Żvilupp ta 'approċċ ta' idroliżi tal-proteini biex jiżdiedu l-benefiċċji nutrittivi ta 'laħam u ħut ippreparati friski.
Dokument ta' appoġġ xjentifiku minn Dr Adrian Hewson-Hughes | Konsulent dwar in-Nutrizzjoni, is-Sigurtà fl-Ikel u l-Innovazzjoni, GA Pet Food Partners.
Introduzzjoni.
Il-kontenut ta 'proteini ta' l-annimali huwa stabbilit sew bħala l-essenza ta 'ikel ta' kwalità premium għall-klieb u l-qtates, u ħafna sidien ta 'annimali domestiċi jirrikonoxxu li l-qawl "kwalità fuq kwantità" japplika hawn. Skont il-kumpanija tar-riċerka tas-suq Mintel, 59% tas-sidien tal-qtates u 57% tas-sidien tal-klieb jgħidu li l-kwalità tal-laħam hija aktar importanti mill-kontenut ġenerali tal-laħam fl-ikel għall-annimali domestiċi. (MINTEL, 2017).
GA Pet Food Partners ilha tirrikonoxxi dan. Sa mill-introduzzjoni ta Freshtrusion®, GA mexxa t-triq fl-iżvilupp u l-manifattura ta 'dieti li fihom ammonti dejjem jiżdiedu ta' sorsi ta 'proteini tal-laħam u tal-ħut ippreparati friski. Il-benefiċċji tal-użu ta’ sorsi ta’ laħam u ħut frisk fuq ikliet ta’ laħam u ħut imnixxef, imdewweb, inkluż togħma aħjar u diġestibbiltà akbar, huma apprezzati sew kemm mill-annimali domestiċi kif ukoll mis-sidien tagħhom.
Nistinkaw biex noffru lill-Imsieħba tagħna prodotti saħansitra aħjar.
Is-suq tal-ikel għall-annimali domestiċi huwa dinamiku ħafna u filwaqt li jenfasizza l-proporzjon għoli eżatt ta 'laħam/ħut/tjur fil-prodotti huwa pass għaqli, din qed issir aspettattiva bażi aktar milli l-kwalità mixtieqa għal dawn il-prodotti mis-sidien tal-annimali domestiċi. Hawnhekk fil-GA, qed nistinkaw kontinwament għal modi kif noffru lill-Imsieħba prodotti saħansitra aħjar, u huwa għalhekk li bdejna li nagħmlu dak li jidher impossibbli - noħorġu b'mod kif insajru l-ingredjenti tal-laħam u tal-ħut frisk tagħna biex tagħmilhom saħansitra aħjar għall-annimali domestiċi. .
L-idea hija li nżidu l-valur nutrittiv tal-proteina fl-ingredjenti tal-laħam u tal-ħut frisk tagħna billi nikkonverti l-proteina f'peptidi żgħar, li jiġu assorbiti aktar faċilment mill-annimali domestiċi li jiekluha (aħna qed insejħuha 'HDP' - Highly Digestible Protein). Biex tgħinna f’din it-tfittxija, identifikajna esperti f’Nofima, istitut ta’ riċerka ewlieni għar-riċerka tal-ikel applikata bbażat fin-Norveġja, biex jottimizzaw il-kundizzjonijiet għad-diġestjoni enżimatika ta’ materja prima magħżula tal-laħam u l-ħut u janalizzawhom biex nuru li nistgħu niksbu dak li ridna. .
Diġestjoni tal-proteini - magħrufa wkoll bħala Proteolysis jew Hydrolysis
Il-proteini huma molekuli kbar magħmulin minn 'blokki tal-bini' individwali msejħa aċidi amminiċi. Wara li tiekol ikel li fih il-proteini, il-proċess ta 'proteolysis jibda hekk kif l-enzimi rilaxxati f'partijiet differenti tal-passaġġ gastrointestinali jkissruh f'aċidi amminiċi u peptidi żgħar. Dan jippermetti li dawn il-blokki tal-bini jiġu assorbiti fil-ġisem, fejn jistgħu jiġu kkombinati mill-ġdid biex jinbnew proteini ġodda (bħal muskoli, ġilda, xagħar, antikorpi, enżimi, ormoni, eċċ.).
