Гидролизат что такое: Что такое гидролизат? Часть 1 | Доктор Море

Что такое гидролизат? Часть 1 | Доктор Море

Гидролизат — это продукт, который получается в процессе гидролиза. «Гидролиз» в буквальном переводе с древнегреческого — это процесс раздробления какого-нибудь вещества при помощи воды. «Гидро» — вода, «лизис» — разрушение.

У современной промышленности есть много способов расщепления белка (протеина) – с помощью кислоты, щелочи или ферментов. Такие способы переработки применяют для того, чтобы переработать сырье  в легкодоступные для усвоения организмом человека белки и аминокислоты.

Белковый гидролизат (гидролизат протеина) — это частично расщепленный белок, который представляет собой фрагменты из нескольких связанных аминокислот.

При расщеплении растительного или животного белка получают аминокислотные гидролизаты, в состав которых входят кислоты, пептиды и другие компоненты.

Белки подвергают гидролизу, чтобы они лучше усваивались.

Белки необходимы организму человека, они участвуют во многих обменных процессах. После того, как белки поступают с пищей в организм, крупные белковые молекулы расщепляются с помощью комплекса пищеварительных и внутриклеточных ферментов.

В желудке и кишечнике человека есть специальные пищеварительные железы, которые  выделяют ферменты, необходимые для расщепления сложных белков до аминокислот.

Однако пищеварительная система не всегда справляется с расщеплением белков или делает это недостаточно эффективно. При некоторых физиологических состояниях не полностью осуществляется пищеварительный цикл. Это происходит как в норме, так и при патологии (недостаточная функция пищеварительных желез, механические повреждения органов пищеварения).

Белковые молекулы, которые мы можем получить из пищевых продуктов, бывают очень разными. Например, глобулины и альбумины легко расщепляются ферментами и усваиваются организмом практически полностью. Белки соединительной ткани, такие как эластин и коллаген, расщепляются гораздо труднее. Для того чтобы организм человека мог усвоить ценные компоненты этих белков, необходимо изменить их структуру с помощью частичного или полного раздробления белков специальными ферментами.

Например, белок коллаген, который есть во многих пищевых продуктах, где присутствует желатин, очень плохо усваивается организмом человека. Однако коллаген очень важен: это основной белок, который обеспечивает прочность и эластичность хрящей, сосудистой стенки, соединительной и мышечной тканей. Если подвергнуть коллаген предварительному гидролизу, то мы сможем получить из него все эти необходимые аминокислоты в том виде, в котором организм может легко их усвоить.

В процессе гидролиза белков  цепочки белковых молекул дробятся на части.

Получаемые фрагменты называются пептидами.

Пептиды (от греч. «пептос»-питательный) —  это вещества, молекулы которых построены из двух и более остатков аминокислот, соединённых в цепь пептидными (амидными) связями.

Пептиды, которые состоят из 10-20 аминокислотных остатков, называют олигопептиды, более длинные пептиды носят название  полипептиды.  Полипептиды, которые содержат не менее 50 аминокислотных остатков – это уже белки.

История изучения пептидов

Гипотезу о том, что пептиды составлены из цепочки аминокислот, выдвинул немецкий химик-органик Герман Эмиль Фишер в 1900 году. С этого времени  ученые начали изучать аминокислоты и способы их выделения из структуры белка. Герман Эмиль Фишер в 1902 оду стал лауреатом Нобелевской премии, его избрали своим членом  многие научные общества и академии. В 1899 году Герман Эмиль Фишер был избран иностранным членом-корреспондентом  Петербургской Академии наук. В 1912 году Немецкое химическое общество учредило медаль Эмиля Фишера. Этой награды удостаиваются химики за выдающиеся достижения в области органической химии.

Расщепление белка в организме человека

В молекуле белка аминокислоты расположены не хаотично, а в определенной ДНК-последовательности. Для метаболизма человека эта последовательность не важна. Организму нужны только отдельные аминокислоты, которые должна извлечь из цельного белка пищеварительная система. В процессе пищеварения организм измельчает белки до отдельных аминокислот, затем эти аминокислоты попадают в кровь. К сожалению, пищеварительная система не всегда справляется с расщеплением белка. Исходя из того, насколько хорошо продукт усваивается в процессе пищеварения, оценивают его пищевую ценность. Гидролиз многократно повышает пищевую ценность белков. 

Полезные свойства пептидов

Пептиды, полученные при расщеплении белка, обладают рядом полезных свойств. Главное из преимуществ пептидов – намного более быстрое усвоение по сравнению с исходной белковой молекулой.

Идеальный гидролиз белка – это расщепление молекулы белка до исходных аминокислот. Однако далеко не всегда необходимо расщеплять белок на отдельные аминокислоты. Для того чтобы повысить усваивание белка, достаточно провести частичный гидролиз белка.

При частичном гидролизе белка исходная молекула дробится на короткие цепочки из нескольких аминокислот, которые называются дипептиды и трипептиды.

Такой же процесс дробления белковых молекул протекает в нашем пищеварительном тракте, поэтому готовые белковые гидролизаты почти не требуют времени на переваривание и начинают усваиваться сразу после поступления. Сложная технология производства белковых гидролизатов значительно повышает их пищевую ценность по сравнению с обычными пищевыми белками и белковыми концентратами.

Отзывы об ИммуноСтимуле  вы можете прочитать в разделе доктор море отзывы нашего сайта.

что это такое, зачем и как его принимать?

© Alvaro — stock.adobe.com

Индустрия биологически активных добавок не стоит на месте. Сначала производители научились гидролизировать белковые структуры, получая классический сывороточный порошок, затем технология шагнула ещё дальше, и появился первый изолят. Сегодня пищевая промышленность дошла до частичного переваривания протеина, чтобы атлет не утруждал себя пищеварением – так и появился гидролизат белка.

Что это такое

Профайл белка
Скорость усваивания	Самая высокая из возможных
Ценовая политика	Зависит от качества сырья
Основная задача	Закрытие белкового окна в пост-тренировочный период
Эффективность	При правильном употреблении высокая
Чистота сырья	Высокая
Расход	Порядка 1.5 кг в месяц

Отвечая на вопрос, что такое гидролизат, можно сказать, что это новая ступень очистки белка. В отличие от классического сывороточного изолята, белки в гидролизате проходят частичную ферментацию панкреатином.

В результате они распадаются на более мелкие аминокислотные соединения. У этого есть свои плюсы и минусы. В числе плюсов – предельная скорость всасывания в кровь. Многие сравнивают гидролизат белков по скорости всасывания с аминокислотами разветвленной цепи.

Главный минус – разрушение аминокислотного профиля. Наш организм сам расщепляет белок в соответствии с собственными потребностями. Этот процесс происходит по-разному: полученные аминокислоты идут не только на анаболизм, но и на другие цели:

• создание новых гормональных структур;
• восстановление тканей органов печени;
• синтезирование нового инсулина;
• транспортировка холестерина и его метаболизм с поступление свободных радикалов в выделительную систему человека;
• восстановление кожного и волосяного покрова.

И это далеко не полный список применения аминокислот. В случае использования гидролизата белков полученные структуры могут пойти исключительно на рост мышечной массы. Однако главная проблема в том, что мышечные ткани не нуждаются в таком количестве избыточного белка, а расщепленные аминокислоты не могут участвовать в общих процессах метаболизма. В результате избыток белка просто пережигается в глюкозу.

Как принимать

В отличие от классического белка, гидролизат не используется в качестве основного источника протеина. К нему применяют схемы приема аминокислот с разветвленной цепочкой.

Применять гидролизат протеина нужно по-умному. Для начала рассчитать основные приемы пищи. Далее выбрать время приема.

1. Утром после пробуждения, за 10-20 минут до основного приема пищи. Это позволит резко закончить процессы катаболизма, которые наработались за ночь, и начать синтез восстановительного белка.
2. Сразу после тренировки – для закрытия аминокислотного окна.
3. За 20-30 минут до сна для уменьшения негативного влияния ночного катаболизма.

Профиль его применения весьма ограничен. Если применять его в качестве основного источника белка, то прием основывается на классическом расчете дефицита массы тела, подкожного жира, с единственной поправкой – не более 15 г белкового субстрата в одной порции.

В тренировочный день:

1. Утром после пробуждения через 20 минут после основного приема пищи.
2. Сразу после тренировки для закрытия белкового окна.
3. За 20-30 минут до вечернего приема пищи.

В нетренировочный день:

1. Утром после пробуждения через 20 минут после основного приема пищи.
2. За 20-30 минут до вечернего приема пищи.

Эффективность

Эффективность использования гидролизата существенно варьируется в зависимости от качества исходного сырья. В то же время он отлично стимулирует саркоплазматическую гипертрофию, что увеличивает объемы мышечных тканей без фактического увеличения силы.

Наиболее оптимальным курсом применения гидролизата станет именно набор “грязной массы” в межсезонье. Белок быстро всасывается и стимулирует выработку инсулина. Последнее можно использовать, чтобы принимать дополнительную порцию быстрого гейнера с целью восполнить дефицит калорийности. В то же время аминокислотный профиль гидролизата неполный, следовательно, он не удовлетворит всех потребностей атлета. Плюс ко всему, он имеет довольно неприятный вкус. А размешивать его можно только на воде.

Несмотря на все свои революционные свойства, общая эффективность гидролизата ненамного выше классического белка, практически равна изолятам из качественного сырья, и даже уступает по скорости всасывания BCAA.

Даже качественный гидролизат сильно переоценен, хотя может использоваться как дополнительный источник белка сверхбыстрого всасывания. Главное его достоинство – отсутствие лактозы, что при необходимости позволяет снять ограничение на прием 50 г за одну дозу, что особенно актуально для атлетов на курсе.

© Africa Studio — stock.adobe.com

Почему лучше его не использовать

Гидролизат – это в первую очередь уже частично переваренная пища. И этот психологический фактор уже снижает его эффективность в спорте. А если серьезно, то есть целый ряд факторов, которые практически полностью нивелируют его достоинства:

1. Скорость всасывания всего на 10% выше чем у простого сывороточного белка. В тоже время стоимость такого белкового молочного сырья превышает стоимость самого дешевого КСБ почти в 10 раз.
2. Гидролизат нужно употреблять исключительно в чистом виде. Единственное, в чем его можно разводить – это дистиллированная вода. Во всех остальных случаях скорость его усвоения падает до уровня простого сывороточного концентрата.
3. Инсулиновая реакция, которая наступает практически мгновенно, создает дефицит сахара в крови, а значит, снижает энергичность атлета, принявшего гидролизат перед тренировкой.
4. Из-за специфики формулы не подходит для полноценного питания и усваивания.
5. Неполный аминокислотный профиль – еще одна проблема гидролизатов в целом.
6. Недолгий срок хранения. После вскрытия герметичной упаковки гидрализат необходимо употребить в течение двух недель. Современная фасовка предполагает упаковку по 3-5 кг в банке. После истечения срока годности расщепленные аминокислоты приобретают завершенную форму изначальных белков, превращая гидролизат в фактически обычный концентрат сывороточного белка.

И самое главное: фактически гидролизат – это не до конца расщепленные BCAA. При этом его стоимость сопоставима со стоимостью BCAA средней категории. Это значит, намного выгоднее с точки зрения капиталовложения употреблять обычный сывороточной концентрат, а в пиковые моменты дополнительно использовать именно BCAA.

© Nejron Photo — stock.adobe.com

Похудение

К сожалению, гидролизат протеина имеет негативное влияние на похудение. Этому способствует сразу несколько факторов:

1. Гидролизат при своей дальнейшей ферментации в желудке связывает до 70 г воды на 1 г сырья. Это вызывает задержку жидкости и не позволяет контролировать результативность похудения.
2. Гидролизат в краткосрочном периоде уменьшает катаболические процессы и не способен питать мышцы длительное время.
3. Даже малейший переизбыток гидролизата приводит к резкому увеличению сахара в крови.

Как сахар в крови влияет на похудение можно прочитать в статье «Метаболизм углеводов», и дефицит калорий для похудения. Там подробно описаны инсулиновые и глюкагоновые реакции, которые способствуют набору веса и замедлению похудения/сушки для атлета.

Итоги

Глубокие белковые гидролизаты еще не вошли в повседневное применение среди атлетов. Их преимущества довольно спорны, при этом качество исходного сырья сильно влияет на выходной продукт. Всегда есть риск есть риск, что в сывороточное сырье подмешают более дешевые источники белка с низкой скоростью всасывания, неполным аминокислотным профилем или, что ещё опаснее, с содержанием фитоэстрогенов из соевого сырья.

Если вам нужны действительно быстрые аминокислотные составы, обратите внимание на BCAA, которые хоть и стоят несколько дороже, зато обладают высшей степенью очистки и содержат только то, что нужно вам как атлету. А если вы ищете комплексные источники сырья, то вам прямая дорога к яичному или сывороточному белку.

Оцените материал

Научный консультант проекта. Физиолог (биологический факультет СПБГУ, бакалавриат). Биохимик (биологический факультет СПБГУ, магистратура). Инструктор по хатха-йоге (Институт управления развитием человеческих ресурсов, проект GENERATION YOGA). Научный сотрудник (2013-2015 НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Отта, работа с маркерами женского бесплодия, анализ биологических образцов; 2015-2017 НИИ особо чистых биопрепаратов, разработка лекарственных средств) Автор и научный консультант сайтов по тематике ЗОЖ и науке (в области продления жизни) C 2019 года научный консультант проекта Cross.Expert.

Редакция cross.expert

Белковые гидролизаты | Ruland

Животные и растительные белки, также как и белковые гидролизаты извлекают из таких продуктов, как говядина, свинина, птица, яйца, морские животные, молочные продукты или растения. Специалист не только различает источник белков, но также делает различие между переваренными, гидролизованными или не переваренными белками.  Аминокислота, полученная по средствам гидролиза или последующей обработки, часто используется в косметической или медицинской промышленности или в виде белкового порошка и белковых батончиков в качестве пищевой добавки для спортсменов.

Белковые гидролизаты, такие как рыбный белковый гидролизат и коллагеновый гидролизат, состоят из белков животного или растительного происхождения. С помощью подходящих ферментов белки расщепляются на их составные части: полипептиды, пептиды и аминокислоты.

