آنزیم لاکتاز (بتا گالاگتوزیداز)
- آنزیم بتا-گالاکتوزیداز، که معمولاً به عنوان لاکتاز شناخته میشود، هیدرولیز لاکتوز شیر را برعهده دارد. مقدار لاکتوز شیر گاو به طور متوسط حدود ۶/۸ – ۴/۴ درصد است، این در حالی است که مقدار این قند در شیر انسان بیشتر بوده و به حدود ۷٪ از مادهی خشک میرسد.
- درفرآیند عمل آنزیم لاکتاز، پیوند β- گلیکوزیدی در D- لاکتوز، هیدرولیز شده تا D-گالاکتوز و D-گلوکز تشکیل شود، که دو قند مذکور میتوانند توسط دیوارهی روده و به داخل جریان خون، جذب شوند.
واکنش کلی کاتالیز:
منابع آنزیم لاکتاز:
– آنزیم لاکتاز در باکتریها، قارچها، مخمرها، جانوران و گیاهان یافت میشود.
-این آنزیم در انسان توسط سلولهای دیوارهی رودهی کوچک تولید میشود.
-دمای بهینهی فعالیت آنزیم لاکتاز، در حدود ۳۷ درجهی سانتیگراد و pH بهینه ۶ میباشد.
-منابع میکروبی، عمدتاً آنزیم لاکتاز بیشتری را تولید و در نتیجه، منجر به کاهش هزینهها میشود. انتخاب منابع تولیدکننده به شرایط واکنش بستگی دارد، به عنوان مثال بتاگالاکتوزیداز باکتریایی، با pH بهینهی ۵/۴ و ۵/۲، عمدتاُ برای هیدرولیز آب پنیر اسیدی استفاده میشود. از مهمترین گونههای باکتریایی تولید کنندهی لاکتاز، میتوان به لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم اشاره نمود.
-با استفاده از سویههای لاکتوباسیل با توانایی تولید آنزیم بتاگالاکتوزیداز (لاکتاز)، (همانند باکتری Lactobacillus delbrueckii)، به عنوان استارتر پروبیوتیک، در تولید محصولات لبنی، میتوان به افراد دارای مشکل عدم تحمل لاکتوز کمک نمود.
-گالاکتوزیداز تولید شده از مخمرها، بیشترین فعالیت را در pH، ۶/۷-۵ نشان داده، که برای هیدرولیز شیر و آب پنیر شیرین مناسبتر است. آنزیم لاکتاز قارچی، حدود ۷۵ درصد آب پنیر را هیرولیز مینماید.
عدم تحمل لاکتوز (هیپولاکتازی از نوع بزرگسالان):
-از آن جایی که پستانداران قادر به جذب دیساکاریدها در رودهی خود نیستند، آنزیم لاکتاز، لاکتوز را به مونومرهای سادهتر و قابل جذب هیدرولیز مینماید. با افزایش سن، میزان این آنزیم کاهش یافته، به میزانی که دیگر برای هیدولیز لاکتوز مصرفی، کافی نمیباشد.
-وجود مقادیر زیاد لاکتوز در روده به طور معمول منجر به جذب آب زیادی شده، که سبب کم آبی بدن، کاهش جذب کلسیم و اسهال میشود. همچنین ممکن است توسط باکتریهای رودهی باریک متابولیز شده و با تولید گاز، ایجاد نفخ و دل درد نماید.
-در حدود ۷۰ ٪ افراد بالغ جهان به این مشکل دچار بوده و قادر به مصرف شیر و لبنیات نمیباشند.
سه نوع کمبود لاکتوز وجود دارد؛ اولیه، مادرزادی و ثانویه؛
1-کمبود لاکتاز اولیه در افراد بین ۲ تا ۲۰ سال، به دلیل کاهش سنتز بتا گالاکتوزیداز، در امتداد پرزهای رودهی کوچک رخ میدهد.
2-نوع دوم، کمبود مادرزادی لاکتاز که به دلیل ناهنجاریهای ژنتیکی ایجاد میشود، در بدن افراد مبتلا، این آنزیم به مقدار بسیار کم و یا اصلاٌ وجود ندارد.
3-نوع سوم، در نتیجهی سطح پایین این آنزیم، به دلیل بیماری زمینهای که بر دستگاه گوارش اثر میگذارد، ایجاد میشود.
کاربرد آنزیم لاکتاز:
-یکی از کاربردهای مهم آنزیم لاکتاز، هیدرولیز لاکتوز آب پنیر و تبدیل آن به محصولاتی همانند سیروپ های شیرین قابل استفاده در صنایع نانوایی و شیرینی و شکلات میباشد.
-از این آنزیم برای کاهش میزان کریستالیزاسیون در محصولات لبنی، مانند بستنی و شیر کندانس که به دلیل غلظت بالای لاکتوز ایجاد میشود، میتوان استفاده نمود.
-با هیدرولیز لاکتوز و کاهش غلظت آن، میتواند به بهبود بافت و هضم راحتتر محصول، کمک نمود. علاوه بر آن، افزودن شیرین کنندههای اضافی کاهش و در نتیجه مقدار کالری موجود در محصول نهایی، پایین میآید.
-آنزیم لاکتاز سبب میشود تا مدت زمان تخمیر (زمانی که لاکتوز به گلوکز و گالاکتوز هیدرولیز می شود) کمتر شده، در نتیجه زمان رسیدن به pH مطلوب، در فرآوردههایی مثل ماست و پنیر کاتیج کمتر میشود.
-برای تولید شیر بدون لاکتوز، لاکتوز شیر را با آنزیم لاکتاز خارجی تا حدودی هیدرولیز نموده و یا به کمک تکنولوژی غشایی آن را حذف میکنند.
-لاکتاز میکروبی نه تنها در تولید شیر بدون لاکتوز بلکه، در تولید سایر محصولات مهم صنعتی مانند اتانول و بیوسنسورها نیز، مورد استفاده قرار میگیرد.
منابع:
- مقدمهای برشناخت علمی شیر/ ۱۳۹۸/ دکتر نسرین مؤیدنیا- امیرفرخ مظاهر
- Sources of β-galactosidase and its applications in food industry/2017/Shaima Saqib, Attiya Akram, Sobia Ahsan Halim,corresponding author and Raazia Tassaduq
- Encyclopedia of Biological Chemistry/2013/William Lennarz M. Lane
- Purification and characterisation of amphiphilic lactase/phlorizin hydrolase from human small intestine/ 1981/Skovbjerg H, Sjöström H, Norén O
دیدگاهتان را بنویسید