Chất thủy phân protein được sử dụng trong ngành y tế và thực phẩm, cũng như trong vi sinh. Sản xuất của chúng dựa trên sự phân hủy các hợp chất hữu cơ. Cơ thể người và động vật dễ tiêu hóa hơn, có giá trị dinh dưỡng cao. Những hợp chất này đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất sữa bột trẻ em không gây dị ứng.
Mô tả
Chất thủy phân protein là những chất thu được từ sự phân hủy protein bằng phản ứng với nước. Sự phân cắt xảy ra với sự có mặt của các chất xúc tác: axit, kiềm hoặc enzym. Kết quả là, các liên kết peptit của chuỗi phân tử cao bị phá hủy và sản phẩm cuối cùng là một hỗn hợp phức tạp bao gồm các axit amin riêng lẻ, muối natri của chúng và dư lượng polypeptit. Quá trình này, sử dụng ví dụ về tripeptit, được hiển thị trong hình bên dưới.
Sản phẩm thủy phân của các loại protein khác nhau, thu được ở cùng độ sâu của sự phân cắt của chúng, có thành phần giống hệt nhau. Những chất này là những hợp chất có giá trị hoạt động sinh học, vì axit amin là nguồn dinh dưỡng chính cho các mô và"vật liệu xây dựng" của chúng, và các peptit tham gia vào quá trình tổng hợp axit amin, đóng vai trò trung gian trong quá trình trao đổi chất và đóng vai trò như chất điều hòa miễn dịch.
Các thành phần chính của protein thủy phân được hiển thị trong hình minh họa bên dưới.
Sản phẩm cuối cùng chứa lượng axit amin lớn nhất như:
- glutamine;
- aspartic;
- pyrrolidine-α-carboxylic (proline);
- 2-amino-5-guanidinepentanoic (arginine);
- 2-aminopropan (alanin);
- 2-amino-4-metylpentanoic (leucine).
Thuộc tính và tính năng
Chất thủy phân protein có các đặc điểm sinh học sau:
- sinh lý cao;
- khả năng tiêu hóa tốt với nhiều đường dùng khác nhau;
- không có độc tính, kháng nguyên, phản ứng dị ứng;
- bản chất không chứa nội tiết tố của các hợp chất.
Các tiêu chí vật lý và hóa học chính cho việc sử dụng các chất này là:
- nhớt;
- khả năng hòa tan trong nước;
- nhũ hoá;
- gel và tạo bọt.
Các thông số này phụ thuộc vào loại nguyên liệu, phương pháp tách, thuốc thử sử dụng, điều kiện của quy trình công nghệ. Các tính năng sau đây là điển hình cho một số loại chất thủy phân nhất định:
- sản phẩm thủy phân đậu nành hòa tan kém ở pH=4-5,5;
- váng sữa, casein, thịtcác chất thủy phân thể hiện tính ổn định nhiệt tốt khi có mặt các muối kim loại hóa trị hai khi đun nóng đến 130 ° C;
- hợp chất có nguồn gốc từ chất thải của cá có khả năng hòa tan cao ngay cả với tốc độ phân hủy thấp;
- thủy phân sâu được sử dụng để tạo ra các công thức không gây dị ứng làm mất gần như hoàn toàn các đặc tính nhũ hóa (ngoại trừ các sản phẩm thủy phân dựa trên protein cá);
- khi có mặt các muối kim loại kiềm trung tính, khả năng hòa tan của các chất protein thay đổi (ví dụ, ion kali dẫn đến sự gia tăng của nó);
- của chất thủy phân thấp hơn nhiều so với protein ban đầu, và khi chúng được đun nóng, sự hình thành cấu trúc gel không xảy ra. Điều này có tác động thuận lợi đến việc tạo ra các sản phẩm thực phẩm có hàm lượng cao các hợp chất nitơ có giá trị.
Độ nhớt
Lượt xem
Protein thủy phân được phân loại theo 2 tiêu chí chính. Cụ thể:
- Theo loại nguyên liệu - cá, đậu nành, sữa, casein, váng sữa, đậu nành, thịt, trứng. Thủy phân chất thải protein từ các ngành công nghiệp khác nhau là một trong những cách hiệu quả nhất để tái chế nó.
- Theo phương pháp chế biến - mức độ phân cắt sâu, trung bình (5-6 ngày) và thấp (5-72 giờ) (hàm lượng axit amin tương ứng ít nhất 50, 25 và 15%).
Các hợp chất làm từ sữa bò (protein nguyên chất, sữa đông hoặc váng sữa) thu được bằng cách tiêu hóa bằng enzym thường được sử dụng nhiều nhất để sản xuất dinh dưỡng lâm sàng và các chất điều trị. Sản phẩm thủy phân protein động vật được sử dụng trongvi sinh, virus học, thú y. Các sản phẩm từ đậu nành cũng không gây dị ứng và giảm cholesterol trong máu.
