بنزوئین را کاتالیز می کند .

۱-۱۰-۳-تثبیت با اتصالات کوالانسی:
پیوند کوالانسی آنزیم به حامل دارای این مزیت است که آنزیم به صورت محکمی ثابت شده و بدین ترتیب امکان شستشوی آن در محیط آب دار به حداقل رسیده و آلودگی پروتئینی محصول روی نمی دهد .در قالب یک قانون کلی ،تثبیت کوالانسی بایستی هنگام کار در محلول آب دار و زمانی که عوامل دناتوره کننده وجود دارند ترجیح داده می شود .دلیل آن تشکیل چندین پیوند کوالانسی بین آنزیم و حامل و کاهش انعطاف پذیری و ارتعاشات حرارتی حامل و هم چنین ممانعت از باز شدن پروتئین و دناتوراسیون می باشد(۱۹) و (۳۴) .
مزیت دیگر ،به طور کلی آنزیم های تثبیت شده به صورت کووالانسی را می توان در هر محیطی به کار برد در حالی که آنزیم های جذب شده بایستی در حلال های آلی یا در واکنش دهنده های هیدروفوبیک خالص جهت ممانعت از شسته شدن مورد استفاده قرار داد .عیب آشکار پیوند کوالانسی این است که آنزیم به لحاظ شیمیایی دچار تغییر گشته و هم چنین تثبیت یکنواخت و منظمی برای همه مولکول های آنزیم رخ نمی -دهد .علی رغم اینکه اتصال چند نقطه ای آنزیم ها می تواند سبب پیوند محکم آن ها به حامل گردد .این عامل محدود کننده تنها برای آنزیم های مونومری نمی باشد بلکه انواع مولتی مری را نیز شامل می شود (۳۴) .

۱-۱۰-۴-تثبیت بوسیله اتصال عرضی آنزیم ها:
یک مورد پرکاربرداز اتصال کووالانسی ،اتصال عرضی آنزیم ها با به کارگیری عواملی نظیر گلوتارآلدئید می باشد .به جای تثبیت یک آنزیم به یک حامل ،آنزیم ها خود به عنوان یک حامل عمل می کنند .مرحله نخست ،تهیه کریستال ها یا توده های آنزیمی به شکل خشک شده به روش پاششی می باشد .با این روش آنزیم های موجود در محلول را نیز می توان اتصال عرضی نمود .در این روش آنزیم تثبیت شده فاقد حامل بوده و همانند آنزیم خالص فاقد مزایا و معایب مرتبط با حامل ها می باشد .افزودن ترسیب دهنده هایی نظیر استن ،سولفات آمونیوم ،اتانول و یا ۱ و ۲ دی متوکسی اتان در پی یک عامل اتصال عرضی دهنده نظیر گلوتارآلدئید انجام می شود .

شکل ۱-۴-متراکم شدن و اتصال عرضی آنزیم ها برای ایجاد ،توده های آنزیمی اتصال عرضی شده۹

لیپاز با سرم آلبومین گاوی به عنوان عامل پشتیبان و در حضور دکسترین اتصال عرضی می شود که توده های حاصل نسبت به نوع تجاری و معمولی آن و هم چنین از ژل خشک لیپاز فعالیت بیشتری را دارا می باشند .یک کاتالیست بایستی پس از واکنش بدون تغییر باقی مانده و قابلیت بازیابی مجدد را دارا باشد که در مورد توده های آنزیمی اتصال عرضی شده رخ نمی دهد (۵۵) .

۱-۱۰-۵-تثبیت بوسیله به دام انداختن در یک ژل پلیمری یا کپسول:
بهترین ابزار برای ممانعت از هرگونه تاثیر منفی بر ساختار یک آنزیم انکپسوله نمودن آن است .روش های زیادی برای این عمل وجود دارند که در این بین روش سل – ژل بهترین و پرکاربردترین روش می باشد .سل – ژل ها مواد سیلیکایی بوده که بسیار متخلخل بوده و به سهولت تهیه می شوند .سل – ژل ها به لحاظ شیمیایی خنثی و پایداری مکانیکی و حرارتی بالایی دارند اما به صورت طبیعی شکننده می باشند .این مورد به صورت گسترده در تثبیت پروتئین ها و به خصوص در تولید بیوسنسورها مورد استفاده قرار می گیرند .
در این حالت منافذحامل باید اندازه مناسبی داشته باشند تا نفوذ سوبسترا بدون مانع انجام شود و هم چنین اطمینان حاصل شود که این آنزیم در داخل حبس شده است .اتصال آنزیم به حامل را می توان با اتصال کووالانسی تقویت نمود .فعال کردن مجدد گروه های عملکردی می تواند به وسیله انتخاب مونومر آلی مناسب بر روی ماتریکس حامل پلیمری ،صورت گیرد .در مورد سیلیکات ،مشتقات سطحی را می توان از طریق تغییر گروه های هیدروکسی سطحی با معرف مناسب به دست آورد .در موارد شدید اتصال ،حاملی استفاده نمی شود و مولکول های آنزیم به یکدیگر متصل شده و حامل خود را تشکیل می دهند (۶۳) .

