آنزيم های غذايی در صنعت مرغداری(بخش اول)

تولید آنزیم ها به وسیله سلول های زنده

آنزيمها مواد آلي هستند كه به وسيله سلولهاي زنده توليد شده و بعنوان كاتاليست (كاتاليزور) واكنشهاي شيميايي بدن محسوب مي گردند . كاتاليست Catalyst ماده اي است كه در مقادير بسيار اندك توانايي افزايش سرعت انجام يك واكنش را دارا مي باشد و طي اين واكنش نه از بين مي رود و نه مصرف مي گردد. تا چند سال پيش اين چنين تصور مي گرديد كه تمامي آنزيم ها پروتئيني هستند , اما در سال 1989 سيدني آلتمن Sidney Altman از دانشگاه يل Yale و توماس سچ Thomas Cech  از دانشگاه كلراد و Colorado با كشف اين مطلب كه RNA نيز مي تواند واكنشهاي شيميايي خاصي را در سلول كاتاليز نمايد ، جايزه نوبل دريافت نمودند . اين گونه RNA را ريبوزيم Ribozyme نام نهاده اند . آنزيمها و كاتاليزورهاي غير آلي بغير از اختلاف ساختماني از اين نظر كه آنزيمها فقط يك واكنش شيميايي خاص را كاتاليز مي نمايند (ويژگي آنزيم) داراي اختلاف هستند.

نحوه تشکیل هولوآنزیم

بعضي از آنزيمها پروتئين خالص هستند اما بسياري از آنها متشكل از يك پروتئين متصل به ملكول غير پروتئيني بسيار كوچكتري بنام كوآنزيم Coenzyme هستند.كوآنزيم به هنگام احتياج با گرفتن  و از دست دادن اتمها قسمت پروتئيني آنزيم را كه آپوآنزيم Apoenzyme ناميده مي شوند كمك مي نمايد.مجموع اين دو قسمت يك آنزيم كامل را تشكيل مي دهند كه هولوآنزيم Holoenzyme  ناميده مي شود.

کوفاکتور چسیت ؟

يك ويتامين ممكن است بعنوان يك كوآنزيم عمل نمايد و يا قسمت اصلي يك كوآنزيم باشد.ويتامينها مواد آلي هستند كه بطور طبيعي به ميزان بسيار اندكي وجود دارند . اما بسيار تمامي سلولها ضروري هستند.ويتامينهايي كه بوسيله موجود يونهاي فلزي منيزيوم (Mg) و روي (Zn) نيز ممكن است جهت فعال نمودن برخي از آنزيمها مورد نياز باشند . چنين يونهاي بعنوان كوآنزيمهاي غير آلي يا كوفاكتور Cofactor ناميده مي شوند برخي مواقع هر دو كوفاكتور و كوآنزيم قبل از اينكه بعنوان كاتاليست عمل نمايند مورد نياز مي باشند.

آنزيمها چه بوسيله ميكروارگانيسم ها  توليد شوند چه بوسيله انسان و يا هر شكل ديگري از حيات داراي خصوصيات عمومي مشابه مي باشند.در حقيقت سلولهاي موجودات مختلف ممكن است حاوي آنزيمهاي مختلف مشابه باشند.براي مثال بسياري از واكنشهاي شيميايي كه در سلول مخمر اتفاق مي افتد مشابه به واكنشهاي يك سلول عضلاني آدمي است و بنابراين نتيجه گرفته مي شود كه اين واكنشها بوسيله آنزيمهاي مشابه اي كاتاليز مي شوند.

بیشتر بخوانید : مطالعه مقايسه‌ ای انواع مكملها در جیره طیور

تاريخچه آنزيم ها در صنعت مرغداری

هزاران سال است كه بشر از آنزيمها در بخش هاي مختلف توليد و نگهداري مواد غذايي استفاده كرده است بدون آنكه از ماهيت و ويژگي آنها اطلاع كافي داشته باشد به عنوان مثال در سنگ نبشته هاي مصر باستان توليد نوشابه هاي الكلي به شيوع سنتي و تخمير خمير نانوايي به نمايش در آمده است.