Белковые растворы в их почти неизмененной форме сохраняют свои функциональные характеристики, такие как гелеобразование, образование пены и способность связывать воду. Такие белковые изоляты или белковые концентраты часто состоят из белка гороха, белка картофеля, рыбного белка, желатина или молочных продуктов.

Сопоставимые процессы для переработки белка используются в нескольких отраслях производства белков, например, при производстве изолята сывороточного протеина, при осветляющей фильтрации и концентрации белковых растворов, в изоэлектрическом осаждении путем регулирования pH белковых растворов, при очистке и концентрации белков фармацевтического назначения и при производстве белка в ферментерах (биологических реакторах). Диапазон применения белков любого качества очень широк и также существует множество возможностей для обработки белка, поэтому, в большинстве случаев индивидуальные решения являются более эффективными, чем стандартизированные процессы. Система функционирует исключительно гладко и эффективно, только если все компоненты полностью адаптированы друг к другу. С этой целью мы работаем в тесном сотрудничестве с нашими клиентами.

Гидролизаты

Компания «Флорум» предлагает совершенно новую серию вкусовых ингредиентов – гидролизаты растительного белка (HVP).

Гидролизаты – продукты расщепления белков растительного происхождения, разрушенных кислотным или щелочным способом (гидролизом) до основных составляющих компонентов – аминокислот. Состоят из коротких аминокислотных цепей, пептидов и других продуктов гидролиза. Таким образом, гидролизат − это набор аминокислот, характерных для конкретного вида белка (например, кукурузного, соевого, яичного и т. д.).

Гидролизат растительного белка (HVP) – продукт гидролиза белков растительного происхождения. Растительное сырье (пшеница, кукуруза, соя) подвергается кислотному гидролизу с помощью соляной кислоты при температуре около 100 °C под воздействием повышенного давления. Затем полученная масса фильтруется и нейтрализуется раствором щелочи. Такой жидкий гидролизат хранится в течение месяца. За это время происходит полное расщепление белка до аминокислот. Полученный фильтрат прессуется (упаривается) до пастообразного состояния, чтобы массовая доля сухих веществ составляла 80%, перемешивается и сушится в вакуумных сушилках. Затем высушенная масса размалывается, перемешивается, просеивается через сито с определенным размером ячейки для формирования гранул.

 

Область применения

Гидролизаты Растительного Белка (HPV) изготовлены из сырья, которое не является генетически модифицированным. Готовый гидролизат представляет собой мелкодисперсный порошок от желтого до коричневого цвета с ароматом и вкусом говядины, свинины, курицы и других видов мясного сырья.

Гидролизаты Растительного Белка (HPV) используются при производстве кетчупов, пищевых концентратов (супы, соусы, концентраты), продуктов быстрого приготовления и в других направлениях индустрии производства продуктов питания, но особенно успешно и широко ингредиенты применяются в мясной промышленности.

Применение Гидролизатов Растительного Белка (HPV) при производстве колбасных изделий, мясных паштетов, рубленых полуфабрикатов из мяса говядины, свинины, птицы позволяет улучшить и усилить вкусовые характеристики готового продукта, подчеркнуть его натуральный мясной вкус и аромат, которые сохраняются на протяжении всего срока хранения.

Гидролизат (HPV) стабилен как при высоких температурах варки, стерилизации продукта, так и при низких температурах замораживания.

Использование гидролизата удобно с технологической точки зрения, потому что он хорошо смешивается с сухими компонентами рецептуры.

Дозировка Гидролизата растительного белка (HVP) составляет 0,2–3 % от общего объема готового продукта в зависимости от вида продукта, качества исходного сырья, количественного соотношения сырья в рецептуре продукта, вкуса и потребностей покупателей.

  

 

Белковый гидролизат – распространенная «новинка» на рынке рыбопереработки

Работе с отходами российские рыбопереработчики уделяют все больше внимания. Для расширения спектра продукции из вторичного сырья производители оборудования готовы поделиться новыми технологиями и необходимыми знаниями со специалистами рыбной отрасли.

Традиционные продукты, получаемые при разделке белой и красной рыбы, – мука и жир — становятся все более востребованными на рынке, а современные технологии позволяют повышать их качество и превращать в источник дополнительного дохода для рыбопереработчика. Растущий спрос подводит отечественных производителей и к мысли о выгодности производства сурими. Тем более что современные экономичные технологии создают условия для развития данного направления глубокой переработки и в нашей стране.

Намного реже пока приходится слышать о еще одном продукте из рыбного сырья, который, между тем, пользуется повышенным спросом в пищевой промышленности и имеет очень широкий спектр применения. Речь идет о белковом гидролизате.

— При разделке белой или красной рыбы, особенно при филетировании, остается условно пищевое сырье, которое также привыкли считать отходами, – это головы, хребты, хрящи, чешуя и т.д. Из них также можно выделять легко усваиваемый белок, который используется в качестве вкусоароматических добавок для повышения белковой составляющей пищевых продуктов. Такой белковый продукт идет в основном на производство продуктов питания, которые являются аналогами рыбопродукции, т.е. блюда «со вкусом рыбы», содержащие главным образом крупяные, мучные ингредиенты и т.п., — рассказал Fishnews менеджер по развитию бизнеса компании «Альфа Лаваль» Александр Негоица.

В зависимости от качества и степени очистки белковый гидролизат может использоваться и для производства пищевой продукции бюджетного сегмента, кормов для домашних питомцев, и для более дорогих диетических продуктов, предназначенных для аллергиков, детей и других групп потребителей с повышенными требованиями к питанию.

— Рыбный белок, конечно, сам по себе очень полезен — это незаменимый компонент сбалансированного питания. Но зачастую в обычном виде его не могут употреблять люди, склонные к аллергиям — эта проблема сегодня особенно актуальна для жителей больших городов. Однако метод гидролиза позволяет расщепить белок до более усваиваемых структур, которые не будут вызывать аллергии, но сохранят свои полезные свойства, — пояснил представитель международного концерна «Альфа Лаваль».

Таким образом, от того, до какой степени очистки пожелает дойти производитель при изготовлении белкового гидролизата, зависит, на какой сегмент рынка он сможет претендовать. Но проблемы спроса для этого продукта точно не существует, подчеркнул Александр Негоица.

— Вместе с тем до сих пор все подобные товары у нас в России импортировались. Сегодня же у отечественных производителей есть все шансы воспользоваться ситуацией на рынке и предложить свой продукт, — поделился мнением собеседник Fishnews.

Техническая сторона вопроса, по словам Александра Негоица, полностью продумана и обкатана на практике. Линия по производству белкового гидролизата предназначена для размещения на береговых предприятиях и включает в себя гидролизеры – специальное емкостное оборудование с мешалками, куда закладывается условно пищевое измельченное сырье и добавляются протеолитические ферменты, расщепляющие белок; трехфазный декантер, сепаратор, вакуум-выпарную установку. Дополнив линию необходимыми сегментами, из перерабатываемого сырья одновременно можно получать и качественную муку и рыбий жир.

— В линии по производству белкового гидролизата используются как уникальные решения Alfa Laval, так и распространенное оборудование, которое изготавливают и другие производители. Но в любом случае это современные технологии, требующие грамотной эксплуатации и соответствующих знаний, — отметил Александр Негоица.

Подробнее о новых решениях в сфере переработки рыбных отходов представители международного концерна «Альфа Лаваль» расскажут будущим специалистам рыбной отрасли на учебном семинаре, который пройдет 13 ноября 2014 г. во Владивостоке, на базе Дальрыбвтуза.

Студентов и преподавателей вуза, а также технологов рыбопромышленных предприятий познакомят с современными тенденциями в сфере ПРО и производства из отходов продуктов пищевого и кормового качества.

Мероприятие пройдет по адресу: г. Владивосток, ул. Луговая, 52б, в учебном корпусе Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета.

Организаторы семинара – «Открытая отрасль», информационный партнер – медиахолдинг «Фишньюс».

Заявку на участие в семинаре от предприятий рыбной отрасли можно направлять по адресу [email protected] до 11 ноября 2014 г.

Fishnews

Характеристики гидролизата куриного белка

Гидролизат куриного белка — пептидный комплекс с полноценным аминокислотным составом. Это натуральный протеин животного происхождения, полученный ферментативным путем.

Применения гидролизата куриного белка в производстве кормов для с/х животных

Наблюдающийся в настоящее время практически повсеместно дефицит белка в рационах кормления животных и птиц заставляет искать его дополнительные источники. Существенным резервом кормов являются биодобавки, получаемые из непищевых белоксодержащих отходов. Традиционный способ их переработки на мясокостную муку позволяет получать продукты, содержащие от 7 до 40% сырого протеина. Однако при скармливании мясокостной муки организм животного затрачивает больше половины энергии, приносимой с этим продуктом, на его переработку и усвоение, что снижает эффективность её применения.

Значение белковых гидролизатов объясняется ещё и тем, что искусственный протеолиз является аналогом процесса, осуществляемого в организме пищеварительной системой (желудком, кишечником). Белковые гидролизаты содержат: аминокислоты — вещества, необходимые для синтеза белков; полипептиды — симуляторы роста, модуляторы иммунной и нервной системы; микро- и макроэлементы, вследствие чего их применение позволяет существенно повысить резистентность организма, увеличить сохранность и продуктивность поголовья.

Установлено, что белковые гидролизаты, как кормовая добавка, по питательной ценности (в расчете на сухое вещество) более эффективны, чем мясокостная мука. Анализ питательного состава белкового гидролизата показал, что содержание протеина в нем выше, чем в муке. Кроме того, белковые гидролизаты имеют в 2,5 раза большую усвояемость и являются полифункциональными системами, играющими важную роль при применении их человеком и животными.

Неоспоримым преимуществом промышленного использования белковых гидролизатов является привесы и сохранность молодняка:

• телята увеличивают приросты на 10-15%;
• поросята-отъёмыши увеличивают приросты на 30%, сохранность — в 10 раз;
• цыплята увеличивают приросты на 15-20%, сохранность в 5 раз.

Применение гидролизата куриного белка в производстве кормов для домашних животных

В последние годы несколько компаний в мире пытаются продвигать гидролизат куриного белка как ингредиент для кормов для домашних животных

Наибольшие объемы в данном сегменте рынка имеет компания BRF Ingredients (Бразилия), brfingredients.com.

BRF Ingredients «Chicken Protein Hydrolyzate» — это новый, натуральный белковый ингредиент, специально разработанный для улучшения качества корма для домашних животных. Он образуется в процессе ферментативного гидролиза, что приводит к меньшим цепям аминокислот (пептидов).

Компания имеет инновационную схему производства с использованием эксклюзивной технологии гидролизата, ингредиент обрабатывается при низких температурах, сохраняя целостность его питательных свойств.

Ингредиенты, используемые BRF Ingredients для «Chicken Protein Hydrolyzate»: куриные субпродукты, куриная печень и потроха, куриное мясо, антиоксидант (BHA, попилгаллат, лимонная кислота), противогрибковый (пропионат кальция) и анти-смачивающий агент (бентонит и силикат алюминия).

Продукция предлагается в герметичных мешках по 18 кг.

BRF Ingredients’ Chicken Protein Hydrolysate

Источник: brfingredients.com

Производитель данной добавки BRF Ingredients выделяет следующие преимущества гидролизата куриного белка как пищевой добавки:

• Высокая усвояемость;
• Большая метаболическая энергия,
• Максимум физической энергии для животного, меньше фекального объема
• Высокая вкусовая привлекательность;
• Низкое содержание золы;
• Высокое содержание белка;
• Гипоаллергенная, не содержит ГМО и красителей.

Основные параметры BRF Ingredients «Chicken Protein Hydrolyzate»[1]:

• Содержание протеина-изолята: мин. 75%;
• Переваримость у животного: мин. 95%;
• Влажность: макс. 8%.

Применение гидролизата куриного белка в качестве добавки для производства спортивного питания

В индустрии производства спортивного питания продукты с применением гидролизата куриного белка становятся популярными в сегменте добавок для наращивания сухой мышечной массы, для диетического питания, также для питания марафонцев и альпинистов.

 Спортсмены, которые бегут на большие расстояния, выполняют упражнения с весом или наслаждаются альпинизмом, нуждаются в своевременном пополнении коллагена в организме.

Естественная способность организма производить коллаген и поддерживать гидратацию клеток значительно уменьшается после 25 лет.

Гидролизованный коллаген обеспечивает дополнительное количество аминокислот, таких как глицин, лизин и пролин, которые особенно необходимы организму для поддержки структуры соединительной ткани и поддержания здоровой функции клеток.

На сегодняшний день ряд компаний производят спортивное питание на основе гидролизата куриного белка:

• Nes Proteins (Австралия), theaussiegelatincompany.com;
• ACTIVLAB (США/Польша), activlabsport.com;
• PureBulk (США), purebulk.com.

Ниже приведем примеры спортивного питания на основе гидролизата куриного белка

 ACTIVLAB Chicken Carnosine Boost (куриный карнозин) – аминоксилоты в таблетках

Источник: musclepower.pl/product-eng-26718-Chicken-Carnosine-Boost-120caps.html

Энергетическая ценность продукта: 1091 кДж/257 ккал. Содержание основных компонентов на 100 гр. продукта:

• Жир 1 гр.;
• Углеводы 0 гр.;
• Бета-аланин 33,3 гр.

Аминокислотный профиль в 100 гр. продукта:

• L-лейцин 1406 мг;
• L-изолейцин 720 мг;
• L-валин 848 мг;
• L-лизин 1651 мг;
• L-метионин 463 мг;
• L-фенилаланин 620 мг;
• L-треонин 840 мг;
• L-аланин 1689 мг;
• L-аргинин 1901 мг;
• L-аспарагинова кислота 1878 мг;
• L-цистеин 243 мг;
• L-глутамин 3332 мг;
• глицин 2602 мг;
• L-гистидин 1033 мг;
• L-Proline 1607 мг;
• L-Серин 819 мг;
• L-тирозин 453 мг.

Гидролизированый куриный коллаген PureBulk

Источник: purebulk.com

Гидролизат куриного белка является ценным источником белка с самой высокой усвояемостью, а также оптимальным аминокислотным составом. Продукты, основанные на гидролизате белка курицы, особенно рекомендуются во время фазы наращивания мышц, так как имеют высокое содержание аминокислот: аргинин, глутамин и глицин могут индуцировать увеличение N.O. секрецию во время тренировки, а также повышение уровня креатина в организме. Гидролизат куриного белка также содержит пролин. Эта аминокислота является основным компонентом коллагена, основного строительного материала соединительной ткани.

