प्रोटीन हाइड्रोलिसेट्स का उपयोग चिकित्सा और खाद्य उद्योगों के साथ-साथ सूक्ष्म जीव विज्ञान में भी किया जाता है। उनका उत्पादन कार्बनिक यौगिकों के टूटने पर आधारित है। परिणामी संरचना मानव और पशु शरीर द्वारा पचाने में आसान होती है, इसका उच्च पोषण मूल्य होता है। ये यौगिक हाइपोएलर्जेनिक शिशु फार्मूला के निर्माण में विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।
विवरण
प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट पानी के साथ प्रतिक्रिया करके प्रोटीन के अपघटन के परिणामस्वरूप प्राप्त पदार्थ हैं। दरार उत्प्रेरक की उपस्थिति में होती है: एसिड, क्षार या एंजाइम। नतीजतन, उच्च-आणविक श्रृंखला के पेप्टाइड बांड नष्ट हो जाते हैं, और अंतिम उत्पाद एक जटिल मिश्रण होता है जिसमें व्यक्तिगत अमीनो एसिड, उनके सोडियम लवण और पॉलीपेप्टाइड अवशेष होते हैं। यह प्रक्रिया, ट्राइपेप्टाइड के उदाहरण का उपयोग करते हुए, नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है।
विभिन्न प्रकार के प्रोटीनों के हाइड्रोलिसेट्स, जो उनकी दरार की समान गहराई पर प्राप्त होते हैं, एक समान संरचना वाले होते हैं। ये पदार्थ मूल्यवान जैविक रूप से सक्रिय यौगिक हैं, क्योंकि अमीनो एसिड ऊतकों के पोषण का मुख्य स्रोत हैं औरउनकी "निर्माण सामग्री", और पेप्टाइड्स अमीनो एसिड के संश्लेषण में शामिल हैं, चयापचय प्रक्रियाओं में एक मध्यस्थ भूमिका निभाते हैं और इम्युनोमोड्यूलेटर के रूप में काम करते हैं।
प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट्स के मुख्य घटक नीचे दिए गए उदाहरण में दिखाए गए हैं।
अंतिम उत्पाद में अमीनो एसिड की सबसे बड़ी मात्रा होती है जैसे:
- ग्लूटामाइन;
- एसपारटिक;
- पाइरोलिडाइन-α-कार्बोक्जिलिक (प्रोलाइन);
- 2-एमिनो-5-गुआनिडीनपेंटानोइक (आर्जिनिन);
- 2-एमिनोप्रोपेन (अलैनिन);
- 2-एमिनो-4-मेथिलपेंटानोइक (ल्यूसीन)।
गुण और विशेषताएं
प्रोटीन हाइड्रोलिसेट्स में निम्नलिखित जैविक विशेषताएं हैं:
- उच्च शरीर क्रिया विज्ञान;
- प्रशासन के विभिन्न मार्गों के साथ अच्छी पाचनशक्ति;
- कोई विषाक्तता, प्रतिजैविकता, एलर्जी नहीं;
- यौगिकों की गैर-हार्मोनल प्रकृति।
इन पदार्थों के उपयोग के लिए मुख्य भौतिक और रासायनिक मानदंड हैं:
- चिपचिपापन;
- पानी में घुलने की क्षमता;
- पायसीकरण;
- जेल और झाग।
ये पैरामीटर फीडस्टॉक के प्रकार, विभाजन की विधि, उपयोग किए गए अभिकर्मकों, तकनीकी प्रक्रिया की स्थितियों पर निर्भर करते हैं। कुछ प्रकार के हाइड्रोलाइज़ेट्स के लिए निम्नलिखित विशेषताएं विशिष्ट हैं:
- सोया हाइड्रोलिसिस उत्पाद पीएच=4-5.5 पर खराब घुलनशील हैं;
- मट्ठा, कैसिइन, मांस130 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने पर हाइड्रोलाइजेट्स द्विसंयोजक धातु लवण की उपस्थिति में अच्छी तापीय स्थिरता प्रदर्शित करते हैं;
- मछली के कचरे से प्राप्त यौगिक कम क्षरण दर पर भी अत्यधिक घुलनशील होते हैं;
- हाइपोएलर्जेनिक योगों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले गहरे हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप पायसीकारी गुणों का लगभग पूर्ण नुकसान होता है (मछली प्रोटीन पर आधारित हाइड्रोलिसेट्स को छोड़कर);
