برای تغییر و تبدیل کربوهیدرات ها :
-تولید شربت ذرت با فروکتوز بالا۱۵ :
در تولید این نوع شربت آنزیم تثبیت شده گلوکز ایزومراز یا D-زایلوز کتول ایزومراز به کار گرفته می شود .
D-Glucose/Xylose Isomerase (D-Xylose Ketol Isomerase EC 5.3.1.5)
این مثال ،کاربرد عمده آنزیم های تثبیت شده برای فراوری غذایی است .کاربرد اولیه گلوکز ایزومراز برای تولید HFCS در سال ۱۹۶۷ در آمریکا بود که توسط کارخانه فراوری ذرت Clinton به طور تجاری انجام پذیرفت .در سال ۱۹۷۴ این آنزیم به شکل تثبیت شده در آمد و از سال ۱۹۸۰ ،اکثر شرکت های فرآوری نشاسته از شکل تثبیت شده این آنزیم استفاده کردند .در سال ۲۰۰۵ میلادی تولید HFCS-42 و HFCS-55 در آمریکا به ترتیب ۳۳۴۲۰۰۰ و ۵۰۰۰۰۰۰ تن بود (۴۴) .
بعداز این که شربت گلوکز بدست می آید ،برای تولید HFCS از این شربت ،به منظور برطرف کردن کلسیم موجود در شربت از کروماتوگرافی تعویض یونی استفاده می کنند تا کلسیم موجود در شربت را بگیرد ،زیرا کلسیم یک ممانعت کننده برای آنزیم گلوکزایزومراز است .پیش از ایزومریزاسیون محلول گلوکز به pH 7/8رسانده شده و منیزیوم به آن اضافه می شود .سپس به این محلول اجازه داده می شود که از یک ستون دارای گلوکز ایزومراز تثبیت شده جریان یابد .و با کنترل کردن دما و فلوریت در این ستون سعی می کنند تا راندمان را به حدود ۴۲ تا ۴۵ درصد فروکتوز برسانند .بعداز این که محلول گلوکز از ستون عبور داده شد به شربت فروکتوز – گلوکز ،تبدیل می شود حال این شربت را به کروماتوگرافی تعویض یونی مثبت جابجایی بستری ،می دهند که شربت فروکتوز ۹۰ درصدی بدست می آید .که اگر این شربت ۹۰ درصد فروکتوزی را با شربت فروکتوز ۴۲ درصدی مخلوط کنند ،شربت فروکتوز ۵۵ درصدی تولید می شود .(Swaisgood 2004) .از موفق ترین مثال های استفاده از آنزیم های تثبیت شده ،یکی تولید شربت ذرت با فروکتوز بالا و دیگری تولید روغن های بدون ترانس است .در تثبیت لیپاز ،در سیستم های کم آب وقتی که آنزیم تثبیت می شود ،آنزیم پایدارتر و فعال تر می شود (۴۴) .
استفاده از آنزیم ها نسبت به مواد شیمیایی در اصلاح انتخابی غذا :
-مزیت :
واکنش ها به طور ویژه با واکنش های جانبی کمتر انجام می شود .بعنوان مثال شکستن نشاسته به دکسترین به کمک اسید ،باعث وقوع واکنش های قهوه ای شدن ،ایجاد طعم بد و غیره می شود .

۱-۱۴-هیدرولیز لاکتوز:
همه ساله در صنعت پنیر سازی مقادیر زیادی آب پنیر تولید می گردد .آب پنیر از دو ترکیب عمده تشکیل شده است .لاکتوز به مقدار ۷۰ تا ۷۵ درصد و پروتئین های آب پنیر به میزان ۶ درصد از مواد جامد را تشکیل می دهند .با هیدرولیز لاکتوز به دو واحد سازنده گلوکز و گالاکتوز با استفاده از بتاگالاکتوزیداز ،آب پنیر به یک ماده بسیار مفید غذایی تبدیل می شود .این فرآیند سبب می گردد که فرآورده های شیر برای اکثریت مردم دنیا قابل استفاده باشد .لاکتوزی که توسط افراد حساس به لاکتوز مصرف می شود با توجه به مقدیر کم بتاگالاکتوزیداز روده قابل هیدرولیز نبوده و از طریق ادرار یا از طریق روده بزرگ دفع می شود(۲۱) .

