آنزیم

مهمترین گروه ازپروتئینها هستند که انجام واکنشهای بیوشیمیایی و سرعت بخشیدن به آنها را بر عهده دارند و بههمین دلیل این ترکیبات کاتالیزگرهای زیستی نامیده می‌شوند که به عنوان کاتالیزگرهاییاخته‌ای نیز معروفند.

مقدمه

آنزیمها ترکیباتی هستند که می‌توانندسرعتواکنش را تا حدود 10⁷برابر افزایش دهند. آنزیم مانند یک کاتالیزگرغیر آلی میزان واکنش را با پایین آوردنانرژی فعال سازی واکنشلازم برای انجامواکنش تسریع می‌کند و برخلاف آن انرژی فعال سازی را با جایرگزین کردن یک سد انرژیفعال سازی بزرگ با یک سد انرژی سازی کوچک پایین می‌آورد. انجام سریع یک واکنش درموقعیت آزمایشگاهی به شرایط ویژه‌ای ماننددما وفشار بالانیاز دارد. لذا باید در یاخته که شرایط محیطی در آن کاملا ثابت است و انجام چنینواکنشهایی بسیار کند است، مکانیسمی دقیق وجود داشته باشد. این عمل بوسیله آنزیمهاصورت می‌گیرد.

کاتالیزورها در واکنشها بدون تغییر می‌مانند، ولی آنزیمها مانند سایرپروتئین‌ها تحت شرایط مختلف پایدار نمی‌مانند. این مواد در اثر حرارت بالا واسیدهاوقلیاهاتغییر می‌کنند. کاتالیزورها تاثیریدر تعادل واکنش برگشت پذیر ندارند، بلکه فقط سرعت واکنش را زدیاد می‌کنند تا بهتعادل برسند. آنزیم‌ها با کاهش انرژی فعال سازی (activation) سرعت واکنش شیمیایی راافزایش می‌دهند.

آنزیمها مولکولهای پروتئینی هستند که دارای یک یا چند محلنفوذ سطحی (جایگاههای فعال) هستند که سوبسترا یعنی ماده‌ای که آنزیم بر آن اثرمی‌کند، به این نواحی متصل می‌شود. تحت تاثیر آنزیمها ، سوبسترا تغییر می‌کند و بهیک یا تعدادی محصول تبدیل می‌شود.

تاریخچه

کشف آنزیمها در واقع به پژوهشهای وسیعپاپنوپرسوزوابسته بود. آنان در سال 1833 موفق شدند ازجو سبز شده ترکیبی را به نام مالتکشف کنند کهنشاسته رابهقندمبدل می‌ساخت و این ترکیب را دیاستازنامیدند که امروزه به نامآنزیم آمیلازمعروف است. چند سال بعدشوانبرای نخستین بارآنزیم پپسینرا که موجب گوارش گوشت می‌شد،کشف کرد و همین طور ادامه پیدا کرد اما وکونه نخستین کسی بود که آنزیم را بجایدیاستاز بکار برد.

سیر تحولی و رشد

• بیشتر تاریخبیوشیمی ، تاریخ تحقیق آنزیمی است. کاتالیز بیولوژیکی برای اولین بار در اواخر قرن 18 طیمطالعات انجام شده بر روی هضم گوشت توسط ترشحات معده انجام شد. بعد بوسیله تبدیلنشاسته بهقندهای ساده توسطبزاقادامه یافت. « لوییپاستور » گفت که تخمیر قند بهالکل توسطمخمر بوسیله خمیر مایه کاتالیز می‌شود.
• بعد از پاستور ، « ادوارد بوخنر » ثابت کرد که تخمیر توسطمولکولهایی تسریع می‌گردد که بعد از جدا شدن از سلولها ، همچنان فعالیت خود راادامه می‌دهند. « فردریک کوهن » این مولکولها را "آنزیم" نامید.
• جداسازی و کریستالیزه کردن آنزیم « اوره آز » در سال 1926 توسط « جیمز سامند » منجر به رفع موانع در مطالعاتاولیهآنزیم شناسیگردید.

ساختار آنزیمها

آنزیمها ماهیتی پروتئینی دارند و ساختار بعضی ساده یعنی ازیکزنجیره پلی پپتیدیساخته شده‌اند و بعضیالیگومر هستند. ساختار بعضی از آنزیمها منحصرا از واحدهایاسیدآمینه تشکیل یافته اما برخی دیگر برای فعالیت خود نیاز به ترکیبات غیر پروتئینیدارند که به نام گروه پروستتیک معروف است و این گروه می‌تواند یکفلز یا یککو آنزیمباشد و با آنزیم اتصال محکمی رابرقرار می‌کنند. بخش پروتئینی آنزیم (بدون گروه پروستتیک) آپوآنزیم نام دارد ومجموع آنزیم فعال از نظر کاتالیزوری و کوفاکتور مربوطه هولوآنزیم نام دارد.