Данный продукт не содержит сою, сахар, глютен, не содержит ГМО, является гиппоалергенным. Все эти факторы имеют важное значение для спортсменов.

Пептиды, полученные из цыплят, имеют антиоксидантное, антигипертензивное, антитромботическое, антикоагулянтное и иммуномодулирующее действие, поэтому они обладают высоким потенциалом в качестве источника биологически активных ингредиентов.

Использование гидролизата куриного белка в косметологии

Гидролизаты белка, содержащие биоактивные пептиды, показывают потенциальное использование в качестве функциональных пищевых ингредиентов для укрепления здоровья и снижения риска заболевания.

Примером продукции на основе гидролизата куриного белка может быть TYPE-II Collagen (Chicken Cartilage Collagen) от компании BHN (Япония)[2]. Коллагеновый порошок представляет собой дорогостоящее косметическое сырье, которое BHN предлагает, как средство поддержки суставов.

TypeII Collagen (Куриный хрящный коллаген) содержит:

• Тип-II collagen (гидролизат): более 30%;
• Мукополисахарид: более 20%;
• Сульфат хондроитина (только в качестве справки): более 20%.

Кроме вышеперечисленных основных направлений использования гидролизат куриного белка применяется в следующих сегментах:

• Микробиологическая промышленность;
• Биотехнологии;
• Пищевая промышленность;
• Фармацевтическая промышленность.

 

 

[1] http://brfingredients.com/en/aqua-nutrition/chicken-protein/

[2] http://www.bhn.co.jp/english/material/detail/910.html

Разработка технологии получения белкового гидролизата из нута Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN FOOD PRODUCTION

УДК 663/664

Разработка технологии получения белкового гидролизата из нута

А. Ю. Камербаев, д-р техн. наук, профессор, Д. С. Свидерская, канд. техн. наук, доцент,

А. П. Абраменко

Инновационный Евразийский университет

Сегодня мы можем наблюдать демографические процессы, происходящие в нашей стране, которые свидетельствуют о глубоком кризисе в состоянии здоровья населения и отечественном здравоохранении в целом. Имеют место высокая смертность, низкая продолжительность жизни, высокий порог заболеваемости, в комплексе характеризующих общественное здоровье страны, что влечет за собой угрозу национальной безопасности. Одной из основных причин сложившейся ситуации является дефицит пищевого белка. И это не только экономическая, но и социальная проблема современного мира, потому что на каждого жителя Земли приходится около 60 г белка в сутки при норме 100 г.

Белок имеет важное значение в рациональном питании каждого человека. Он ответственен за нормальное развитие и функционирование человеческого организма, служит основным источником незаменимых аминокислот, выполняет роль строительного материала в процессе развития клеток и обмена веществ в организме. Является структурной и функциональной основой мышечных и нервных волокон, кожи, соединительных тканей, а также внутренних органов [1].

Пищевая ценность белков определяется в основном составом незаменимых аминокислот и их усвояемостью. Человек испытывает потребность не просто в белках, а в определенных количествах незаменимых аминокислот. Отсутствие любой из них вызывает серьезные нарушения здоровья — кровеносной системы, эндокринной, а также нарушение обмена веществ.

Проблема дефицита белка связана с уменьшением производства молока и мяса, с низкой покупательской способностью большой части населения. Эта проблема является глобальной и определяет необходимость использования нетрадиционных источников пищевого белка — растительного. Но из работ

ученых известно, что большинство растительных белков по содержанию аминокислот значительно отличается от белков нашего тела, поэтому, комбинируя их с другими продуктами, особенно животного происхождения, можно получить смесь белков, близких к белкам человеческого организма [2]. В связи с этим сейчас наблюдается устойчивая тенденция создания и производства молочно-растительных и мясо-растительных продуктов, когда наряду с молоком и мясом применяют растительное сырье преимущественно местного региона с целью регулирования белкового состава готового продукта.

На сегодняшний день одним из перспективных направлений увеличения ресурсов продовольствия, повышения биологических и профилактических свойств продуктов питания является использование высококонцентрированных форм легкоусвояемых растительных белков [1]. Белковые продукты используются не только как носители белка, но и как функциональные ингредиенты с целью придания пище привлекательных особенностей, характеризующих высокое качество с точки зрения пищевой ценности и органо-лептических показателей.

Основные источники растительного белка в продуктах — это бобовые, особое внимание стоит уделить такой зернобобовой культуре, как нут. Родиной нута считают Среднюю Азию. Растение культивируется в странах Центральной и Средней Азии, Восточной Африки, Восточной Европы, Индии, Средиземноморского региона. По посевным площадям нут занимает третье место в мире среди зернобобовых культур, а по питательной ценности — первое [3]. Казахстан не является исключением: посевные площади увеличиваются с каждым годом, чему благоприятствуют природные условия [4].

При проведении анализа по уровню содержания белка внутри зернобобовой группы было установлено,

что нут по содержанию белка в бобах уступает только сое, однако в ней содержатся уреаза, ингибитор трипсина, соин, сапонин, липоксидаза и другие антипитательные соединения, которые оказывают антагонистическое воздействие на те или иные метаболитические процессы. Эти вещества тормозят действие протеоли-тических ферментов поджелудочной железы, вызывают расстройство пищеварения, препятствуют усвоению цинка, магния, йода, молибдена. Установлено, что около 98% сои, используемой в пищевой промышленности, генномодифицирована [3]. При сравнении с другими бобовыми культурами, такими как фасоль, чечевица и горох, нут имеет более высокий коэффициент перевариваемости белков — 80-89% и более высокую биологическую ценность — 78% [5].

Выявлено, что нут превосходит другие культуры по содержанию лизина, триптофана, алифатической серосодержащей аминокислоты — метионина, которая участвует в биосинтезе адреналина, холина, цистеина и серы. Известно, что ме-тионин способствует нормализации уровня холестерина в крови, умень-

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

11ТЕМА НОМЕРА1

Нутовая мука (НМ)

Молочная сыворотка (МС)

Гидромодуль (НМ) 1 : (МС) 3

Сушка, охлаждение Рис. 4.

Технологическая схема

Хранение производства.

шению отложения жира в печени и улучшению ее функций, оказывает антидепрессивное действие на организм [5].

Другим сырьевым ресурсом высококачественного растительного белка является люцерна [6] — многолетнее травянистое растение, посевное или дикорастущее, принадлежащее к семейству бобовых. Как культурное растение люцерна выращивается по всему миру, но все же ее родиной считается Центральная Азия. Широкое использование люцерны определяется тем, что она богата растительным белком с высоким содержанием незаменимых аминокислот, превосходя по этому показателю зерно, кукурузу и овес. В белке, полученном из люцерны, содержание незаменимых аминокислот лизина и триптофана в 1,5 раза выше, чем в белке рыбной муки. Он приравнивается к белку мясной муки и приближается к белку животных организмов [7].

Важным фактором при использовании растительного белка является его усвояемость. Белки растительного происхождения усваиваются значительно хуже животных [8]. Это объясняется тем, что в растительных продуктах имеются клеточные оболочки, состоящие из клетчатки, которая почти не изменяется под действием пищеварительных соков человека, что затрудняет расщепление растительных белков до аминокислот.

Вышеизложенное объясняет важность разработки технологии процесса ферментации, позволяющего провести расщепление белка вне организма, и изучения [\IUTPRO (предлагаемое авторами условное название разрабатываемого гидро-лизата белка из нута) с целью получения биокомплекса, применяемого для производства мясной и молочной продукции.

Разработанная технология позволяет получить пищевой белок со сбалансированным аминокислотным составом, обогащенный витаминами и минеральными веществами. Это достигается за счет того, что на первом этапе составляется смесь, состоящая из 1 части нутовой муки и 3 частей молочной сыворотки. Использование в смеси молочной сыворотки объясняется наличием в ней сывороточных белков, аминокислотный состав которых наиболее близок к аминокислотному составу мышечной ткани человека. Кроме того, молочная сыворотка характеризуется высокой кислотностью (до 130 °Т), что позволяет проводить гидролиз белка нута без использования соляной кислоты для подкисления, в отличие от известных способов гидролиза [8, 9].

Составляющие смесь компоненты интенсивно перемешивают, пропуская через гомогенизатор для по-

лучения однородной консистенции. Данный этап исключает необходимость нагрева смеси до кипения, как описано в [10]. Затем полученную смесь подвергают гидромеханическому процессу барботирония СО2 до рН 5. На следующем этапе технологического процесса смесь нагревается до температуры 50… 60 °С, и выдерживается при этой температуре в течение 5-10 мин. Предлагаемый температурный диапазон выбран не случайно. При температуре выше 60 °С происходит растворение остаточных белков; также не исключено обсеменение смеси микроорганизмами, приводящее к помутнению, что делает ее непригодной для дальнейшего использования. Поэтому выбрана температура не ниже 50 °С.

На следующем этапе в подогретую смесь вносится 40%-ный раствор СаС12. При этом происходит взаимодействие ионов кальция с глобулинами белка, приводящее к агломерации макромолекул и к интенсивному выпадению макромолекул в осадок с одновременным высвобождением молекул хлора и выведением его в виде газа из системы.

Последующим этапом технологического цикла получения гидролизата белка является процесс центрифугирования смеси при скорости 300 об /мин в течение 5 мин. При этом происходит разделение смеси на три фракции: верхняя — высвободившаяся жидкость; средняя — имеющая мажущуюся консистенцию от бежевого до желтого цвета; нижняя (осадок) -с плотной крошливой консистенцией белого цвета. Микроскопирование представлено на рис. 1-2.

Проведение качественного анализа на белок доказывает, что осадок белого цвета является белком. Полученный белок подвергается перемешиванию с экстрактом люцерны, который благодаря высокому содержанию клетчатки служит хорошим источником пребиотиков, и повторному центрифугированию, для того чтобы можно было промыть осадок и выделить из него остатки небелковой фракции. Микроскопирование представлено на рис. 3.

Разработанная технология (рис. 4) позволяет получить белковый гидро-лизат из нута, используя щадящие режимы обработки, с влажностью 70-75%, приближенной к влажности мяса (для добавления в мясные продукты), и влажности творога (для использования в производстве кисломолочных продуктов). Предполагается, что для длительного хранения без потери качественных показателей полученный белковый гидролизат

INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN FOOD PRODUCTION

из нута необходимо подвергнуть сублимационной сушке. Для этого будут проведены дополнительные исследования

Кроме того, проведение анализа научно-технической и патентной документации показало, что в целом совокупность отличительных признаков обеспечивает сокращение длительности гидролиза (с 3-6 ч по известному способу до 2 ч по предлагаемому), получение гидролизата высокого качества, а также удешевление процесса за счет исключения расходов на ферментный препарат и длительность процесса гидролиза.

Таким образом, предлагаемая технология позволяет использовать в качестве бобовой культуры нут, который содержит меньшее количество антипитателей (по сравнению с другими бобовыми культурами), благодаря чему возможно применять щадящий режим переработки. Полученный белковый гидролизат характеризуется повышеной биологической ценностью благодаря внесению экстракта люцерны.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шнайдер О. В. Перспективы использования растительного белка в производстве пищевых продуктов. [Электрон-

ный ресурс]/Журнал о сельском хозяйстве «BORONA.net». — Режим доступа: http://borona.net/hight- technologies / processing / Prospects_of_using_ vegetab1e_protein_in_food _production. html.

2. Роль белка в питании. [Электронный ресурс]/Сайт «Приветствуется!». — Режим доступа: http://www.eda-eda.info/r_ belok. html.

3. Кириллова, Л. Г. Перспективы использования нута в производстве молочных продуктов/ Л. Г. Кириллова // Материалы XLII отчетной научной конференции за 2003 год. — Воронеж, 2003.

4. Нут, добро пожаловать в Казахстан! // [Электронный ресурс]/ Информационно-рекламная аграрная газета «АгроИнфо». — Режим доступа: http://agroinfo.kz/ nut-dobro-pozhalovat-v-kazaxstan/.

5. Король, В. Люпинкомплекс ингредиентов для продуктов функционального питания/В. Король, Г. Лахмоткина // Питание и общество. — 2011. — № 8. -С. 8-9.

6. Мешетич, В. Н. Энергетическая ценность и химический состав люцерны американской селекции в условиях лесостепи Северного Казахстана/В. Н. Мешетич, Ж. А. Нокушева // Сельское, лесное и водное хозяйство. — 2012. —

№ 5 [Электронный ресурс] — Режим доступа: URL: http://agro.snauka.ru/ 2012/05/396.

7. Носенко, Ю. Несколоко слов о люцерне. [Электронный ресурс] -Режим доступа: http://fermerpLus.com/ crop / 179-neskoLko-sLov-o-Lyucerne. html.

8. А. с. 562284 СССР, МКИ5 С12 К 1/06. Способ получения белкового гидролиза-та,/Лисоченко Л. Г., Абидов А. А., Синя-шин Н. И., и др.; заявитель Ташкентский научно-исследовательский институт вакцин и сывороток. — № 2153533, за-явл. 25.06.75; опубл. 25.07.77, Бюл. № 23.

9. Технология ферментативного гидролиза белкового сырья. Обзор. Серия 5. Получение и применение ферментов, аминокислот, витаминов. — М., 1982. -Вып. 2. — С. 12.

10. Пат. 2295249. Российская Федерация, МПК7 А23Л/ 14, А2303/ 16, А2303/34. Способ получения гидролизата сои/Султанов З. З., Меджитов Ш. М. и др; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие«Научно-производственное объединение по медицинским иммунобиологическим препаратам «Микроген» Министерства здравоохранения Российской Федерации. — № 2005114382/13, заявл. 13.05.05 опубл. 20.03.07, Бюл. № 8.

