آنزيم های غذايی در صنعت مرغداری(بخش دوم)

حالت های آنزيم هاي خارجي در صنعت طیور

آنزيم هاي خارجي  يكي از 3 حالت زير را دارند:

1-آنزيم هايي كه به سطح خارجي غشا سلولي متصل اند.

2-آنزيم هايي كه به خارج ياخته ترشح مي شوند.

3-آنزيم هايي كه به پليمرها حمله ور شده و تعدادي از واحدها را از يك انتهاي زنجير بر مي دارند.

حالت های آنزيم هاي داخلي در صنعت طیور

1- بسيار وابسته به سلول هستند و در محيط اطراف پراكنده نمي شوند و در سنتز ياخته اي و آزاد كردن انرژي از غذا ها كاربرد دارند.

2-آنزيم هايي كه اتصال داخلي يك زنجير پليمري را مي شكافند .

ويژگي های اختصاصی آنزيم های غذایی 

آنزيمها نسبت به ماهيت واكنشي كه انجام مي دهند و ماده يا مواد اوليه ايي كه بر آن اثر مي گذارند فوق العاده اختصاصي هستند .هر آنزيم در واكنش مربوط به خود ويژگي و تخصص دارد ويژگي بر اساس ساختمان سه بعدي خاصي به نام جايگاه فعال در مولكول آنزيم است .جايگاه فعال قسمتي از آنزيم است كه در سطح آن آنزيم و سوبسترا به يكديگر متصل مي شوند .

عملکرد ممانعت آنزيمي 

تاثير يك آنزيم ممكن است بواسطه حرارت ، الكل و تغييرات PH به ميزان زيادي كاهش يابد يا بطور كلي از بين برود.راه ديگر ممانعت آنزيمي جلوگيري از عمل جايگاه فعال آنزيم است .در مواردي ممكن است تركيبي كه از نظر ساختماني بسيار شبيه سوبسترا است به جايگاه فعال آنزيم متصل شده و بدين ترتيب از اتصال ماده اصلي جلوگيري نمايد .براي مثال فعاليت آنزيم سوكسنيك دهيدروژناز , بوسيله اسيد مالونيك كه از نظر ساختماني شبيه اسيد سوكسنيك است دچار وقفه مي شود.اين نوع جلوگيري از فعاليت آنزيم ممانعت رقابتي ناميده مي شود .

در ممانعت غير رقابتي عامل ممانعت كننده با جايگاه فعال سوبسترا رقابت نمي كند و در عوض به قسمت ديگري از آنزيم متصل شده و آنرا بدون اثر مي سازد.براي مثال سيانيد آنزيمهايي كه را  به عنوان كوفاكتور داراي يون آهن هستند بي اثر مي نمايد.همچنين جيوه به اتم گوگرد موجود در اسيد آمينه گوگرددار متصل شده و آنزيم حاوي اين اسيد آمينه را غير فعال مي سازد.در نوعي از ممانعت غير رقابتي تحت عنوان آلوستريك, عامل ممانعت كننده در مكاني بنام جايگاه آلوستريك به آنزيم متصل شده و به اين ترتيب در جايگاه فعال تغييراتي بوجود مي آورد و مانع اتصال سوبسترا مي شود.

فرآيند توليد آنزيم غذایی چگونه است ؟

آنزيمها عمدتا با كمك ميكروارگانيسم ها بويژه قارچها توليد مي شوند.به طوري كه جداسازي آنزيمها از گياهان يا دامها از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نيست.علاوه بر اين ميكروبها قادرند طيف بسيار وسيعي از آنزيمهاي هيدروليتيك را توليد نمايند كه دامها نمي توانند مقادير زيادي از آنها را به تنهايي ايجاد كنند .از آنجاييكه بسياري از ميكروبها براي زندگي در شرايط بسيار سخت از نظر دما ، PH و اسمولاريته تطابق يافته اند ، آنزيمهاي ميكروبي غالبا از اين لحاظ از آنزيمهاي حاصل از گياهان و دامها مقاومتر هستند.علاوه بر اين فرآورده هاي حاصل از آنزيم ميكروبي را بهتر مي توان استاندارد نمود كه اين امر نيز مزيت ديگري است.فقط سويه هاي از قارچها و باكتريها قادرند سريعا تكثير يافته و تحت شرايط توليد صنعتي از توليد بالايي برخوردار باشند به منظور توليد آنزيم به كار گرفته مي شوند .

سويه هاي مناسب از جمعيت وحشي انتخاب شده و يا اطلاعات ژنتيكي براي توليد آنزيمهاي مشخص با استفاده از علم مهندسي ژنتيك به سويه هاي مناسب براي توليد آنزيم اتصال داده مي شود .سويه هايي كه مورد توجه خاص هستند آنهايي هستند كه با استفاده از محيط غذايي اختصاصي فراهم شده آنزيم مورد نظر را در حداكثر مقدار ممكن توليد مي كنند .امروزه مهندسي ژنتيك دانشمندان را قادر ساخته است كه در عين توليد , منايع با ارزش موجود را نيز حفظ نمايند .براي يافتن سويه مناسب بايد صدها نوع سويه با روشهاي غربالگري اختصاصي مورد آزمايش قرار گيرند .گزينش ميكروارگانيسم مناسب از اهميت خاصي برخوردار است چرا كه در صورت انتخاب صحيح در انتهاي روند سنتز مقدار زيادي آنزيم خواهيم داشت كه البته تركيب ؟ نيز در اين ميان نقش تعيين كننده ايي دارد.براي مثال وجود نشاسته در برخي سويه ها موجب توليد آميلاز و حضوركازيين يا آلبومين موجب ايجاد پروتئاز مي گردد.