- तटस्थ क्षार धातु लवण की उपस्थिति में, प्रोटीन पदार्थों की घुलनशीलता बदल जाती है (उदाहरण के लिए, पोटेशियम आयन इसकी वृद्धि की ओर ले जाते हैं);
मूल प्रोटीन की तुलना में हाइड्रोलाइज़ेट्स की चिपचिपाहट बहुत कम होती है, और जब उन्हें गर्म किया जाता है, तो जेल संरचनाओं का निर्माण नहीं होता है। यह मूल्यवान नाइट्रोजन युक्त यौगिकों की उच्च सामग्री वाले खाद्य उत्पादों के निर्माण को अनुकूल रूप से प्रभावित करता है।
दृश्य
प्रोटीन हाइड्रोलिसेट्स को 2 मुख्य मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। अर्थात्:
- कच्चे माल के प्रकार से - मछली, सोया, डेयरी, कैसिइन, मट्ठा, सोया, मांस, अंडा। विभिन्न उद्योगों से प्रोटीन अपशिष्ट का हाइड्रोलिसिस इसे रीसायकल करने के सबसे प्रभावी तरीकों में से एक है।
- प्रसंस्करण विधि के अनुसार - गहरी, मध्यम (5-6 दिन) और निम्न (5-72 घंटे) दरार की डिग्री (कम से कम 50, 25 और 15% अमीनो एसिड सामग्री, क्रमशः)।
गाय के दूध पर आधारित यौगिक (संपूर्ण प्रोटीन, दही वाला दूध या मट्ठा) जो एंजाइमी पाचन द्वारा प्राप्त किया जाता है, अक्सर नैदानिक पोषण और चिकित्सीय एजेंटों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। पशु प्रोटीन हाइड्रोलाइजेट्स का उपयोग किया जाता हैसूक्ष्म जीव विज्ञान, विषाणु विज्ञान, पशु चिकित्सा। सोया उत्पाद हाइपोएलर्जेनिक और हाइपोकोलेस्ट्रोलेमिक भी हैं।
मट्ठा प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट्स में मानव मांसपेशी ऊतक के करीब एक एमिनो एसिड संरचना होती है, और आवश्यक अमीनो एसिड की संख्या के मामले में वे पशु और वनस्पति मूल के अन्य सभी प्रकार के कच्चे माल से आगे निकल जाते हैं।
प्राप्त
इन यौगिकों को बनाने के 3 मुख्य तरीके हैं:
- एसिड हाइड्रोलिसिस उत्प्रेरक के रूप में हाइड्रोक्लोरिक या सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग कर रहा है। प्रक्रिया तब होती है जब 100-130 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है और 2-3 वायुमंडल का दबाव होता है। यह विधि सबसे आम है, क्योंकि यह विभाजन की एक गहरी डिग्री प्राप्त करती है और जीवाणु संदूषण के जोखिम को समाप्त करती है। प्रतिक्रिया की अवधि 3-24 घंटे है। सबसे अच्छी दक्षता फाइब्रिलर प्रोटीन के संबंध में है। इस विधि का नुकसान यह है कि कई मूल्यवान अमीनो एसिड और विटामिन नष्ट हो जाते हैं और जहरीले उपोत्पाद बनते हैं जिन्हें अतिरिक्त शुद्धिकरण की आवश्यकता होती है।
- क्षारीय हाइड्रोलिसिस। इस विधि का उपयोग कम बार किया जाता है (मुख्य रूप से शंख और मछली के प्रसंस्करण में), क्योंकि अमीनो एसिड का अवांछनीय रूपांतरण होता है, लैंटीबायोटिक्स (जीवाणु मूल के रोगाणुरोधी पॉलीपेप्टाइड) बनते हैं।
- एंजाइमी हाइड्रोलिसिस। पिछली दो प्रौद्योगिकियों के नुकसान से वंचित और उच्च दक्षता है। प्रक्रिया कम तापमान (25-50 डिग्री सेल्सियस) पर होती है, माध्यम की अम्लता तटस्थ के करीब होती है, औरवायुमण्डलीय दबाव। यह आपको जैविक रूप से सक्रिय घटकों की सबसे बड़ी संख्या को बचाने की अनुमति देता है।
निम्न पदार्थों का उपयोग एंजाइम के रूप में किया जाता है:
- पाचन अग्नाशय, ट्रिप्सिन, काइमोट्रिप्सिन (मांस और रक्त के प्रसंस्करण में विशेष रूप से प्रभावी);
- पौधे के यौगिक: फिकिन, पपैन, ब्रोमेलैन;
- जीवाणु एंजाइम: प्रोटोसब्लिटिन, रैपिडोज़;
- फंगल कल्चर का उपयोग करके संश्लेषित पदार्थ: प्रोटोरिज़न्स, रिमोप्रोटीन, प्रोटीनिन और अन्य।
पूर्ण प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट में इष्टतम अनुपात में अमीनो एसिड का एक पूरा सेट होता है, जो विशेष रूप से आहार, चिकित्सा और पशु चिकित्सा उद्देश्यों के लिए महत्वपूर्ण है। ऐसी रचना कच्चे माल के गहन प्रसंस्करण द्वारा, अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में घोल को कई घंटों तक उबालकर प्राप्त की जा सकती है।
आवेदन
प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट का उपयोग उद्योगों में किया जाता है जैसे:
- चिकित्सा (दवाओं का निर्माण, प्रोटीन की कमी की रोकथाम के लिए नैदानिक पोषण, मस्कुलोस्केलेटल और संयोजी ऊतक के विकृति के लिए चिकित्सा, चयापचय संबंधी विकार)।
- भोजन (प्रसंस्कृत मांस, जिलेटिन, वाइन, खाद्य फिल्मों और कोटिंग्स, डिब्बाबंद मछली, सॉस, बेकरी उत्पाद, एथलीटों के लिए उच्च कैलोरी की खुराक का उत्पादन)।
- माइक्रोबायोलॉजिकल (नैदानिक संस्कृति मीडिया का उत्पादन)।
- मिश्रित फ़ीड उत्पादन।
कृषि
एक फ़ीड योज्य के रूप में, प्रोटीन मांस से हाइड्रोलाइज़ करता है,मछली, खून और दूध निम्नलिखित मामलों में लगाया जाता है:
- कमजोर, बीमार पशुओं में गैर विशिष्ट रोग प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाने के लिए;
- अधिक वजन बढ़ाने के लिए;
- तनावपूर्ण स्थितियों में और जोखिम कारकों की उपस्थिति में (पक्षियों और जानवरों के बीच उच्च रुग्णता और मृत्यु दर);
- चयापचय संबंधी विकारों और विकासात्मक देरी के लिए।
इसके अलावा, गढ़वाले फ़ीड फर-असर वाले जानवरों में फर की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं।
दूध सूत्र: शिशु आहार में प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट
गाय का दूध, जो कृत्रिम स्तनपान के लिए शिशु फार्मूला का मुख्य कच्चा माल है, एलर्जी का कारण बन सकता है। इस संबंध में उच्च-आणविक व्हे प्रोटीन, अल्फा-लैक्टोएल्ब्यूमिन, बीटा-लैक्टोग्लोबुलिन और कैसिइन सबसे अधिक सक्रिय हैं।
वर्तमान में दूध की एलर्जी को कम करने का सबसे प्रभावी तरीका एंजाइमों और उनके बाद के अल्ट्राफिल्ट्रेशन का उपयोग करके दूध प्रोटीन हाइड्रोलिसेट्स प्राप्त करना है। इस तरह के मिश्रण में कम आणविक भार पेप्टाइड्स होते हैं जिनका आणविक भार 1500 डी से कम होता है, और एलर्जी वाले बच्चों में उनकी सहनशीलता कम से कम 90% होती है।
डेयरी उत्पाद बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रोटीन के प्रकार के अनुसार, मिश्रणों को कैसिइन, मट्ठा (सबसे आम), सोया और मिश्रित में विभाजित किया जाता है। वे आंतों में पोषक तत्वों के कुअवशोषण और खाद्य एलर्जी की रोकथाम के लिए भी निर्धारित हैं।