پاستور در سال 1857 نشان داد كه پديده تخمير با فعاليت مخمرهاي زنده مرتبط است.در سال 1878 واژه آنزيم به وسيله Kuhne براي به اصطلاح  مخمرهاي محلول كه به سلولهاي زنده وابستگي ندارند مورد استفاده قرار گرفت . در سال 1897 Buchner مدرك مستند و قاطعي دال بر اثر آنزيمها ارايه نمود . او نشان داد كه مايع فاقد سلول حاصل از آبگيري سلولهاي مخمر نيز تخمير الكلي ايجاد مي نمايد.Ostwald در سال 1893 اثر كاتاليتيكي آنزيمها  را مورد شناسايي قرار داد.در سال 1909 Rohm به فعاليت پروتناز استخراج شده لوزالمعده دامها هنگام فرآوري پوست خام براي توليد چرم پي برد.

عصر كسترش و بكارگيري آنزيمهاي صنعتي با جداسازي مخلوط آنزيمها از كپك Aspergillus كه مولكولهاي قند و پروتئين را تجزيه مي نمود به وسيله يك دانشمند ژاپني بنام Takamine در سال 1894 آغاز شد.يك سال بعد Boidin توانست با به كارگيري نوعي كپك از مواد دانه اي  الكل به دست آورد.(آنزيم كپك مذكور نشاسته را ساكارينه كرده و قند حاصل به وسيله مخمرها به الكل تبديل مي شدند)

در سال 1926 James summers با استفاده از اوره آز ثابت نمود كه آنزيمها از جنس پروتئين هستند .امروزه اغلب آنزيمها تجاري از ميكروآرگانيسم ها توليد مي شوند.علاوه بر اين فرآورده هاي آنزيمي استخراج شده از بافتهاي دامي (ليپاز و پروتناز لوزالمعده) و گياهي (پاپين و فيسين)نيز نقش مهمي در كاربري صنعتي آنزيمها ايفا مي كند.

نامگذاري آنزيمها

در گذشته در مورد برخي از آنزيمها نامهاي غير سيستماتيك اطلاق شده است كه هنوز نيز برخي از آنها معروفيت دارد از جمله پتيالين (آنزيم هضم كننده نشاسته در بزاق) و پپسين (آنزيم هضم كننده پروتئين در معده)را مي توان نام برد.در يك واكنش شيميايي ماده ايي كه آنزيم بر روي آن تاثير مي گذارد سوبسترا    Substrateناميده مي شود.سوبسترا تحت تاثير آنزيم به ماده اي به نام محصول Product تبديل و آنزيم سوبسترا با همديگر تركيب آنزيم سوبسترا ناميده مي شود.آنزيم پس از انجام اين واكنش براي انجام واكنش با سوبستراي ديگر آماده مي شود.يك مولكول آنزيم مي تواند تبديل 10-1000 مولكول سوبسترا در يك ثانيه را كاتاليز نمايد.

اگر چه هزاران نوع آنزيم وجود دارد اما مي توان تمامي آنها را بر اساس نوع واكنش كه انجام مي دهند در 6 گروه اصلي (جدول 1) قرار دارد .در سال 1961 كميسيون آنزيم Enzyme Commision قوانين مربوط به طبقه بندي سيستماتيك آنزيمها را تدوين نمود.

بر اساس اين طبقه بندي هر آنزيم يك كد 4 قسمتي دريافت مي دارد.(جدول 2)تقريبا اسامي تمامي آنزيمها به پسوند آز (ase) ختم مي شود و اين نامگذاري بر اساس واكنشي است كه آنزيم آنرا كاتاليز مي كند.براي مثال آنزيمي كه اتم هاي هيدروژن را از اسيدلاكتيك بر مي دارد لاكتيك اسيددهيدروژناز  ناميده مي شود .

برای مشاهده ادامه مطالب ( آنزيم های غذايی بخش دوم ) 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