Protein hidrolisat digunakan dalam industri medis dan makanan, serta dalam mikrobiologi. Produksi mereka didasarkan pada pemecahan senyawa organik. Komposisi yang dihasilkan lebih mudah dicerna oleh tubuh manusia dan hewan, memiliki nilai gizi yang tinggi. Senyawa ini sangat penting dalam pembuatan formula bayi hipoalergenik.
Deskripsi
Protein hidrolisat adalah zat yang diperoleh sebagai hasil penguraian protein melalui reaksi dengan air. Pembelahan terjadi dengan adanya katalis: asam, basa atau enzim. Akibatnya, ikatan peptida dari rantai molekul tinggi dihancurkan, dan produk akhir adalah campuran kompleks yang terdiri dari asam amino individu, garam natriumnya, dan residu polipeptida. Proses ini, menggunakan contoh tripeptida, ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Hidrolisat dari berbagai jenis protein, yang diperoleh pada kedalaman pembelahan yang sama, memiliki komposisi yang identik. Zat-zat ini adalah senyawa aktif biologis yang berharga, karena asam amino adalah sumber utama nutrisi untuk jaringan dan"bahan bangunan" mereka, dan peptida terlibat dalam sintesis asam amino, memainkan peran perantara dalam proses metabolisme dan berfungsi sebagai imunomodulator.
Komponen utama hidrolisat protein ditunjukkan pada ilustrasi di bawah ini.
Produk akhir mengandung jumlah asam amino terbesar seperti:
- glutamin;
- aspartik;
- pirolidin-α-karboksilat (prolin);
- 2-amino-5-guanidinepentanoic (arginin);
- 2-aminopropana (alanin);
- 2-amino-4-methylpentanoic (leusin).
Properti dan fitur
Protein hidrolisat memiliki karakteristik biologis sebagai berikut:
- fisiologi tinggi;
- kecernaan baik dengan berbagai rute pemberian;
- tidak ada toksisitas, antigenisitas, reaksi alergi;
- sifat senyawa non-hormonal.
Kriteria fisika dan kimia utama untuk penggunaan zat ini adalah:
- viskositas;
- kemampuan larut dalam air;
- emulsifikasi;
- gel dan berbusa.
Parameter ini bergantung pada jenis bahan baku, metode pemisahan, reagen yang digunakan, kondisi proses teknologi. Ciri-ciri berikut ini khas untuk jenis hidrolisat tertentu:
- produk hidrolisis kedelai kurang larut pada pH=4-5,5;
- whey, kasein, daginghidrolisat menunjukkan stabilitas termal yang baik dengan adanya garam logam divalen ketika dipanaskan hingga 130 °C;
- senyawa yang berasal dari limbah ikan sangat mudah larut bahkan pada tingkat degradasi yang rendah;
- hidrolisis dalam yang digunakan untuk menghasilkan formulasi hipoalergenik menyebabkan hilangnya hampir seluruh sifat pengemulsi (kecuali untuk hidrolisat yang berbahan dasar protein ikan);
- dengan adanya garam logam alkali netral, kelarutan zat protein berubah (misalnya, ion kalium menyebabkan peningkatannya);
- viskositas hidrolisat jauh lebih rendah dibandingkan dengan protein asli, dan ketika dipanaskan, pembentukan struktur gel tidak terjadi. Hal ini mempengaruhi pembuatan produk makanan dengan kandungan tinggi senyawa nitrogen berharga.
Tampilan
Protein hidrolisat diklasifikasikan menurut 2 kriteria utama. Yaitu:
- Berdasarkan jenis bahan mentah - ikan, kedelai, susu, kasein, whey, kedelai, daging, telur. Hidrolisis limbah protein dari berbagai industri merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mendaur ulangnya.
- Menurut metode pemrosesan - tingkat pembelahan dalam, sedang (5-6 hari) dan rendah (5-72 jam) (kandungan asam amino masing-masing minimal 50, 25 dan 15%).
Senyawa berbasis susu sapi (protein utuh, susu kental atau whey) yang diperoleh melalui pencernaan enzimatik paling sering digunakan untuk pembuatan nutrisi klinis dan agen terapeutik. Hidrolisat protein hewani digunakan dalammikrobiologi, virologi, kedokteran hewan. Produk kedelai juga bersifat hipoalergenik dan hipokolesterolemia.
