تُستخدم تحلل البروتين في الصناعات الطبية والغذائية ، وكذلك في علم الأحياء الدقيقة. يعتمد إنتاجها على تحلل المركبات العضوية. التركيبة الناتجة أسهل في الهضم من قبل جسم الإنسان والحيوان ، ولها قيمة غذائية عالية. هذه المركبات مهمة بشكل خاص في تصنيع حليب الأطفال المضاد للحساسية.
الوصف
تحلل البروتين هي مواد يتم الحصول عليها نتيجة تحلل البروتين بالتفاعل مع الماء. يحدث الانقسام في وجود محفزات: أحماض أو قلويات أو إنزيمات. نتيجة لذلك ، يتم تدمير روابط الببتيد للسلسلة الجزيئية العالية ، والمنتج النهائي عبارة عن خليط معقد يتكون من الأحماض الأمينية الفردية وأملاحها الصوديوم وبقايا عديد الببتيد. تظهر هذه العملية ، باستخدام مثال ثلاثي الببتيد ، في الصورة أدناه.
التحلل المائي لأنواع مختلفة من البروتينات ، التي تم الحصول عليها في نفس عمق الانقسام ، لها تركيبة متطابقة. هذه المواد هي مركبات ذات قيمة نشطة بيولوجيا ، لأن الأحماض الأمينية هي المصدر الرئيسي لتغذية الأنسجة و"مواد البناء" الخاصة بهم ، والببتيدات تشارك في تخليق الأحماض الأمينية ، وتلعب دورًا وسيطًا في عمليات التمثيل الغذائي وتعمل كمنظم للمناعة.
المكونات الرئيسية لتحلل البروتين موضحة في الرسم التوضيحي أدناه.
يحتوي المنتج النهائي على أكبر كمية من الأحماض الأمينية مثل:
- الجلوتامين
- الاسبارتيك ؛
- بيروليدين- α- كربوكسيل (برولين) ؛
- 2-amino-5-guanidinepentanoic (أرجينين) ؛
- 2-أمينوبروبان (ألانين) ؛
- 2-أمينو-4-ميثيل بنتانويك (ليسين).
الخصائص والميزات
تحلل البروتينات لها الخصائص البيولوجية التالية:
- فسيولوجيا عالية ؛
- قابلية الهضم جيدة مع طرق الإدارة المختلفة ؛
- لا سمية ، مستضد ، تفاعلات حساسية ؛
- طبيعة غير هرمونية للمركبات
المعايير الفيزيائية والكيميائية الرئيسية لاستخدام هذه المواد هي:
- لزوجة ؛
- القدرة على الذوبان في الماء ؛
- استحلاب ؛
- هلام ورغوة.
تعتمد هذه المعلمات على نوع المادة الأولية ، وطريقة التقسيم ، والكواشف المستخدمة ، وظروف العملية التكنولوجية. الميزات التالية نموذجية لأنواع معينة من التحلل المائي:
- منتجات التحلل المائي لفول الصويا ضعيفة الذوبان عند درجة الحموضة=4-5.5 ؛
- مصل اللبن ، الكازين ، اللحومتظهر التحلل المائي استقرارًا حراريًا جيدًا في وجود أملاح معدنية ثنائية التكافؤ عند تسخينها إلى 130 درجة مئوية ؛
- المركبات المشتقة من مخلفات الأسماك قابلة للذوبان بدرجة عالية حتى في معدلات التحلل المنخفضة ؛
- التحلل المائي العميق المستخدم لإنتاج تركيبات هيبوالرجينيك ينتج عنه خسارة شبه كاملة لخصائص الاستحلاب (باستثناء التحلل المائي على أساس بروتين السمك) ؛
- في وجود أملاح فلزية قلوية محايدة ، تتغير قابلية ذوبان المواد البروتينية (على سبيل المثال ، تؤدي أيونات البوتاسيوم إلى زيادتها) ؛
- لزوجة التحلل المائي أقل بكثير مقارنة بالبروتينات الأصلية ، وعندما يتم تسخينها ، لا يحدث تكوين الهياكل الهلامية. يؤثر هذا بشكل إيجابي على إنتاج المنتجات الغذائية التي تحتوي على نسبة عالية من المركبات النيتروجينية القيمة.
المشاهدات
يتم تصنيف محللات البروتين وفقًا لمعيارين رئيسيين. وهي:
- حسب نوع المواد الخام - الأسماك وفول الصويا ومنتجات الألبان والكازين ومصل اللبن وفول الصويا واللحوم والبيض. يعد التحلل المائي لمخلفات البروتين من الصناعات المختلفة أحد أكثر الطرق فعالية لإعادة تدويره.
- وفقًا لطريقة المعالجة - درجة انقسام عميقة ومتوسطة (5-6 أيام) ومنخفضة (5-72 ساعة) (محتوى من الأحماض الأمينية لا يقل عن 50 و 25 و 15٪ على التوالي).
غالبًا ما تستخدم المركبات القائمة على حليب البقر (بروتين كامل أو حليب مخثر أو مصل اللبن) التي يتم الحصول عليها عن طريق الهضم الأنزيمي في تصنيع التغذية السريرية والعوامل العلاجية. يتم استخدام تحلل البروتين الحيواني فيعلم الأحياء الدقيقة وعلم الفيروسات والطب البيطري. منتجات الصويا هي أيضا هيبوالرجينيك ونقص الكولسترول.