Whey protein hydrolysates có thành phần axit amin gần với thành phần mô cơ của con người, và về số lượng axit amin thiết yếu, chúng vượt qua tất cả các loại nguyên liệu có nguồn gốc động vật và thực vật khác.
Nhận
Có 3 cách chính để sản xuất các hợp chất này:
- Thủy phân bằng axit sử dụng axit clohydric hoặc axit sunfuric làm chất xúc tác. Quá trình xảy ra khi được nung nóng đến 100-130 ° C và áp suất 2-3 atm. Phương pháp này là phổ biến nhất, vì nó đạt được mức độ tách sâu và loại bỏ nguy cơ nhiễm vi khuẩn. Thời gian của phản ứng là 3-24 giờ, hiệu quả tốt nhất là đối với các protein dạng sợi. Nhược điểm của phương pháp này là nhiều axit amin và vitamin có giá trị bị phá hủy và các sản phẩm phụ độc hại được hình thành cần phải thanh lọc thêm.
- Kiềm thuỷ phân. Phương pháp này ít được sử dụng hơn (chủ yếu trong chế biến động vật có vỏ và cá), vì có sự chuyển đổi không mong muốn của các axit amin, các chất kháng sinh (polypeptit kháng khuẩn có nguồn gốc vi khuẩn) được hình thành.
- Thủy phân bằng enzym. Đã khắc phục được những nhược điểm của hai công nghệ trước và mang lại hiệu quả cao. Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ thấp (25-50 ° C), độ axit của môi trường gần với mức trung tính, vàáp suất không khí. Điều này cho phép bạn tiết kiệm số lượng lớn nhất các thành phần có hoạt tính sinh học.
Các chất sau được sử dụng làm enzym:
- pancreatin tiêu hóa, trypsin, chymotrypsin (đặc biệt hiệu quả trong chế biến thịt và huyết);
- hợp chất thực vật: ficin, papain, bromelain;
- men vi khuẩn: protosublitin, fastose;
- chất được tổng hợp bằng cách sử dụng nuôi cấy nấm: protoorizans, rimoprotein, proteinin và những chất khác.
Sản phẩm thủy phân protein hoàn chỉnh chứa đầy đủ các axit amin với tỷ lệ tối ưu, đặc biệt quan trọng cho các mục đích ăn kiêng, y tế và thú y. Thành phần như vậy có thể thu được bằng cách chế biến sâu nguyên liệu thô, bằng cách đun sôi dung dịch trong nhiều giờ với sự có mặt của chất xúc tác axit.
Đơn
Chất thủy phân protein được sử dụng trong các ngành công nghiệp như:
- Y tế (sản xuất thuốc, dinh dưỡng lâm sàng để ngăn ngừa sự thiếu hụt protein, điều trị các bệnh lý về cơ xương và mô liên kết, rối loạn chuyển hóa).
- Thực phẩm (sản xuất thịt chế biến, gelatin, rượu vang, màng và lớp phủ ăn được, cá đóng hộp, nước sốt, sản phẩm bánh mì, thực phẩm bổ sung nhiều calo cho vận động viên).
- Vi sinh (sản xuất môi trường nuôi cấy chẩn đoán).
- Sản xuất thức ăn hỗn hợp.
Nông
Là một chất phụ gia thức ăn chăn nuôi, protein thủy phân từ thịt,cá, máu và sữa được áp dụng trong các trường hợp sau:
- để tăng khả năng miễn dịch không đặc hiệu ở động vật suy yếu, ốm yếu;
- để tăng cân nhiều hơn;
- như một người thích nghi trong các tình huống căng thẳng và có các yếu tố nguy cơ (tỷ lệ mắc bệnh và tỷ lệ tử vong cao ở các loài chim và động vật);
- chữa rối loạn chuyển hóa và chậm phát triển.
Ngoài ra, thức ăn tăng cường có thể cải thiện chất lượng lông ở động vật có lông.
Sữa công thức: thủy phân protein trong thức ăn trẻ em
Sữa bò, nguyên liệu chính để pha sữa công thức cho trẻ bú mẹ nhân tạo, có thể gây dị ứng. Các protein whey phân tử cao, alpha-lactoalbumin, beta-lactoglobulin và casein, hoạt động tích cực nhất về mặt này.
Cách hiệu quả nhất để giảm dị ứng sữa hiện nay là thu được các chất thủy phân protein từ sữa bằng cách sử dụng các enzym và quá trình siêu lọc tiếp theo của chúng. Những hỗn hợp như vậy chứa các peptit trọng lượng phân tử thấp với trọng lượng phân tử dưới 1500 D và khả năng chịu đựng của chúng đối với trẻ em bị dị ứng là ít nhất 90%.
Theo loại protein được sử dụng để tạo ra sản phẩm sữa, hỗn hợp được chia thành casein, whey (phổ biến nhất), đậu nành và hỗn hợp. Chúng cũng được kê đơn để điều trị chứng kém hấp thu các chất dinh dưỡng trong ruột và để ngăn ngừa dị ứng thực phẩm.
