بخشی از مقاله
چکیده
در دنیای مدرن امروزی، نیاز به ترکیبات و محصولات بیولوژیکی، توجه بسیاری از کشورها را به خود جلب کرده است. آنزیمها یکی از این محصولات مهم و با ارزش هستند که در بازار جهانی سهم عمدهای را به خود اختصاص دادهاند.از این میان لیپازیکی از آنزیم های کاربردی در صنعت غذا می باشد.لیپازها بیوکاتالیست های قابل انعطاف که پتانسیل استفاده ی صنعتی دارند. لیپازها هیدرولیز تری آسیل گلیسرول به اسیدهای چرب را کاتالیز می کنند و هنگامیکه در سطح آب و روغن جذب شوند، فعال می گردند.
بسیاری از لیپازها می توانند در واکنش های مفید مانند استریفیکاسیون، ترانس استریفیکاسیون، هیدرولیز، الکلیز، آمینولیز واسیدولیز شرکت نمایند. بیشتر این لیپازهای تولید شده برای گسترش آروما در محصولات لبنی، پردازش مواد غذایی مثل گوشت، سبزیجات، میوه جات، صنایع پخت و نوشیدنی به کار گرفته می شوندبه دلیل افزایش دانش تولیدات بیوشیمیایی، فرایندهای تخمیری و روش های بازیابی، تعداد قابل توجهی از آنزیم ها امروزه می توانند تولید شوند. استفاده تجاری لیپازها اغلب از میکروارگانیسم هایی به دست می آید که محدوده وسیعی از لیپازهای خارج سلولی را تولید می کنند.مقاله حاضر به بررسی کاربردهای آنزیم لیپاز در تولید مواد غذایی و گستردگی کاربرد آن در این صنعت می پردازد.
مقدمه:
لیپازها 1 - تری آسیل گلیسرول آسیل هیدرولاز - E.C 3.1.1.3 با اهمیت فیزیولوژیکی قابل توجه و پتانسیل صنعتی در همه جا موجود هستند. یک لیپاز واقعی استرهای امولسیون شده گلیسرین و اسیدهای چرب بلند زنجیر مثل تری اولئین و تری پالمیتین را می شکند. لیپازها هیدرولازهای سرینی هستند که فعالیت کمی در محلول های آبی شامل سوبستراهای محلول نشان می دهند
در یوکاریوت ها، لیپازها در مراحل مختلف متابولیسم لیپید شامل هضم چربی، جذب، بازیابی و متابولیسم لیپوپروتئین نقش دارند. درگیاهان، لیپازها در بافت های ذخیره کننده انرژی پیدا می شوند. استفاده تجاری لیپازها اغلب از میکروارگانیسم هایی به دست می آید که محدوده وسیعی از لیپازهای خارج سلولی را تولید می کنند. بسیاری از لیپازها در حلال های آلی فعال هستند و می توانند تعدادی از واکنش های مفید مثل استریفیکاسیون2، ترانس استریفیکاسیون، آسیلاسیون انتخابی گلیکول و منتول، سنتز پپتید ها و بقیه مواد شیمیایی را کاتالیز کنند.
امروزه تعداد زیادی از آنزیم های لیپاز در مقیاس صنعتی تولید می شوند. بیشتر این لیپازهای تولید شده برای گسترش آروما 3 در محصولات لبنی، پردازش مواد غذایی مثل گوشت، سبزیجات، میوه جات، صنایع پخت و نوشیدنی به کار گرفته می شوند
فسفولیپازها کاربردهای صنعتی در تیمار زرده تخم مرغ برای تولید سس مایونز، تغییر لستین و تولید دیگر امولسیفایرها و صمغ بری 4 روغن در تصفیه روغن های گیاهی پیدا کرده اند. معرفی فسفولیپازهای میکروبی به طور قابل توجهی صنعت اقتصاد صمغ بری آنزیمی روغن های گیاهی را رونق داده است. در اثر این فرایند فسفولیپیدهایی که هیدرولیز می شوند بیشتر در آب محلول می باشند. عمل فسفولیپازها در تیمار زرده تخم مرغ هیدرولیز لستین می باشد که خاصیت امولسیفایری و پایداری حرارتی را بهبود می دهد.
بنابراین زرده تخم مرغی که با این روش تولید می شود در فرایند تولید پیراشکی گوشتی ، مایونز، غذای کودک، دسر و خمیر ها می تواند مفید باشد. لیپازها به طور موفقیت آمیزی به عنوان کاتالیست برای سنتز استرها استفاده می شوند و استرهایی که از اسیدهای چرب کوتاه زنجیر تولید می شوند به عنوان عامل آروما در صنعت غذا استفاده می شوند.کنترل صحیح غلظت لیپاز،pH ، دما و محتوای امولسیون برای بهینه کردن تولید آروما و رایحه نیاز می باشد. شکلات ها با جایگزین کره کاکائو، نان، لیپیدهای ساختاری مثل جایگزین های چربی شیر انسان، روغن های سالم با کالری پایین و...مثال های کاربرد غیر مستقیم لیپاز در محصولات غذایی می باشند.
لیپاز های Candida rugosa کاربردهای زیادی در صنعت آروما و غذا، در تولید بستنی، تولید استرهای کربوهیدرات و مشتقات آمینواسیدی که با سنتز شیمیایی متداول به دست نمی آیند، پیدا کرده اند
استفاده از آنزیم ها به عنوان کاتالیست هایی در پردازش روغن ها و چربی ها به محصولات مورد استفاده در صنعت و مورد استفاده مصرف کننده به سرعت در حال گسترش است. مانع اولیه برای گسترش استفاده از این روش قیمت آنزیم است که به آماده سازی گران قیمت آنزیم و پایداری محدود آن برمی گردد. ناتوانی برخی از آنزیم ها در کارکرد خوب در سیستم های چربی در دماهای بالا بدون استفاده از حلال مانع دیگری برای پذیرش تکنولوژی آنزیم می باشد.