Разработка технологии получения белкового гидролизата из нута

Ключевые слова

биологическая ценность; бобовая культура; дефицит белка; нут; растительный белок

Реферат

В состав пищи человека входят различные продукты животного и растительного происхождения, которые являются источником белка. Так, известны белки мяса, яйца, молока и молочных продуктов. Это белки животного происхождения, их считают наиболее полезными для организма или, как принято говорить, полноценными белками. Бобовые, овощи, картофель и другие растительные продукты также содержат белки, которые имеют большое значение в питании человека. В работе авторами рассмотрены вопросы получения белкового гидролизата из бобовой культуры — нута, который обладает высокой биологической ценностью, используется при производстве широкого ассортимента молочных и мясных продуктов питания функционального назначения, предназначенных для широкого круга потребителей, имеющих дефицит пищевого белка. Разработанная технология позволяет получить белковый гидролизат из нута, используя щадящие режимы обработки, с влажностью 70-75%, приближенной к влажности мяса (для добавления в мясные продукты) и влажности творога (для использования в производстве молочно-растительных творожных масс). Предлагаемый белковый гидролизат из нута характеризуется сбалансированным аминокислотным составом, обогащен витаминами и минеральными веществами.

Авторы

Камербаев Аскар Юсупович, д-р техн. наук, профессор, Свидерская Диана Сергеевна, канд. техн. наук, доцент, Абраменко Александр Павлович, магистр социальных наук, Инновационный Евразийский университет, 140003, Республика Казахстан, г. Павлодар, ул. Максима Горького, д. 102/4, [email protected]

Development of Technology for Protein Hydrolyzate of Chickpeas Key words

vegetable protein; legume crop; chick-pea; bioavailability; protein deficiency

Abstracts

The composition of human nutrition includes a variety of products of animal and plant origin which are a source of protein. Thus, it is common knowledge meat proteins, egg, milk and dairy products. These are the animal proteins or complete proteins which are considered as the most useful for human organism. Legumes, vegetables, potatoes and other plant products also contain proteins that are important in human nutrition. In the work the authors issued a question of protein hydrolyzate production from a legume. This is a chick-pea which has a high bioavailability. It is used to produce a wide range of dairy and meat food of functional meaning intended for a wide range of consumers with protein deficiency. The developed technology allows producing a protein hydrolyzate from chick-pea, using sparing processing conditions with humidity of 70-75% approximated to humidity of meat for supplementation to meat products, and with humidity of cheese for using to produce milk-cheese plant curds. The proposed protein hydrolyzate of chick-pea is characterized by balanced amino acid composition, enriched with vitamins and minerals.

Authors

Kamerbaev Askar Yusupovich, Doctor of Technical Science, Professor, Sviderskaya Diana Sergeevna, Candidate of Technical Science, Docent, Abramenko Alexandr Pavlovich, Master of Social Sciences, Innovative University of Eurasia, 102/4, Maxima Gorkogo St., Pavlodar Kazakhstan, 140003, [email protected]

Гидролизат — обзор | Темы ScienceDirect

(ii) Пшеничный крахмал

Некоторые альфа-амилазы влияют на гидролиз пшеничного крахмала. Гидролизаты с низким содержанием глюкозы обладают термореверсивным действием. ¹⁹⁵⁷ Использование альфа-амилазы из Thermoactinomyces vulgaris при 54 ° C в течение 90 минут, при 58 ° C в течение 3 часов или при 64 ° C дало сироп с максимальным выходом 66,5%. Он содержал 54,5% мальтозы, 20,5% мальтотриозы и 4,3% глюкозы. ¹⁹⁵⁸ Пшеничный крахмал может быть эффективно гидролизован за одну стадию при условии использования высоких температур, даже до 140 ° C. ¹⁹⁵⁹ Альфа-амилаза B. licheniformis , используемая для переваривания этого крахмала, имеет оптимум при 110 ° C и pH 5,5. Он взаимодействует с α-глюкозидазой в превращении мальтозы в глюкозу и смесь олигосахаридов от мальтотриозы до мальтогептаозы. ¹⁹⁶⁰ Также возможен гидролиз при температуре ниже температуры желатинизации. Амилаза ячменя лучше всего работает при 45 ° C и pH 4,5. В этих условиях 98% гранул гидролизовалось за 3 ч. ¹⁹⁶¹ Глюкоза является основным продуктом, когда используется смесь бактериальной альфа-амилазы, глюкоамилазы, лизофосфолипазы, протеиназы и целлюлолитического фермента. ^1962,1963 Комбинации альфа-амилаз с пуллуланазой, независимо от того, использовалась ли пуллуланаза совместно или в предварительной обработке, предлагали продукты с пониженным содержанием глюкозы, мальтозы и мальтопентаозы. Такой подход обеспечивает повышенный выход мальтотриозы и мальтогексаозы. ¹⁹⁶⁴

Предварительная термическая обработка пшеницы перед выделением крахмала имеет некоторое влияние на дальнейший амилолиз материала, что продемонстрировано в исследованиях с панкреатином свиньи.Также полезна предварительная инкубация с пепсином. ¹⁹⁶⁵ Альфа-амилаза замедляет укрепление и ретроградацию геля пшеничного крахмала. ¹⁹⁶⁶

Два изофермента альфа-амилазы были выделены из проросшей пшеницы. Между ними не было разницы в гидролизе β-предельных декстринов, амилозы и амилопектина, но только один из них адсорбировался на гранулах крахмала. Крупные гранулы крахмала разлагаются хуже. ¹⁹⁶⁷ Комплексообразование амилозы пшеницы с фосфолипидами не обеспечивает какого-либо предпочтения для переваривания участка комплексообразования. ¹⁹⁶⁸

Пшеничная мука разных сортов, обработанная разными диастазами, показала некоторые существенные различия в поведении. ^1969,1970 При использовании альфа-амилазы A. oryzae при pH 5–6 и 50 ° C скорость гидролиза увеличивалась с концентрацией субстрата и соотношением фермент / субстрат. ¹⁹⁷¹

Зерна пшеницы обладают некоторой протеолитической и альфа-амилазной активностью. После измельчения эти действия изменяются, и отдельные фракции потока отличаются друг от друга в этих действиях.Фракции из центрального ядра имеют более низкую активность, чем фракции из периферических частей зерен. Средняя фракция содержит большинство ферментов и, следовательно, наиболее ферментативно активна. ¹⁹⁷²

Что это такое, польза для здоровья, применение

Гидролизованный коллаген (HC), также известный как пептид коллагена или гидролизат коллагена, представляет собой тип коллагена, который легко всасывается в кровоток при использовании в качестве добавки.

В последние годы стали популярны добавки с углеводородами среди людей, которые стремятся придать своей коже более молодой вид, облегчить боль в суставах или улучшить здоровье костей.Он также использовался в клинических испытаниях в качестве добавки для ускорения заживления ран после ожога.

Однако использование добавок коллагена вызывает споры. Отсутствует регулирование качества или количества ингредиентов в добавках коллагена, отпускаемых без рецепта, поскольку существует минимальное количество рецензируемой литературы, подтверждающей их преимущества.

В 2016 году рынок коллагена оценивался в 3,71 миллиарда долларов и, по прогнозам, к 2025 году достигнет 6,63 миллиарда долларов.

Хотя некоторые исследования дали многообещающие результаты о пользе добавок коллагена для старения кожи, здоровья костей и суставов и других состояний, необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять, как работают добавки с коллагеном.

Verywell / Алекс Дос Диас

Понимание коллагена и гидролизованного коллагена

Ключевой белок, вырабатываемый в организме, коллаген находится в основном в коже, костях, хрящах, сухожилиях и зубах. Он играет решающую роль в структуре и функциях клеток и тканей организма, таких как кровеносные сосуды, роговица, десны и кожа головы.И это способствует заживлению ран и восстановлению костей.

С возрастом выработка коллагена снижается. Некоторые люди принимают добавки с гидролизованным коллагеном, чтобы помочь восстановить истощенный коллаген.

Потеря коллагена начинается в возрасте от 18 до 29 лет, а после 40 лет организм может терять около 1% своего коллагена в год; примерно в возрасте 80 лет выработка коллагена может снизиться на 75% по сравнению с таковой у молодых людей.

Коллаген, содержащийся в добавках, может быть извлечен из нескольких различных источников животного происхождения, включая коров и свиней.

Недавние исследования показали хорошие свойства углеводородов, содержащихся в коже, чешуе и костях морских источников, таких как рыба, и беспозвоночных, таких как моллюски, медузы или губки. Некоторые производители также извлекают коллаген из водорослей. Альтернативные источники углеводородов, которые продемонстрировали отличную функциональность, включают куриные ножки и ступни, а также виды лягушек, обитающие в Китае и Монголии.

Польза для здоровья гидролизованного коллагена

Сообщалось о пользе для здоровья добавок коллагена.

Исследования коллагена были специально сосредоточены на:

• Антивозрастная кожа
• Здоровье костей и суставов
• Заживление ран
• Состав тела

Меньше исследований о влиянии коллагена на потерю веса, рост ногтей, здоровье сердца и глаз.

Здоровье кожи

Коллаген составляет от 70 до 75% нашей кожи, самого большого органа в теле, который защищает нас от внешних повреждений, помогает регулировать температуру и выполняет другие важные функции организма.С возрастом коллаген во внутреннем слое кожи может истощаться, что приводит к сухости, потере эластичности, появлению складок и морщин.

Недавние исследования показали, что пероральные добавки с углеводородом эффективны для замедления признаков старения кожи.

В 2017 году Дженовезе и др. Обследовали 120 здоровых субъектов, которые принимали нутрикосметический состав, содержащий 50 миллилитров (мл) углеводородов или плацебо. Анализ показал, что нутрикосметический состав улучшил структуру эпидермиса.

Также улучшилась структура и расслоение коллагеновых волокон в дерме. В анкете после исследования 95% участников согласились, что их кожа была более увлажненной, более эластичной (91,6%), более прочной (81,7%) и более толстой (91,7%).

Другое исследование, восьминедельное исследование 114 здоровых пациенток, показало, что потребление коллагена продемонстрировало значительное сокращение морщин вокруг глаз по сравнению с плацебо. Субъекты также показали увеличение проколлагена типа 1 (65%) и содержания эластина ( 18%).

Наконец, 12-недельное исследование, в котором участвовало 106 белых женщин, продемонстрировало, что пероральное потребление коллагена, полученного из рыбы, привело к значительному увеличению плотности коллагена на 8,83% по сравнению с 0% в группе плацебо и к снижению фрагментации коллагена на 31,2% по сравнению с увеличением фрагментации в группе плацебо. .

Хотя эти исследования предлагают некоторые многообещающие результаты, использование добавок коллагена в дерматологии вызывает споры из-за отсутствия крупномасштабных рандомизированных контролируемых исследований (РКИ).Кроме того, некоторые люди, использующие продукты на основе коллагена в дерматологических целях, могут иметь нереалистичные ожидания относительно результатов.

Здоровье суставов и костей

На сегодняшний день проведено более 60 исследований эффективности ГК в уменьшении повреждения коллагена, остеоартрита (боли и эрозии суставов) и остеопороза (потеря плотности костной ткани). Эти результаты, а также высокий уровень переносимости и безопасности могут сделать прием HCV привлекательным для длительного использования при дегенеративных заболеваниях костей и суставов.

Недавние результаты включают исследование 51 женщины в постменопаузе с остеопенией (потерей костной массы), которое показало, что добавление углеводородов к добавкам кальция и витамина D может улучшить метаболизм костей.

В другом исследовании с участием 250 пациентов с остеоартрозом коленного сустава участникам давали 10 граммов HC ежедневно в течение шести месяцев. По завершении исследования было отмечено значительное улучшение комфорта коленного сустава, основанное как на визуальных аналогах, так и на оценках по шкале боли.Больше всего выиграли испытуемые с наибольшим ухудшением состояния суставов.

Лечение ран

Недавние исследования показывают, что добавки на основе углеводородов могут значительно улучшить заживление ран и циркуляцию преальбумина, а также клинически сократить время, проводимое в больнице для ожоговых пациентов. Низкий уровень преальбумина, обнаруженный у ожоговых пациентов при поступлении, свидетельствует о более длительном пребывании в больнице.

В пилотном клиническом исследовании 2019 года 31 взрослый мужчина с ожогами от 20 до 30% общей площади тела был случайным образом распределен для приема добавок на основе коллагена или плацебо в течение четырех недель.

Преальбумин сыворотки, скорость заживления ран и продолжительность пребывания в больнице оценивались на исходном уровне, а также в конце второй и четвертой недель. Исследователи обнаружили, что уровень преальбумина в сыворотке крови был значительно выше на второй и четвертой неделе в группе коллагена по сравнению с контрольной группой.

Изменения в концентрации преальбумина также были значительно выше в группе коллагена на второй и четвертой неделе. Пребывание в больнице было клинически, но не статистически, ниже в группе коллагена по сравнению с контрольной группой.

В другом исследовании проверялось влияние добавок коллагена на лечение пролежней (стадии II и IV) у 89 пациентов, находящихся на длительном лечении. Пациенты, получавшие коллаген, продемонстрировали статистически значимое заживление ран, измеренное с помощью шкалы для заживления пролежней. (PUSH) по сравнению с плацебо (оценка 3,55 ± 4,66 против 3,22 ± 4,11).

Состав тела

Несмотря на то, что на людях проведено мало исследований о влиянии пептидов коллагена на уменьшение жировых отложений, первые результаты показывают многообещающие.

В корейском исследовании 2019 года изучалась эффективность и переносимость пептидов коллагена (SCP) кожи ската на уменьшение жировых отложений у взрослых с избыточным весом. Девяносто здоровых добровольцев со средним индексом массы тела (ИМТ) 25,6 ± 1,9 кг / м² были назначен группе вмешательства, которая получала 2000 мг SCP в день, или контрольной группе, получавшей плацебо в течение 12 недель; 81 (90%) участник завершили исследование.

Изменения жировых отложений оценивали с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (сканирование DEXA).В конце исследования было обнаружено, что процентное содержание жира и массы тела в группе вмешательства было значительно лучше, чем у субъектов в контрольной группе. SCP хорошо переносился, и ни одна из групп не сообщала о заметных побочных эффектах.

Второе исследование также показало положительные результаты. В когорте из 77 женщин в пременопаузе тренировки с отягощениями в сочетании с добавками коллагена вызвали значительно большее увеличение массы без жира и силы захвата рук, чем тренировки с отягощениями в сочетании с добавками плацебо.

Кроме того, в экспериментальной группе наблюдалась значительно более высокая потеря жировой массы и более выраженное увеличение силы ног по сравнению с контрольной группой.

