Les hydrolysats de protéines sont utilisés dans les industries médicales et alimentaires, ainsi qu'en microbiologie. Leur production est basée sur la décomposition de composés organiques. La composition résultante est plus facile à digérer par le corps humain et animal, a une valeur nutritionnelle élevée. Ces composés sont particulièrement importants dans la fabrication de préparations pour nourrissons hypoallergéniques.
Description
Les hydrolysats de protéines sont des substances obtenues à la suite de la décomposition de protéines par réaction avec de l'eau. Le clivage se produit en présence de catalyseurs: acides, alcalis ou enzymes. En conséquence, les liaisons peptidiques de la chaîne de haut poids moléculaire sont détruites et le produit final est un mélange complexe constitué d'acides aminés individuels, de leurs sels de sodium et de résidus polypeptidiques. Ce processus, utilisant l'exemple d'un tripeptide, est illustré dans l'image ci-dessous.
Les hydrolysats de différents types de protéines, obtenus à la même profondeur de leur clivage, ont une composition identique. Ces substances sont des composés biologiquement actifs précieux, car les acides aminés sont la principale source de nutrition pour les tissus etleur « matériau de construction », et les peptides sont impliqués dans la synthèse des acides aminés, jouent un rôle intermédiaire dans les processus métaboliques et servent d'immunomodulateurs.
Les principaux composants des hydrolysats de protéines sont présentés dans l'illustration ci-dessous.
Le produit final contient la plus grande quantité d'acides aminés tels que:
- glutamine;
- aspartique;
- pyrrolidine-α-carboxylique (proline);
- 2-amino-5-guanidinepentanoïque (arginine);
- 2-aminopropane (alanine);
- 2-amino-4-méthylpentanoïque (leucine).
Propriétés et caractéristiques
Les hydrolysats de protéines ont les caractéristiques biologiques suivantes:
- haute physiologie;
- bonne digestibilité avec différentes voies d'administration;
- aucune toxicité, antigénicité, réactions allergiques;
- nature non hormonale des composés.
Les principaux critères physiques et chimiques pour l'utilisation de ces substances sont:
- viscosité;
- la capacité de se dissoudre dans l'eau;
- émulsification;
- gel et moussant.
Ces paramètres dépendent du type de matière première, de la méthode de fractionnement, des réactifs utilisés, des conditions du procédé technologique. Les caractéristiques suivantes sont typiques pour certains types d'hydrolysats:
- les produits d'hydrolyse du soja sont peu solubles à pH=4-5,5;
- lactosérum, caséine, viandeles hydrolysats présentent une bonne stabilité thermique en présence de sels de métaux divalents lorsqu'ils sont chauffés à 130 °C;
- les composés dérivés des déchets de poisson sont très solubles même à de faibles taux de dégradation;
- l'hydrolyse profonde utilisée pour produire des formulations hypoallergéniques entraîne une perte quasi totale des propriétés émulsifiantes (sauf pour les hydrolysats à base de protéines de poisson);
- en présence de sels de métaux alcalins neutres, la solubilité des substances protéiques change (par exemple, les ions potassium entraînent son augmentation);
- la viscosité des hydrolysats est bien inférieure à celle des protéines d'origine, et lorsqu'elles sont chauffées, la formation de structures de gel ne se produit pas. Cela affecte favorablement la création de produits alimentaires à haute teneur en composés azotés précieux.
Vues
Les hydrolysats de protéines sont classés selon 2 critères principaux. A savoir:
- Par type de matières premières - poisson, soja, produits laitiers, caséine, lactosérum, soja, viande, œuf. L'hydrolyse des déchets protéiques de diverses industries est l'un des moyens les plus efficaces de les recycler.
- Selon la méthode de traitement - degré de clivage profond, moyen (5-6 jours) et faible (5-72 heures) (teneur en acides aminés d'au moins 50, 25 et 15 %, respectivement).
Les composés à base de lait de vache (protéines entières, lait caillé ou lactosérum) obtenus par digestion enzymatique sont le plus souvent utilisés pour la fabrication de nutrition clinique et d'agents thérapeutiques. Les hydrolysats de protéines animales sont utilisés dansmicrobiologie, virologie, médecine vétérinaire. Les produits à base de soja sont également hypoallergéniques et hypocholestérolémiants.
