بخشی از مقاله
چکیده:
AFP با کاهش نقطه ی انجماد بوسیله ی وارد کردن یخ در بین مولکول های خود سبب گستردگی بازه ی انجمادی هم می شود. ویژگی خواص AFP نشان می دهد که متمایز و وابسته به غلظت است. که در غلظت های متفاوت AFP اشکال یخ متفاوتی داریم. پروتئین های ضد انجمادی AFPs دسته ایی از پروتئین ها هستند که به علت ساختار شیمیایی خاص خود باعث باند شدن سطح کریستال های یخ شده و از این طریق سبب چند هسته ایی شدن و کوچک شدن کریستال ها می شود. این کاهش اندازه ا کاهش خسارات وارده بر میکروارگانیسم ها را به همراه دارد.
در مورد AFP باکتریایی AFPs و AFGPs کنترل کننده ی پروتئنی کریستال های یخ هستند و این پروتئین ها تنها درزیر نقطه انجماد آب فعالیت می کنند و نه در زیر نقطه ی ذوب این همان شرایطی است که به آن Thermal Hysteresis گویند.
Pseudomonas Putida GR12-2 وقتی در دمای 5 c رشد کند فعالیت AFPهایشان مخفی است. در طی تحقیق 6 نوع باکتری تولید کننده AFP جدا شده در بین این 6 نوع - Moraxella موراکسلا - بیشترین میزان فعالیت AFP را دارا می باشد.. در مورد خمیر منجمد پروتئین ضد انجمادی به خمیرهای منجمد افزوده شده و سبب افزایش ظرفیت نگهداری آب خمیر کاهش مرگ و میر مخمرها شده است. خمیر منجمد باعث افزایش زمان تخمیر و بدتر شدن بافت محصول نهایی می شود. این پدیده می تواند با افزودن برخی مواد به حداقل برسد . می توانند دمای انجماد را پایین آورند و تبلور مجدد آن ها را به تعویق بیندازند. AFPمانع از طنابی شدن - رشته رشته شدن - نان می شود. در نتیجه جذب بازگشت ناپذیر AFP روی کریستال یخ باعث محدود شدن رشد یخ می شود و این اثر ترمودینامیکی سبب خاصیت ضد انجماد میشود.
کلمات کلیدی: AFP ، باکتری ، خمیر
پروتئین های ضد انجمادی AFPs دسته ایی از پروتئین ها هستند که به علت ساختار شیمیایی خاص خود باعث باند شدن سطح کریستال های یخ شده و از این طریق سبب چند هسته ایی شدن و کوچک شدن کریستال ها می شود. این کاهش اندازه ی کریستال ها کاهش خسارات وارده بر میکروارگانیسم ها را به همراه دارد. اگر چه خواص عملکردی AFP باعث مقاومت در برابر یخ زدگی می شود. ولی کاهش نقطه ی انجماد به خوبی واضح نیست پس برای اندازه گیری فعالیت ضد انجمادی پروتئین ها از فاکتور دیگری به نام - Thermal Hysteresis - TH استفاده می شود که همان تفاوت دمای بین نقطه ی ذوب وانجماد است این میزان به خوبی نشان دهنده ی نقش AFP در کاهش نقطه ی انجماد خواهد بود و این تنها یک نقش از AFP است. برطبق مکانیسم جذب ارائه شده توسط - Devries, Raymond - جذب بازگشت ناپذیر AFP روی کریستال یخ باعث محدود شدن رشد یخ می شود و این اثر ترمودینامیکی سبب خاصیت ضد انجماد می شود.
AFP از طریق محدود کردن رشد کریستال های یخ در دماهای زیر صفر درجه بوسیله ی باند کردن و جذب سطح یخ ها باعث محدود شدن رشد کریستال ها می شود این مکانیسم به عنوان جلوگیری از کریستال شدن مجدد Recrystalization Inhibition - RI - شناخته می شود. علاوه بر کاهش نقطه انجماد مایعات درون سلولی و جلوگیری از خسارات ناشی از تبلور یخ ها ودر برخی از AFP ها از خسارات ناشی از انجماد به غشا نیز جلوگیری می شود. این مکانیسم بوسیله ی مهار مواد نگهداره گرما یا گرما دوست ها و ممانعت از خروج آن ها از طریق مسدود کردن کانال های انتقال صورت می گیرد. وجود فعالیت TH در برخی از باکتری ها مانند Pseudomonas putida، Pseudomonas Fluorescence و یک گونه موراکسلا نشان داده شده است. بخش قابل توجهی از این باکتری ها از مناطق قطبی بدست آمده اند. بنابراین نقش AFP در باکتری سرمادوست روشن شده است .
فعالیت این پروتئین ها براساس TH بیان می شود.
مکانیسم فعالیت هستیزریس دمایی - TH - به احتمال قوی در باند کردن سطح یخ و مهار رشد یخ از طریق مکانیسم جذب و ممانعت کنندگی - مهارکنندگی - است - adsorbtion- Inhibition - است. پس AFP با کاهش نقطه ی انجماد بوسیله ی وارد کردن یخ در بین مولکول های خود سبب گستردگی بازه ی انجمادی هم می شود. بیشترین مشاهدات و مستندات فعالیت AFP شامل موارد زیر است:
-1 کاهش نقطه ی انجماد به میزان بیشتری از نقطه ی ذوب - پدیده هیسترزیس حرارتی - -2 شکل و سرعت رشد کریستال ها متفاوت نسبت به حالت عادی -3 جلوگیری از تبلور مجرد در غلظت های پائین -4 کاهش دمای Super Cool فوق سرمایی نسبت به آب خالص
جنبه های تکنولوژی
AFP می تواند به عنوان Cryosurgery در Cryopreservation در همه ی ارگانیسم ها عمل کنند. در صنایع غذایی AFP می تواند برای بهتر کردن کیفیت غذایی غذاهای منجمد استفاده شوند و نیز مقاومت در برابر سرمادهی ماهی ها یکی دیگر از کاربردهای AFP است رسیدن به این اهداف از طریق تزریق مستقیم AFP و یا بیان ژن هاست . در صنایع تبدیدی AFP در حفظ سیالیت یخ به عنوان مبرد ثانویه مورد استفاده قرار می گیرد. به هر حال تجارت AFP به صورت بالقوه توانایی زیادی دارد گزارش های اخیر نشان داده که AFP باکتریایی با فعالیت TH بالا محل تحقیقات فراوانی است آن ها همچنین می توانند برای صنعت مورد استفاده قرار بگیرند. AFP های زیادی از باکتری های سرما دوست استخراج شده ولی فعالیت آن و مکانیسم سلولی مقاومت به سرمای آن ها کاملاً واضح و روشن نیست.