Huwa wkoll possibbli li s-sorsi tal-proteini jgħaddu minn proċess ta' proteoliżi enżimatika kkontrollata bħala parti mill-preparazzjoni tagħhom għall-inklużjoni f'ikel manifatturat u prodotti nutrittivi. Pereżempju, l-idrolisati tal-proteini intużaw għal għexieren ta 'snin fin-nutrizzjoni tal-bniedem, l-aktar fil-produzzjoni ta' formuli ipoallerġeniċi tal-ħalib tat-trabi għal trabi/tfal allerġiċi għall-proteina tal-ħalib tal-baqra.
Idroliżi Enżimatika jew Kimika
L-idroliżi tal-proteini - it-tkissir ta 'rabtiet peptidi li jgħaqqdu l-aċidi amminiċi flimkien permezz taż-żieda tal-ilma - tista' tinkiseb b'metodi differenti: kimikament bl-użu ta 'aċidi jew bażijiet (alkalini) jew enżimatikament (l-approċċ li qed niffukaw fuqu). Filwaqt li l-metodi ta 'idroliżi aċiduża u alkalina tal-proteini joffru l-vantaġġ ta' spiża baxxa, hemm konsegwenzi negattivi f'termini tal-kwalità nutrittiva tal-idrolisati prodotti. L-idroliżi tal-aċidu tirriżulta f'qerda sħiħa tal-amino acid essenzjali triptofan, kif ukoll telf parzjali ta' methionine, cystine u cysteine (Pasupuleki & Braun, 2010). Bl-istess mod, l-idroliżi alkalina tirriżulta fil-qerda sħiħa tal-biċċa l-kbira tal-aċidi amminiċi, għalkemm it-triptofan jista 'jgħix intatt. (Dai, et al., 2014), (Hou, et al., 2017).
Meta mqabbel ma 'l-idroliżi aċiduża u alkalina, il-vantaġġi ewlenin ta' l-idroliżi enżimatika tal-proteini huma:
- Il-kundizzjonijiet tal-idroliżi bħat-temperatura u l-pH huma ħfief u ma jirriżultawx f'ebda telf magħruf ta 'aċidi amminiċi.
- L-użu ta 'enżima(i) tal-protease huwa aktar speċifiku u preċiż fil-kontroll tal-firxa tal-idroliżi u d-daqs tal-peptidi.
- L-ammonti żgħar ta' enzimi użati jistgħu jiġu diżattivati faċilment (eż., tisħin għal 80 – 85ºC għal mill-inqas 3 minuti) biex titwaqqaf ir-reazzjoni ta' l-idroliżi. (Hou, et al., 2017).
Benefiċċji nutrizzjonali ta 'proteina idrolizzata enżimatikament: diġestibbiltà tal-proteini u assorbiment.
Minbarra l-metodu ta 'idroliżi tal-proteini użat, kif deskritt qabel, il-valur nutrittiv tal-idrolisati tal-proteini jiddependi fuq il-kompożizzjoni ta' aċidi amminiċi ħielsa, peptidi żgħar (tipikament di- u tri-peptidi) u peptidi kbar preżenti. Storikament kien maħsub li aċidi amminiċi ħielsa biss ġew assorbiti mill-passaġġ gastrointestinali minn trasportaturi speċifiċi ta 'aċidu amminiku. Dan iseħħ, iżda issa huwa rikonoxxut li l-maġġoranza tal-aċidi amminiċi huma assorbiti bħala di- u tri-peptidi mit-trasportatur tal-peptidi b'ispeċifiċità wiesgħa PepT1 (Fei, et al., 1994). PepT1 jista’ potenzjalment jittrasporta l-400 di-peptide u t-8,000 tri-peptide kollha li jirriżultaw mill-kombinazzjoni tal-20 aċidu amminiku tad-dieta differenti. (Daniel, 2004). Għalhekk ikun mistenni li l-inġestjoni ta 'idrolizzat ta' proteina li jkun fih proporzjonijiet għoljin ta 'di- u tri-peptidi jiffaċilita d-diġestjoni u l-assorbiment tal-proteini, li jirriżulta f'żieda fid-diġestibilità u l-bijodisponibilità ta' amino acid.