-مزایای هیدرولیز لاکتوز شیر :
هیدرولیز لاکتوز شیر در فرآورده های غذایی ،از کریستاله شدن لاکتوز در فرآورده های منجمد و کندانسه شیر جلوگیری می کند (نیپلس ، ۱۹۸۱) .در تولید نوشابه هایی که طعم شیر دارند ،هیدرولیز لاکتوز شیر می تواند میزان ساکارز مورد نیاز را حدود ۲۰ تا ۴۰ درصد و کالری را تا ۱۰ درصد کاهش دهد .استفاده از شیر هیدرولیز شده در تهیه پنیر و ماست ،اسیدی شدن را سرعت می بخشد ،چرا که معمولا هیدرولیز لاکتوز مرحله محدود کننده شدت فعالیت است .این امر سبب کاهش زمان تهیه ماست شده و بهبود بافت و طعم پنیر را سرعت می بخشد .به علاوه امکان استفاده از ارگانیسم هایی که قادر به استفاده از لاکتوز به عنوان تنها منبع نیستند در فرآورده های تخمیری شیر میسر می گردد (ماهونی ، ۱۹۸۴) .این امر بدین علت است که هیدرولیز لاکتوز سبب تبدیل لاکتوز غیر شیرین با حلالیت کم به گلوکز و گالاکتوز می شود که حلالیت آن ها ۳ تا ۴ برابر و قدرت شیرین کنندگی آن ها ۰/۸ ساکارز است (نیپلس ، ۱۹۸۱) . آب پنیر هیدرولیز شده غلیظ یا تراوشات آب پنیر ۱۶ می تواند به عنوان شیرین کننده در فرآورده هایی نظیر پکتین ،ژله ها ،شیر شکلاتی ،شربت مورد استفاده در کمپوت میوه و نوشابه های غیر الکلی که شیرینی زیاد در آن ها مطلوب نیست به جای شربت ذرت مورد استفاده قرار گیرد (توئیدی ، ۱۹۸۷) .
ماهیت احیاکنندگی گلوکز و گالاکتوز و حضور پروتئین در آب پنیر هیدرولیز شده انجام واکنش های قهوه ای شدن میلارد را برای شربت میسر می سازد که سبب قهوه ای شدن قابل کنترل در فرآورده های نانوایی و شیرینی پزی می شود .بنابراین نیاز به تخم مرغ و ساکارز برطرف می گردد (پومرانز ، ۱۹۶۴ ، ماهونی ، ۱۹۸۴) .
آب پنیر هیدرولیز شده به عنوان جایگزین محیط تخمیر در نوشابه های الکلی نیز به کار می رود (کاتون و همکاران ، ۱۹۸۲ ، ماهونی ،۱۹۸۵ ) .فشار اسمزی بالای شربت آب پنیر که ناشی از هیدرولیز دی ساکارید است باعث می شود که این شربت به عنوان یک ماده جاذب الرطوبه مفید برای صنعت قنادی قابل استفاده باشد (ماهونی ، ۱۹۸۴) .
فرآورده های تلغیظ شده و منجمد حاصل از شیر خام (هیدرولیز نشده) اغلب به دلیل کریستالیزاسیون لاکتوز حالت شنی دارند .حال آن که با توجه به حلالیت بیشتر مونوساکاریدهای آب پنیر هیدرولیز شده ، بستنی و دسر های منجمد دیگر که با این فرآورده تهیه می شوند این حالت را نداشته و می توانند پایداری بهتر ،قابلیت ملاقه زنی۱۷ و شیرینی تشدید یافته ای را نشان دهند (مارتینز و اسپک من ، ۱۹۸۸ ) (۲۱) .

۱-۱۵-هیدرولیز لاکتوز آب پنیر :
همه ساله در صنعت پنیر سازی مقادیر زیادی آب پنیر به عنوان فرآورده جانبی تولید می شود .نیاز بیولوژیکی اکسیژن۱۸ بالای آب پنیر(۵۰۰۰۰میلی گرم در لیتر) از آن یک ماده آلوده کننده می سازد (جونز ، ۱۹۷۴) که برای کسب اطمینان از ایمنی آن ،انجام یک سری عملیات پرهزینه را قبل از آزاد شدن در محیط زیست طلب می نماید .بنابراین ،هیدرولیز آب پنیر علاوه برامکان تولید محصولات مفید ،فعالیتی با ارزش از نظر زیست محیطی محسوب می گردد (۲۱) .

۱-۱۶-کاربردهای بالقوه آب پنیر هیدرولیز شده:
۱-به عنوان یک شربت شیرین مغذی که در صنایع لبنی ،شیرینی پزی ،نانوایی و نوشابه های غیر الکلی کاربرد دارد .
۲-به عنوان یک محیط تخمیری مساعد در ماست ،پنیر کاتیج ،آبجو و شراب .
۳-به عنوان یک عامل قهوه ای کننده در فرآورده های نانوایی و شیرینی پزی .
۴-به عنوان جانشین شیر در بستنی که از بروز حالت شنی حاصل از کریستالیزاسیون لاکتوز ممانعت می کند .
۵-به عنوان یک ماده جاذب الرطوبه در صنعت شیرینی پزی (۲۱) .

