الهام پاییزی
عضو جدید
کاربردهای بیوتکنولوژی در صنایع غذایی
اصلاح مستقیم مواد غذایی و مواد افزودنی به غذا
روشهای مهندسی پروتئین
مواد خام غذایی را میتوان یا مستقیماً و یا بعد از اصلاح میكربی یا آنزیمی استفاده كرد. مواد خام غذایی اصلی دارای خاصیت كاركردی (functionality) در محصولات غذایی مثل امولسیونسازی، پیوند با آب، ایجاد ژل، پایداری كف در نوشابهها، دسرها و محصولات گوشتی (كه عبارتند از پروتئینها، چربیها و كربوهیدراتها) میباشند. رابطة دقیق بین ساختمان این مواد و خواص كاركردی كه در غذا ایجاد میكنند، هنوز بطور كامل شناخته نشده است؛ ولی نتایج تحقیقات گستردة سالهای اخیر میتواند در جهت انتخاب نوع اصلاح این مواد خام استفاده شود.
بهعنوان مثال، یك رابطة مستقیم بین ساختار پروتئینها (یعنی اندازه مولكول پروتئینی و تركیب اسیدهای آمینه آن) و خواص كاركردی آنها بدست آمده است. میتوان با تغییر مناسب در اندازه و تركیب اسیدهای آمینه در یك پروتئین، به خواص كاركردی مورد نیاز برای یك كاربرد بخصوص دست یافت. اندازة پروتئینها را میتوان توسط آبكافت اسیدی یا آنزیمی كاهش داد. اما ایجاد تغییرات در تركیب اسیدهای آمینه یك پروتئین، مشكلتر است. برای ایجاد تغییرات در تركیب اسیدهای آمینه یك پروتئین، از روشهایی تحت عنوان مهندسی پروتئین استفاده میشود كه از طریق تغییر در كدهای ژنتیكی با استفاده از روشهای مهندسی ژنتیك، ترتیب اسیدهای آمینة پروتئین عوض میشود.
از روشهای مهندسی پروتئین، برای افزایش پایداری پروتئینهای آنزیمی كه در مقیاس صنعتی نقش كاتالیزور را دارند نیز استفاده شده است. بهعنوان مثال، گلوكز ایزومراز، آنزیمی است كه در فرآیند تولید HFCS از اهمیت فراوان برخوردار است. این آنزیم در بیوراكتورهای صنعتی توسط یك واكنش شیمیایی بین گلوكز (سوبسترات واكنش) و گروههای آمین ثانویه لیزین موجود در ساختار آنزیم، غیرفعال میگردد. محققین در شركت Gist-Brocadeروشی را جهت اصلاح ژن گلوكز ایزومراز ایجاد كردند كه در آن قسمتی از مولكول آنزیم (جزء لیزین) كه گلوكز به آن حمله میكند، به گروههایی (جزء آرژینین) كه مورد حملة گلوكز واقع نشده ولی قادر هستند كه ساختار آنزیم را حفظ كنند تبدیل میشود. با استفاده از این روش، زمان استفادة مفید از آنزیم گلوكز ایزومراز در شرایط صنعتی بهطور قابل ملاحظهای افزایش یافته و این موضوع باعث افزایش ظرفیت تولید و كاهش هزینههای عملیاتی میشود.
استفاده از آنزیم لیپاز در بهبود كیفیت روغنها و چربیها
كیفیتهای تغذیهای و خواص بافتی روغنها و چربیها، به تركیب اسیدهای چرب آنها بستگی دارد. بهعنوان مثال، اگر تنها اسید چرب سازنده یك روغن یا چربی، اسید استئاریك (اسید چرب اشباع) باشد، این چربی در دمای اطاق و دمای بدن جامد خواهد بود. ولی اگر اسیدهای چرب اشباع به این روغن و چربی اضافه گردند، دمای ذوب آن كاهش پیدا خواهد كرد.
طول زنجیرة اسیدهای چرب نیز بر روی دمای ذوب یك روغن و یا چربی تاثیر گذار است و باید تركیب اسیدهای چرب در تریگلیسیریدهای آن را تغییر داد. برای اینكار میتوان از آنزیمهای لیپاز استفاده كرد. مزیت بكارگیری آنزیمهای لیپاز، اختصاصی عملكردن آنها میباشد. بهعنوان یك مثال از بكارگیری آنزیمهای لیپاز برای تغییر خواص روغنها كه در سطح تجارتی استفاده شده است، میتوان به فرآیندی جهت تولید یك آنزیم لیپاز توسط كپك Mucor meihiجهت تبدیل جزء میانی روغن پالم به یك روغن با ارزش مورد استفاده در قنادی اشاره كرد.