مقاله تولید بیوتکنولوژیکی کیتین بوسیله آنزیم های تریپسین و فیسین از پوسته میگو

بخشی از مقاله

چکیده:

پوسته میگو منبع خوبی از کیتین به شمار می رود که این کیتین از طریق پیوندهاي گلیکوزیدي به پروتئین ها باند شده است. فرایند جداکردن پروتئین براي استخراج کیتین، از طریق هضم قلیایی انجام می گیرد که باعث آسیب به محیط زیست و کاهش کیفیت کیتین حاصله می شود. در این تحقیق از آنزیم هاي تریپسین و فیسین به تنهایی و همراه با متا بی سولفیت سدیم جهت پروتئین زدایی و تهیه ي کیتین استفاده شد و در نهایت کیتین حاصله حاوي حدود %5 و %6 پروتئین بترتیب در نتیجه تیمار با ترکیب انزیم تریپسین و فیسین با متا بی سولفیت سدیم و حدود 6 و 7 درصد بدون تیمار با متا بی سولفیت سدیم بود که این میزان با هضم قلیایی ملایم باز هم کاهش یافت.

کلمات کلیدي: پوسته میگو، کیتین، هضم قلیایی، پروتئین زدایی، تریپسین، فیسین

مقدمه:

کیتین یک پلی ساکارید تشکیل شده از واحدهاي N-acetyl-D-glucosamine با پیوند β - 1-4 - می باشد که توسط پیوندهاي گلیکوزیدي به پروتئین ها باند شده است و کاربردهاي زیادي در علم شیمی، بیوتکنولوژي، کشاورزي، فرآیند غذا، مواد آرایشی، دامپزشکی، پزشکی، دندانپزشکی و... دارد.روش هاي سنتی براي تهیه کیتین شامل کانی زدایی و پروتئین زدایی ضایعات با اسید و بازهاي قوي مثل HCl و NaOH می باشد. استفاده از این مواد شیمیایی باعث دي استیلاسیون جزئی کیتین و هیدرولیز پلی مر می شوند و در نهایت محصولی با وزن ملکولی پائین تر با ویژگی هاي فیزیکو شیمیایی گوناگون و ناپایدار به دست می آید. این تیمارهاي شیمیایی باعث آلودگی محیط زیست می شوند - 4 - ، همچنین باعث کاهش دي پلیمریزاسیون و کاهش کیفیت کیتین، آنومریزاسیون روي ساختار آن می شوند. بنابراین تولید بیولوژیکی کیتین توسط پروتئازها و کانی زدایی با اسید لاکتیک می تواند باعث کاهش آلودگی محیطی و دي پلیمریزاسیون و در نتیجه افزایش کیفیت کیتین حاصله گردد. هدف از این تحقیق تولید بیوتکنولوژیکی کیتین به وسیله آنزیم هاي تریپسین و فیسین از ضایعات میگو و بررسی خواص کیتین حاصله می باشد 7 - و8و. - 9

مواد و روش ها :

پوسته میگو از میگو با نام علمی Penaeus semisulcatus - میگوي صورتی - ، آنزیم هاي تریپسین و فیسین، لاکتیک اسید، سدیم هیدروکسید، متا بی سولفیت سدیم، بافر فسفات

تهیه کیتین :

-1 آماده سازي پوسته ها براي تهیه کیتین:

بعد از شستشوي پوسته میگو با مقدار کافی آب، در دماي 60 C به مدت 2 ساعت خشک شده و توسط آسیاب به قطعات یکنواختی تبدیل گردید.

-2 کانی زدایی:

یک گرم از پوسته را با 30 میلی لیتر اسید لاکتیک مخلوط کرده و در دماي اتاق - 24 C - براي 6 ساعت نگهداري گردید، سپس فیلتر شد و با مقدار کافی آب مقطر شسته شد تا به pH خنثی رسید . - 3 -

-3 پروتئین زدایی بوسیله آنزیم تریپسین:

پوسته هاي کانی زدایی شده را به نسبت 1 به 3 با بافر فسفات ./.5 مولار همراه با 2 g/kg متابی سولفیت سدیم با pH=7/7 هموژن کرده و آنزیم تریپسین - - 1:1000w/v را اضافه نموده و در دماي 45 C به مدت 2 ساعت بهم زده شد. سپس عصاره فیلتر 5-10 - میکرومتر - گردید 2 - و6و. - 8