صنعت روغن و چربی به طور عمده از روش های شیمیایی برای شکستن چربی ها و روغن ها به گلیسرول و اسیدهای چرب و تصفیه فیزیکی بعدی اسیدهای چرب آزاد شده استفاده می کنند. در کل محصولات صنعتی با اسیدهای چرب غیر اشباع و چند غیر اشباع و مشتقات آن ها فرموله نمی شوند، به دلیل اکسیداسیون آهسته که به تخریب محصول در طی زمان کمک می کند. بنابراین اسیدهای چرب غیراشباع قبل از فرایندهای بعدی هیدروژنه می شوند. اگرچه آنزیم ها به طور عمده برای تولید محصولات لیپیدی صنعتی استفاده نمی شوند، یک گروه از آنزیم های لیپاز امروزه برای سنتز تری گلیسریدها برای استفاده تغذیه ای و درمان بیماری ها و نگهداری سلامتی در حد مطلوب به کار می روند
لیپاز ها آنزیم هایی هستند که شکستن چربی ها و روغن ها به اسیدهای چرب و گلیسرول را کاتالیز می کنند. واکنش شکستن برگشت پذیر است و در مقدار آب کم تعداد زیادی از لیپازها واکنش برگشت را کاتالیز می کنند که به تشکیل استر معروف است.
دلایل فراوانی برای استفاده از تکنولوژی آنزیم وجود دارد. لیپازها برای بازیابی و تولید 5PUFA تحت شرایط ملایم تر استفاده می شوند که منجر به تخریب گسترده PUFA ها نمی شود. بعضی لیپازها ویژه گزینی مکانی دارند و استفاده از آن ها در سنتز اجازه می دهد که باقی مانده های آسیل های چرب ویژه در مکان اولیه - کربن1و - 3 و یا ثانویه - کربن - 2 در ساختمان گلیسرول قرار گیرد
این نوع از ویژه گزینی گروه هیدروکسی، با روش های شیمیایی فقط با سختی فراوان به دست می آید. موقعیت مکانی گروه آسیل چرب در مولکول تری آسیل گلیسرول روی چگونگی متابولیزه شدن به وسیله سیستم هضمی انسان تاثیر می گذارد. بنابراین لیپازها می توانند برای تولید انواع تری آسیل گلیسرول انرژی بالا و انرژی پایین استفاده شوند. روش های کلاسیک برای تغییر روغن ها به چربی های جامد، هیدروژناسیون جزئی می باشد. اما این فرایند اغلب موجب ایزومریزاسیون باندهای دوگانه کربن-کربن و تغییر پیوند سیس طبیعی به ترانس و همچنین مهاجرت باند دوگانه در امتداد زنجیر اسید چرب می شود.
حضور اسیدهای چرب ترانس باعث افزایش خطر مواجهه با بیماری های قلبی می شود. لیپازها اجازه ترکیب شدن شیمیایی چربی ها و روغن ها برای تولید محصولات با سختی متوسط که فاقد اسیدهای چرب ترانس می باشند و برای تعدادی از کاربردهای غذا مفید می باشند را می دهند. بنابراین TAG ای که با استفاده از لیپاز تولید می شود دارای ارزش بیشتری در بازار به خاطر ساختار شیمیایی تعریف شده می باشد و باعث تولید محصولات با مزیت های تغذیه ای می شود که به آسانی با فرایندهای شیمیایی رایج به کار گرفته شده به دست نمی آید . - Piazza et al,2007 - هدف از این تحقیق بررسی ویژگی های آنزیم لیپاز و کاربرد های ان در صنعت غذا می باشد.
مشخصه های آنزیم لیپاز:
ویژه گزینی سوبسترا : 6 سوبستراهای طبیعی لیپازها استرهای گلیسرول هستند. این بدین معنی است که این آنزیم ها نه تنها قادر به هیدرولیز تری گلیسریدها هستند، بلکه دی و مونو آسیل گلیسرول ها و حتی فسفولیپیدها را هیدرولیز می کنند. بنابراین ویژه گزینی سوبسترا توانایی لیپاز برای هیدرولیز یک نوع از استرهای گلیسرول تعریف می شود
ویژه گزینی مکانی: 7 این ویژگی توانایی بعضی لیپازها در تشخیص 2 موقعیت خارجی ساختمان تری گلیسرول - استرهای اولیه - و موقعیت داخلی - استرهای ثانویه - تعریف می شود.
ویژه گزینی اسید چرب8 :لیپاز ها می توانند برای یک اسید چرب خاص و یا در بیشتر مواقع برای گروهی ازاسیدهای چرب ویژه باشند - . - Villeneuve et al,2003 همچنین ویژه گزینی نسبت به طول زنجیر اسید چرب را نیز نشان می دهند و بیشتر آن ها استرهای زنجیر متوسط را به زنجیر بلند اشباع ترجیح می دهند. برای نمونه لیپاز Aspergillus flavus ترجیح بیشتری به تری کاپرین نسبت به تری اولئین دارد و این گوناگونی ویژه گزینی سوبسترا می تواند به دلیل تفاوت در ساختار جایگاه اتصالی آنزیم به اسید چرب باشد .
ویژه گزینی استری : 9 این ویژگی توانایی لیپازها برای تشخیص موقعیت های Sn1 وSn3 مولکول تری گلیسرید را نشان می دهد