Les hydrolysats de protéines de lactosérum ont une composition en acides aminés proche de celle du tissu musculaire humain et, en termes de nombre d'acides aminés essentiels, ils surpassent tous les autres types de matières premières d'origine animale et végétale.
Recevoir
Il existe 3 manières principales de produire ces composés:
- Hydrolyse acide utilisant de l'acide chlorhydrique ou sulfurique comme catalyseur. Le processus se produit lorsqu'il est chauffé à 100-130 ° C et une pression de 2-3 atmosphères. Cette méthode est la plus courante, car elle permet d'obtenir un degré de fractionnement profond et élimine le risque de contamination bactérienne. La durée de la réaction est de 3 à 24 heures, la meilleure efficacité se rapportant aux protéines fibrillaires. L'inconvénient de cette méthode est que de nombreux acides aminés et vitamines précieux sont détruits et que des sous-produits toxiques se forment et nécessitent une purification supplémentaire.
- Hydrolyse alcaline. Cette méthode est moins souvent utilisée (principalement dans la transformation des crustacés et des poissons), car il y a une conversion indésirable des acides aminés, des lantibiotiques (polypeptides antimicrobiens d'origine bactérienne) se forment.
- Hydrolyse enzymatique. Privé des inconvénients des deux technologies précédentes et a un rendement élevé. Le procédé se déroule à basse température (25-50°C), l'acidité du milieu est proche de la neutralité, etpression atmosphérique. Cela vous permet d'économiser le plus grand nombre de composants biologiquement actifs.
Les substances suivantes sont utilisées comme enzymes:
- pancréatine digestive, trypsine, chymotrypsine (particulièrement efficace dans le traitement de la viande et du sang);
- composés végétaux: ficine, papaïne, bromélaïne;
- enzymes bactériennes: protosublitine, rapidose;
- substances synthétisées à l'aide de cultures fongiques: protoorizans, rimoprotéines, protéinines et autres.
L'hydrolysat complet de protéines contient un ensemble complet d'acides aminés dans un rapport optimal, ce qui est particulièrement important à des fins diététiques, médicales et vétérinaires. Une telle composition peut être obtenue par traitement en profondeur des matières premières, en faisant bouillir la solution pendant de nombreuses heures en présence de catalyseurs acides.
Demande
Les hydrolysats de protéines sont utilisés dans des industries telles que:
- Médical (fabrication de médicaments, nutrition clinique pour la prévention des carences en protéines, thérapie des pathologies du tissu musculo-squelettique et conjonctif, troubles métaboliques).
- Alimentation (production de charcuterie, gélatine, vins, films et enrobages comestibles, poisson en conserve, sauces, produits de boulangerie, suppléments hypercaloriques pour sportifs).
- Microbiologique (production de milieux de culture de diagnostic).
- Production d'aliments mélangés.
Agriculture
En tant qu'additif alimentaire, les hydrolysats de protéines de viande,le poisson, le sang et le lait sont appliqués dans les cas suivants:
- pour augmenter l'immunité non spécifique chez les animaux affaiblis et malades;
- afin d'obtenir plus de gain de poids;
- comme adaptogène dans des situations stressantes et en présence de facteurs de risque (forte morbidité et mortalité chez les oiseaux et les animaux);
- pour les troubles métaboliques et les retards de développement.
De plus, les aliments enrichis peuvent améliorer la qualité de la fourrure des animaux à fourrure.
Laits maternisés: hydrolysats de protéines dans les aliments pour bébés
Le lait de vache, principale matière première des préparations pour nourrissons destinées à l'allaitement artificiel, peut provoquer des réactions allergiques. Les protéines de lactosérum de haut poids moléculaire, l'alpha-lactoalbumine, la bêta-lactoglobuline et la caséine, sont les plus actives à cet égard.
Le moyen le plus efficace pour réduire l'allergénicité du lait à l'heure actuelle est d'obtenir des hydrolysats de protéines de lait à l'aide d'enzymes et de leur ultrafiltration ultérieure. Ces mélanges contiennent des peptides de faible poids moléculaire avec un poids moléculaire inférieur à 1 500 D, et leur tolérance chez les enfants allergiques est d'au moins 90 %.
Selon le type de protéines utilisées pour fabriquer le produit laitier, les mélanges sont divisés en caséine, lactosérum (le plus courant), soja et mélange. Ils sont également prescrits pour la malabsorption des nutriments dans les intestins et pour la prévention des allergies alimentaires.