-4 پروتئین زدایی بوسیله آنزیم فیسین:

پوسته هاي کانی زدایی شده را به نسبت 1 به 3 با بافر فسفات 0/1 مولار همراه با 2 g/kg متابی سولفیت سدیم با pH=7 هموژن کرده و % 0/1 آنزیم فیسین را اضافه نموده و در دماي 39 C به مدت 2 ساعت بهم زده شد و سپس عصاره فیلتر گردید . - 6 -

-5 تیمار قلیایی ملایم:

براي کاهش پروتئین هاي باقیمانده در رسوب حاصله، دو نمونه بدست آمده را با NaOH %0/5، در دماي 60 C به مدت یک ساعت تیمار شد - . - 5

آزمایشات مربوط به کیتین:

روش کلدال براي تعیین میزان پروتئین نمونه ي کیتین تولیدي انجام شد و اندازه گیري رطوبت و خاکستر نمونه نیز بر اساس روش AOAC صورت گرفت . - 1 -

نتایج و بحث:

درصد ترکیبات تشکیل دهنده پوسته و کیتین حاصله پس از پروتئین زدایی با آنزیم ها در جدول 1 گزارش شده است. میزان ترکیبات پوسته میگوي Penaeus semisulcatus گزارش شده توسط Al Sagheer و همکاران - 2009 - حدود %37/59 پروتئین، %45/66 کربنات کلسیم و%16/75 کیتین بود. میزان ترکیبات اندازه گیري شده در پوسته میگونشان می دهد میزان پروتئین و خاکستر در کیتین بدست آمده بسیار کم بود که بیانگر این است که مراحل کانی زدایی و پروتئین زدایی به خوبی انجام شدند. همینطور با توجه به گزارش Babu و همکاران - 2008 - مبنی بر استخراج بیشتر کاروتنوپروتئین ها از ضایعات سر میگو با آنزیم تریپسین در مقایسه با پپسین و پاپائین، میتوان تاثیر بهتر تریپسین را نسبت به فیسین در کاهش پروتئین هاي پوسته میگو در این تحقیق مشاهده کرد . - 2 -

همچنین با توجه به گزارش میزانی و همکاران - 2007 - در زمینه جداشدن بیشتر پروتئین ازضایعات سر میگو در اثر تیمار با سولفیت سدیم و آنزیم آلکالاز و ابطحی - 1997 - در مورد استفاده از سولفیت سدیم درافزایش استخراج پروتئین هاي سویا، به نظر می رسد که فعالیت پروتئولیتیکی آنزیم تریپسین و فیسین، باندهاي دي سولفیدي پروتئین پوسته میگو را بیشتر در دسترس متا بی سولفیت سدیم قرار می دهد و نهایتا باعث افزایش حلالیت پروتئین می شود که این امر موجب استخراج بیشتر پروتئین می گردد . - 5 -

در مقایسه با تیمار قلیایی، هیدرولیز آنزیمی خروج کامل پروتئین ها را تضمین نمی کند و محصولات تجزیه پروتئین و باقیمانده آنها در کیتین بستگی به گزینش گري آنزیم استفاده شده و شرایط فرآیند دارد. بنابراین تیمار قلیایی ملایم با سود%0/5، روي کیتین تولیدي توانست تا حدي باقیمانده پروتئین را از محصول نهایی خارج سازد. همچنین بر اساس گزارش Synowiecki و همکاران - 2000 - در زمینه بازیافت بهتر پروتئین در حین جداسازي آنزیمی کیتین از پوسته، کانی زدایی اولیه سودمندتر است. زیرا این امر باعث افزایش نفوذپذیري بافت براي ورود آنزیم و خارج کردن مواد معدنی که باعث بازدارندگی عمل آنزیم هستند می شود که در این تحقیق هم قبل از پروتئین زدایی، کانی زدایی انجام گرفت . - 8 -

نتیجه گیري:

استفاده از روش هاي بیوتکنولوژیکی و جایگزین کردن اسید ها و باز ها با آنزیم ها در تولید کیتین یک نوید است و نه تنها صدمه کمتري به محیط وارد کرده بلکه خواص کیتین تولیدي را بهتر حفظ می کند و مانع دي استیلاسیون جزئی آن می شود.