طبقه بندی آنزیمها

آنزیمها را از نظر فعالیت کاتالیزی به شش گروه اصلیتقسیم می‌کنند.

• اکسید و ردوکتازها :
• واکنشهای اکسید و احیا (اکسایش – کاهش) راکاتالیز می‌کند (دهیدروژناز).
• ترانسفرازها :انتقال عوامل ویژه‌ایمانند آمین ، فسفات و غیره را از مولکولی به مولکول دیگر به عهده دارند و مانندآمینو ترانسفرازها که در انتقال گروه آمین فعال هستند.
• هیدرولازها :واکنشهای آبکانتی راکاتالیز می‌کنند. مانند پپتیدازها که موجب شکسته شدن پیوند پپتیدی می‌شوند.
• لیازها :موجب برداشت گروه ویژه‌ایاز مولکول می‌شوند. مانند دکربوکسیلازها که برداشتدی‌اکسیدکربن را برعهده دارند.
• ایزومرازها :واکنشهای تشکیل ایزومریرا کاتالیز می‌کنند. مانند راسه ماز که از L- آلانین ترکیب ایزومریD- آلانین رامی‌سازد.
• لیگازها :آنزیمهایی هستند که باعثاتصال دو مولکول به یکدیگر و ایجادپیوندکووالانسی بین آنها می‌شوند. مانند استیل کوآنزیم A سنتتاز که موجب سنتزاستیل کوآنزیم Aمی‌گردد.

 

طرز کار آنزیمها

از ویژگیهای مهم آنزیمها این است که پس از انجام هر واکنشو در پایان آن سالم و دست نخورده باقی می‌مانند و می‌توانند واکنش بعدی را کاتالیزکنند. در یک واکنش ساده ابتدا آنزیم (E) با ماده اولیه یا سوبسترا (S) ترکیب می‌شودو کمپلکس آنزیم – سوبسترا می‌دهد در مرحله بعدی با انجام واکنش ، فراورده یا محصول (P) ایجاد می‌شود و آنزیم رها می‌گردد.

P+E←→ES←→S+E

هر آنزیم بر سوبسترای ویژه خود اثرکرده و فرآورده ویژه‌ای را تولید می‌کند. به این منظور هر آنزیم ساختار سه بعدیویژه خود را دارا است که آن را برای انجام فعالیت کاتالیزی مناسب می‌سازد و بخشی ازآنزیم که با سوبسترا بند و بست می‌یابد، جایگاه فعال نام دارد و در مورد اتصالآنزیم به سوبسترا الگوهایی ارائه شده‌اند که مدل کوشلند که الگوی القایی نام دارد وحالت دست در دستکش را دارد، نشان می‌دهد. بطوری که محل اتصال حالت انعطاف پذیریدارد.

عوامل بازدارنده

بعضی از ترکیبات می‌توانند با آنزیم – سوبسترا ترکیب وفعالیت سوبسترا ایجاد فرآورده اختصاصی سوبسترای آن را تحت تاثیر قرار دهند و درصورتیکه این ترکیبات موجب تشکیل نشدن فراورده شوند، به نامبازدارنده‌های آنزیمینامیده می‌شوند که بهسه نوع زیر موجودند.

1. بازدارنده‌های رقابتی.
2. بازدارنده‌های نارقابتی.
3. بازدارنده‌های بی‌رقابتی.

پروآنزیم یا زیموژن

برخی از آنزیمها ، ابتدا به صورت پروآنزیم یا زیموژنیا آنزیم غیر فعال در سلول ساخته می‌شوند و برای شرکت در واکنش و پدیدار شدن خاصیتکاتالیزوری آنها ، باید بوسیله ماده دیگر به صورت فعال درآیند.

عمل متقابل آنزیم و سوبسترا

اگر چه می‌توان آنزیم و سوبسترا را همانند قفلو کلید تصور کرد، اما این بدان معنی نیست که جایگاه فعال آنزیم ساختمانی سفت و غیرقابل انعطاف است. در بعضی از آنزیمها ، جایگاه فعال فقط بعد از اینکه ماده زمینه بهآن متصل شد، دقیقا مکمل سوبسترا می‌شود. این پدیده تناسب القایی نام دارد.