Побочные эффекты и меры предосторожности

Высокий уровень безопасности HC делает его привлекательным средством для длительного использования. Тем не менее, некоторые люди могут испытывать побочные эффекты, например, легкие проблемы с пищеварением.

Конечно, тем, у кого аллергия на рыбу или моллюсков, следует избегать любых продуктов, содержащих эти ингредиенты.Они также не подходят для вегетарианцев и веганов, поскольку содержат побочные продукты животного происхождения.

Кроме того, FDA выпустило предупреждающие письма косметическим компаниям, которые делают недоказанные заявления о своих продуктах или классифицируют их как лекарства, а не косметику. В этих письмах говорится, что продукты продаются с заявлениями о лекарствах, что указывает на то, что они предназначены для лечения или предотвращения заболеваний или изменения структуры или функций организма.

К ним относятся утверждения о том, что определенные продукты увеличивают выработку коллагена и эластина, в результате чего кожа становится более эластичной и упругой, с меньшим количеством морщин.

Потребители всегда должны проконсультироваться со своим врачом, прежде чем начинать любой режим приема добавок .

Наконец, коллагеновые добавки не тестировались на безопасность. Сюда входят определенные группы населения, такие как беременные женщины, кормящие матери, дети, лица с заболеваниями или принимающие лекарства.

Администрация и дозы

В большинстве случаев добавки с коллагеном принимают внутрь в виде таблеток, капсул или порошка.HC также часто используется в качестве ингредиента в пищевых добавках, поскольку он обладает антиоксидантными и антимикробными свойствами. Его также можно употреблять в пищу с костным бульоном или свиной шкурой.

В зависимости от состояния, которое лечат, рекомендуемые дозировки могут варьироваться от 2,5 до 30 граммов в день.

Важно отметить, что не все коллагеновые добавки одинаковы. То есть многие безрецептурные добавки HC содержат другие ингредиенты, такие как гиалуроновая кислота, витамины и минералы, что может затруднить определение правильной дозировки для конкретного состояния.

Слово Verywell

Коллаген играет ключевую роль в организме. С возрастом люди обычно вырабатывают меньше коллагена, поэтому некоторые из них принимают добавки с коллагеном, чтобы заменить его. Это создало большой рынок для добавок гидролизованного коллагена, полученного из коров, свиней, кур и морских животных. Хотя некоторые исследования влияния коллагена на кожу, кости и суставы, а также на заживление ран были многообещающими, необходимы дополнительные исследования.

Гидролизаты для здорового питания | Ингредиенты Arla Foods

Гидролизаты сывороточного протеина в здоровой пище
Белок необходим каждый день и в любом возрасте, чтобы тело оставалось здоровым и сильным.Все белки состоят из строительных блоков, называемых аминокислотами. Из 20 необходимых аминокислот 9 незаменимы, поскольку организм не может их вырабатывать. Сывороточный протеин является превосходным источником протеина, поскольку он содержит все незаменимые аминокислоты, включая аминокислоты с разветвленной цепью, изолейцин, валин и лейцин, которые играют решающую роль в наращивании и поддержании мышц.

Гидролизаты — это белки, которые уже «расщеплены» до определенного уровня, что означает, что они быстрее всасываются в кровь.Это может быть очень полезно для ряда групп людей, от спортсменов, желающих быстрее восстанавливаться после тренировок, до пожилых людей, которые борются с саркопенией, до пациентов, которым требуется повышенная потребность в белке, но при этом наблюдается снижение абсорбции.

Узнайте больше о пользе для здоровья, связанной с приготовлением полезных для здоровья продуктов с нашими гидролизатами:

Степень гидролиза (DH) — это уровень, до которого белок был расщеплен, и сигнализирует о процентном соотношении пептидных связей в белке, которые были расщеплены в процессе гидролиза.

Ассортимент продуктов с гидролизатами
Arla Foods Ingredients предлагает ряд гидролизатов сывороточного протеина, включая:

• Лакпродан ^® SP-3071 : Устойчивый к УВТ гидролизат сывороточного протеина для нейтральных напитков с низким профилем горечи и высокой растворимостью. DH (6-10) и 80% белковый концентрат прибл. сухое вещество
• Лакпродан ^® DI-3065 : Устойчивый к УВТ гидролизат сывороточного протеина с низким профилем горечи, подходящий для высокопротеиновых прозрачных напитков с широким диапазоном pH (23-29) и концентратом белка 81% прибл.сухое вещество
• Лакпродан ^® DI-2021 : гидролизат казеинового протеина, содержащий большое количество казеиновых фоафопептидов (CPP) DH (8) и 93% концентрата протеина прибл. сухое вещество

Оптимизация процесса гидролиза и функциональная характеристика гидролизатов желатина кожи яка

Як ( Bos grunniens ) — животное, в основном обитающее на Тибетском плато. Шкура яка — ценный ресурс, который тратится зря в процессе производства мяса.Это исследование было направлено на получение гидролизатов желатина кожи яка (YSGH) из кожи яка путем ферментативного гидролиза и изучение функциональных характеристик YSGH. Мы показали, что трипсин более эффективен, чем нейтраза, папаин и пепсин, в увеличении степени гидролиза (DH) YSGH. Условия ферментативного гидролиза были оптимизированы с использованием центрального композитного дизайна (CCD) и метода поверхности отклика (RSM), и было получено самое высокое значение DH 31,96%. Затем мы проанализировали аминокислотный состав и молекулярно-массовое распределение пептидов в YSGH.Полученный YSGH проявлял определенную антиоксидантную активность и отличную ингибирующую активность АПФ (IC ₅₀ = 0,991 мг / мл). Кроме того, были также оценены растворимость (98,79%), эмульгирование и пенообразование разработанного здесь YSGH. Обладая этими физико-химическими и биологическими функциями, YSGH имеет потенциальное применение в качестве ингредиента в продуктах питания, фармацевтике и косметике.

1. Введение

Гидролизаты желатина могут быть получены гидролизом желатина из источников животного происхождения, таких как свиньи [1], крупный рогатый скот [2] и рыба [3].Сообщается, что гидролизаты желатина обладают различной биоактивностью, такой как антиоксидантная активность [4, 5], ингибирующая активность АПФ [6, 7], антифризная активность [8] и антифотографическая активность [9]. Гидролизаты желатина широко используются в производстве фармацевтических препаратов и пищевых продуктов в Соединенных Штатах и ​​Европе и имеют потенциал для нескольких передовых применений, таких как интеллектуальные носители для доставки лекарств для лечения рака [10] и новый тип перевязочного материала для ран [11]. . По сравнению с желатином, его гидролизаты легче абсорбируются.Было обнаружено, что пероральный прием гидролизатов желатина оказывает благотворное влияние на восстановление кожи, в том числе способствует закрытию ран и уменьшению морщин на коже [12]. Пероральный прием гидролизатов желатина также может увеличить костную массу и предотвратить остеопению [13]. В этих предыдущих исследованиях функциональные свойства гидролизатов желатина зависели не только от источника желатина, но также от типов ферментов и условий ферментолиза [14].

В связи с опасениями по поводу здоровья, связанными с потреблением желатина из морских животных и млекопитающих, существует рынок для незагрязненных продуктов на основе желатина животного происхождения.С населением около 15 миллионов во всем мире яки ( Bos grunniens ) живут на высоте около 3000 м над уровнем моря, в основном на границе Китая, Индии и Непала. В Китае популяция яков занимает третье место среди крупного рогатого скота. В процессе эволюции обмен веществ яка адаптировался к суровым условиям жизни, таким как большая высота и сильный холод. Жизнь в незагрязненных местах сделала яков предпочтительным источником питательных веществ и других биоактивных продуктов.Побочные продукты из различных животноводческих ресурсов привлекли внимание общественности из-за того, что они могут быть сырьем для создания биоактивных соединений [15–18]. Остатки обработки яков, включая голову, внутренние органы, кожу и кости, следует переработать и превратить в продукты с добавленной стоимостью. Однако в настоящее время отходы переработки яков обычно выбрасывают. Это не только вызывает загрязнение окружающей среды, но и экономически неэффективно. Отходы переработки яка могут составлять до 30,98% от общего веса, большая часть из которых составляет шкуру яка [13].Кожа яка состоит из влаги (60–70%), белка (30–40%), жира (2–4%), неорганической соли (0,5–1,5%) и углеводов. Желатин кожи яка содержит восемнадцать различных аминокислот, среди которых семь являются незаменимыми аминокислотами, а две — микроэлементами [19]. Таким образом, кожа яка может быть идеальным сырьем для производства гидролизатов желатина путем ферментативного гидролиза. Предыдущее исследование продемонстрировало возможность извлечения коллагена и желатина из мясных субпродуктов [20]. Тем не менее, на сегодняшний день было проведено мало исследований в отношении оптимального процесса ферментативного гидролиза и характеристики гидролизатов желатина, полученных из кожи яка.

Таким образом, целью данного исследования была оптимизация биопроцесса ферментативного гидролиза для получения гидролизатов желатина из кожи яка с использованием коммерческой протеазы и определение функциональных возможностей полученных гидролизатов желатина.

2. Материалы и методы

2.1. Материал

Шкура яка была получена с рынка яка (Цинхай, Китай). Протеазы трипсина, нейтразы, папаина, пепсина, реагенты 1,1-дифенил-2-пикрилгидразил (DPPH), восстановленный L -глутатион (GSH), гидроксипролин и синтетический субстрат АПФ гиппурил- L -гистидил- L, -лейцин (HHL) были приобретены у Sigma-Aldrich (Шанхай, Китай).Все реагенты, использованные в этом исследовании, были аналитической чистоты.

2.2. Предварительная обработка шкуры яка

Шкуру яка замачивали в воде, очищали и удаляли загрязнения и шерсть, затем измельчали ​​на 0,5 × 0,5 см ² и хранили при -20 ° C. Кусочки кожи смешивали с раствором н-бутилового спирта (1:10, вес / объем) при соотношении твердого вещества к раствору 1: 20 (вес / объем) для удаления жира и неколлагенового белка. Смесь перемешивали в течение 24 ч при 4 ° C, затем промывали дистиллированной водой до нейтрального значения pH.Обезжиренные остатки обрабатывали 0,1 М раствором гидроксида натрия при соотношении образец / щелочной раствор 1:30 (мас. / Об.) При перемешивании в течение еще 36 ч при 4 ° C. Наконец, депротеинизированную кожу промывали водой до достижения pH 7,0.

2.3. Экстракция желатина

Предварительно обработанную кожу яка промывали 0,2% -ным раствором HCl (мас. / Об.) (1: 8, мас. / Об.) В течение 4 часов при комнатной температуре с последующим ополаскиванием водой до достижения pH 7,0. Затем остатки замачивали в дистиллированной воде (85 ° C) до полного растворения кожи в растворе.Супернатант собирали центрифугированием при 6580 × в течение 15 мин при комнатной температуре, затем концентрировали на роторном испарителе и лиофилизировали с помощью сублимационной сушилки (Alpha1-2, Christ, Германия). Высушенный вымораживанием порошок, названный желатином, хранили в эксикаторе при комнатной температуре до использования. Выход желатина рассчитывали по отношению лиофилизированного порошка к сырью. Содержание сырого протеина, липидов и золы в экстрагированном желатине анализировали в соответствии с национальным текстовым стандартом Китая (GB / T 5009.5-2010, GB / T 5009.6-2003 и GB / T 5009.4-2010).

2.4. Ферментативный гидролиз

Тип фермента играет важную роль в качестве DH. Чтобы определить наиболее эффективный фермент для получения гидролизатов желатина из кожи яка, ферментативный гидролиз был проведен с использованием четырех протеаз по отдельности: нейтразы (pH 7,0, 45 ° C), пепсина (pH 2,0, 37 ° C), трипсина (pH 7,5, 50 ° C) и папаин (pH 6,2, 25 ° C) в каждом оптимальном режиме с концентрацией протеазы 2000 Ед / г. Оптимальные значения pH и температуры для каждого фермента указаны в скобках выше.После обработки гидролиза в течение выбранного времени полученный раствор гидролизатов инактивировали кипячением в воде в течение 15 мин с последующим центрифугированием (6580 ×, 15 мин). Супернатанты собирали для измерения DH, а затем лиофилизировали с помощью сублимационной сушилки (Alphal-2, Christ, Германия). Высушенный вымораживанием порошок, названный гидролизатом желатина, хранили в эксикаторе при комнатной температуре до использования. Для каждого фермента были выбраны гидролизаты желатина с наивысшей DH, чтобы измерить их активность по поглощению DPPH.

2,5. Степень гидролиза (DH)

DH определяли по отношению количества расщепленных пептидных связей к общему количеству связей на единицу массы. Степень гидролиза желатина оценивали по методу тринитробензолсульфоновой кислоты (TNBS) [21]. Все определения производили в двух экземплярах. DH был определен следующим образом: где L _s — содержание свободных α -аминогрупп в гидролизате, L ₀ — содержание свободных α-аминогрупп в желатине и L _max — содержание α -амино в субстрате, прореагировавшем с 6 моль / л HCl в течение 24 часов при 100 ° C.

2.6. План эксперимента и анализ данных

2.6.1. Фракционный факторный план экспериментов

Факториальный план был проведен для проверки 5 переменных факторов (pH, температура, отношение фермента к субстрату (E / S), концентрация субстрата и время гидролиза). Целью факторного дизайна было выявление относительно важных переменных и взаимодействий между независимыми переменными. Регрессионный анализ переменных проводился с использованием программного обеспечения SPSS версии 20.0 (IBM, США).

2.6.2. Центральный составной дизайн (CCD) и методология поверхности отклика (RSM) экспериментов

Условия ферментативного гидролиза были оптимизированы RSM на основе однофакторных экспериментов и факторных планов. Для изучения влияния независимых переменных на DH был применен дизайн CCD с 3-х факторным и 3-х уровневым. Дисперсионный анализ (ANOVA) оценивали с помощью программного обеспечения Design Expert (версия 8.0.6, State-Ease Inc., Миннеаполис, США). Все эксперименты проводились в трех экземплярах, и средние значения регистрировались как значения отклика с отклонениями.

