Gli idrolizzati proteici sono utilizzati nell'industria medica e alimentare, oltre che in microbiologia. La loro produzione si basa sulla scomposizione dei composti organici. La composizione risultante è più digeribile dal corpo umano e animale, ha un alto valore nutritivo. Questi composti sono particolarmente importanti nella produzione di alimenti per lattanti ipoallergenici.
Descrizione
Gli idrolizzati proteici sono sostanze ottenute dalla decomposizione delle proteine per reazione con l'acqua. La scissione avviene in presenza di catalizzatori: acidi, alcali o enzimi. Di conseguenza, i legami peptidici della catena altamente molecolare vengono distrutti e il prodotto finale è una miscela complessa costituita da singoli amminoacidi, loro sali di sodio e residui di polipeptidi. Questo processo, usando l'esempio di un tripeptide, è mostrato nell'immagine sotto.
Gli idrolizzati di diversi tipi di proteine, ottenuti alla stessa profondità della loro scissione, hanno una composizione identica. Queste sostanze sono preziosi composti biologicamente attivi, poiché gli amminoacidi sono la principale fonte di nutrimento per i tessuti eil loro "materiale da costruzione" e i peptidi sono coinvolti nella sintesi degli aminoacidi, svolgono un ruolo intermedio nei processi metabolici e fungono da immunomodulatori.
I componenti principali degli idrolizzati proteici sono mostrati nell'illustrazione seguente.
Il prodotto finale contiene la maggior quantità di amminoacidi come:
- glutammina;
- aspartico;
- pirrolidina-α-carbossilico (prolina);
- 2-amino-5-guanidinepentanoico (arginina);
- 2-aminopropano (alanina);
- 2-ammino-4-metilpentanoico (leucina).
Proprietà e caratteristiche
Gli idrolizzati proteici hanno le seguenti caratteristiche biologiche:
- fisiologia alta;
- buona digeribilità con varie vie di somministrazione;
- nessuna tossicità, antigenicità, reazioni allergiche;
- natura non ormonale dei composti.
I principali criteri fisici e chimici per l'uso di queste sostanze sono:
- viscosità;
- la capacità di dissolversi in acqua;
- emulsionamento;
- gel e schiumogeno.
Questi parametri dipendono dal tipo di materia prima, dal metodo di scissione, dai reagenti utilizzati, dalle condizioni del processo tecnologico. Le seguenti caratteristiche sono tipiche di alcuni tipi di idrolizzati:
- I prodotti dell'idrolisi della soia sono scarsamente solubili a pH=4-5,5;
- siero di latte, caseina, carnegli idrolizzati mostrano una buona stabilità termica in presenza di sali di metalli bivalenti quando riscaldati a 130 °C;
- I composti derivati dagli scarti di pesce sono altamente solubili anche a bassi tassi di degradazione;
- L'idrolisi profonda utilizzata per produrre formulazioni ipoallergeniche comporta una perdita quasi completa delle proprietà emulsionanti (ad eccezione degli idrolizzati a base di proteine del pesce);
- in presenza di sali di metalli alcalini neutri, la solubilità delle sostanze proteiche cambia (ad esempio, gli ioni potassio ne portano ad un aumento);
- la viscosità degli idrolizzati è molto più bassa rispetto alle proteine originarie e quando vengono riscaldate non si verifica la formazione di strutture di gel. Ciò influisce favorevolmente sulla creazione di prodotti alimentari con un alto contenuto di preziosi composti azotati.
Viste
Gli idrolizzati proteici sono classificati secondo 2 criteri principali. Vale a dire:
- Per tipo di materie prime: pesce, soia, latticini, caseina, siero di latte, soia, carne, uova. L'idrolisi dei rifiuti proteici di vari settori è uno dei modi più efficaci per riciclarli.
- Secondo il metodo di lavorazione - grado di scissione profondo, medio (5-6 giorni) e basso (5-72 ore) (contenuto di aminoacidi di almeno il 50, 25 e 15% rispettivamente).
I composti a base di latte vaccino (proteine intere, latte cagliato o siero di latte) ottenuti mediante digestione enzimatica sono più spesso utilizzati per la produzione di nutrizione clinica e agenti terapeutici. Vengono utilizzati idrolizzati di proteine animalimicrobiologia, virologia, medicina veterinaria. I prodotti a base di soia sono anche ipoallergenici e ipocolesterolemizzanti.