عمل اختصاصی آنزیمها

برخلاف کاتالیزورهای غیر آلی ، فعالیت آنزیم اختصاصیاست، یعنی هر آنزیم می‌تواند بر سوبسترای مشخص اثر کند. در عین حال درجات مختلفی ازتخصص وجود دارد. علت اختصاصی بودن آنزیمها را باید در ساختار فضایی آن جستجو کرد. بعضی از آنزیمها می‌توانند نه تنها بر روی یک سوبسترای معین اثر کنند، بلکه قادرندبر روی تمام موادی که دارای یک عامل شیمیایی هستند، موثر باشند. در این صورت کلیدیرا که مثال زدیم می‌توان به شاه کلیدی تشبیه کرد که قادر است تمام قفل درهای یکراهرو را باز کند.

نامگذاری آنزیمها

در گذشته اسامی آنزیمها بر پایه تخصص آنها یا توانعملشان بر روی یک ماده خاص انتخاب می‌شد. آنزیمهایی کهپلی پپتیدهارا به قطعات کوچکتری اززنجیرههای پپتیدی یا بهاسیدهایآمینه تجزیه می‌کنند، بطور کلیپروتئینازها، نامیده می‌شوند و ... .

در حال حاضر نامگذاری جدید آنزیمها بطور رسمی بر بنای پیشنهاداتکنفرانسهای بین‌المللیبیوشیمی صورت می‌گیرد. درتقسیم‌بندیجدید آنزیمها را بر حسب واکنشهای شیمیایی که رهبری می‌کنند، به 6 گروه تقسمبندی می‌کنند: اکسیدو ردوکتازها - ترانسفرازها - هیدرولازها - لیازها - ایزومرآزهاولیگازها.

چشم انداز بحث

مطالعه آنزیمها دارای اهمیت عملی بی‌اندازه است. بسیاری ازبیماریها بخصوص ناهنجاریهای ژنتیکی ارثی ممکن است به علت عبور یا عدم وجود یک یاچند آنزیم باشد. در مورد حالات دیگر بیماری علت ممکن است افزایش فعالیت یک آنزیمباشد. اندازه‌گیری فعالیت آنزیمها درپلاسما،گویچه‌هایقرمز خون یا نمونه‌های بافتی در تشخیص بعضی از بیماریها دارای اهمیت است. بسیاری از داروها اثر خود را از طریق انجام واکنش با آنزیمها اعمال می‌کنند. آنزیمها ابزار عملی مهمی درپزشکی ،صنعت شیمی ، پردازشمواد غذایی و کشاورزی هستند.
روكش كردن آنزیم‌ها

"روكش‌كردن آنزیم‌ها"، یكی از فرآیندهای مهم در صنایع غذایی برای حفظ، افزایشكیفیت و بهبود بسته‌بندی مواد غذایی است، كه با پیدایش نانوفناوری، اجرای آن‌هاآسان‌تر شده‌است.

