Hidroliza proteinelor din zer
Proteinele din zer au cele mai valoroase proprietăți biologice, conțin un set optim de aminoacizi vitali și, din punctul de vedere al fiziologiei nutriției, se apropie de scala de aminoacizi a proteinei "ideale". Trebuie să se țină seama de faptul că alergia alimentară și intoleranța la proteinele alimentare sunt acum larg răspândite. Potrivit OMS, cel puțin 1-2% dintre adulți și cel puțin 5% din copii suferă de alergie alimentară în prezent. În tratamentul alergiilor alimentare, principiul eliminării rămâne principal pentru eliminarea produsului alergic din dieta pacientului. În același timp, produsele eliminate cu un grad ridicat de alergenic au o valoare nutritivă ridicată, fiind surse de proteine de înaltă calitate și un număr de micronutrienți. În acest sens, problema devine problema creării unor produse hipoalergenice specializate care să conțină o sursă de proteine de înaltă calitate care să nu provoace reacții alergice. Pentru aceasta, este necesar ca în componenta proteică a produsului să nu existe structuri capabile să producă reacții alergice la ingestie.
După cum se știe, determinanții recunoscuți de celulele imunocompetente și anticorpii din proteine pot fi de mai multe tipuri. Aceștia sunt epitopi "succesivi", care sunt fragmente scurte (mai multe reziduuri) ale lanțului peptidic; "Lite", epitopi, care sunt și fragmente scurte, dar punți disulfidice rigid stabilizate; Epitopii "conformaționali" formați de reziduuri de aminoacizi care sunt spațial apropiate împreună în molecula de proteină și aparținând unor segmente ale secvenței care sunt departe una de cealaltă.
Dacă tipul de structură 3 efectiv distrusă chiar și la o hidroliză relativ superficială de proteine enzimatice, determinanții 1 și tipul 2-a pot fi menținute chiar și într-o peptide relativ scurte care constau din 10-20 resturi de aminoacizi. În acest caz, pentru un număr de alergeni alimentari, în special, - lactoglobulina din laptele de vacă, determinanții alergeni sunt tocmai epitopii "secvențiali".
Aminoacizii liberi și fragmentele scurte de proteine alimentare, formate în timpul proteolizei, nu sunt alergene, deși acestea din urmă pot conține epitopi alergenici individuali.
Hidroliza proteinelor din zer este relevantă din mai multe motive. Mai întâi, amestecurile de peptide de diferite lungimi sunt absorbite în tractul digestiv mai rapid și mai complet decât amestecurile echivalente de aminoacizi. În al doilea rând, diferite peptide active din punct de vedere fiziologic, necesare pentru reglarea unui număr important de funcții ale corpului, pot fi prezente în hidrolizatele de proteine. În al treilea rând, poate exista un efect pozitiv al peptidelor asupra asimilării anumitor micronutrienți esențiali, și anume ionii metalici. În hidrolizatele enzimatice ale cazeinei și proteinei din zer, există peptide care pot forma compuși puternici (chelați) cu ioni de calciu și pot spori semnificativ eficacitatea absorbției lor. În al patrulea rând, hidrolizatele enzimatice ale proteinelor în produsele hipoalergenice specializate au anumite avantaje tehnologice (funcționale) față de amestecurile de aminoacizi.
Hidroliza proteinelor din zer poate fi efectuată chimic (sub influența acizilor minerali și alcalinilor la temperaturi ridicate) și prin metodele enzimatice (utilizând preparate de enzime proteolitice). În cursul hidrolizei acide, toate tipurile de legături peptidice dintre resturile de aminoacizi diferite sunt scindate și, prin urmare, este posibilă o scindare aproape completă a proteinei. Totuși, hidroliza acidă ca proces tehnologic are un număr de dezavantaje (descompunerea parțială sau completă a unui număr de aminoacizi, formarea melanoidinelor, necesitatea neutralizării acidului).
