كيف يتم إنتاج ببتيد البروتين النباتي؟

ما وراء المستحضرات الصيدلانية الحيوية | الأسئلة الشائعة حول ببتيدات البروتين النباتي

إجابة مختصرة:يُنتَج ببتيد البروتين النباتي عن طريق التحلل الإنزيمي المُتحكَّم به. يُوزَّع بروتين نباتي معزول في الماء، ويُضاف إليه إنزيم بروتياز غذائي عند درجة حموضة ودرجة حرارة ووقت مُحدَّدين، ويتوقف التفاعل عند الوصول إلى درجة التحلل المطلوبة. بعد ذلك، يُصفَّى المحلول، ويُنقَّى من حيث اللون والطعم عند الحاجة، ويُركَّز، ويُجفَّف بالرش ليُصبح مسحوقًا مُحدَّدًا بدرجة التحلل وتوزيع الوزن الجزيئي.

الخطوة 1: تحضير المواد الأولية البروتينية

تبدأ العملية بعزل بروتين نباتي، أو في بعض الحالات، بمركز بروتين. وتؤثر جودة المادة الخام بشكل كبير على النتيجة النهائية: إذ تنتقل الزيوت المتبقية والألياف والنشا والفيتات والصبغات إلى الببتيد وتظهر لاحقًا على شكل عكارة أو لون أو شوائب أو رماد. يُوزّع البروتين المعزول في الماء بنسبة مواد صلبة مضبوطة لضمان وصول الإنزيم إلى الركيزة باستمرار، ويُضبط الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة للمحلول المعلق بما يتناسب مع الإنزيم المُختار.

الخطوة الثانية: اختيار نظام الإنزيم

تُجرى عملية التحلل المائي باستخدام بروتيازات غذائية، وعادةً ما تكون عبارة عن مستحضر إنزيمي مُحدد بدلاً من إنزيم واحد مُنقّى. تعمل الإندوببتيدازات على قطع الروابط داخل سلسلة البروتين وخفض الوزن الجزيئي بسرعة؛ بينما تعمل الإكسوببتيدازات من نهايات السلسلة وتنزع الأحماض الأمينية الطرفية، وهي طريقة شائعة لتقليل المرارة. تُستخدم الخلطات للوصول إلى توزيع الوزن الجزيئي المستهدف مع الحفاظ على مذاق مقبول، ويجب الإعلان عن مستحضر الإنزيم ونشاطه وحامله والتحكم فيها تمامًا مثل أي مادة مساعدة أخرى في عملية التصنيع.

الخطوة 3: التحكم في التفاعل

تُعدّ درجة الحموضة، ودرجة الحرارة، ونسبة الإنزيم إلى الركيزة، والوقت، العناصر الأربعة الأساسية. تُضبط درجة الحرارة ودرجة الحموضة عند المستوى الأمثل للمستحضر المُختار، بينما تُحدد جرعة الإنزيم ووقت التفاعل مدى تقدم عملية التحلل المائي. يُتابع تقدم العملية، غالبًا عن طريق تثبيت درجة الحموضة باستخدام قاعدة، وتحويل القاعدة المُستهلكة إلى قيمة درجة التحلل المائي، ويتم إيقاف العملية عند الوصول إلى النتيجة المستهدفة بدلًا من وقت محدد.

الخطوة الرابعة: إيقاف التفاعل وإزالة المواد الصلبة

يُوقف التفاعل بالتسخين لتعطيل الإنزيم، وفي بعض العمليات بتغيير درجة الحموضة. ثم تُزال المواد غير الذائبة بالطرد المركزي أو الترشيح أو كليهما، لأن أي مواد صلبة متبقية في المحلول ستظهر كترسبات في المسحوق النهائي. في هذه الخطوة أيضاً، تُحدد العملية مدى نقاء محلول الببتيد في المشروب الصافي.

الخطوة الخامسة: تحسين اللون والرائحة والمذاق

تُعالج العديد من الببتيدات النباتية قبل تجفيفها. تعمل المواد الماصة والكربون المنشط على تقليل اللون وبعض النكهات المُرّة والفولية، بينما تفصل عمليات الترشيح الغشائي، مثل الترشيح الفائق، أجزاء الوزن الجزيئي وتزيل الأملاح، ويمكن لخطوة التسخين أو التفريغ المُتحكم بها إزالة النكهات غير المرغوبة المتطايرة. يُعدّ إزالة المرارة قرارًا تصميميًا: فهو يزيد التكلفة وقد يُغيّر من خصائص الوزن الجزيئي، لذا ينبغي تحديده بناءً على هدف حسي مُعين بدلاً من تطبيقه تلقائيًا.

الخطوة السادسة: التركيز والتجفيف

يُركّز السائل المكرر بالتبخير أو التناضح العكسي إلى مستوى عملي من المواد الصلبة، ثم يُجفف بالرش. وتحدد درجة حرارة المدخل والمخرج، ومعدل التغذية، ودرجة التذرية حجم الجسيمات، والكثافة الظاهرية، وسلوك إعادة تكوين المسحوق. يُنتج المجفف المُدار جيدًا مسحوقًا انسيابيًا يذوب دون تكتلات؛ بينما يُنتج المجفف المُدار بشكل سيئ غبارًا ناعمًا، أو تكتلات، أو ترطيبًا بطيئًا.

التحلل الإنزيمي مقابل التحلل الحمضي

يُعدّ التحلل الإنزيمي الطريقة القياسية لإنتاج الببتيدات الغذائية، لأنه يعمل في ظروف معتدلة، ويحافظ على تركيب الأحماض الأمينية سليماً إلى حد كبير، ويتيح ضبط درجة التحلل. أما التحلل الحمضي فهو أكثر قسوة: إذ يتطلب حمضاً قوياً وحرارة عالية، وينتج عنه كمية كبيرة من الأملاح عند معادلته، وقد يُتلف أو يُحوّل بعض الأحماض الأمينية، لذا يُستخدم في أنواع محددة من المُحللات التقنية بدلاً من المنتجات التي تُعدّ فيها النكهة والقيمة الغذائية معاً أمراً بالغ الأهمية.

ما الذي تتحكم فيه العملية، وما الذي لا تتحكم فيه

تُغير عملية التحلل المائي طول السلسلة، لا تركيب الأحماض الأمينية في المصدر، لذا فإن جودة البروتين في المادة الأولية تنتقل إلى حد كبير إلى الببتيد. وتتحكم هذه العملية في الذوبانية، والصفاء، واللزوجة، والسلوك الحراري، واللون، والرماد، والمرارة. يُصدر لكل دفعة عادةً شهادة تحليل تتضمن محتوى البروتين مع ذكر معامل تحويل النيتروجين، ودرجة التحلل المائي، وتوزيع الوزن الجزيئي، والذوبانية، ودرجة الحموضة، والرطوبة، والرماد، والمعادن الثقيلة، والحدود الميكروبيولوجية، وبيان مسببات الحساسية. يجب دائمًا التأكد من النطاقات والأساليب المقبولة بالرجوع إلى شهادة المورد واللوائح المعمول بها حاليًا.

قراءات ذات صلة

يرىماذا تعني درجة التحلل المائي؟،نطاق الوزن الجزيئي للببتيدات النباتيةوكيف يختلف الببتيد، والمحلول المائي، والمعزول.