2.7. Анализ физиохимических свойств

2.7.1. Аминокислотный анализ

Гидролизаты желатина (10 мг) гидролизовали в 5 мл 6 М HCl при 110 ° C в течение определенного периода времени в вакууме, а затем нейтрализовали 3,5 М NaOH. После нейтрализации раствор разбавляли 0,2 М цитратным буфером (pH 2,2). Наконец, аминокислоты гидролизатов желатина в растворе были идентифицированы и количественно определены автоматическим анализатором аминокислот (Biochrom 30+, Pharmacia Biotech, UK).

2.7.2. Определение растворимости

Индекс растворимости азота (NSI) использовали, чтобы показать растворимость гидролизатов белка. Вкратце, гидролизаты желатина (0,5 г) растворяли в 50 мл 0,1 М NaCl при pH 7,0 с последующим центрифугированием (640 × 30 мин). Содержание азота в супернатанте анализировали на азот по методу макро-Кьельдаля [22]. NSI рассчитывали следующим образом: A — содержание азота в супернатанте, а B — общее содержание азота в образце.

2.7.3. Эмульгирующие свойства

Эмульгирующую активность (EA) и стабильность эмульгирования (ES) определяли, как описано Shahidi et al. [23]. Образец гидролизата желатина (0,5 г) растворяли в 25 мл дистиллированной воды (pH 7). Добавляя 25 мл масла в приготовленный раствор гидролизата желатина, смесь переносили в цилиндры на 50 мл и гомогенизировали со скоростью 10280 × в течение 2 мин при комнатной температуре. Полученную эмульсию разделили на две порции.Один центрифугировали при 230 × в течение 5 мин. EA рассчитывали по следующему уравнению: где V ₁ — высота слоя эмульсии, а V ₀ — высота раствора смеси.

Другую часть инкубировали в воде при 50 ° C, и объем эмульсионной фазы регистрировали каждый час. ES рассчитывали по следующему уравнению: где V ₂ — общий объем эмульсии каждый час, а V ₃ — начальный объем эмульсии.

2.7.4. Пенообразующие свойства

Расширение пены (FA) и стабильность пены (FS) определяли в соответствии с методом, описанным Shahidi et al. [23]. Вкратце, 0,5 г высушенных гидролизатов желатина растворяли в 50 мл дистиллированной воды, а затем гомогенизировали при 10280 × в течение 2 мин при комнатной температуре. Образец стоял 0, 1, 3 и 10 мин. Тем временем объем раствора регистрировали. FA и FS рассчитывались по следующим уравнениям: где A — общий объем после взбивания, B — исходный объем до взбивания, а A _т — общий объем после стояния в течение разного времени (( 0, 1, 3 и 10 мин).

Все измерения проводились в трех экземплярах.

2,8. Анализ биологических свойств

2.8.1. Определение антиоксидантной активности

(1) Определение активности поглощения DPPH . Анализ улавливания радикалов DPPH проводили в соответствии с методом, описанным Nazeer et al. [24] с некоторыми изменениями. Образец смешивали с этанольным DPPH (0,1 ммоль / л) в объемном соотношении 1: 1. Смесь оставляли в темноте на 30 мин и измеряли оптическую плотность при длине волны 517 нм.DPPH был рассчитан с использованием следующего уравнения: где A _control — это поглощение контроля (дистиллированная вода вместо образца), а A _blank — поглощение образца с этанолом вместо DPPH.

(2) Определение активности улавливания радикалов супероксид-анионом . Активность по улавливанию супероксид-анионов измеряли с использованием методов, описанных Xie et al. [25] с некоторыми изменениями. Образец 0,2 мл, 4 мл дистиллированной воды и 4.Смешивали 5 мл трис-HCl буфера (0,05 моль / л; pH 8,2) и инкубировали в течение 10 мин при 25 ° C. После инкубации добавляли 0,3 мл пирогаллола. Поглощение измеряли на длине волны 299 нм каждые 30 с в течение 5 мин. Активность по улавливанию супероксидных радикалов рассчитывалась с использованием следующего уравнения: где A ₀ — оптическая плотность контроля (дистиллированная вода вместо образца), а A _i — оптическая плотность образца.

(3) Активность по улавливанию гидроксильных радикалов 902 10.Способность улавливать гидроксильные радикалы измеряли в соответствии с модифицированным методом, описанным de Avellar et al. [26]. Смесь, содержащая 0,2 мл o -фенантролина (0,75 мМ), 0,4 мл 0,2 М фосфатного буфера (pH 7,4), 0,2 мл дистиллированной воды и 0,2 мл 0,75 мМ FeSO ₄ , реагировала с 0,2 мл H ₂ O ₂ (0,1%, об. / Об.) И образец 0,4 мл при 37 ° C в течение 60 мин. Оптическую плотность полученного раствора измеряли при длине волны 536 нм.Активность по улавливанию гидроксильных радикалов рассчитывалась по следующему уравнению: где A _S — поглощение контроля (дистиллированная вода вместо образца), A _B — поглощение образцов (дистиллированная вода вместо H ₂ O ₂ ) и A _P — оптическая плотность образцов.

2.8.2. Анализ ингибирования ангиотензин-превращающего фермента (АПФ)

Эффект ингибирования АПФ определяли спектрофотометрическим методом с некоторыми модификациями [27].Раствор образца (50 мкл мкл) и 150 мкл мкл 2,5 мМ синтетического субстрата АПФ HHL прореагировали с 50 мкл мкл ACE (25 мЕд / мл) при 37 ° C в течение 1 часа. Реакцию останавливали добавлением 1 М HCl (150, мкл, л). Полученную гиппуровую кислоту экстрагировали добавлением 1,5 мл этилацетата с последующим центрифугированием (2570 ×, 15 мин). Гиппуровую кислоту растворяли в 3 мл дистиллированной воды и оптическую плотность измеряли при длине волны 228 нм с помощью УФ-спектрофотометра TU-1901 (Пекин, Китай).Эффект ингибирования АПФ был рассчитан следующим образом: где A _a — оптическая плотность контроля, A _b — оптическая плотность образца, а A _c — оптическая плотность холостого опыта. без ACE или образца.

2.9. Статистический анализ

Все эксперименты проводили в трех повторностях. Результаты регистрировали как среднее значение ± стандартное отклонение и подвергали одностороннему дисперсионному анализу (ANOVA) с использованием программного обеспечения SPSS версии 20.0 (IBM, США). Достоверность оценивалась статистически по значению F при вероятности ( P ) ниже 0,05.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Приготовление желатина из кожи яка

Состав желатина зависел от типа животного и среды, в которой оно растет. Схема технологического процесса представлена ​​на рисунке 1. Полученный желатин содержал белок (96,58%), липид (1,27%) и золу (1,90%). Выход желатина достиг 52.97%, что намного выше, чем сообщаемый уровень экстракции многих других желатинов животного происхождения [28–30]. Причина может заключаться в том, что кожа яка содержит больше белков и меньше липидов, поскольку яки живут на больших высотах с чрезвычайно холодным климатом [31]. Таким образом, более высокий выход желатина обеспечил возможность его использования при получении гидролизатов желатина.

3.2. Скрининг эффективного фермента

Значение DH обычно использовали для оценки эффективности гидролиза белков макромолекул [32].Более высокое значение DH может представлять большее количество короткоцепочечных пептидов в гидролизатах. Различные протеазы могут проявлять различную каталитическую активность на желатине кожи яка из-за их различных специфических каталитических центров. Таким образом, в этом исследовании были применены четыре типа протеаз, включая трипсин, нейтразу, папаин и пепсин. Результаты ферментативного гидролиза желатина кожи яка с использованием этих ферментов с активностью 2000 Ед / г в течение 7 часов, соответственно, показаны на рисунке 2. На основе значения DH было установлено, что порядок эффективности четырех ферментов равен следующие: трипсин> нейтраза> папаин> пепсин.Наивысшее значение DH 20,43% было достигнуто с трипсином через 4 часа. Трипсин, сериновая эндопептидаза, действует на пептидную связь между карбоксильными группами лизина и аргинина. Его эффективность также была подтверждена при ферментативном гидролизе кожи рыб, таких как лосось [33] и камбала [5].

3.3. Оптимизация ферментативного параметра

Переменные и закодированные уровни представлены в таблице S1. План эксперимента и результаты показаны в таблице S2. DH варьировался от 8.От 47% до 26,48% с разными уровнями факторов. Это, очевидно, указывает на то, что переменные пищеварения могут напрямую влиять на DH. Значение F было 4,261, а значение было 0,053 (Таблица S3). Согласно регрессионному анализу переменных, показанных в таблице S4, было обнаружено, что факторы температуры, E / S и концентрации субстрата имеют большое влияние на реакцию гидролиза, среди которых концентрация субстрата была наиболее значимым фактором (). Таким образом, эти три фактора были выбраны для анализа поверхности отклика.

На основе факторного анализа ферментативные параметры были оптимизированы с помощью RSM. CCD с 3-х факторным и 3-х уровневым был использован для изучения влияния независимых переменных на DH (Таблица S5). Анализ разработанной квадратичной полиномиальной модели для переменных представлен в таблице S6. Значение коэффициента детерминации R ² составило 0,8562, что выше 0,85. Это указывало на то, что модель была точной и приемлемой. Согласно регрессионному анализу, вариабельность ответа может быть объяснена с помощью полиномиальной модели второго порядка, представленной ниже:

Уравнение было значимым при значении меньше 0.01 (Таблица S6). DH гидролизатов в первую очередь определяется линейными и квадратичными членами температуры, E / S и концентрации субстрата. Среди этих факторов наиболее значимым была концентрация субстрата ().

Трехмерные (3D) графики поверхности отклика (рис. 3) объясняют результаты статистического и математического анализа влияния температуры, E / S и концентрации субстрата на DH. Между DH и тремя переменными была очевидна квадратичная связь.Значение DH, предсказанное программой Design Expert, достигло своего максимума за счет комбинации кодированных уровней 0,26 ( B ), 0,70 ( C ) и -0,48 ( D ). Соответствующими переменными были температура 51,32 ° C, E / S 3695,45 (Ед / г) и концентрация субстрата 6,3% (вес / вес), при этом прогнозируемый ответ DH составлял 31,72%.

Чтобы подтвердить вышеприведенное предсказание, были проведены эксперименты с использованием предсказанных переменных (показанных выше) с небольшими корректировками: температура 51 ° C, E / S 3695 (Ед / г) и концентрация субстрата 6.3% (мас. / Мас.). DH полученных гидролизатов желатина достигала 31,96%. По сравнению с прогнозируемым числом 31,72% относительная ошибка составила всего 0,75%. Этот эксперимент подтвердил точность экспериментального плана в этом исследовании. А DH увеличился с 20,43% до 31,96% в оптимизированных условиях.

3.4. Аминокислотный состав и молекулярно-массовое распределение пептидов в YSGH

На аминокислотный состав белковых гидролизатов влияли источник белка, тип протеазы и условия гидролиза, и они играли важную роль в физико-химических и биологических свойствах гидролизатов.Таким образом, мы выявили аминокислотный состав YSGH. Как показано в таблице 1, YSGH содержал значительное количество глицина (19,87 ± 0,24%), пролина (12,87 ± 0,40%), глутамата (10,34 ± 0,11%), гидроксипролина (7,08 ± 0,56%) и аланина (6,50 ± 0,17%). %). Было доказано, что эти аминокислоты необходимы для функций многих биоактивных пептидов, таких как антиоксидантная активность [35–37], ингибирующая активность АПФ [38] и антимикробная активность [39]. Кроме того, большое количество гидрофильных аминокислот (65.18%), а также высокая DH YSGH (31,96%) обеспечивали растворимость YSGH (98,79%). Кроме того, ароматизирующие аминокислоты, такие как аспартат и глутамат, участвовали в формировании вкуса продуктов [40]. Таким образом, ожидается, что YSGH будет обладать превосходными биологическими свойствами и потенциально может использоваться в качестве источника функциональных пептидов в пищевой промышленности.

Аминокислота Состав / 100 г желатиновых гидролизатов кожи яка [34]. Аспартат 4,90 ± 0,38 Треонин 1,35 ± 0,16 Серин 2,32 ± 0,31 2,32 ± 0,31 Пролин 12,87 ± 0,40 Глицин 19,88 ± 0,24 Аланин 6,50 ± 0,17 Цистеин 0.46 ± 0,02 Валин 1,86 ± 0,07 Метионин 0,98 ± 0,04 Изолейцин 1,08 ± 0,09 Лейцин 1,02 ± 0,02 Фенилаланин 2,34 ± 0,25 Гистидин 0,63 ± 0,03 Лизин 3,02 ± 0,32 3,02 ± 0,32 73 ± 0,23 Гидроксипролин 7,08 ± 0,56 Гидрофильная аминокислота 55,25 ± 1,56 (65,18%) Гидрофобная аминокислота% 84,76 ± 2,02

Значения даны как средние значения ± стандартное отклонение от трехкратного определения.

Между тем мы проанализировали молекулярные массы пептидов в YSGH с помощью GPC (гель-проникающей хроматографии).Молекулярные массы пептидов в основном распределялись в диапазоне от 400 до 3500 Да. Пептиды с молекулярной массой 1000-2236 Да составляли наибольшую долю компонентов (таблица 2). Кроме того, многие исследователи обнаружили, что пептиды в этом диапазоне молекулярной массы проявляют превосходную биологическую активность, такую ​​как антиоксидантная активность [41] и ингибирующая активность АПФ [7].

Молекулярно-массовое распределение (MW) Массовая доля (%) 198–416 4.96 418–996 22,43 1000–2236 42,46 2245–3502 20,11 35467–5442 35467–5442 3516–5442 3,09

3.5. Эмульгирующие и пенообразующие свойства

Как показано в таблице S7, YSGH проявлял определенную степень эмульгирующей активности (47,6 ± 0.7%) и стабильность эмульсии от 91,7 ± 0,5% до 79,1 ± 0,3%. ЭС незначительно снизилась в течение 5 ч. Гидролизаты с короткоцепочечными пептидами показали приемлемую растворимость и наличие различных гидрофобных групп. Предполагается, что амфифильные полимеры с гидрофобными и гидрофильными частями имеют тенденцию защищать масло в воде путем гомогенизации и образования пленки. Следовательно, процесс гидролиза может увеличить гидрофильные группы, а также обнажить гидрофобные группы на поверхности. Это явление приводит к образованию амфипатических комплексов для снижения поверхностного натяжения и стабилизации поверхностной пленки [42].С другой стороны, высокая степень растворимости способствует быстрой диффузии гидролизатов и способствует абсорбции на границе раздела. Кроме того, обработка трипсином улучшает эмульгирующие свойства [43, 44]. Благодаря своим выдающимся эмульгирующим свойствам YSGH может использоваться в качестве эмульгатора в пищевой промышленности.