Când hidroliza alcalină a proteinei provine din aminoacizi, rezultând hidrolizatul rezultat pierde valoarea biologică. În producția alimentară nu se aplică hidroliza alcalină a proteinelor. Metodele existente de obținere a hidrolizatelor alcaline ale proteinelor sunt direcționate, în principal, spre obținerea preparatelor din scopuri tehnice (nu alimentare).
Un avantaj al hidrolizei proteinelor enzimatice este în primul rând faptul că acest proces are loc cu viteză mare, în condiții relativ blânde: presiunea atmosferică la o temperatură nu mai mare de 70 ° C (în mod caracteristic, 37-50 ° C), și, prin urmare, nu este practic însoțită de aminoacizi daune și o scădere a valorii biologice. Produsele principale ale hidrolizei enzimatice sunt aproape întotdeauna peptide, iar fracțiunea de aminoacizi liberi, de regulă, este relativ mică.
Printre substanțele care contribuie la modificarea enzimatică a proteinelor produse alimentare ocupă un substanțial preparatele enzimatice locul proteolitică de origine diferită, sub influența care apare în clivajul specific molecula de proteină de legături peptidice, având ca rezultat schimbarea greutății moleculare a proteinei crește hidrofobicitatea și digestibilitatea organismul ei.
Cea mai răspândită și promițătoare sursă de proteaze sunt microorganismele legate de genurile Bacillus, Aspergillus, Penxcillium, Streptomyces, Pseudomonas. Proteinazele de origine animală, cum ar fi preparatele microbiologice, au perspective de utilizare a acestora în hidroliza proteinei din zer. Eficacitatea hidrolizei proteinelor din zer prin diferite enzime proteolitice este prezentată în Tabelul. 13.33.
Prin eficiența hidrolizei proteinelor din zer, enzime proteolitice pot fi aranjate în rândul următor (% din hidroliză):
Biologia completă a hidrolizatelor de proteine din lapte este obținută prin utilizarea combinațiilor de proteaze animale și preparate de sinteză microbiană, în special pancreatin și protosubtilin. În funcție de preparatele enzimatice utilizate sau de diverse combinații ale acestora, prin reglarea regimurilor lor de temperatură de hidroliză și a duratei lor, se pot obține preparate enzimatice ale proteinelor din zer de diferite funcționalități.
La Departamentul de Biotehnologie Aplicată al Universității Tehnice de Stat din Caucazul de Nord, student N.S. Don și doctorandul A.D. Lodygin a prezentat studii experimentale privind hidroliza enzimatică a proteinelor din zer. Obiectul studiului a fost concentratul de zer (retentant) obținut prin ultrafiltrare. Mai jos sunt câteva dintre rezultatele studiilor intermediare. În vizualizarea sistemului, lucrarea este aproape de finalizare.
Un factor important pentru hidroliza enzimatică eficientă a proteinelor din zer este pH-ul mediului. Există metode chimice de dezoxidare a zerului. Cu toate acestea, reactivii chimici duc la modificări ireversibile ale componentelor zerului și afectează negativ randamentul produselor de hidroliză, atât proteinele din zer, cât și lactoza. Metoda de activare electrochimică este de mare interes.
Pentru hidroliza proteinelor din zer în ultra concentrat, supusă electroactivării la valori optime ale pH-ului, sa utilizat PZx de pancreatină. Gradul de hidroliză a fost evaluat prin creșterea azotului aminic în probele de testare comparativ cu controlul - concentrația inițială a proteinelor din zer (Tabelul 13.34).
Cinetica hidrolizei enzimatice a proteinelor din zer este prezentată în Fig. 13.39.
Lucrarea în această direcție a fost continuată la KemTIP cu dezvoltarea tehnologiei noilor compozite pe bază de lapte bazate pe biotransformarea proteinelor din zer. Ca obiect, în timpul studiilor experimentale, a fost utilizată o soluție de CSF, supusă unei modificări enzimatice cu o soluție de pepsină 0,1%. Compoziția fracțională compozițională a proteinelor din zer înainte și după modificarea enzimatică este dată în tabelul. 13.35.
