel (productie van vleeswaren, gelatine, wijnen, eetbare films en coatings, ingeblikte vis, sauzen, bakkerijproducten, calorierijke supplementen voor sporters).
- Microbiologisch (productie van diagnostische kweekmedia).
- Gemengde voerproductie.
Landbouw
Als toevoegingsmiddel voor diervoeding, eiwithydrolysaten uit vlees,vis, bloed en melk worden toegepast in de volgende gevallen:
- om de niet-specifieke immuniteit bij verzwakte, zieke dieren te verhogen;
- om meer gewichtstoename te krijgen;
- als adaptogeen in stressvolle situaties en in aanwezigheid van risicofactoren (hoge morbiditeit en mortaliteit bij vogels en dieren);
- voor stofwisselingsstoornissen en ontwikkelingsachterstanden.
Bovendien kunnen verrijkte voeders de kwaliteit van de vacht van pelsdieren verbeteren.
Melkvoeding: eiwithydrolysaten in babyvoeding
Koemelk, de belangrijkste grondstof voor zuigelingenvoeding voor kunstmatige borstvoeding, kan allergische reacties veroorzaken. Hoogmoleculaire wei-eiwitten, alfa-lactoalbumine, bèta-lactoglobuline en caseïne zijn in dit opzicht het meest actief.
De meest effectieve manier om melkallergeniciteit op dit moment te verminderen, is het verkrijgen van melkeiwithydrolysaten met behulp van enzymen en hun daaropvolgende ultrafiltratie. Dergelijke mengsels bevatten peptiden met een laag molecuulgewicht met een molecuulgewicht van minder dan 1500 D en hun tolerantie bij kinderen met allergieën is ten minste 90%.
Afhankelijk van het type eiwit dat wordt gebruikt om het zuivelproduct te maken, worden mengsels verdeeld in caseïne, wei (de meest voorkomende), soja en gemengd. Ze worden ook voorgeschreven voor slechte opname van voedingsstoffen in de darmen en voor het voorkomen van voedselallergieën.