Пенообразование является важной функцией пептидов коллагена и часто используется в пищевых продуктах. Пеноемкость (FC) и стабильность пены (FS) YSGH представлены в Таблице S8.Стабильность быстро падает в первые десять минут, но становится более стабильной с увеличением времени. Для образования пены гидролизаты должны быть растворимы в жидкости и обладать способностью к быстрой миграции и ориентации с образованием межфазной пленки, которая может снижать поверхностное натяжение. Поскольку одновременная дегидратация и гидрофобные части гидролизатов благоприятны для термодинамики, спонтанная адсорбция гидролизатов из раствора на поверхность раздела воздух / вода является основной движущей силой образования пены [45].Гидролиз желатина может укорачивать аминокислотную цепь и уменьшать поверхностное натяжение, приводя к образованию пузырьков газа и улучшая стабильность пены. YSGH, продукт гидролиза с множеством гидрофобных участков, проявляет определенную степень пенообразования. Сообщалось, что гидрофобность поверхности эффективно связана с пенообразующими свойствами [46].

3,6. Биологические свойства YSGH

3.6.1. Антиоксидантная активность

Антиоксиданты играют важную роль как в пище, так и в организме человека, противодействуя процессам окисления.В последнее время все большее количество исследований сосредоточено на изучении содержания антиоксидантов в пищевых продуктах, особенно в отходах побочных продуктов животного происхождения [47]. В этом исследовании оценивали активность по улавливанию DPPH, активность по улавливанию супероксидных анион-радикалов и активность по улавливанию гидроксильных радикалов, соответственно, и сравнивали результаты с восстановленным глутатионом (GSH), который является коммерческим антиоксидантом. Как показано на Фигуре 4 (а), активность YSGH по поглощению DPPH линейно возрастала с концентрацией гидролизатов.Когда концентрация YSGH составляла 5 мг / мл, активность YSGH по поглощению DPPH достигала 59,79%, что выше, чем у гидролизатов кожи камбалы [5] и гидролизатов белка Pseudosciaena crocea [48]. Как и ожидалось, активность YSGH по поглощению DPPH намного выше, чем у гидролизатов желатина кожи свиней (19,25%) [34]. Эти результаты соответствуют предыдущим исследованиям, которые показали, что гидролизаты и пептиды, выделенные из желатина кожи крупного рогатого скота, обладают антиоксидантными свойствами [49].Кроме того, многие исследования показали, что пептиды с более низкой молекулярной массой обладают более высокой антиоксидантной активностью. Хорошо известно, что типы ферментов и условия ферментативного гидролиза могут влиять на молекулярно-массовое распределение и функциональные свойства гидролизатов [14]. Таким образом, гидролизаты трипсина показали самую высокую активность по поглощению DPPH, что положительно коррелировало с высоким DH (таблица 3).

Трипсин Нейтраза Папаин Пепсин 22 ± 0,25 45,75 ± 0,34 39,55 ± 0,12 32,94 ± 0,09

Значения даны как среднее ± стандартное отклонение от трех определений.

Супероксид-анион-радикал, как основной ресурс радикалов в vivo , может производить перекись водорода и гидроксильные радикалы, которые могут приводить к цитотоксичности. Рисунок 4 (b) показывает, что активность YSGH по улавливанию супероксидных анион-радикалов поддерживается на уровне 28.19%, в то время как концентрация варьировалась от 1 мг / мл до 5 мг / мл, что указывает на то, что YSGH проявляет определенную степень активности по улавливанию супероксидных анион-радикалов.

Удаление гидроксильных радикалов играет незаменимую роль в организме. Активность YSGH по улавливанию гидроксильных радикалов была приблизительно прямо пропорциональна концентрации YSGH и достигла своего максимума (53,28 ± 1,46%) при 5 мг / мл (рис. 4 (c)) (). Сообщалось, что антиоксидантные свойства гидролизатов зависят от аминокислотного состава, структуры и гидрофобности.Прежде всего, YSGH проявляет большую антиоксидантную активность против DPPH, супероксидных и гидроксильных радикалов, что указывает на то, что YSGH имеет большой потенциал в качестве антиоксиданта против окислительного повреждения.

3.6.2. АПФ-ингибирующая активность

АПФ-ингибирующая активность играет важную роль в контроле артериального давления. Обычно сообщалось, что пептиды, ингибирующие АПФ, представляют собой короткие пептиды с остатками Pro. Сообщалось, что присутствие остатков Leu имеет положительную корреляцию как с антиоксидантной, так и с ингибирующей активностью АПФ [4].АПФ-ингибирующая активность YSGH увеличивалась с увеличением концентрации от 0 до 4 мг / мл (рис. 5). АПФ-ингибирующая активность YSGH показывает более высокую ингибирующую активность АПФ (IC ₅₀ = 0,991 мг / мл), чем у гидролизатов желатина кожи быка, обработанных трипсином (IC ₅₀ = 1,044 мг / мл) [50]. YSGH проявлял прекрасные биологические свойства, поскольку он имел высокий DH при обработке трипсином, таким образом, молекулярно-массовое распределение вызванных пептидов становится более широким с более маленькими пептидами, имеющими отношение к ингибирующей активности ACE.Также была обнаружена высокая положительная корреляция между активностью ингибирования АПФ и акцептора радикалов DPPH в гидролизатах алкалазы соевого белка [49].

4. Заключение

В этом исследовании был разработан экономичный и эффективный процесс получения биоактивного YSGH из кожи яка путем ферментативного гидролиза. В общем, на биодоступность желатиновых продуктов влияет молекулярно-массовое распределение и аминокислотный состав, который связан с DH гидролизатов.Гидролизаты трипсина показали наивысшую активность по улавливанию DH и DPPH по сравнению с нейтразами, папаином и пепсином.

Оптимальные условия для получения YSGH трипсином были следующими: температура 51 ° C, E / S 3695 (Ед / г) и концентрация субстрата 6,3% (мас. / Мас.). В таких условиях было достигнуто максимальное значение DH 31,96%, что хорошо согласуется с прогнозом модели RSM (31,72%). Полученный YSGH содержал большое количество гидрофильных аминокислот (65.18%), а пептиды в диапазоне молекулярных масс 1000–2236 Да составляли наибольшую долю компонентов. YSGH показал хорошие результаты по свойствам растворимости (98,79%), эмульгирования и вспенивания, что позволяет использовать его в качестве функционального пищевого ингредиента. Что еще более важно, YSGH показал определенную антиоксидантную активность и отличную ингибирующую активность АПФ (IC ₅₀ = 0,991 мг / мл). Таким образом, YSGH, полученный в этом исследовании, должен быть потенциально полезен в качестве биологически активного ингредиента в пищевой и фармацевтической промышленности.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Это исследование было поддержано Программой исследований и разработок ключевых технологий Тяньцзиня (грант № 14ZCZDNC00008) и Национальной программой исследований и разработок в области ключевых технологий (грант №2014BAD02B00). Авторы благодарны Государственной ключевой лаборатории химического машиностроения Тяньцзиньского университета за предоставленное оборудование и оборудование.

Дополнительные материалы

Дополнительная таблица S1: закодированные уровни независимых переменных для дробных факторных планов, используемых для гидролиза желатина кожи яка. Таблица S2: программа и результаты дробных факторных планов, использованных для гидролиза желатина кожи яка. Таблица S3: дисперсионный анализ (ANOVA) для дробных факторных планов DH.Таблица S4: уравнение регрессии для дробных факторных планов DH. Таблица S5: уровни независимых переменных для DH (степень гидролиза) гидролизатов желатина кожи яка и результаты модели поверхности отклика. Таблица S6: дисперсионный анализ (ANOVA) разработанной квадратичной полиномиальной модели DH. Таблица S7: эмульгирующие свойства гидролизатов желатина кожи яка. Таблица S8: пенообразующие свойства желатиновых гидролизатов кожи яка. Рисунок S1: гель-проникающая хроматография гидролиза желатина кожи яка. (Дополнительные материалы)

Ненаправленный и целевой анализ гидролизатов коллагена в процессе переваривания и абсорбции

Большое количество компонентов гидролизата и их динамика затрудняют прогнозирование того, какой пептид представляет интерес для анализа в отношении вопрос исследования и, таким образом, предопределить стратегию целевого анализа. Более того, предвзятые мнения о возможном исходе исследования могут привести к предвзятым настройкам и неосведомленности о фактическом охвате общего потенциального результата.Поэтому мы реализовали аналитическую стратегию, чтобы сначала сопоставить наборы данных, выполнив нецелевой анализ ЖХ-МС с последующим нецелевым анализом данных. Впоследствии целевой анализ данных может выявить тенденции для отдельных (групп) компонентов, и, наконец, целевой анализ может быть определен и выполнен для получения количественных данных. Ниже мы представляем результаты этой новой стратегии анализа гидролизатов in vitro и in vivo, примененной к гидролизатам коллагена, переходя от нецелевого к целевому анализу, иллюстрируя аналитический рабочий процесс и возможные соображения.

Анализ нецелевых данных

Стартовые продукты, диализаты TIM и образцы сыворотки были проанализированы с помощью ЖХ-МС, как описано в разделе «Материалы и методы». Хроматограммы преобразованы в МС-спектры. Данные МС экспортировали как интенсивности на номинальное значение m / z. Бланк растворителя использовался для корректировки фоновых сигналов растворителя [26]. Деление на фоновый сигнал дает более гладкие данные, чем вычитание фонового сигнала. Все сигналы, относящиеся к растворителю, дадут значение, близкое к 1, а все сигналы, относящиеся к продуктам, будут давать значения> 1.Данные, используемые для коррекции фоновых сигналов, упоминаются как эталон коррекции в оставшейся части текста, а результат деления выборочных данных на эталонные данные коррекции — как отношения сигналов. Преимущество этого подхода состоит в том, что можно быстро увидеть сходства и различия между образцами. Кроме того, данные обладают полуколичественными свойствами (см. Таблицу 3). Суммы отношения сигналов, особенно в более чистых матрицах (продукт и диализат TIM), в целом хорошо коррелируют с добавленной концентрацией, за исключением образца TCL.Для сыворотки зависимость от концентрации кажется менее линейной, и это может быть связано с эффектами более сложного матричного фона и, следовательно, относительно более низкими сигналами, связанными с продуктом. Мы приступили к оценке сходства данных всех выборок. Чтобы проиллюстрировать природу сравнения образцов, на рис. 1 представлены графики отношений сигналов между различными наборами образцов (триптические гидролизаты образцов коллагена), демонстрирующие ожидаемое уменьшение корреляции с уменьшением сходства.Коэффициенты корреляции между отношениями сигналов к номинальному значению m / z, которые не зависят от концентрации продукта, были рассчитаны для каждого сравнения, а отдельные коэффициенты были организованы в матрицу корреляции. На рис. 2 представлены коэффициенты корреляции между исходным продуктом, диализатом TIM и данными сыворотки (в среднем 3 субъекта на продукт). Все пики и особенно высокие пики очень хорошо коррелируют с соответствующим стартовым продуктом, демонстрируя хорошие аналитические характеристики в каждой матрице.Образцы диализата TIM не имели высокой корреляции с соответствующими исходными продуктами, что ожидается из-за обработки компонентов в моделируемом желудочно-кишечном тракте. Это особенно верно для продукта C с более высокой средней молекулярной массой (MW). Диализат TIM продукта C демонстрирует большую корреляцию с продуктами с более короткими средними MW, что указывает на то, что компоненты продукта становятся более похожими, когда средняя MW становится ниже, как обсуждалось ранее. во Введении и в ESM.Несмотря на то, что имеется лежащий в основе матричный фон, на рис. 3 уменьшение среднего MW проиллюстрировано полученными отношениями сигналов между m / z 51 и 500, разделенными на 23 меньших диапазона m / z. Рисунок 3 ясно показывает, что исходные продукты имеют более высокую относительную интенсивность при более высоких значениях m / z и образцы сыворотки при более низких значениях m / z, в то время как образцы диализата TIM находятся между ними. Последние результаты подтверждают, что TIM является подходящей моделью in vitro для прогнозирования обработки потребляемых соединений в просвете желудочно-кишечного тракта у людей.Из рис. 2 следует, что средний MW оказывает более сильное влияние на сходство, чем исходное животное (в основном для исходного продукта и диализата TIM). Образцы сыворотки не похожи ни на образцы исходного продукта, ни на образцы диализата TIM, что, скорее всего, связано с дальнейшей обработкой, избирательным захватом и сывороточным фоном. Поскольку для расчета всех соотношений сигналов использовался один и тот же эталон коррекции (холостой раствор), сравнение образцов сыворотки с образцами других типов является неоптимальным. При сравнении образцов в одной и той же матрице можно рассчитать отношения сигналов с использованием эталонной коррекции для конкретной матрицы, такой как пустой диализат TIM для образцов диализата TIM, чтобы улучшить качество сравнения.Для образцов сыворотки, которые демонстрируют высокие биологические различия между людьми, во времени и в зависимости от обстоятельств, может быть оправдано использование объединенной сыворотки или минимальных наблюдаемых значений в наборе в качестве поправочного эталона.

Таблица 3 Сумма отношений сигналов для каждого типа образца, относящаяся к теоретическим конечным концентрациям. Примеры кодов объяснены в разделе «Материалы и методы». Значения в правом столбце были рассчитаны с использованием суммы отношений сигналов (3-й столбец), за исключением выборок с пиками, где для расчета использовалась скорректированная сумма отношений сигналов (4-й столбец). Рис.1

Отношения сигналов триптических гидролизатов коллагена в диапазоне m / z 150–2000, нанесенные на номинальное значение m / z. Образец по оси абсцисс всегда представляет собой смешанный коллаген из костей крупного рогатого скота / свиньи, нанесенный на график относительно a того же образца (повторный анализ), b смешанный коллаген из известкованной кости крупного рогатого скота / свиньи (различное соотношение) и c чистый известкованный коллаген крупного рогатого скота. образец костного коллагена

Рис. 2

Матрица корреляции между нецелевыми данными чистых продуктов A – D, образцов диализата TIM и образцов сыворотки.Примеры кодов объяснены в разделе «Материалы и методы».