یكی از دغدغه‌های شركت‌های صنایع غذایی جهان، بهبود كیفیت، نگهداری و بسته‌بندی "مواد غذایی" برای دور تگه داشتن آن‌ها از آسیب باكتری‌ها و آنزیم‌های تخمیركنندهاست. مثلا این‌که چگونه می‌توان طول عمر و ماندگاری شیر را افزایش داد؟ (البته شیرخوراکی نه شیر جنگل) یا این‌كه چگونه می‌توان از آلوده‌شدن محیط زیست توسط موادزائد یا پساب‌های كارخانه‌های صنایع غذایی جلوگیری كرد؟ زیرا در آنها آنزیم‌ها وپروتئین‌های فراوانی وجود دارد كه با ایجاد محیط مناسب برای رشد باكتری‌ها وانگل‌ها، محیط زیست را آلوده می‌سازند.
فساد مواد غذایی، اغلب به دو روش صورتمی‌گیرد: ۱- توسط یك عامل میكروبی خارجی. ۲- توسط آنزیم‌هایی كه واكنش‌های تخمیریرا سرعت می‌بخشند.
آنزیم‌ها، پروتئین‌هایی هستند که سرعت واكنش‌های شیمیایی رابالا می‌برند، مثلا می‌توانند زمان فاسد‌شدن میوه‌ها را از چند ماه به چند روز كاهشدهند. البته باید به این نكته توجه داشت كه می‌توان از آنزیم‌ها برای تولید مواد باارزش غذایی سود جست ودر فرآیندهای مفیدی مانند "تخمیر نان" و "تخمیر شیر در تولیدپنیر" از آن‌ها استفاده کرد. همچنین آنزیم‌هایی به نام "پكتیناز" در صنایع تولیدآب‌میوه برای شفاف كردن آن به كار می‌روند.
اگر بتوان به روشی آنزیم‌ها یاباكتری‌ها را از محیط عمل دور كرد، فرآیند فساد مواد غذایی به تأخیر می‌افتد. باتكامل نانوفناوری و شناخت محققین از ذرات ریز و بنیادی مواد و دست بردن در ساختارمواد از طریق ریزترین ذرات آن‌ها، توانایی‌های جدیدی در صنایع مختلف -از جمله صنایعغذایی- به وجود آمده‌است، به عنوان مثال می‌توان به "روكش‌كردن آنزیم‌ها وپروتئین‌ها" اشاره كرد.
با روكش‌كردن آنزیم‌ها، آن ها را از محیط فعالیت دورکرده و مانع از فعالیت آن‌ها می‌شوند. به این ترتیب، فساد مواد غذایی به تأخیرمی‌افتد و طول عمر آن ها افزایش می‌یابد.
آنزیم‌ها تنها در محیط های زنده رشد وفعالیت می‌كنند و در خارج این محیط‌ها به سرعت تخریب می‌شوند. یكی از پروژه‌های مهمكه در مراجع علمی مورد توجه قرار گرفته است، روكش‌كردن آنزیم "توسط یك ساختارپلیمری" (۱) می‌باشد. با این روش آنزیم‌ ها تا ۵ ماه فعال می مانند. به گفته‌محققین تبدیل آنزیم‌های آزاد به این نانوذراتِ حاوی آنزیم، باعث ثبات خاصیتكاتالیزوری (۲) آن‌ها می‌شود. در این روش یك شبكه كامپوزیتی (۳) را با فرآیندپلیمریزاسیون در اطراف هر مولكول آنزیم ایجاد می‌کنند تا از تخریب آن جلوگیری شود. این نانوذراتِ حاوی آنزیم قطری حدود ۸ نانومتر دارند و در دمای ۴ درجه‌ سانتیگرادتا ۵ ماه عمر می‌كنند.
"روكش‌كردن آنزیم‌ها"، یكی از فرآیندهای مهم در صنایعغذایی برای حفظ، افزایش كیفیت و بهبود بسته‌بندی مواد غذایی است، كه با پیدایشنانوفناوری، اجرای آن‌ها آسان‌تر شده‌است.
(۱) پلیمرها عموما موادی با ساختاركربنی هستند كه از به‌ هم پیوستن واحدهای یكسان که "مونومر" نامیده می شوند، به دستمی‌آیند.
(۲) كاتالیزورها موادی هستند كه سرعت واكنش‌های شیمیایی را افزایشمی‌دهند ولی خود در واكنش شركت نمی‌كنند. آنزیم ها هم نوعی کاتالیزور می‌باشند کهدر فرآیندهای غذایی شرکت می کنند.
(۳) مواد كامپوزیتی از دو یا چند ماده متفاوت،كه هر كدام خاصیت منحصر به فردی دارند، تشكیل شده‌اند. با تركیب‌كردن این مواد، بهترکیبی دست می‌یابیم كه مجموعه خواص‌ مواد تشكیل دهنده را همزمان دارد. برای مثالبتن آرمه هم از خاصیت سختی بتن بهره‌مند است و هم از خاصیت انعطاف پذیری آهن وبنابراین در برابر زلزله مقاوم است.

هضم غذا و آنزیمهای موثر بر آن

مقدمه

غذاهای (Aliments) انسان متشکل ازپروتئینها ،کربوهیدراتها ،لیپیدها،ویتامینها، املاح وآب هستند که به نسبتهایگوناگون در مواد خوراکی وجود دارند. غذاها در طی مراحل مختلف گوارش تبدیل به موادغذایی (Nutriments) ماننداسیدهایآمینه ، مونوساکاریدها ،اسیدهایچرب ،الکلها، ویتامینها ، نمکها ، یونها و آبمی‌گردند که این گوارش تحت تاثیر آنزیمهای مختلف بخشهای مختلف دستگاه گوارش انجاممی‌شود. مواد غذایی حاصل از هضم غذاها می‌توانند ازغشایسلولی بگذرند و به درون سلول راه یابند و بدین وسیله می‌توانند انجام واکنشهایمتابولیسم سلولی را میسر ساخته و نیاز سلول به ماده و انرژی را تامین کنند.

