Was ist der Hydrolysegrad (DH) und warum ist er wichtig?

Beyond Biopharma | Häufig gestellte Fragen zu pflanzlichen Proteinpeptiden

Kurze Antwort:Der Hydrolysegrad (DH) gibt den Prozentsatz der Peptidbindungen in einem Protein an, die während der Hydrolyse gespalten wurden. Er ist die wichtigste Kennzahl in der Peptidspezifikation, da er den Reaktionsfortschritt dokumentiert und mit Löslichkeit, Molekulargewichtsverteilung, Osmolalität und – über eine bekannte glockenförmige Beziehung – Bitterkeit korreliert. Da er allein keine Aussage darüber trifft, welche Bindungen gespalten wurden, muss die verwendete Messmethode angegeben werden.

Wie DH berechnet und gemessen wird

Der Hydrolysegrad (DH) ist das Verhältnis der Anzahl hydrolysierter Peptidbindungen zur Gesamtzahl der Peptidbindungen im Ausgangsprotein, ausgedrückt als Prozentsatz. Die Gesamtzahl wird anhand der Aminosäurezusammensetzung und des Proteingehalts des Ausgangsmaterials geschätzt, daher ist der DH ein berechneter und kein direkt gemessener Wert. In der Praxis wird er durch Messung der neu gebildeten terminalen Gruppen oder der bei der Spaltung von Bindungen freigesetzten Protonen bestimmt: kolorimetrische Methoden mit Reagenzien wie OPA oder TNBS an einer entnommenen Probe, pH-Stat-Titration während der Reaktion oder titrimetrische Methoden im Nachhinein. Da jede Methode leicht unterschiedliche Aspekte erfasst, sind DH-Werte nur dann vergleichbar, wenn sie mit derselben Methode und auf derselben Berechnungsgrundlage ermittelt wurden.

Welche praktischen Auswirkungen hat eine höhere DH-Rate?

• Löslichkeit- mehr gespaltene Bindungen bedeuten kleinere, polarere Fragmente und eine bessere Kaltwasserlöslichkeit über einen breiteren pH-Bereich.
• Klarheit- Weniger große Fragmente verringern die Neigung zur Trübung oder Ablagerung in klaren Getränken.
• OsmolalitätKleinere Fragmente und freie Aminosäuren erhöhen die osmotische Belastung, was bei klinischen Getränken und Sportgetränken von Bedeutung ist.
• Schmecken- Bitterkeit und herzhafte Noten werden im Allgemeinen mit fortschreitender Hydrolyse schwieriger zu kontrollieren, es sei denn, das Enzymsystem und ein Entbitterungsschritt sind darauf ausgelegt.
• Restliches intaktes Protein- Der Anteil größerer Proteinbestandteile sinkt, was relevant ist, wenn ein Produkt auf reduzierten Restproteingehalt ausgelegt ist; das Ausmaß muss durch eine Analyse für die jeweilige Qualität überprüft werden.

Die Glockenkurve der Bitterkeit

Die Bitterkeit in Hydrolysaten wird klassischerweise als glockenförmige Funktion des Hydrolysegrades (DH) beschrieben. Bei niedrigem DH werden nur wenige Bindungen gespalten, sodass relativ wenige hydrophobe Bereiche freigelegt werden und das Produkt mild schmeckt. Die Bitterkeit steigt bis zu einem Maximum in der Mitte des Bereichs an, wo viele kurze hydrophobe Peptide vorliegen. Bei hohem DH wird das Material von sehr kleinen Peptiden und freien Aminosäuren dominiert, und die Bitterkeit nimmt oft wieder ab, wobei der Geschmack dann eher durch herzhafte und brühenartige Noten als durch echte Bitterkeit gekennzeichnet ist. Die Lage des Maximums hängt vom Protein und vom Enzym ab, daher ist die Kurve eher eine Richtlinie als eine feste Regel.

DH ist nicht dasselbe wie die Molekulargewichtsverteilung.

Der Deacetylierungsgrad (DH) gibt die Anzahl der gebrochenen Bindungen an; die Molekulargewichtsverteilung misst die Größe der resultierenden Ketten. Enzymspezifität und Fraktionierungsschritte können dazu führen, dass zwei Pflanzenpeptide denselben DH-Wert, aber unterschiedliche Verteilungen aufweisen. Daher kann sich ein Produkt mit gleichem DH-Wert im Anteil an Material über 3.000 Da unterscheiden – genau dieser Anteil verursacht Trübungen in klaren Getränken. Geben Sie beide Werte an und fragen Sie nach der jeweiligen Methode.

Richtwerte für DH-Bänder in der kommerziellen Nutzung

Diese Bereiche überschneiden sich in der Praxis und dienen lediglich als Richtwerte. Der geeignete Zielwert hängt von der Quelle, dem Enzymsystem, dem Format und dem Geschmacksbudget ab und sollte daher mit dem Lieferanten anhand eigener Anwendungsversuche festgelegt und in der Spezifikation bestätigt werden.

Wie man DH in eine Spezifikation schreibt

Geben Sie einen Zielbereich anstelle eines Einzelwertes an, nennen Sie die Analysemethode und die Berechnungsgrundlage und fügen Sie die zugehörige Molekulargewichtsverteilung und die Geschmacksanforderung hinzu, sodass alle drei Angaben zusammen betrachtet werden können. Vergleichen Sie niemals die DH-Werte verschiedener Lieferanten, ohne vorher zu prüfen, ob beide dieselbe Methode verwendet haben. Bestätigen Sie die Grenzwerte und Methoden anhand des Analysezertifikats des Lieferanten und der in Ihrem Markt geltenden Vorschriften.

Weiterführende Lektüre

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