Рис. 3

Относительные отношения сигналов на диапазон m / z для a продукта A (более низкий средний MW), b продукта C (более высокий средний MW) и c продукт А, включая образцы с шипами; d абсолютных отношений сигналов на диапазон m / z продукта A, включая пробы с добавками. Сравнение M / z не то же самое, что сравнение молекулярной массы, но в целом значение m / z увеличивается с увеличением массы, и однозарядные ионы ниже m / z 500 присутствуют в большом количестве.Коды образцов поясняются в разделе «Материалы и методы».

Целевой анализ данных

Количественные измерения ЖХ-МС и однозначное подтверждение структуры часто требуют либо соответствующей внутренней стандартизации, либо внешней стандартизации, либо добавления стандарта для каждого интересующего аналита. Когда целевой анализ данных выполняется на нецелевом наборе данных, снова возникает проблема количественной оценки, потому что данные затем рассматриваются на основе отдельных компонентов.Промежуточной формой целевого анализа данных может быть рассмотрение групп компонентов. Чтобы иметь возможность связать сигналы для запуска компонентов продукта и выразить их как эквивалент концентрации продукта, можно проанализировать образцы с добавлением продукта. Пики на разных уровнях концентрации могут использоваться для оценки матричного эффекта и линейности в диапазоне добавленных концентраций на основе отдельных компонентов, но также и на основе групп компонентов. Используя этот подход, можно исследовать, имеется ли больше компонентов до или после обработки полуколичественным способом.

В наборе данных мы наблюдали компоненты, которые обеспечивали сигнал в исходном продукте и в пробах с добавками, но не в диализате TIM. Эти компоненты, скорее всего, не являются биодоступными или разлагаются в системе TIM. Кроме того, есть компоненты, которые обеспечивали сигнал в диализате TIM, но не в исходном продукте. Последние компоненты, скорее всего, образуются в результате переваривания в системе TIM, и они являются биодоступными. В качестве примера рассматривается номинальное значение m / z 357 (см. Таблицу 4).Доминирующий сигнал в этом канале исходит от m / z 357,213, который представляет тетрапептид AGJP (и изомеры, где J означает (изо) лейцин). Теоретически A, P и J могут быть удалены из AGJP во время переваривания с образованием трипептидов коллагена. Следовательно, номинальные значения m / z 286, 260 и 244 с преобладанием соответствующих сигналов на 286,176, 260,161 и 244,129 также были рассмотрены. Четыре продукта демонстрируют различные компоненты ландшафта, и следует отметить, что m / z 357 также является промежуточным продуктом, который может быть образован из более крупных пептидов.Предполагается, что для каждого начального продукта ландшафты компонентов просто сдвигаются через текущее записанное состояние и станут более похожими в отношении распределений MW, когда они окажутся в крови, как показано на рис. 3.

Таблица 4 Соотношения сигналов четыре продукта (PA – PD), холостой диализат TIM (T bl), образец диализата без добавок (TxS), образцы диализата с добавлением 3,0 мг / мл (TxL, конечная концентрация 0,25 мг / мл), образцы диализата с добавлением 15 мг / мл (TxH, конечная концентрация 1,25 мг / мл), отношения сигналов пробы диализата, скорректированные для холостого диализата (Corr означает скорректированный), результат деления отношений сигналов продуктов на TxS Corr (12.5 — коэффициент конечной концентрации, когда 100% попадет в диализат; значения <12,5 указывают на то, что диализат TIM содержит больше, чем эквивалент продукта; значения> 12,5 указывают на то, что диализат TIM содержит меньше эквивалента продукта). Наконец, два параметра качества, которые можно использовать для оценки того, является ли полученный результат приемлемым с аналитической точки зрения: дополнительные сигналы для образцов с низким и высоким уровнем пиков и результат деления (значение, близкое к 5, указывает на линейный сигнал в диапазоне концентраций) и отношения сигналов продукта, разделенные на дополнительные сигналы для пикового максимума (должно быть 3.33, когда отсутствует матричный эффект)

Для гидролизатов коллагена пептиды, содержащие гидроксипролин, представляют особый интерес, поскольку гидроксипролин является характерной аминокислотой в коллагенах и поскольку Hyp-содержащие ди- и трипептиды обладают специфической биоактивностью, которая может быть связана с польза для здоровья от добавок коллагенового пептида. Нецелевые данные создавали впечатление, что короткие пептиды, содержащие гидроксипролин, обеспечивали либо низкий сигнал, либо гидроксипролин мог преимущественно присутствовать в более длинных пептидах, потому что многие теоретически многочисленные короткие пептиды, содержащие гидроксипролин, такие как p , p G, A Не наблюдались с высокой интенсивностью в нецелевых данных.Последняя гипотеза (Hyp в более длинных пептидах) менее вероятна, потому что мы предположили, что под действием протеолитических ферментов и из-за ферментативного и химического процессинга, происходящего в системе TIM, также должны образовываться короткие пептиды, содержащие гидроксипролин. Поэтому мы решили провести целенаправленный анализ. Решением для усиления сигналов гидроксипролина (содержащего короткие пептиды) является дериватизация с помощью AccQ-Tag. Этот реагент связывается с аминогруппами аминокислот и короткими пептидами, легко протонируется и улучшает хроматографические свойства.

Целевой анализ

Общий Hyp (после гидролиза) и теоретически наиболее распространенные Hyp-содержащие дипептиды из коллагена, P p, и p G, были целенаправленно проанализированы в образцах сыворотки. Для Hyp была получена биоаналитически приемлемая калибровочная кривая, означающая, что рассчитанные на основе обратных расчетов концентрации аналита 75% калибровочных образцов находились в пределах ± 15% (± 20% на самом низком уровне калибровки) от теоретического значения в диапазоне 1– Диапазон 200 мкг / мл после поправки на уровень, обнаруженный в объединенной сыворотке человека.Важно отметить, что при t = 60 мин среднее увеличение общей концентрации Hyp составило приблизительно 14,5 мкг / мл (110 нмоль / мл). Дипептиды p G и P p , которые могут быть переносчиками Hyp в кровь, были определены при t = 0 и t = 60 мин. Средняя концентрация p G увеличилась с менее 0,04 мкг / мл до 0,66 мкг / мл через 1 час (увеличение на 3,5 нмоль / мл), а средняя концентрация P p увеличилась с 0,23 до 2.3 мкг / мл через 1 ч (увеличение 9,1 нмоль / мл). Можно сделать вывод, что в этой экспериментальной установке p G и особенно P p вносят значительный вклад в качестве носителя в общее увеличение Hyp в крови после приема гидролизата коллагена. Значения, определенные для общего Hyp, p G и P p в этом исследовании, соответствуют значениям, описанным ранее в литературе [27,28,29,30]. Однако ранее сообщенные значения сильно различаются в отношении соотношения между свободным Hyp и связанным с пептидом Hyp и относительными концентрациями различных носителей Hyp.После приема гидролизата коллагена Yazaki et al. [27] в основном обнаружили носителей Hyp GP p в плазме мышей и в основном P p в коже. Аналогичным образом Iwai et al. [28] в основном обнаружены P p и меньшие количества A p , A p G, P p G, L p , I p и F p в сыворотке и плазме человека. . Основной компонент, который Ichikawa et al. [29] в плазме человека был обнаружен P p , а второстепенными компонентами были A p G, S p G, A p , F p , L p , I p , GP p , и P p G.Наконец, Taga et al. [30] особенно обнаружили увеличение X p G (где X представляет собой любую аминокислоту) в плазме мышей, когда им вводили гидролизат желатина, который был получен с использованием протеазы имбиря цистеинового типа. Различия в результатах (предыдущих) исследований могут быть результатом (незначительных) различий в экспериментальной установке. В настоящем исследовании полная и уникальная картина была получена с помощью анализа ЖХ-МС растворенных исходных продуктов, диализатов, созданных in vitro (содержащих переваренные компоненты, которые потенциально доступны для абсорбции в тонком кишечнике), и сыворотки крови человека, собранной после приема продукта. .Мы показали, что четыре протестированных гидролизата коллагена демонстрируют различные компоненты в процессе переваривания и всасывания. Есть много возможных носителей Hyp: несколько трипептидов и другие дипептиды [29]. Обилие конкретных носителей будет зависеть от степени гидролиза исходного продукта и последующей обработки in vivo, например, химической и ферментативной обработки, которая имеет место в желудочном и кишечном компартментах, как показывают наши данные TIM, полученные in vitro. .Наконец, также будет играть роль активность фермента щеточной каймы и избирательный перенос в компартмент крови. Целевой анализ может быть очень полезным для исследования концентрации носителей Hyp. Когда необходимо определить ограниченное количество аналитов, приемлемая стандартизация может быть достигнута путем синтеза надлежащих (внутренних) стандартов при приемлемых затратах.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Гидролизованный коллаген: преимущества и побочные эффекты

• Коллаген — это белок, который естественным образом содержится в большом количестве в вашем организме.

• Гидролизованный коллаген (также известный как коллагеновые пептиды) — это коллаген, расщепленный на более легко растворимые аминокислоты, часто доступные в виде пищевой добавки в виде порошка коллагена.

• Существуют доказательства того, что добавки коллагена могут поддерживать здоровье кожи, ногтей, суставов и мышц.

• Некоторые преимущества коллагена еще не решены, и необходимы дополнительные исследования.

Повысьте уровень своей игры

Протеиновый порошок не только для бицептов.

Что такое гидролизованный коллаген?

Коллаген наполняет ваше тело — он в основном содержится в соединительных тканях, костях и коже. На его долю приходится треть общего белка вашего тела и три четверти сухого веса вашей кожи. Но коллаген, содержащийся в добавках, не совсем похож на коллаген в вашем теле. Он был разбит, чтобы сделать его более удобоваримым.

Гидролиз, или процесс, при котором коллаген превращается в гидролизованный коллаген, представляет собой химический процесс, при котором белки расщепляются на более мелкие части — аминокислоты или пептиды.Поэтому в мире пищевых добавок нередко можно увидеть, что метка «гидролизованный коллаген» используется взаимозаменяемо с «пептидами коллагена» — оба относятся к более легко растворимой форме белка коллагена.

Обычно гидролизованный коллаген доступен в Интернете и на полках магазинов в виде порошковых пищевых добавок.

Коллаген и здоровье кожи

Возможно, наибольшее количество исследований по добавлению коллагена и его потенциальной роли в вашем рационе было проведено по его влиянию на кожу.Как мы уже говорили, коллаген, естественно, составляет 75 процентов сухой массы вашей кожи. Так что это зависит от материала.

С возрастом коллаген в нашей коже разрушается. По оценкам, наши тела ежегодно вырабатывают в коже на один процент коллагена, начиная с двадцати лет. Эта деградация и снижение выработки коллагена являются основными причинами появления морщин, снижения эластичности кожи и тонкости кожи, связанных с возрастом.

В одном большом обзоре существующей научной литературы (который включал 11 клинических исследований с участием 805 пациентов, всего) было обнаружено, что добавление коллагена увеличивает гидратацию и эластичность кожи, одновременно повышая плотность коллагена.Исследователи пришли к выводу, что данные о гидролизованном коллагене являются «многообещающими» для использования при старении кожи.

Коллаген и здоровье суставов

Еще одно относительно большое количество исследований связано с добавлением гидролизованного коллагена к общему здоровью суставов у спортсменов.

В одном 24-недельном исследовании изучалось влияние добавок коллагена на физически активных спортсменов, которые страдают от боли в суставах из-за своего вида спорта. Исследователи обнаружили, что у спортсменов, принимающих гидролизованный коллаген, боль заметно меньше, чем у тех, кто принимает плацебо.

Коллаген и мышечная масса

Спросите своих товарищей по спортзалу, и они скажут вам: белок наращивает мышцы. Строит ли гидролизованный коллаген мышцы — это совсем другая тема. К счастью, по этой теме было проведено небольшое исследование.

Одно исследование пожилых мужчин показало, что тренировки с отягощениями с добавлением коллагена улучшают обезжиренную массу тела и мышечную силу по сравнению с плацебо. Другое исследование, проведенное на активных молодых мужчинах, показало аналогичные результаты: масса тела, масса без жира и мышечная сила были увеличены с 12-недельным ежедневным приемом 15 г пептидов коллагена.

И если вас интересует влияние коллагена на мышечную массу, это может вас заинтересовать: небольшая группа активных молодых мужчин получала 20 г пептидов коллагена в день, и через 48 часов после этого у них наблюдалось умеренное восстановление и улучшение мышечной болезненности. упражнения по сравнению с контрольной группой.

Коллаген и здоровье сердца

Коллаген естественным образом содержится в ваших кровеносных сосудах и гладкомышечных клетках, поэтому само собой разумеется, что он может играть роль в здоровье сердечно-сосудистой системы.Не совсем ясно, могут ли добавки коллагена напрямую влиять на здоровье сердца. Некоторые исследования начали изучать это, но определенно необходимы дополнительные исследования.

Коллаген и здоровье волос и ногтей

Коллаген в изобилии содержится в вашей коже и содержит важные аминокислоты, необходимые для развития здоровых волос. Однако нет убедительных научных доказательств того, что добавление коллагена может иметь прямое влияние на здоровье человеческих волос. Это не значит, что не может! Скорее, это означает, что исследования не проводились, чтобы доказать, что это возможно.Вы можете найти более подробную информацию в нашем руководстве по аминокислотам для роста волос.

Тем не менее, некоторые исследования подтверждают, что коллаген поддерживает здоровье ногтей. Например, это клиническое исследование показало, что добавление пептида коллагена увеличивало рост ногтей, улучшало ломкость ногтей и уменьшало ломкость ногтей после 24 недель приема.

Коллаген и потеря веса

Научных доказательств, что однозначно связывает коллаген с потерей веса, нет.

Производители обычно ссылаются на чувство насыщения как на метод, с помощью которого коллаген можно использовать в качестве инструмента управления весом.Как хороший источник белка, коллаген может гипотетически заменить другие, менее сытные и высококалорийные продукты, помогая при этом наращивать мышечную массу и сжигать жир.