مراحل گوارش غذا

1. ورود غذا در دستگاه هاضمه.
2. دگرگونیهای شیمی - فیزیکی غذاها و تبدیل آنها به مواد غذایی.
3. عبور مواد غذایی ازپرزهایمخاطی روده و ورود آنها به جریان خون و لنف و رسیدن به سلولها.
4. دفع مواد جذب نشده به صورت مدفوع و دفع مواد زاید متابولیسم سلولی به صورتترشحات گوناگون دردستگاه گوارش.

گوارش دهانی

دهانمحل دریافت غذا و جایگاه احساس طعماست. اعمال مکانیکیدندانها،لبهاوزبانموجب خرد شدن ذرات غذایی ، خیس ولغزنده شدن آنها توسط بزاق می‌گردد. بزاقاز سه جفت غدد بزاقیبناگوشی،زیرزبانیوزیر فکیترشح می‌شود. مقدار آنبرحسب غذا به 1.5 - 1 لیتر در 24 ساعت می‌رسد. PH طبیعی بزاق 7 - 6.8 است.

مواد آلی و معدنی بزاق

در هر لیتر بزاق 2 گرمموسینوجود دارد که باعث چسبندگی بزاق می‌شود. موسینمخلوطی از موکو پروتئینها و موکو پلی‌ساکاریدها است. در بزاق به مقدار جزئی پروتئینگلوبین وجود دارد. مواد معدنی بزاق شاملکلرورها،سولفاتهای قلیایی،فسفات کلسیم،بی‌کربناتومنیزیم است. در هر لیتر بزاق 0.06 گرمتیوسیانات پتاسیموجود دارد که مقدار آنها در افراد معتاد به دخانیات بیشتر است. الکل ،مرفین،ید وجیوه کهوارد بدن شوند توسط بزاق دفع می‌شوند.

آنزیمهای بزاق

مهمترین آنزیم بزاقی پتیالین یاآلفا آمیلازمی‌باشد کهنشاسته رابهمالتوزتبدیل می‌کند. یونهای کلر ، فعالکننده این آنزیم می‌باشند. در بزاقآنزیمهای مالتاز وانورتازوجود دارد که از میکروبهای موجود در دهان ترشح می‌شوند. آنزیم دیگربزاق ،لیزوزیماست که باعث هضم پروتئینهای غشایباکتریها می‌شود. غذای خرد شده در دهان به کمکعمل بلعازحلقومریگذشته و ضمن آغشته شدن با ترشحات آنهابهمعده می‌رسد.

گوارش معدی

اعمال مکانیکی معده و اثرات شیمیایی شیره معده موجب دگرگونیهایبیوشیمیایی غذا می‌شوند و حرکات معدی ، غذا را باشیره معدهمخلوط می‌کند.

شیره معده

مخاط معده دارای غدد متعددی است که هر یک قسمتی از ترکیباتموجود در شیره معده را ترشح می‌کنند. تحریکات روحی و عصبی ، تحریکات مکانیکی وتحریکات شیمیایی عواملی هستند که سبب ترشح شیره معده می شوند. در یک لیتر شیره معده، حدود 2 گرماسید هیدروکلریکو یک گرم در لیترکلرورهای سدیم،پتاسیم ومنیزیم ،سولفاتها و فسفاتهای قلیایی خاکی وجود دارد.

آنزیمها و مواد آلی شیره معده

یکی از مواد آلیموسیناست که نقش حفاظتی مخاط معده را در برابرآنزیمها برعهده دارد و احتمالازخم معدهناشی از اختلال در ترشح موسین و یاغیر فعال شدن آن توسط آنزیمهای موسیناز و لیزوزیم می‌باشد. آنزیم پپسیناز سلولهای اصلی دیواره معده بهصورت پپسینوژن غیر فعال ترشح می‌شود. پپسین جزء آنزیمهای آندوپپتیداز است. آنزیم رنینکه پرزور هم نامیده می‌شود ازسلولهای اصلی دیواره معده ترشح می‌شود.

این آنزیم در مجاورت یون کلسیم ،کازئینمحلول شیر را به پاراکازئینهاینامحلول تبدیل کرده و موجب انعقاد شیر می‌شود و سپس پپسین روی لخته‌های شیر عملمی‌کند. آنزیم لیپازمعدی فعالیت کمتری دارد و PH بهینه آن 5 - 4 است. وجود آنزیمهای کاتپسین ، موسیناز و لیزوزیم نیز در شیره معدهگزارش شده است.