B'mod ċar, li jiġu stabbiliti l-aħjar kundizzjonijiet ta 'enżima u idroliżi huwa kritiku biex tkun tista' toħloq idrolisati ta 'proteini bil-profili tad-daqs finali tal-peptidi mixtieqa. Id-distribuzzjoni tad-daqs tal-peptidi tista' tiġi determinata bl-użu ta' teknika msejħa kromatografija ta' esklużjoni tad-daqs. Il-kromatografija ta' esklużjoni tad-daqs (SEC) hija teknika tal-kimika analitika li fiha taħlitiet ta' molekuli (bħal proteini jew peptidi) maħlula f'soluzzjoni huma separati bid-daqs tagħhom (kif deskritt fil-figura 1).
IL-figura 1. Ħarsa ġenerali sempliċi tas-separazzjoni ta 'molekuli ta' daqsijiet differenti f'soluzzjoni mill-kromatografija ta 'esklużjoni tad-daqs (SEC). Is-soluzzjoni hija applikata għal kolonna li hija ppakkjata b'reżina ta 'żibeġ sferiċi porużi (sferi griżi). Molekuli kbar (ċrieki ħomor) mhux se jkunu jistgħu jidħlu fil-pori (toqob) taż-żibeġ u għalhekk jgħaddu 'l isfel mill-kolonna relattivament malajr u jiġu skoperti l-ewwel. Molekuli iżgħar fil-kampjun jistgħu jidħlu fil-pori fi gradi differenti skont id-daqs tagħhom. Molekuli 'ta' daqs medju' (ċrieki ħodor) se jkunu jistgħu jidħlu f'xi żibeġ iżda mhux oħrajn u għalhekk se jieħdu aktar żmien biex jgħaddu mill-kolonna, filwaqt li l-iżgħar molekuli (ċrieki blu) se jkunu jistgħu jidħlu fil-pori kollha u jieħdu l-itwal li jgħaddi mill-kolonna.
Metodi
Materja prima – Kampjuni friski ta' karkassa tat-tiġieġ, karkassa tal-papra u frejms tas-salamun ġew imnaqqsa fid-daqs, omoġenizzati f'pejst oħxon u ffriżati. Fwied tal-ħaruf frisk kien iffriżat sħiħ. Il-materjali ntbagħtu lil Nofima, Ås, in-Norveġja, għal proteolysis u analiżi.
Proteoliżi – Għal kull materja prima (tiġieġ, papra, salamun u ħaruf), kampjun ta '500g tħallat ma' 990ml ilma distillat f'reċipjent ta 'reazzjoni tal-ħġieġ u mħawwad f'300rpm. Għal kull materja prima, tliet enzimi protease differenti ġew ittestjati f'żewġ konċentrazzjonijiet differenti u żewġ punti ta 'żmien li rriżultaw fi 48 kampjun idrolizzat għall-analiżi.
Kromatografija ta' Esklużjoni ta' Daqs – Id-distribuzzjoni tal-piż molekulari tal-frazzjoni tal-proteina li tinħall fl-ilma tal-idrolisati ġiet iddeterminata bil-kromatografija tal-esklużjoni tad-daqs bl-użu ta 'sistema ta' kromatografija likwida ta 'prestazzjoni għolja (HPLC) Shimadzu LC-20AT b'ditekter ta' firxa ta 'fotodiodi (SPD M20A) issettjat f'214nm.
Kontenut tal-peptidi tal-kollaġen – Hydroxyproline huwa aċidu amminiku modifikat, li l-preżenza tiegħu hija prinċipalment limitata għall-kollaġen. Il-kontenut ta 'hydroxyproline fl-idrolisati tal-proteini jista' jintuża bħala miżura indiretta tal-ammont ta 'peptidi tal-collagen/collagen preżenti. Analiżi sħiħa ta 'aċidu amminiku (inkluż hydroxyproline) ta' kull materja prima twettqet minn Nofima Biolab; barra minn hekk, il-kontenut ta 'hydroxyproline ġie determinat f'laboratorju akkreditat (ALS, Norveġja) fil-frazzjoni li tinħall fl-ilma ta' l-idrolisati.
Riżultati
Distribuzzjoni tad-Daqs tal-Peptidi ta' Idrolisati – B'mod ġenerali, għal kull enzima ttestjata, l-inkubazzjoni ta' kull materja prima bil-konċentrazzjoni ogħla ta' enzima u għal tul ta' żmien itwal irriżulta f'bidla 'benefiċjarja' fil-profil tad-daqs tal-peptidi tal-idrolisati (jiġifieri żieda fil-proporzjon ta' peptidi iżgħar ). Dan huwa enfasizzat fil-Figura 2, li turi riżultati għal kull materja prima bl-użu tal-“aħjar” enzima f’konċentrazzjoni u tul “mhux ottimali” meta mqabbla ma’ konċentrazzjoni u tul ta’ żmien “ottimali”. B'kundizzjonijiet ottimizzati, sibna li 100% tal-peptidi kienu ≤3 kDa, u aktar minn 75% kienu < 0.5 kDa (Figura 2).