۱-۱۱-کپسوله کردن آنزیم :
اولین گزارش در مورد عدم کاهش فعالیت آنزیم در صورت کپسوله شدن در ماتریس سل – ژل در سال ۱۹۹۴ ارائه شد ؛از آن به بعد ،روش کپسوله کردن آنزیم با فرآیند سل – ژل به روشی محبوب در تثبیت آنزیم بدل شد .به عنوان مثال در یک شیوه متداول در این روش ،تترامتیل ارتوسیلیکات یا تترا اتیل ارتوسیلیکات به سل هیدرولیز می شود ؛سپس افزایش محلول آنزیم به سل سبب شروع واکنش رسوب دهی و تشکیل ژل می شود .به این ترتیب ،آنزیم ها در ماتریس سیلیکات احاطه و اصطلاحا کپسوله می شوند .در این شیوه حفرات و کانال هایی با اندازه ای در حدود ۰/۱ تا ۵۰۰ نانومتر در ماتریس نهایی تشکیل می شود .فرآیند باید به خوبی کنترل و بهینه شود تا از رهایش آنزیم جلوگیری شود .در این روش تا حدود زیادی از باز شدن و تغییر ماهیت آنزیم جلوگیری می شود(۳۰) و (۲۹) .

-روش محصور کردن۱۰ :
روش محصور کردن در واقع حصار کشی آنزیم یا انحصار آنزیم ها در یک فضای کوچک است .ماتریکس و محصور کردن غشایی (شامل میکروکپسولاسیون) روش های اصلی محصور کردن هستند .مزیت این روش در سادگی انجام کار است .به این روش می توان آنزیم لاکتاز را در حامل های آلژینات محصور کرد ،بیدهایی که از سوسپانسیسون آنزیم – آلژین ساخته می شوند ظاهر شفافی دارند و از نظر مکانیکی مقاوم هستند(۴۷) .

۱-۱۱-۱-مزیت های تثبیت آنزیم در میکروکپسول ها:
۱-میکروکپسول ها به آسانی می توانند از محصولات واکنش به کمک فیلتر کردن جدا شوند .
۲-میکرو انکپسوله کردن آنزیم ها می تواند برای شکستن انتخابی مواد با وزن مولکولی کم در حضور مواد با وزن مولکولی بالا به کار گرفته شود (۴۷) .

۱-۱۱-۲-تکنولوژی انکپسوله کردن برای کاربردهای غذایی :
انکپسوله کردن تکنیکی ،برای محصور کردن عوامل فعال در مواد حامل است .این روش ابزاری مفید ،در آزاد سازی کنترل شده ،مولکول های زیست فعال و سلول های زنده (پروبیوتیک ها) از انکپسول ها به غذا است (۶۲) .
– ویژگی های موادی (حامل ها)که برای انکپسوله کردن به کار می روند:
۱-دارا بودن درجه غذایی۱۱ ، ۲ -از لحاظ زیستی قابل تجزیه بودن و ۳-قادر به ایجاد کپسول بین فاز داخلی و محیط اطراف باشند .متداول ترین موادی که در انکپسولاسیون برای کاربردهای غذایی به کار می روند ،پلی ساکاریدها هستند .هر چند علاوه بر پلی ساکاریدها از مواد دیگری نیز مانند لیپیدها و پروتئین ها در انکپسولاسیون استفاده می شود (۶۲) .
متداول ترین تکنیک انکپسوله کردن در صنعت مواد غذایی ،خشک کردن پاششی۱۲ است که در حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد انکپسولت ها به این طریق تولید می شوند .دلایل آن می تواند به خاطر انعطاف پذیری این روش ،مداوم بودن آن و نیز از همه مهم تر از نظر اقتصادی به صرفه بودن آن است (۶۵) ، (۳۹) و (۶۷) .
انکپسوله کردن یک سد محافظتی بین مواد حساس زیست فعال و محیط ایجاد می کند و باعث می شود که بدبویی یا بد مزه گی که احساسی ناخوشایند در غذا خوردن هستند ،مخفی داده شود و به نظر نیایند. احساس های ناخوشایندی مثل مزه تلخ و طعم گس حاصل از پلی فنول ها (۱۰) .
یکی از مهم ترین دلایل برای انکپسوله کردن ،پایدار کردن اصلاح یافته مواد فعال در محصول نهایی و نیز در طول فرآوری است .مزیت دیگر انکپسوله کردن ،کم کردن تبخیر (از دست رفتن) ،مواد معطر و آرما است . انکپسوله کردن ،تکنیکی از بسته بندی مواد جامد ،مایع و یا گاز در کپسول های کوچکی است که این کپسول ها ،محتواهای خود را در دوره های زمانی طولانی و تحت شرایط ویژه ،با سرعت کنترل شده آزاد می کنند(۱۶) .
انکپسوله کردن ،از واکنش مواد فعال با آب و اکسیژن جلوگیری می کند .در انکپسوله کردن ماده ای که مواد فعال را احاطه می کند ،پوشش ،غشاء ،پوسته ،کپسول ،ماده حامل ،فاز خارجی یا ماتریکس۱۳ خوانده می شود. و ماده ای که انکپسوله می شود ،هسته ،ماده فعال یا فاز داخلی خوانده می شود (۶۲) و (۱۷) .
ذراتی که در کپسوله کردن تولید می شوند ،اندازه شان بین نانومتر تا میلی متر می تواند متغیر باشد .روش خشک کردن پاششی۱۴،برای انکپسوله کردن ،ذراتی با کیفیت خوب و با اندازه کمتر از ۴۰ میکرومتر تولید می کند .این چنین ذراتی از دیدگاه ویژگی های بافتی و حسی محصولات نهایی مهم هستند (۶۵) ،(۳۹) و (۵۱) .
روش های Extrusion برای تولید انکپسولت ها ،شامل چکاندن محلولی از پلی مر و ماده فعال به صورت قطره قطره به یک محلول ژل دهنده است .ابزار های چکاندن محلول پلی مر – ماده فعال ،می تواند پی پت ،سرنگ ،نازل لرزنده ،نازل پاششی ،jet cutter و یا دیسک اتومایزه باشد .چکاننده الکترواستاتیک برای تولید ذرات با اندازه کمتر از ۵۰ میکرومتر به کار گرفته می شود (۶۲) و (۶۷) .