Gli idrolizzati di proteine del siero di latte hanno una composizione aminoacidica vicina a quella del tessuto muscolare umano, e in termini di numero di aminoacidi essenziali superano tutti gli altri tipi di materie prime di origine animale e vegetale.
Ricevi
Ci sono 3 modi principali per produrre questi composti:
- Idrolisi acida utilizzando acido cloridrico o solforico come catalizzatore. Il processo avviene quando riscaldato a 100-130 ° C e una pressione di 2-3 atmosfere. Questo metodo è il più comune, in quanto raggiunge un profondo grado di scissione ed elimina il rischio di contaminazione batterica. La durata della reazione è di 3-24 ore La migliore efficienza è in relazione alle proteine fibrillari. Lo svantaggio di questo metodo è che molti preziosi aminoacidi e vitamine vengono distrutti e si formano sottoprodotti tossici che richiedono una purificazione aggiuntiva.
- Idrolisi alcalina. Questo metodo è usato meno spesso (principalmente nella lavorazione di molluschi e pesce), perché c'è una conversione indesiderata di aminoacidi, si formano lantibiotici (polipeptidi antimicrobici di origine batterica).
- Idrolisi enzimatica. Privo degli svantaggi delle due tecnologie precedenti e ha un'elevata efficienza. Il processo avviene a bassa temperatura (25-50°C), l'acidità del mezzo è prossima al neutro, epressione atmosferica. Ciò consente di salvare il maggior numero di componenti biologicamente attivi.
Le seguenti sostanze sono usate come enzimi:
- pancreatina digestiva, tripsina, chimotripsina (particolarmente efficaci nella lavorazione della carne e del sangue);
- composti vegetali: ficina, papaina, bromelina;
- enzimi batterici: protosublitina, rapidose;
- sostanze sintetizzate utilizzando colture fungine: protoorizans, rimoproteina, proteinina e altre.
L'idrolizzato proteico completo contiene un set completo di aminoacidi in un rapporto ottimale, che è particolarmente importante per scopi dietetici, medici e veterinari. Tale composizione può essere ottenuta mediante una profonda lavorazione delle materie prime, facendo bollire la soluzione per molte ore in presenza di catalizzatori acidi.
Applicazione
Gli idrolizzati proteici sono utilizzati in settori quali:
- Medico (produzione di medicinali, nutrizione clinica per la prevenzione del deficit proteico, terapia per patologie del tessuto muscolo-scheletrico e connettivo, disturbi metabolici).
- Alimentari (produzione di carni lavorate, gelatine, vini, film e rivestimenti commestibili, pesce in scatola, salse, prodotti da forno, integratori ipercalorici per gli sportivi).
- Microbiologico (produzione di terreni di coltura diagnostica).
- Produzione di mangimi misti.
Agricoltura
Come additivo per mangimi, le proteine idrolizzate dalla carne,pesce, sangue e latte vengono applicati nei seguenti casi:
- per aumentare l'immunità non specifica negli animali malati e indeboliti;
- per aumentare di peso;
- come adattogeno in situazioni stressanti e in presenza di fattori di rischio (elevata morbilità e mortalità tra uccelli e animali);
- per disordini metabolici e ritardi dello sviluppo.
Inoltre, i mangimi fortificati possono migliorare la qualità della pelliccia negli animali da pelliccia.
Latte formule: idrolizzati proteici negli alimenti per l'infanzia
Il latte vaccino, che è la principale materia prima per il latte artificiale per l'allattamento artificiale, può causare reazioni allergiche. Le proteine del siero di latte ad alto contenuto molecolare, l'alfa-lattoalbumina, la beta-lattoglobulina e la caseina, sono le più attive a questo riguardo.
Il modo più efficace per ridurre l'allergenicità del latte attualmente è ottenere idrolizzati proteici del latte utilizzando gli enzimi e la loro successiva ultrafiltrazione. Tali miscele contengono peptidi a basso peso molecolare con un peso molecolare inferiore a 1500 D e la loro tolleranza tra i bambini con allergie è almeno del 90%.
Secondo il tipo di proteine utilizzate per realizzare il prodotto caseario, le miscele si suddividono in caseina, siero di latte (il più comune), soia e misto. Sono anche prescritti per il malassorbimento dei nutrienti nell'intestino e per la prevenzione delle allergie alimentari.