بطور كلي استفاده از (Genetically Modified Organisems=GMO) در توليد آنزيم به منظور اهداف زير صورت مي پذيرد:

1-توليد بيشتر آنزيم

2-توليد آنزيم به خصوصيات بهبود يافته

3-بهبود خصوصيات زيست محيطي مانند كاهش منابع مورد مصرف وكاهش توليد فاضلاب

روش های توليد آنزيم ها

الف – روش سطحي

در اين روش كشت بر روي محيط غذايي خميري شكل با ايجاد سوراخ سطحي انجام مي پذيرد.پس از انجام روند تخمير مواد جامد هموژنيزه شده و رطوبت به 10 – 12 /0 مي رسد و سپس به پودر تبديل مي گردد.پودر حاصل بر عنوان آنزيم جهت مقاصد صنعتي به كار گرفته مي شود.در برخي موارد فرآوري محصول ناشي از تخمير ضروري است (اولترافيلتراسيون ، رسوب دهي و . . .)

ب-روش غير سطحي

بيشتر بكار گرفته مي شود.در اين روش ميكروارگانيسم در داخل محيط ريخته شده در اين روش تركيب محيط غذايي ، PH و دما بهتر كنترل شده و امكان حفظ آلودگي خارجي كاهش مي يابد.

به طور كلي براي توليد آنزيمهاي اختصاصي محيط هاي كشت خالص از سويه هاي برگزيده ميكروبها مورد استفاده قرار مي گيرند.مواد طبيعي مانند نشاسته و ملاس (منبع كربن ,نيتروژن , مواد معدني وآب)همچنين كنترل ميكروبيولوژيك و پارامترهاي شيميايي و فيزيكي ضروري است.

مراحل توليد آنزيم

الف – تخمير

در يك محيط كاملا استريل انجام مي پذيرد

1-تكثير:از سلولهاي مادر و اصلي آغاز و در محوله هاي متوالي ادامه مي يابد تا مقدار مطلوبي از بيوماس توليد گردد.

2-القا : كنترل دقيق تمامي عوامل روند تخمير ( كيفيت و مقدار انرژي, نيتروژن , PH ، دما ، اكسيژن) آنزيمهاي مختلف توليد مي شود

ب-پس از تخمير

شامل جداسازي آنزيم از ساير اجزاي موجود

1-فيلتراسيون : با به كارگيري يك فيلتر فشاري بيوماس و ساير ذرات  موجود در سوسپانسيون حذف مي شوند.

2-تغليظ : در اين مرحله محلول پروتئيني فعال را تغليظ مي نمايند.

3-استاندارد سازي : محلول خالص تراكم پس از تجزيه و ارزيابي آنزيم بسته به نوع نياز به يكي از دو روش خشك و يامايع استاندارد مي شود :

خشك : از طريق اسپري بر روي كرير

مايع : مخلوط كردن با آب

طبقه بندي M.O توليد كننده آنزيم

انواع قارچها ، باكتريها و برخي مخمرها به عنوان M.O توليد كننده آنزيم به كار مي روند توليد آنزيم براي اين M.O ضروري است.سويه هايي كه به طور اختصاصي گزينش شده اند و يا GMO آنزيم بيشتري توليد مي نمايند.طبق توافقنامه بوداپست تمامي سويه هاي به كارگرفته شده براي توليد آنزيم بايد در يك بانك سويه هاي تاييد شده نگهداري شود.پيش از صدور تاييد به مصرف آنزيم به عنوان يك ماده افزودني غذايي بايد نام بانك ، محل آن ، شماره مرجع نگهداري و همچنين كليه مشخصات مورد نياز جهت شناسايي سويه به مقامات ناظر ارايه گردد.

قارچها عمده ترين توليد كننده آنزيم در ميان MO هستند.آسپرژيلوس ,پنيسيليوم و تريكودرما  از جمله مهمترين خانواده هاي موجود هستند.ازميان باكتريها باسيلوسيس ها , بويژه جهت آلفا آميلاز و پروتناز حائز اهميت هستند.

شكل 1 – نمودار مراحل توليد آنزيم ها

برای مشاهده ادامه مطالب ( آنزيم های غذايی بخش سوم ) کلیک کنید.

منابع مورد استفاده جهت دسترسي به اطلاعات بيشتر

1. افشار ، نادر ، رجب ، ابوالفضل ، 1379 ، “كاربرد آنزيمها در تغذيه طيور” انتشارات نور بخش
2. فاطمي ، حسن ،‌ 1378 ،” شيمي مواد غذايي” ، شركت سهامي انتشار
3. فرزامي ، بيژن ، 1368 ،” آنز يم ها” ، انتشارات بخش فرهنگي دفتر مركزي جهاد كشاورزي قنبرزاده ، بابك ، 1378 “شيمي مواد غذايي” ، نشر پارس نگار

• Amylase, Alpha ,http://www.worthington-biochem.com/manual
• Amylase, Beta, http://www.worthington-biochem.com/manual
• Better Bread with New Enzyme, http: // www.danisco.com/press
• Eating Smart — Kiwi Capers, http://cancerresourcecenter .com/ articles/
• Enzyme  Preparation,http://vm.cfsan.fda.gov/~dms/opa-cg7.html
• Food Enzyme Deficiencies:The Hidden Causes of Chronic Complaints, http://www.loomisenzymes.com/
• Naturally Occurring Ribozymes , http://www.ribs.org/biosciencelibrary/
• Properties of Actinidin, http://www.food-allergens.de/symposium-vol1(1)/data/kiwi/actc1.htm
• The Food Enzyme Concept, http://home.istar.ca/~collins /enzyme article

گرد آورنده : گروه مترجم ایران سهند