۱-۱۸-کاربردهای تثبیت آنزیم لاکتازدر صنعت فرآوری موادغذایی:
آنزیم بتا گالاکتوزیداز از منابع متنوعی همچون میکروارگانیسم ها ،گیاهان و حیوانات بدست می آید .از کاربردهای آنزیم لاکتاز در صنعت مواد غذایی به هیدرولیز لاکتوز موجود در شیر و آب پنیر۱۹ می توان اشاره کرد .این آنزیم می تواند به اشکال آزاد (محلول) و یا تثبیت شده به کار گرفته شود .درحالت محلول آنزیمی فقط در بچ های غیرمداوم می تواند به کار گرفته شود .اما اشکال تثبیت شده آن مزیت استفاده به روش مداوم و غیر مداوم را دارند (۲۸) و (۵۲) .
پنیرهایی که از شیر با لاکتوز هیدرولیز شده تهیه می گردند ،نسبت به پنیر هایی که از شیر کامل تهیه می شوند ،سریع تر می رسند .شیر با لاکتوز هیدرولیز شده برای تهیه شیر طعم دار ،پنیر و ماست استفاده می شود .استفاده از شیر کم لاکتوز در تولید ماست و پنیر ،مرحله اسیدیفیکاسیون را سریع تر می کند .زمان بستن ماست را کاهش می دهد و توسعه ساختار و طعم را در پنیر سریع تر می کند .هیدرولیز کردن لاکتوز موجود درآب پنیر۲۰ ( محصول جانبی صنعت پنیر سازی ،قابل دسترس و فراوان ) با لاکتاز ،یک محصول خیلی مفید به نام شربت شیرین۲۱ تولید می کند که در صنایع قنادی و نوشیدنی۲۲ کاربرد دارد (۳۳) و (۳۲).
آنزیم لاکتاز هم چنین در ترانس گلیکوسیلاسیون۲۳ لاکتوز برای سنتز ،گالاکتوالیکوساکاریدها استفاده می شود .این گالاکتوالیگوساکاریدها به صورت الیگوساکاریدهای غیرقابل هضم (بدون هیدرولیز یا جذب در ابتدای روده ) شناخته می شوند .وقتی که گالاکتوالیگوساکاریدها۲۴ به روده بزرگ می رسند به وسیله باکتری های مفید روده ای به طور انتخابی تخمیرمی شوند .این گالاکتو الیگو ساکاریدها اثرات پروبیوتیکی دارند (۶۶) و(۵۸) .
گالاکتوالیگوساکاریدها به طور طبیعی در شیر پستان ،شیرگاو ،عسل وگونه هایی از میوه ها و سبزیجات در مقادیر ناچیز وجود دارند (۴۶) .

لاکتاز تثبیت شده در هیدرولیز لاکتوز شیر ،آب پنیر و سنتز الیگوساکاریدها استفاده می شود .یکی از ویژگی هایی که تعیین می کند چه آنزیمی برای چه محصولی به کار رود محدوده pH است .مثلا آنزیم های با pH اسیدی حاصل از منابع قارچی برای فرآوری آب پنیر اسیدی و تراوشات آب پنیر ۲۵ مناسب هستند ،درحالی که آنزیم های با pH محدوده خنثی حاصل از منابع مخمری و باکتریایی برای فرآوری شیر و آب پنیر شیرین خوب هستند (۴۸) .

۱-۱۹-ویژگی های آنزیم لاکتاز حاصل از منابع مختلف :
لاکتاز حاصل از منابع گیاهی و حیوانی ،ارزش تجاری اندکی دارد .آنزیم بتاگالاکتوزیداز حاصل از E.Coli به عنوان یک مدل برای درک مکانیسم کاتالیکی عملکرد لاکتاز به کار گرفته می شود .اما آنزیم حاصل از این منبع( E.Coli) به خاطر مشکلات سمیت مرتیط با کلی فرم میزبان ،برای استفاده در صنعت غذا مناسب نیست (۲۸) ، (۵۷) و (۴۰) .
pH بهینه برای لاکتازهای قارچی بین ۲/۵ تا ۵/۴ است که این نوع لاکتاز یرای فرآوری آب پنیر اسیدی۲۶ مناسب است .دمای بهینه لاکتاز حاصل از منابع قارچی بالاست و تا دماهای حدود ۵۰ درجه سانتی گراد می توانند استفاده شوند (۱۸) .
لاکتازهای حاصل از منابع مخمری ، pH بهینه خنثی دارند ،که برای هیدرولیز لاکتوز شیر مناسب هستند. لاکتازهای حاصل از منابع مخمری برای کاربردهای غذایی ،ایمن هستند .(۲۸) ،(۲۵) و (۴۹) .

جدول ۱-۱-منابع مختلف آنزیم لاکتاز و عامل های تثبیت کننده (۴۳) .

۱-۲۰-فاکتورهای موثر در هزینه فرآیند تثبیت :
فاکتور های اصلی که هزینه یک فرآیند تثبیت آنزیم را تعیین می کنند شامل ،آنزیم و تثبیت آنزیم ،هزینه ماتریکس ،قابلیت احیاکنندگی بیوکاتالیست ،جریان رو به بالا یا پائین بودن سیستم و التزامات بهداشتی (Swaisgood2003) . نیمه عمر تجاری بیوراکتورها می تواند از ماه ها تا سال ها متغییر باشد .نیمه عمر بیوراکتور ،الزامات بهداشتی و دمای بهینه ،اقتصاد

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید