АнглийскийЕН
Ферментативный и кислотный гидролиз: чем отличаются эти два процесса?
За пределами биофармацевтики | Часто задаваемые вопросы о растительных белковых пептидах
Краткий ответ:Ферментативный гидролиз использует протеазы для расщепления растительного белка в мягких условиях, обычно при нейтральном pH и умеренной температуре. Это позволяет регулировать степень гидролиза и пептидный профиль, что, как правило, обеспечивает более чистый вкус. Кислотный гидролиз использует сильную кислоту при высокой температуре: он проще и дешевле, но его сложнее контролировать, так как он, как правило, разрушает аминокислоты, такие как триптофан, образуя солевую нагрузку, которую необходимо нейтрализовать или обессолить, и часто придает напитку пикантный или бульонный привкус. Ферментативные методы доминируют в современном производстве растительных пептидов для пищевых продуктов и напитков, в то время как кислотный гидролиз по-прежнему используется там, где приоритетом является стоимость или определенный вкусовой профиль. Выбор фермента, время гидролиза и этап инактивации определяют конечный спектр пептидов в любом случае.
Что пытается сделать гидролиз?
Изолят растительного белка представляет собой крупную, свернутую молекулу, которая часто плохо растворяется вблизи своей изоэлектрической точки и может иметь зернистую консистенцию в напитке. Гидролиз разрывает пептидные связи, в результате чего длина цепи уменьшается, растворимость повышается, вязкость падает, и материал становится легче поддаваться формовке. Оба метода позволяют достичь этого; они различаются степенью контроля со стороны переработчика и тем, что еще происходит с материалом на этом пути.
Сравнение бок о бок
| Аспект | Ферментативный гидролиз | Кислотный гидролиз |
|---|---|---|
| Условия | Мягкий: почти нейтральный pH, умеренная температура. | Сильный: концентрированная минеральная кислота, повышенная температура |
| Контроль профиля пептидов | Хорошо; специфичность фермента и время определяют точки отсечения. | Более низкое качество; в значительной степени зависит от времени, температуры и силы кислоты. |
| Степень гидролиза | Настраивается в широком диапазоне | Склонность к масштабным поломкам |
| сохранение аминокислот | В значительной степени сохранившийся | Триптофан и некоторые серосодержащие аминокислоты подвергаются расщеплению. |
| Солевая нагрузка | Низкий уровень pH; корректировка pH незначительна. | Высокая концентрация соли; нейтрализация приводит к образованию соли, если не добавить этап обессоливания. |
| Вкус | Обычно более чистый; горечь всё ещё возможна при более высокой степени гидролиза. | Пикантный, бульонный, иногда резкий или с химическими добавками. |
| Стоимость и простота | Стоимость ферментов и более длительный цикл. | Низкая стоимость химикатов, но при этом коррозионностойкое оборудование и технология очистки сточных вод. |
| Типичное использование | Напитки, спортивное питание, клиническое и прозрачное применение. | Пикантные ароматизаторы, основы для приправ, некоторые кормовые и ферментационные среды. |
Почему выбор фермента имеет такое большое значение
Протеазы различаются по месту разрезания. Эндопептидазы разрывают связи внутри цепи и образуют пептиды самых разных размеров; экзопептидазы обрезают концевые участки и часто используются впоследствии для уменьшения горечи путем удаления гидрофобных концевых остатков. Бактериальные щелочные протеазы, нейтральные протеазы, папаин, бромелаин, препараты типа флаворзима, а также пепсин или трипсин дают различное распределение молекулярной массы и вкусовые результаты из одного и того же исходного изолята. Доза фермента, концентрация субстрата, pH, температура, время гидролиза и перемешивание определяют, насколько далеко продвинется реакция, и степень гидролиза, указанная в сертификате, отражает эти параметры.
Этап инактивации, который часто упускается из виду.
Гидролиз сам по себе не прекращается. Обычно применяется термическая обработка для денатурации и инактивации фермента, и способ её проведения влияет на результат: слишком слабая обработка оставляет остаточную активность, которая может продолжать изменять пептидный профиль во время хранения, в то время как слишком сильная температура может спровоцировать дальнейшие реакции, потемнение цвета и изменение вкуса. Инактивация также должна быть постоянной от партии к партии, поскольку непостоянство на этапе инактивации является распространенной причиной того, что две партии одного и того же сорта ведут себя по-разному на предприятии по производству напитков. Затем следуют мембранная фильтрация, обработка смолой и распылительная сушка, и каждый этап вносит свой вклад в разделение и выход продукта.
Практические последствия для покупателя
- Уточните, каким путем получен данный сорт, поскольку эти два параметра не взаимозаменяемы в формуле даже при одинаковой заявленной степени гидролиза.
- В случае использования материалов, подвергнутых кислотному гидролизу, следует проверить содержание золы, натрия или хлорида, поскольку содержание соли напрямую влияет на вкус готового продукта.
- В отношении ферментного материала следует уточнить информацию о препарате фермента, его носителе, аллергенах и статусе сертификации, поскольку фермент становится частью истории процесса.
- Обращайте внимание на горечь при высокой степени гидролиза — классический компромисс между растворимостью и вкусом, — и сравнивайте кривые распределения молекулярной массы, а не одно среднее значение.
Рекомендуемая литература
Для получения более подробной информации см.использование растительных пептидов в кофе, чае и растворимых смесях,являются ли растительные пептиды в целом безглютеновыми.иКак оценить производителя растительных пептидов?.