Hydrolisat protein whey memiliki komposisi asam amino yang mirip dengan jaringan otot manusia, dan dalam hal jumlah asam amino esensial, mereka melampaui semua jenis bahan baku hewani dan nabati lainnya.
Terima
Ada 3 cara utama untuk menghasilkan senyawa ini:
- Hidrolisis asam menggunakan asam klorida atau asam sulfat sebagai katalis. Proses tersebut terjadi bila dipanaskan sampai 100-130 °C dan tekanan 2-3 atmosfer. Metode ini adalah yang paling umum, karena mencapai tingkat pemisahan yang dalam dan menghilangkan risiko kontaminasi bakteri. Durasi reaksi adalah 3-24 jam. Efisiensi terbaik adalah dalam kaitannya dengan protein fibrillar. Kerugian dari metode ini adalah banyak asam amino dan vitamin yang berharga dihancurkan dan produk samping beracun terbentuk yang memerlukan pemurnian tambahan.
- Hidrolisis basa. Metode ini lebih jarang digunakan (terutama dalam pemrosesan kerang dan ikan), karena ada konversi asam amino yang tidak diinginkan, lantibiotik (polipeptida antimikroba yang berasal dari bakteri) terbentuk.
- Hidrolisis enzimatik. Kehilangan kelemahan dari dua teknologi sebelumnya dan memiliki efisiensi tinggi. Proses berlangsung pada suhu rendah (25-50 ° C), keasaman medium mendekati netral, dantekanan atmosfir. Ini memungkinkan Anda untuk menyimpan sejumlah besar komponen aktif biologis.
Zat berikut digunakan sebagai enzim:
- pencernaan pankreatin, tripsin, kimotripsin (sangat efektif dalam mengolah daging dan darah);
- senyawa tumbuhan: ficin, papain, bromelain;
- enzim bakteri: protosublitin, rapidose;
- zat yang disintesis menggunakan kultur jamur: protoorizans, rimoprotein, proteinin dan lain-lain.
Hidrolisat protein lengkap mengandung satu set lengkap asam amino dalam rasio optimal, yang sangat penting untuk tujuan diet, medis, dan kedokteran hewan. Komposisi seperti itu dapat diperoleh dengan memproses bahan mentah secara mendalam, dengan merebus larutan selama berjam-jam dengan adanya katalis asam.
Aplikasi
Protein hidrolisat digunakan dalam industri seperti:
- Kedokteran (pembuatan obat-obatan, nutrisi klinis untuk pencegahan defisiensi protein, terapi patologi muskuloskeletal dan jaringan ikat, gangguan metabolisme).
- Makanan (produksi daging olahan, gelatin, anggur, edible film dan pelapis, ikan kaleng, saus, produk roti, suplemen berkalori tinggi untuk atlet).
- Mikrobiologis (produksi media kultur diagnostik).
- Produksi pakan campuran.
Pertanian
Sebagai feed additive, protein hidrolisat dari daging,ikan, darah dan susu diterapkan dalam kasus berikut:
- untuk meningkatkan kekebalan nonspesifik pada hewan yang lemah dan sakit;
- untuk mendapatkan lebih banyak berat badan;
- sebagai adaptogen dalam situasi stres dan dengan adanya faktor risiko (morbiditas dan mortalitas tinggi di antara burung dan hewan);
- untuk gangguan metabolisme dan keterlambatan perkembangan.
Selain itu, pakan yang diperkaya dapat meningkatkan kualitas bulu pada hewan yang berbulu.
Susu formula: protein hidrolisat dalam makanan bayi
Susu sapi, yang merupakan bahan baku utama susu formula bayi untuk ASI, dapat menyebabkan reaksi alergi. Protein whey bermolekul tinggi, alfa-laktoalbumin, beta-laktoglobulin, dan kasein, paling aktif dalam hal ini.
Cara paling efektif untuk mengurangi alergenisitas susu saat ini adalah dengan memperoleh hidrolisat protein susu menggunakan enzim dan ultrafiltrasi berikutnya. Campuran tersebut mengandung peptida dengan berat molekul rendah dengan berat molekul kurang dari 1500 D, dan toleransinya di antara anak-anak dengan alergi setidaknya 90%.
Menurut jenis protein yang digunakan untuk membuat produk susu, campuran dibagi menjadi kasein, whey (paling umum), kedelai, dan campuran. Mereka juga diresepkan untuk malabsorpsi nutrisi di usus dan untuk pencegahan alergi makanan.