نتیجه گوارش دهانی و معدی

خرد شدن ، خیس خوردن و لزج شدن غذاها ، حل شدنپکتین مواد گیاهیوکلاژن مواد گوشتی، کشته شدن و یا غیر فعال شدن تعدادی از میکروبهای موجود در غذاها ، تبدیل شدن موادنشاسته‌ای به ذرات معلق و تبدیل آنها به نشاسته محلول ، دکسترین و مالتوز و تبدیلقسمتی از مولکولهای پروتئین بهپیتیدهاتوسط پپسین معدی.

گوارش غذا در دوازدهه روده کوچک

محتوای اسیدی معده بطور منقطع ازدهانهپیلور دردوازدهه می‌ریزد و موجب تحریک دیواره آن می‌شود. این تحریک به ترشح هورمونهای پنجگانهسکرتین منجر می‌شود که از راهخون بهکبد ،لوزوالمعده ورودهکوچک رسیده و ترشحات آنها را باعث می‌شوند. شیره لوزوالمعده توسطمجرای ویرسونگوصفرااز راهمجرای کلدوکدر محلآمپولواتربه دوازدهه می‌ریزد و PH اسیدی محتوای معده را خنثی می‌سازد.

آنزیمهای شیره لوزوالمعده

شیره لوزوالمعده مایعی است بی‌رنگ با طعم شور کهبا حجم مساوی می‌تواند اسیدیته شیره معده را خنثی کند. آنزیمهایشیره لوزوالمعده شامل تریپپسین ، کیموتریپپسین ، کربوکسی پپتیداز ، آمیلاز ،لیپاز ، ریبونوکلئاز و داکسی ریبونوکلئاز و کلسترول استراز می‌باشند.

صفرا و عمل آن در گوارش

کبد علاوه بر نقش اساسی خود در واکنشهایمتابولیسمی با ترشح مداوم صفرا در گوارش سهم دارد. صفرامایعی است سیال ، زرد طلایی ، تلخ مزهو دارای PH قلیایی. مواد گوشتی و چربی غذاها ،هورمون سکرتینو تحریک اعصاب پنوموگاستریک وهورمون هپاتوکرینین موجب ترشح صفرا می‌شود. امولسیون کردن مواد غذایی ، خنثی سازیاسیدیته معده و دفع متابولیتهای سمی از اعمال صفرا می‌باشند.

گوارش در روده کوچک

شیره روده‌ای از غدد برونر دوازدهه و غدد لیبرکوهنموجود در مخاط روده کوچک در شبانه روز به مقدار یک لیتر ترشح می‌شود. مواد معدنی آن 0.6 گرم درصد و شامل کاتیونهای Ca⁺² ، Mg⁺² و Na و آنیونهای -CL و PO₄^-3 می‌باشد. مواد آلی آنشامل آنزیمها و موسین است. ازآنزیمهایشیره روده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: آنتروکیناز ، آمینوپپتیداز ،دی‌پپتیداز ، نوکلئوتیداز ، لیپاز روده‌ای، لیستناز ، مالتاز ، ساکاراز و لاکتاز. محتوای دوازدهه وارد روده کوچک می‌شوند و تحت تاثیر حرکات دودی ، مالشی ، نوسانی وحرکات ویژه پرزها با شیره روده مخلوط شده و تحت تاثیر آنزیمها هضم مواد غذاییباقیمانده صورت می‌گیرد.

گوارش در روده بزرگ

بیشتر مواد غذایی تا این مرحله هضم شده‌اند و تنهامقداری از غذاهای هضم نشده مانندسلولز ،غضروف ومولکولهای پروتئینی و مواد جذب نشده وارد روده بزرگ می‌شوند. باکتریها نشاسته را بهمالتوز و گلوکز تبدیل می‌کنند. باکتریها بر روی مواد دیگر هم عمل گوارش را انجامداده و مواد موجود دررودهبزرگ به صورت خمیری در می‌آید، بعد از جذب مواد مورد استفاده ، مواد زاید بهصورت مدفوع دفع می‌شود.

 

آنزيم‏ها ( كاتاليزورهاي بيولوژيك) در مصارف بيوتكنولوژيك متعدد مانند كشاورزي ، صنايع غذايي ،‌تصفيه پساب‏ها و موارد ديگر كاربردهاي گوناگوني دارند . آنزيم سلولاز از جمله آنزيم‏هاي مهم صنعتي مي‏باشد كه در كشاورزي براي تجزيه ضايعات ليگنوسلولزي ، در صنايع غذايي براي كاهش سلولز مواد اوليه غذايي در صنايع كاغذسازي براي نرم كردن چوب و در مصارف مختلف دبگر كاربرد دارد.