Ibbażat fuq l-evidenza kollettiva ta’ diversi studji f’numru ta’ speċi (eż. far, ħanżir, kelb, bniedem; ara (Zhangi & Matthews, 2010) għal ħarsa ġenerali, huwa ġeneralment aċċettat sew li:
- L-assorbiment tal-peptidi huwa aħjar meta mqabbel ma 'proteina intatta.
- L-assorbiment tal-peptidi huwa aħjar minn aċidi amminiċi ħielsa.
- L-assorbiment ta 'peptidi żgħar huwa aħjar minn ta' peptidi kbar.
Fiżjoloġikament, il-maġġoranza tal-aċidi amminiċi huma assorbiti bħala peptidi żgħar li jikkonsistu minn 2 jew 3 aċidi amminiċi magħqudin flimkien (di- u tri-peptidi, rispettivament). Għalhekk ikun mistenni li l-inġestjoni ta 'idrolizzat ta' proteina li jkun fih proporzjonijiet għoljin ta 'di- u tri-peptidi jiffaċilita d-diġestjoni u l-assorbiment tal-proteini, li jirriżulta f'żieda fid-diġestibilità u l-bijodisponibilità ta' amino acid. Il-piż molekulari medju ta 'aċidu amminiku huwa 110 Daltons (Da), għalhekk di- u tri-peptidi jkollhom piż molekulari ta' madwar 220-330 Da (0.2-0.3 kDa). Ir-riżultati tagħna fil-kisba ta 'idrolisati tal-proteini b'aktar minn 75% ta' peptidi iżgħar minn 0.5 kDa (jiġifieri sa ~ 5 aċidi amminiċi) ifisser li l-proteina fil-ksibijiet tagħna tkun diġeribbli ħafna u faċilment assorbita mill-annimali domestiċi li jiekluha. Huwa ppjanat li dan jintwera permezz ta 'studju dwar l-għalf b'kollaborazzjoni mal-Fakultà tal-Mediċina Veterinarja, l-Università ta' Ghent.
Barra minn hekk, il-kisba ta '100% ta' peptidi ta '3 kDa jew iżgħar inaqqas ir-riskju li tiskatta reazzjoni allerġika għas-sorsi tal-proteini u għalhekk tista' titqies ipoallerġenika.
Figura 2.
Distribuzzjoni tad-daqs (kDa) ta' peptidi fil-fażi ta' l-ilma ta' idrolisati ta' kull materja prima inkubata bl-istess enzima taħt kondizzjonijiet 'mhux ottimizzati' u 'ottimizzati' f'termini ta' konċentrazzjoni ta' enżimi u tul ta' idroliżi. Innota b'mod partikolari kif il-perċentwal ta' peptidi bejn 1.0-3.0 kDa jonqos u peptidi <0.5 kDa jiżdiedu, li jimxu minn kundizzjonijiet "mhux ottimizzati" għal "ottimizzati".
Kontenut tal-peptidi tal-kollaġen
Għal kull materja prima ttestjata, l-enzimi A u C għamlu 'aħjar' b'mod ġenerali (f'termini ta' rkupru ta' perċentwal akbar ta' idrossiprolina fil-fażi tal-ilma tal-idrolisati) mill-enzima B meta tqabbel tul ta' żmien partikolari ta' idroliżi u konċentrazzjoni tal-enżimi (eż. ara riżultati għas-salamun fil-figura 3).
Peress li l-proteina tal-kollaġen 'intatta' mhijiex solubbli fl-ilma, il-preżenza ta' hydroxyproline (il-markatur tagħna ta' 'kollaġen') fil-fażi tal-ilma tindika li l-proteina tal-kollaġen ġiet diġerita f'peptidi tal-kollaġen (li huma solubbli fl-ilma). Ir-riżultati tagħna juru li aħna kapaċi nużaw proteolysis enżimatika biex noħolqu materja prima li kapaċi ġġib benefiċċji funzjonali potenzjali bħall-appoġġ għas-saħħa tal-ġogi, is-saħħa tal-ġilda u s-saħħa tal-imsaren permezz tal-peptidi tal-kollaġen preżenti fihom.
