آنزیم های میکروبی: پیشرفت صنعتی قرن 21
مقاله توسط: Manoj Kumar ، Anshumali Mittal و Rajendra Singh Praveen Kumar Mehta
میکروب ها، از جمله میکروارگانیسم هایی هستند که از ابتدای تمدن بشری مورد استفاده قرار می گیرند. در گزارشات به دست آمده مربوط به دوران سومر و بابل که 6000 سال قبل از میلاد است، استفاده تجاری از مخمر به منظور تولید نوشیدنی های الکلی از جو صورت می گرفته است.
آنزیم های میکروبی در جهان به رسمیت شناخته شده اند و در زمینه های گسترده ای از جمله: صنایع غذایی، کشاورزی، شیمیایی، دارویی و انرژی کاربرد دارند.
آنزیم های صنعتی که بعنوان واسطه در فرایند ها ایفای نقش می کنند، مورد توجه فراوانی قرار گرفته اند زیرا مزایایی چون: کاهش زمان فرایند و صرفه جویی در انرژی مصرفی را ایجاد میکنند. همچنین آنزیم ها غیر سمی و سازگار با محیط زیست بوده و استفاده از آنها مقرون بصرفه می باشد.
علاوه بر این، با ظهور تکنولوژی دی ان ای نوترکیب و مهندسی پروتئین، فضای مناسبی برای دستکاری و کشت میکروب ها در مقادیر زیاد فراهم شده است تا بتوان نیاز در این زمینه را تامین نمود.
عوامل مهم دیگری که استفاده از آنزیم های صنعتی را به سمت جلو سوق می دهند عبارتند از: افزایش مصرف محصولات توسط مصرف کنندگان، تمایل به کاهش هزینه تولید، کمبود منابع طبیعی و تلاش به منظور حفظ محیط زیست.
در سال 2014، بازار جهانی آنزیم های صنعتی حدود 4.2 میلیارد دلار تخمین زده شده که با سرعت رشد سالانه حدود 7% در حال گسترش است.
آنزیم ها، مولکول های بیولوژیک هستند که بعنوان کاتالیزور عمل می کنند. آنزیم ها بطور ویژه و اختصاصی عمل کرده و تنها سرعت یک واکنش خاص را با کاهش انرژی فعال سازی، افزایش می دهند و هیچگونه اثر دیگری در فرایند نخواهند داشت.
آنزیم ها در دما و pH ملایم کار می کنند، زیست تخریب پذیر و غیرسمی بوده و می توانند جایگزین ترکیبات شیمیایی شوند.
میکروارگانیسم ها به دلیل قابلیت دسترسی و سرعت رشد بالا، منابع مطلوبی برای تولید آنزیم های صنعتی محسوب می شوند.
آنزیم ها، ماکرومولکول هایی هستند که از پلیمرهای امینو اسید تشکیل شده و از طریق باندهای آمید به یکدیگر متصل شده اند.جرم مولکولی آنها از کیلودالتون تا مگادالتون متغیر است. سایت های کاتالیستی این ماکرومولکول ها با بخش های آبگریز پوشیده شده است که سوبسترای مشخص آن را تعیین می کند.
تولید آنزیم های صنعتی با منشاء میکروبی یک رویداد ضروری برای بخش صنعت محسوب می شود. زیرا آنزیم ها دارای عملکرد بالا و عالی بوده و در شرایط فیزیکی شیمیایی گسترده ای کار می کنند.
آنزیم ها در صنایع غذایی
اداره امور اقتصادی و اجتماعی سازمان ملل متحد (UNDESA)، تخمین زده است که جمعیت جهان تا سال 2050 از 6.9 میلیارد به 9.1 میلیارد نفر افزایش پیدا کند، بنابراین میزان نیاز به غذا تا 70% افزایش خواهد داشت.
مسئله عرضه مواد غذایی با کیفیت می تواند با استفاده از آنزیم ها در صنایع غذایی مورد توجه قرار گیرد. این بیومولکول ها بطور موثری در بهبود کیفیت فرایند تولید و ویژگی های محصولات غذایی از جمله : طعم، عطر، رنگ، بافت، ظاهر و ارزش تغذیه ای تاثیر گذارند.
درک عمیق از نقش آنزیم ها در صنعت غذا و مواد اولیه غذایی باعث بهبود فرایند های ابتدایی در صنایع و رسیدن به محصولاتی ایمن تر و با کیفیت بالا شده است.
بعلاوه، آنزیم ها باعث ایجاد علاقه مندی هایی در زمینه تکنولوژی های جدید و بدیع از جمله اصلاح چربی ها و تولید شیرین کننده ها شده اند.
در حال حاضر صنایع غذایی و نوشیدنی عمده ترین مصرف کنندگان آنزیم های صنعتی می باشند. کاربرد آنزیم در صنایع غذایی به بخش های مختاف تقسیم می شود از جمله: صنعت آرد و نانوایی، صنایع لبنی، آبمیوه، نشاسته، ماء الشعیر و …