در تحقيق انجام شده در اين پايان نامه ، توليد آنزيم‏هاي سلولاز ( اگزوگلوكاناز و اندوگلوكاناز) در برخي ميكروارگانيسم ها شامل قارچ صنعتي فانئورك كريزسپوريوم ،‌قارچ ناقص آسپرژيلوس ترئوس ، مخمر و ميكروكوكوس تجزيه كننده سلولز مقايسه شده است . اين مطالعات نشان داد كه قارچ‏هاي مورد بررسي ، نسبت به ساير ميكروارگانيسم‏ها توليد آنزيم بالاتري را نشان مي‏دهند و قارچ اسپرژيلوس ترئوس كه از محيط طبيعي ( چوب پوسيده) جداسازي شده است نيز نسبت به سوش صنعتي فانئوركت كريزسپوريوم قادر است آنزيم‏هاي سلولاز را به ميزان بيشتري توليد نمايد.

در بخش ديگر تحقيق ، تأثير برخي عوامل بر توليد و پايداري آنزيم سلولاز آسپرژيلوس ترئوس و فانئوركت كريزسپوريوم مورد بررسي قرار گرفت . قندهاي گلوكز و ساكارز موجب كاهش توليد آنزيم‏ها در دو ميكروارگانيسم مي‏شد . همچنين بيشترين فعاليت آنزيم‏ها در pH، 4 تا 7 و درجه حرارت 40 تا 50 درجه سانتيگراد مشاهده گرديد.

در بررسي تأثير فلزات سنگين بر پايداري ساختمان و فعاليت آنزيم مشخص شد كه اين آنزيم‏ها نسبت به يون‏هاي فلزي ⁺⁺Cu و ⁺⁺Fe مقاومت نسبي نشان مي‏دهند و نكته جالب در بررسي تأثير فلز جيوه آن بود كه آنزيم‏هاي توليد شده به وسيله آسپرژيلوس ترئوس به برخي فلزات مانند جيوه مقاومت بالايي نشان مي‏دهند . به عنوان مثال ، فعاليت اگزوگلوكاناز و اندگلوكاناز اين قارچ در غلظت 500 ميكروگرم در ميلي ليتر كلرور جيوه به ترتيب به ميزان 72% و 90 % فعاليت آنزيم در غياب فلز حففظ مي‏شود ، در حالي كه فعاليت همين آنزيم‏ها در فانئوركت كريزسپوريوم در اين غلظت فلز جيوه به ترتيب به صفر و 68% مقدار اوليه كاهش مي‏يابد.

در ادامه مطالعات ، آنزيم‏هاي سلولاز از قارچ آسپرژيلوس ترئوس كه توليد بالاي آنزيم را دارا مي‏باشد استخراج شده ،‌مورد خالص سازي نسبي قرار گرفت و پروتئين‏هاي بدست آمده با ژل الكتروفورز نمودن بررسي شد . آنزيم‏هاي توليد شده به وسيله اين قارچ توسط سولفات آمونيوم رسوب داده شد و روش‏هايي مانند دياليز تعادلي ، رسوب با استن ،‌تعويض يون و ژل فيلتراسيون براي خالص سازي آن مورد استفاده براي تخليص آنزيم ، روش ژل فيلتراسيون با سفاكريل S-300 نتايج بهتري نشان داد . با استفاده از اين روش ،‌ميزان بازيافت پروتئين پس از خالص سازي ، نسبت به محلول آنزيمي تغليظ شده برابر با 40% محاسبه گرديد . همچنين پس از ژل فيلتراسيون 55% از فعاليت اندگلوكانازي و 77% از فعايت اگزوگلوكانازي آنزيم تغليظ شده بازيافت گرديد . نتايج بدست آمده از ژل الكتروفورز نشان دهنده توليد آنزيم‏هاي سلولاز با وزن ملكولي بالا در حدود 200 كيلو دالتون به وسيله اين قارچ مي‏باشد.