IL-figura 3. Perċentwal ta' hydroxyproline (aċidu amminiku misjub kważi esklussivament fil-kollaġen) irkuprat fil-fażi tal-ilma tas-salamun idrolizzat bi tliet enzimi differenti (A, B jew C) inkubati mal-materja prima (salamun) f'żewġ konċentrazzjonijiet differenti (C1 jew C2) għal żewġ perjodi ta’ żmien differenti (T1 jew T2).
konklużjoni
Dawn ir-riżultati pożittivi jippreżentaw opportunitajiet biex jinkiseb valur żejjed mill-preżenza naturali tal-kollaġen f'ċerti materja prima billi jinħolqu peptidi tal-kollaġen bil-potenzjal li jwasslu benefiċċji funzjonali bħaż-żamma ta' ġonot b'saħħithom f'annimali domestiċi attivi u t-titjib tal-mobilità u l-flessibilità tal-ġogi f'annimali domestiċi anzjani, għal eżempju.
Bil-persentaġġ għoli (>75%) ta' peptidi żgħar (<0.5kDa) prodotti taħt kundizzjonijiet 'ottimizzati' bbażati fuq din ir-riċerka, l-ewwel parti ta' tagħna HDP jintlaħaq l-għan. Il-pass importanti li jmiss huwa li nuru li l-kibble magħmul b'dan l-HDP huwa tabilħaqq aktar diġestibbli u bijodisponibbli mill-prodotti eżistenti tagħna ppreparati friski - aħna okkupati nagħmlu dan fi studju dwar l-għalf mal- Università ta 'Ghent Skola tal-veterinarju. Ara dan l-ispazju!
Referenzi
- Cave, N., 2006. Id-dieti tal-proteini idrolizzati għall-klieb u l-qtates. Kliniki Veterinarji Prattika ta 'Annimali Żgħar, Volum 36, pp. 1251-1268.
- Dai, Z., Wu, Z., Jia, S. & Wu, G., 2014. Analiżi tal-kompożizzjoni tal-aċidu amminiku fil-proteini ta 'tessuti tal-annimali u ikel bħala derivattivi ta' o-phthaldialdehyde pre-kolonna permezz ta 'HPLC b'detezzjoni ta' fluworexxenza .. J Kromatografija B, Volum 964, pp. 116-127.
- Daniel, H., 2004. Fiżjoloġija molekulari u integrattiva tat-trasport tal-peptidi intestinali .. Reviżjoni Annwali tal-Fiżjoloġija, Volum 66, pp. 361-384.
- Fei, Y. et al., 1994. Klonazzjoni ta 'espressjoni ta' trasportatur ta 'oligopeptide akkoppjat ma' protoni mammiferi .. Natura, Volum 7, pp. 563-566.
- Hanaoka, K. et al., 2019. Karatterizzazzjoni ta 'proteini u peptidi piż molekulari matul il-manifattura ta' palatants ta 'ikel għall-annimali domestiċi. [Online] Disponibbli fuq: https://www.diana-petfood.com/emea-en/publications/
- Hou, Y. et al., 2017. Idroysates tal-proteini fin-nutrizzjoni tal-annimali: Produzzjoni industrijali, peptidi bijoattivi, u sinifikat funzjonali. Ġurnal tax-Xjenza tal-Annimali u l-Bijoteknoloġija, pp. 24-36.
- Kavallieri, R., 1985. Ipproċessar u evalwazzjoni ta 'idrolisati tal-proteini. Fi: Nutrizzjoni għal Bżonnijiet Speċjali. New York: Marcel Dekker, pp. 105-115.
- MINTEL, 2017. Trasparenza akbar f’termini ta’ proteina fl-ikel għall-annimali domestiċi, sl: RAPPORTI MINTEL.
- Pasupuleki, VK, Braun, S, 2010. Manifattura ta' l-aktar avvanzata ta' idrolisati tal-proteini. Fi: Protein Hydrolysates in Biotechnology. New York: Springer, pp. 11-32.
- Zhangi, B. & Matthews, J., 2010. Importanza fiżjoloġika u mekkaniżmi ta 'assorbiment ta' idrolizzat tal-proteini. Fi: Protein Hydrolysates in Biotechnology. New York: Springer, pp. 135-177.