التحلل المائي لبروتين مصل الحليب يحتوي على تركيبة من الأحماض الأمينية قريبة من تلك الموجودة في الأنسجة العضلية البشرية ، ومن حيث عدد الأحماض الأمينية الأساسية فإنها تتفوق على جميع أنواع المواد الخام الأخرى من أصل حيواني ونباتي.
تلقي
هناك 3 طرق رئيسية لإنتاج هذه المركبات:
- التحلل الحمضي باستخدام حمض الهيدروكلوريك أو الكبريتيك كمحفز. تحدث العملية عند تسخينها إلى 100-130 درجة مئوية وضغط من 2-3 أجواء. هذه الطريقة هي الأكثر شيوعًا ، لأنها تحقق درجة عميقة من الانقسام وتزيل خطر التلوث البكتيري. مدة التفاعل من 3 إلى 24 ساعة ، وأفضل كفاءة لها علاقة بالبروتينات الليفية. عيب هذه الطريقة هو تدمير العديد من الأحماض الأمينية والفيتامينات القيّمة وتشكيل منتجات ثانوية سامة تتطلب تنقية إضافية.
- تحلل قلوي. يتم استخدام هذه الطريقة بشكل أقل (بشكل رئيسي في معالجة المحار والأسماك) ، نظرًا لوجود تحويل غير مرغوب فيه للأحماض الأمينية ، يتم تشكيل المضادات الحيوية (عديد الببتيدات المضادة للميكروبات من أصل بكتيري).
- التحلل الأنزيمي. محروم من عيوب التقنيتين السابقتين وله كفاءة عالية. تتم العملية عند درجة حرارة منخفضة (25-50 درجة مئوية) ، وحموضة الوسط قريبة من الحياد ، والضغط الجوي. هذا يسمح لك بحفظ أكبر عدد من المكونات النشطة بيولوجيا.
المواد التالية تستخدم كإنزيمات:
- البنكرياتين الهضمي ، التربسين ، الكيموتربسين (فعال بشكل خاص في معالجة اللحوم والدم) ؛
- مركبات نباتية: فيسين ، غراء ، بروميلين ؛
- إنزيمات بكتيرية: بروتوسوبليتين ، رابيدوز ؛
- مواد تم تصنيعها باستخدام الثقافات الفطرية: البروتينات الأولية ، والبروتين الريمي ، والبروتينات وغيرها.
تحلل البروتين الكامل يحتوي على مجموعة كاملة من الأحماض الأمينية بنسبة مثالية ، وهو أمر مهم بشكل خاص للأغراض الغذائية والطبية والبيطرية. يمكن الحصول على مثل هذه التركيبة من خلال المعالجة العميقة للمواد الخام ، عن طريق غليان المحلول لعدة ساعات في وجود محفزات حمضية.
التطبيق
تحلل البروتينات المستخدمة في صناعات مثل:
- طبي (تصنيع الأدوية ، التغذية السريرية للوقاية من نقص البروتين ، علاج أمراض الجهاز العضلي الهيكلي والنسيج الضام ، اضطرابات التمثيل الغذائي).
- طعام (إنتاج لحوم مصنعة ، جيلاتين ، نبيذ ، أغشية وطلاءات صالحة للأكل ، أسماك معلبة ، صلصات ، منتجات المخابز ، مكملات عالية السعرات الحرارية للرياضيين).
- علم الأحياء الدقيقة (إنتاج وسائط الثقافة التشخيصية).
- إنتاج الأعلاف المختلطة.
الزراعة
كمادة مضافة للأعلاف ، يتحلل البروتين من اللحوم ،يتم تطبيق السمك والدم والحليب في الحالات التالية:
- لزيادة المناعة غير النوعية في الحيوانات الضعيفة والمريضة ؛
- من أجل زيادة الوزن ؛
- كمُكَوِّن في المواقف العصيبة وفي وجود عوامل الخطر (ارتفاع معدلات المراضة والوفيات بين الطيور والحيوانات) ؛
- لاضطرابات التمثيل الغذائي وتأخر النمو
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأعلاف المدعمة تحسين جودة الفراء في الحيوانات التي تحمل الفراء.
تركيبات الحليب: تحلل البروتين في أغذية الأطفال
حليب البقر ، وهو المادة الخام الرئيسية لحليب الأطفال للرضاعة الطبيعية ، يمكن أن يسبب الحساسية. بروتينات مصل اللبن عالية الجزيئات ، alpha-lactoalbumin ، beta-lactoglobulin ، والكازين ، هي الأكثر نشاطًا في هذا الصدد.
الطريقة الأكثر فعالية لتقليل حساسية الحليب في الوقت الحالي هي الحصول على محللات بروتين الحليب باستخدام الإنزيمات والترشيح الفائق اللاحق لها. تحتوي هذه الخلائط على ببتيدات منخفضة الوزن الجزيئي بوزن جزيئي أقل من 1500 د ، وتحملها بين الأطفال المصابين بالحساسية لا يقل عن 90٪.
وفقًا لنوع البروتين المستخدم في صناعة منتجات الألبان ، تنقسم المخاليط إلى الكازين ، ومصل اللبن (الأكثر شيوعًا) ، وفول الصويا ، والمختلط. كما يتم وصفها أيضًا لسوء امتصاص العناصر الغذائية في الأمعاء وللوقاية من الحساسية الغذائية.