تثبيت آنزيم‏هاي سلولاز آسپرژيلوس ترئوس و فانئوركت كريز سپوريوم در ژل‏هاي آگارز و پلي اكريل آميد موجب كاهش چشمگيري در فعاليت آنزيم‏هاي توليد شده به وسيله آسپرژيلوس ترئوس شد ، اما فعاليت آنزيم‏هاي فانئوركت كريزسپوريوم حفظ گرديد . استفاده مكرر از آنزيم تثبيت شده نشان داد كه فعاليت اگزوگلوكاناز اين قارچ پس از 3 بار استفاده مكرر حفظ مي‏شود و در چهارمين مرتبه استفاده ، 50 % از فعاليت آنزيم كاهش مي‏يابد . همچنين ، تأثير آنزيم‏هاي سلولاز آسپرژيلوس ترئوس بر پساب سلولزي صنايع كاغذ سازي موجب كاهش 70% از COD پساب سلولزي ، پساز 2 ساعت مواجهه با آنزيم مي‏شد.

در بخش ديگر تحقيق ،‌ سينتيك واكنش‏هاي آنزيمي براساس معادله ميكائيليس – منتن ولينوور – برگ مورد مطالعه قرار گرفت و براساس منحني‏هاي ترسيم شده ،‌ مقادير Km و Vmax آنزيم‏هاي خالص شده محاسبه شد و با مقادير بدست آمده براي آنزيم‏ها پيش از خالص‏سازي مقايسه گرديد . در مقادير Km آنزيم‏ها پس از تخليص ، نسبت به آنزيم‏هاي خام تغيير زيادي مشاهده نشد و سرعت واكنش آنزيمي پس از تخليص افزايش يافته بود.

صوصیات آنزیم مولتی لوهمن محتوی مجموعه ای از آنزیم های مختلف با فعالیت کربوهیدرز (Carbohydrase) که به روش تخمیری از قارچهای Asperfillus niger، سوش انتخاب شده Aspergillus Oryzae تولید می گردد. آنزیم مولتی ZY Multi پلی ساکاریدهای غیر نشاسته ای مانند زایلنز Xylans، بتاگلو کلنز B-glucans آرابانز Arabans که در پوسته تمام علات کنجاله ها و سایر موادپروتئینی با منشا گیاهی وجود دارد را هیدرولیز می نماید. آنزیم مولتی ZY Multi محتوی آنزیم هایی چون آلفا آمایلاز a-amylase ، همی سلولز Hemicellulase ،پتکتیناز Pectinase ، آلفا گالاکتوسایدز a-galactosidase و پروتوآز Protease است. کاربرد: آنزیم مولتی ZY Multi مناسب برای فرمول دان بر پایه گندم، جو، ذرت، کنجالهآفتابگردان، کنجاله سویا و سایر منابع پروتئین گیاهی است. کاربرد آنزیم فوق بر رویسایر غلات نیز موثر است. خصوصیات فیزیمی آنزیم: آنزیم مولتی لوهمنZY Multi مانند سایر آنزیم های لوهمن دارای پوشش نگهدارنده بهفرم گرانول با پوشش ضد حرارت Micro Coating تولید می گردد. رنگ آن قهوه ای کم رنگ وبدون بو است. فعالیت آنزیم مولتی ZY Multi: 1 گرم آنزیم مولتی محتوی: Xylanse (IUB 3.2.1.8) 200 FXU B-glucanase (IUB 3.2.1.6) 21 FBG B-glucanase (IUB 3.2.1.4) 50 FBG Hemicellulase 1.250 PSU 30,000 VHCU a-galactosidase 3 GALU Protease 260 U مقدار مصرف: دز نرمال آنزیم 500 گرم در هر تن می باشد. مقدار مصرف آنزیم با تغییرات در فرمولدان نیز قابل تغییر است. جهت نتیجه بهتر توصیه می گردد با متخصصین تغذیع طیور ودامپزشکان مشورت نمایید. ثبات آنزیم: بدلیل پوشش ضد حرارت آنزیم های لوهمن که با استفاده از روش Superior Coating Tehcnology آنزیم تا درجه حرارت 85 درجه و طی مراحل ساخت دان پلیت خصوصیات خود راحفظ می کند. در شرایط نگهداری مناسب آنزیم خصوصیات خود را تا 24 ماه پس از تولید نیز حفظ مینماید. نگهداری: درجای خشک و تاریک، کیسه آنزیم را نگهداری نمایید. بسته بندی: در کیسه های 10 و 25 کیلویی خالص     منابع : 1-= سایت اطلاع رسانی دانشنامه رشد : www.daneshnameh.roshd.ir 2- سایت اطلاع رسانی آفتاب : www.aftab.ir 3- سایت اطلاع رسانی تبیان : www.tebyan.net