۱-۱۲-اتلاف فعالیت آنزیم های تثبیت شده:
اتلاف فعالیت آنزیم تثبیت شده به علت تغییرات در ساختار فضائی آنزیم و شکستگی های زنجیره پلی پپتیدی می تواند اتفاق بیفتد که در اثر شرایط واکنش مانند pH ،دما ،نیروی یونی محیط واکنش و غیره است .بسته شدن دائمی جایگاه های فعال آنزیم توسط ممانعت کننده ها یا بوسیله پیوند یافتن با حامل و نیز اتلاف اولیه پروتئین تثبیت شده در حامل هم موجب افت فعالیت آنزیم می شوند (۴) .
-ویژگی های آنزیم های تثبیت شده :
خصوصیات آنزیم های تثبیت شده احتمالا تا حدودی با خصوصیات آنزیم اولیه تفاوت دارد .مثلا pH مناسب برای آنزیم هنگامی که تثبیت می شود ممکن است تغییر کند که بستگی به بار الکتریکی موجود در سطح ماده حامل دارد .ثبات حرارتی آنزیم هنگامی که به شکل تثبیت شده درآید اغلب افزایش می یابد ،اگرچه در مواقعی ممکن است حتی از مقاومت حرارتی آن کاسته گردد (۴) .

-تثبیت آنزیم و صرفه اقتصادی :
به کارگیری آنزیم های تثبیت شده به شکل بارزی سبب کاهش هزینه تولید می شود .مثلا هزینه تولید فرکتوز از گلوکز طبق روش ها معمولی آنزیمی اساسا در حدی است که تولید آن را غیر اقتصادی می سازد .برآورد هزینه ها نشان می دهد که تولید فروکتوز با استفاده از سیستم آنزیمی تثبیت شده برابر ۶۵ درصد هزینه تولید ساکارز از چغندر قند یا نیشکر می باشد (۴) .
از آنزیم های تثبیت شده می توان هم در سیستم های غیر مداوم و هم سیستم های مداوم استفاده کرد .در روش غیر مداوم ،آنزیم به محلول حاوی سوبسترا اضافه می گردد و برای مدتی به هم زده می شود .بعداز کامل شده واکنش مورد نظر ،آنزیم از محیط جدا و مجددا مورد استفاده قرار می گیرد .در روش مداوم ،محلول سوبسترا از ستونی که آنزیم بر روی آن تثبیت شده است به طور مداوم عبور داده می شود .در چنین سیستمی ،جرم گرفتگی سیستم و یا رشد میکروارگانیسم ها می تواند مسئله ساز باشد که باید اقدام لازم در مورد چنین مسائلی صورت بگیرد (۴) .

۱-۱۳-تکنولوژی نوین آنزیم برای کاربردهای غذایی:
-تکنولوژی آنزیم تثبیت شده

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید