انجماد، لاكتوز، ميزان، آبكافت، ،نقطه، . در

یکدیگر و ایجاد ساختاری موسوم به جعبه تخم مرغی می شود . (31) و (23) .
-واکنش شیمیایی در ژل :
در ژل ها واکنش های شیمیایی تقریبا نظیر یک محیط مایع صورت می گیرد و حالت ساختمانی ژل فقط به میزان کمی بر سرعت انجام چنین واکنش هایی اثر می گذارد .و نیز مواد محلول در فاز مایع با همان سرعتی که در یک حلال خالص نفوذ می کنند می توانند در ژل نیز نفوذ نمایند (4) .
1-5-ویژگی های شیر کم لاکتوز:
با تشکیل مونوساکارید های گلوکز و گالاکتوز و با توجه به شیرینی نسبی بالاتر آنها ( 0/6) نسبت به شیرینی نسبی دی ساکارید لاکتوز ( 0/27 ) شیر کم لاکتوز طعم شیرین ملایم و مطبوعی پیدا می کند. البته لازم به ذکر است که این شیرینی به معنی افزایش درصد قند نبوده و تاثیری بر میزان کالری زایی محصول ندارد. به غیر از طعم بهتر این شیرها ،به دلیل تاثیرات مثبت گلوکز و گالاکتوز بر سلامتی این شیرها از خواص تغذیه ای بهتری برخوردارند. قند گلوکز مهمترین کربوهیدرات بدن انسان بوده و کلیه فعالیتهای متابولیکی بدن به کمک آن صورت می گیرد. علاوه بر این گلوکز موجب تحریک ترشح انسولین شده و همچنین تاثیر مثبتی بر کاهش کلسترول بد خون دارد. گالاکتوز قندی است که در ساختار سلولهای عصبی بدن وجود دارد ،این قند همانند گلوکز سریع جذب می شود ولی تحریک کننده ترشح انسولین نیست و بنابراین موجب حفظ قند خون به مدت طولانی تری می گردد (2) .
1-5-1-به چه شیری کم لاکتوز گفته می شود ؟
بنابر مطالعات انجام گرفته توسط هرتزلر و همکاران ( 1996 ) براساس اندازه گیری میزان هیدروژن تولیدی پس از مصرف شیر ،شیرهای حاوی 2- 0 % لاکتوز ،کم لاکتوز محسوب شده و هیچگونه مشکل هضم و عدم تحمل در مصرف کننده بوجود نمی آورند (42) .
1-6-روش نقطه انجماد :
اساس عمل اندازه گيري نقطه انجماد ،قانون رائولت است و مي توان گفت كه حضور لاكتوز به عنوان ماده حل شونده مي تواند مطابق اين قانون سبب كاهش نقطه انجماد شود .ولي از آنجا كه شير يك محلول پیچیده و حاوي مواد حل شونده قندي و انواع نمك است ،به همين دليل ممكن است حضور آنها نيز به نوبه خود ،اين ويژگي فيزيكي را تحت تأثير قرار دهد (35) .
Chen و همكاران از نقطه انجماد براي تعيين درجه آبكافت لاكتوز استفاده كردند .استفاده از روش نقطه انجماد به عنوان روشي بسيار مناسب ،ساده ،دقيق و كم هزينه براي ارزيابي درصد لاكتوز و آبكافت شیرهای تیمارشده با آنزیم توصیه می شود (14) .
Nijplels و همكاران از دو روش آنزيمي و روش اندازه گيري نقطه انجماد براي تعيين ميزان لاكتوز شير و شيرهاي تيمار شده با آنزيم بتا-گالاكتوزيداز استفاده كردند و ميزان ضريب تعيين دو روش را حدود 0.994 اعلام کردند (28) .
– نقطه انجماد شیر:
مواد محلول در یک حلال مایع ،عموماً باعث کاهش نقطه انجماد حلال می شود و کاهش انجماد معمولاً با غلظت ماده حل شده متناسب است .هنگامی که آب به شیراضافه شود ،غلظت نمک ها و لاکتوز محلول در سرم کاهش می یابد و بر اثر رقیق شدن شیر ،نقطه انجماد شیر تدریجاً به سمت نقطه انجماد آب خالص نزدیک می شود . 75 درصد افت نقطه انجماد مربوط به لاکتوز و کلرورها بوده و تغییر غلظت یکی از آنها (لاکتوز یا کلرور ) باعث تغییر غلظت ماده دیگر می شود ( برای حفظ تعادل ) .
نقطه انجماد0/535 H – هورت وت را دربعضی مناطق جهان بعنوان نقطه انجماد طبیعی شیر پذیرفته اند . شیری که نقطه انجماد آن مساوی یا کمتر از عدد فوق باشد ؛بعنوان شیر بدون آب اضافی محسوب می شود .در هر صورت اندازه گیری نقطه انجماد نمونه های مورد اعتماد و صحیح شیر به منظور ارائه شاهد و مدرک افزایش آب ضرورت دارد (1) .
1-6-1-عوامل موثر درتغییرات نقطه انجماد شیر:
شواهد نشان می دهد که تغیرات نقطه انجماد با عواملی مانند فصل ، سن و سلامت و نژاد گاو ،علوفه ، دسترسی دام به آب ،آب و هوا ،دمای محیط ،زمان شیر دوشی ( صبح یا عصر ) و احتمالاً عوامل دیگر بستگی دارد .همچنین تخمیر شیر ،فرآیند شیر در خلاء ،استریل کردن شیر و انجماد و نگهداری نمونه ها قبل از آزمایش بر نقطه انجماد اثر می گذارد .افزایش ماده خشک شیر ،نقطه انجماد را بطور محسوسی کاهش می دهد .برخی از میکروب ها مانند سود موناس ها می توانند قبل از رسیدن شیر به برودت لازم موجب تشکیل ذرات یخ در شیر گردند .گرم کردن چنین شیری تا 38 درجه سانتي گراد و سپس سرد کردن آن ،اندازه گیری نقطه انجماد صحیح شیر را ممکن می سازد .
نتایج نقطه انجماد نمونه هایی که اسیدیته آنها یشتر از 17 درجه دورنیک است ،نقطه انجماد صحیح شیر را نشان نمی دهد .این روش علاوه بر شیر خام ،برای اندازه گیری نقطه انجماد شیر کامل ،شیر پس چرخ ،شیر کم چربی ،شیر فرادما و شیر هموژنیزه نیز کاربرد دارد .استریل کردن شیر و پاستوریزه کردن در خلاء ، ممکن است بر نقطه انجماد شیرموثر باشد (1) .
-اصطلاحات نقطه انجماد :
– نقطه انجماد :
دمایی است که درآن دما فاز مایع و فاز بلورین یک ماده در حالت تعادل قرار دارد .
– نقطه انجماد شیر :
دمایی است که مطابق روش کریوسکوپی اندازه گیری شده و بر حسب درجه H ( هورت وت ) یا درجه سلسیوس بیان می شود .
– افت نقطه انجماد :
نقطه انجماد آب خالص صفر درجه است ،مواد محلول در یک حلال مایع نقطه انجماد را کاهش می دهد .
– درصد آب اضافی:
افزودن آب به یک محلول ، نقطه انجماد آن را افزایش می دهد که میزان این افزایش متناسب با میزان آب اضافی است (1) .
1-6-2-اصول روش نقطه انجماد :
سرد کردن سریع نمونه شیر تا دمای مناسب ( پائین تر از نقطه انجماد ) که بستگی به نوع کریوسکوپ دارد و آغاز کريستاله شدن بر اثر ضربه مکانیکی که باعث می شود دما به سرعت افزایش یافته و دامنه مسطحی بر روی منحنی نقطه نقطه ،انجماد را نشان دهد که معادل نقطه انجماد نمونه شیر است (1) .
1-6-3-افت نقطه انجماد و درصد آب کافت لاکتوز :
به ازاي1درصد آبكافت لاكتوز ،نقطه انجماد شير 0/0028 درجه سانتی گراد كاهش می یابد .همچنين ،در آبكافت كمتر از 88 درصد ،ارتباط خطي بسيار خوبي ،بين نقطه انجماد و آبكافت لاكتوز وجود دارد .ولي با افزايش ميزان آبكافت ،اين ارتباط كم می شود .
Nijplels و همكاران گزارش كردند كه نقطه انجماد محلول آبي لاكتوز را مي توان به كمك رابطه XK/M – ΔT = بدست آورد . ΔT : كاهش نقطه انجماد ،X : غلظت ماده حل شونده ،K : ضريب ثابت كرايواستار معادل 1/86 و M وزن مولكولي ماده حل شونده است . آن ها گزارش كردند كه با توجه به اين رابطه ،در اثر آبكافت كامل محلول5 درصد لاكتوز ،نقطه انجماد آن0/273 – درجه سانتی گراد کاهش می یابد (42) .
1-6-4-روش نقطه انجماد و کروماتوگرافی مایع و کلرآمین ،در اندازه گیری لاکتوز:
ارتباط خوبي بين ميزان لاكتوزِ اندازه گيري شده توسط روش كروماتوگرافي مايع درشيرهاي تيمار شده توسط آنزيم بتا-گالاكتوزيداز با ميزان لاكتوز محاسبه شده توسط روش نقطه انجماد وجود دارد .اين دو روش از نظر سنجش ميزان لاكتوز شير ،تفاوت چنداني نسبت به هم نداشتند .اين موضوع ،بيانگر ارتباط تنگاتنگ و قابل اعتماد بين اين دو روش است .به بيان ديگر ،از روش نقطه انجماد مي توان به عنوان يك روش قابل اعتماد براي اندازه گيري ميزان لاكتوز يا تعيين ميزان آبكافت آن استفاده كرد. در ضمن ،ميزان لاكتوز اندازه گيري شده توسط روش نقطه انجماد ،اندکی کمتر از روش کروماتوگرافی مایع است که این موضوع ممکن است به دلیل تشکیل چند قندی ها طی فرآیند آبکافت آنزیمی لاکتوز و تداخل آن ها باشد .
در ضمن ،روش كلرآمين T روش نسبتا دقيقي براي تعيين ميزان لاكتوز در شيرهاي تيمار نشده تشخيص داده می شود . هر دو روش ،نقطه انجماد و كروماتوگرافي مایع روش های مناسب و قابل اطمینانی برای اندازه گیری لاکتوز شیر در دامنه 0/5 تا 5 درصد بوده ، ولی روش کلرآمین فقط در غلظت های بالای لاکتوز 2 تا 5 درصد روش مناسبی است (3) .

شکل 1-2- لاکتوز اندازه گیری شده به روش نقطه انجماد وکروماتوگرافی مایع
1-7-تعریف آنزیم :
شاید بهترین تعریف موجود عبارتی باشد که در مقدمه کتاب دیکسون و وب (1979) به آن ارائه شده ؛که در آن آنزیم به عنوان ” یک پروتئین با خواص کاتالیزوری ناشی از قدرت فعالیت ویژه آن ” تعریف گردیده است (41) .
در واقع اغلب واکنش های آنزیمی ،کمپلکس های حد واسط برگشت پذیر را در برمی گیرند .بنابراین یک آنزیم در طی واکنش مصرف نمی شود ،بلکه می تواند بارها و بارها مورد استفاده قرار گیرد .در حقیقت عدد تبدیل آنزیم یعنی ،تعداد مولکول های سوبسترایی که در حضور آنزیم کاملا اشباع در واحد زمان به فرآورده تبدیل می شوند ،می تواند فوق العاده بالا باشد .این رقم در مورد اغلب آنزیم ها در حدود 10000در هر ثانیه است(46) .
طبق نظر کمیسیون آنزیم میزان یک میکرومول بر دقیقه به عنوان یک واحد فعالیت آنزیم تعریف شده است .هر چند در سال های اخیر به کارگیری واحدSI فعالیت آنزیم یعنی کاتال به طور فزاینده ای معمول گردیده است .این واحد عبارت است از مقدار آنزیمی که تبدیل یک مول سوبسترا در ثانیه را کاتالیز می کند.
از آن جا که آنزیم ها تحت شرایط بهینه آزمایش می شوند ،فعالیت مذکور ممکن است بیانگر فعالیت حقیقی آنزیم در شرایط واقعی نباشد .فعالیت آنزیم ها به طور مشخصی از سایر عوامل نظیر pH ،دما و غلظت سوبسترا نسبت به محصول تاثیر می پذیرند .برای درک این که چگونه یک آنزیم در طی فرآین عمل می کند ،ابتدا اطلاعاتی از چگونگی فعالیت آنزیم ها تحت شرایط ایده ال لازم است (41) .
آنزیم ها قادرند به طور اختصاصی در تغییر همه ماکرومولکول های بیولوژیکی اصلی ،پروتئین ها ،هیدرات های کربن ،چربی ها و اسیدهای نوکلئیک و نیز مولکول های کوچکتر نظیر اسید های آمینه ،قندها و ویتامین ها دخالت نمایند .این دلیل اصلی اهمیت آنزیم ها در صنایع غذایی است (21) .
1-8-اثر عوامل مختلف روی فعالیت آنزیم ها :
-اثر دما روی آنزیم ها :
به طور کلی عملکرد مطلوب یا نامطلوب آنزیم ها بستگی به شرایط محیط داشته و باید همواره این شرایط مورد توجه قرار بگیرند .از جهت این که آنزیم ها مواد پروتئینی هستند ،طبیعتا عواملی که بر ویژگی های ساختمانی پروتئین ها اثر می گذارند می توانند خصوصیات عاملی آنزیم ها را نیز تحت تاثیر قراردهند .اساسا بهترین درجه حرارت برای فعالیت آنزیم ها 30 تا 40 درجه سانتی گراد است و معمولا در حرارت 45 درجه دناتوره شدن آن ها آغاز می گردد .در حرارت های زیر نقطه انجماد ،فعالیت آنزیم ها کاهش یافته و در حرارت های بسیار پایین متوقف می گردد .در انجماد علاوه براین که از آب در دسترس آنزیم کاسته می شود ،عمل تلغیظ الکترولیت ها و یون های موجود صورت گرفته که این ها باعث دناتوره شدن آنزیم می گردند . در اینجا افزایش ویسکوزیته نیز مطرح است که دسترسی آنزیم و سوبسترا به یکدیگر را کاهش می دهد (4) .
-اثر pH و فعالیت آبی روی آنزیم ها :
عامل موثر دیگر pH است ،به طور کلی pH بسیار بالا یا بسیار پایین اثر متوقف کننده روی فعالیت آنزیم دارد .آنزیم ها معمولا نیازمند یک pH خاصی برای انجام حداکثر میزان فعالیت خود می باشند .اگر چه بیش ترین اثر اکثر آنزیم ها در محدوده pH ،4/5 تا 8 است .میزان فعالیت آب یا در دسترس بودن آب در سیستم های غذایی نیز نقش تعیین کننده روی فعالیت آنزیم ها دارد .دلیل مهم کاهش فعالیت آنزیمی تحت شرایط انجماد ناشی از همین موضوع است .وجود آب آزاد به دلیل تحرک و سیالیت بخشیدن به آنزیم و سوبسترا در سیستم غذایی ،دسترسی این دو به یکدیگر را تسهیل می نماید از این رو فعالیت آنزیمی را افزایش می دهد (4) .
1-9-تثبیت آنزیم ها :
آنزیم تثبیت شده در مقایسه با آنزیم آزاد بدلیل برخوردار ی از مزایای چشمگیری مانند ،پایداری بیشتر ، کاربرد پیوسته آنزیم ،بازیابی آنزیم ،حجم کمتر واکنش ،کنترل بهتر و بازدهی بالاتر واکنش ،خلوص بیشتر محصول ،کاهش آلودگی محیط ،صرفه اقتصادی و استفاده از بیوکاتالیست تثبیت شده در گستره وسیعی از انواع بیوراکتورها روز به روز مورد توجه بیشتری قرار می گیرد (15) .
در یک تثبیت کارآمد بایستی فاکتورهای متفاوتی را درنظر گرفت تا ضمن دستیابی به بهترین توازن بین میزان پایداری و فعالیت ،فرآیند با کمترین هزینه ممکن انجام پذیرد .امکان تثبیت آنزیمها با حامل های مختلف توسط روش های ،مختلفی صورت می گیرد. معمولا ارجحیت با روشی است که کمترین صدمه را به آنزیم وارد می کند. و در این میان سیستم های با سهولت و امنیت بیشتر و هزینه کمترایده آل می باشند و روش محبوس کردن تا حد زیادی این نیاز را در اغلب موارد تامین می کند (54) .
در تثبیت آنزیمها ،پلیمر مورد استفاده می بایست غیر سمی باشد و پلیمرهای طبیعی از این نظر مناسب ترند. علاوه بر آن طبیعی بودن منبع تهیه این پلیمرها ،امکان دست یابی به آنها را راحت تر می کند. نقطه ضعف استفاده ازپلیمرها ی طبیعی در فرآیند تثبیت ،محدودیت امکان تغییر خواص آنها در رنج وسیع است(20) .
تثبیت یک آنزیم مستلزم تعامل دو گونه آنزیم و حامل بوده و بنابراین ویژگی های سطحی هر دو مهم است. در مورد آنزیم ،گروه های قطبی (مانند گروه های آمینی روی لیزین یا گروه های اسیدی روی گلوتامیک اسید) ،مناطق سطحی غیر قطبی یا بخش های قندی می توانند خواص سطحی را تحت تاثیر قرار دهند. حامل می تواند برای مطابقت با هر کدام از این خواص سطحی آنزیم ،آماده شود .نیاز ضروری برای هر حاملی ،داشتن ناحیه سطحی بالاست .این را می توان از طریق ذرات با اندازه کوچک بدست آورد ،هر چند که این باعث جدایی دشوار می شود ،یا با مواد بسیار متخلخل با منافذی با ابعاد به اندازه کافی بزرگ که نفوذ سوبسترا ها را محدود نمی کند ،بدست آورد .علاوه بر این مواد باید به صورت شیمیایی و مکانیکی پایدار باشند (50) .
در روش تثبیت آنزیم ، مولکو ل های آنزیم از طریق جذب فیزیکی یا اتصالات کوولانسی بر روی ساختاری با سطح زیاد متصل شده و یا درون ژل یا ساختارهای میکروکپسول کپسوله می شوند .به طور خاص اتصال از چند نقطه

Author:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *