تطبيقات النظم الأنزيمية

تطبيقــات النظــم الأنزيميــة

أ.م.د. محمد عبد الرزاق الصوفي
تعرف الأنزيمات على أنها مواد حيوية ذات طبيعة بروتينية تتواجد في الخلية وتعمل على خفض طاقة التنشيط اللازمة لإدامة التفاعلات الحيوية التي تجري داخل الخلايا الحية، ونظرا لأهمية الأنزيمات فقد اتجهت الأنظار إلى استعمالها في العديد من التطبيقات في مجلات صناعية وطبية مختلفة مثل صناعة الأغذية ودباغة الجلود ومستحضرات التجميل وتحضير المواد الطبية والصيدلانية فضلا عن إمكانية استعمال تقنية الأنزيمات المقيد في مجال المتحسسات الحيوية والعدد التشخيصية وتحضير الأغذية العلاجية، وتتواجد في الأسواق العالمية العديد من الأنزيمات بشكل مساحيق تجارية للاستعمالات الصناعية أو قد تكون ذات نقاوة عالية لاستعمالها في مجالات البحث العلمي والتطبيقات المختبرية، ومن ابرز هذه الأنزيمات هو أنزيم البروتييز الذي يحتل المرتبة الأولى في العالم على صعيد إنتاج الأنزيمات التجارية ويمثل ما مقداره 60% من إجمالي المبيعات العالمية، ونال هذه المكانة نظرا لاستعماله في العديد من المجالات الصناعية والزراعية والمختبرية والطبية فضلا عن التطبيقات الأخرى في مجال التقانات الإحيائية بسبب سعة مجال الاس الهيدروجيني ودرجة الحرارة التي يعمل بهـا، إذ يستعمل البروتييز بكثرة في مجال صناعة الأغذية من خلال استعماله في صناعة الخبز والبيرة والجبن وتحسين الخصائص الوظيفية والغذائية للبروتينات وتحليل الجيلاتين والكازين وبروتين الصويا وبروتينات الشرش، كما يستعمل في مجال المستحضرات الصيدلانية والطبية وإنتاج مواد التجميل، وصناعة الغزل والنسيج والجلود وصناعة المنظفات ومعالجة النفايات السائلة وهندسة البروتين، وتتواجد البروتييزات بشكل واسع في المصادر الحيوية كالنباتات والحيوانات والأحياء المجهرية كونها ضرورية لتنفيذ الوظائف الفسلجية المختلفة، بينما يعـد الانفرتيز الـذي يسمــى احد أنزيمات مجموعة التحلل المائي التي تقوم بتحليل السكروز من خلال مهاجمتها للآصرة الكلايكوسيدية بين وحدتي الكلوكوز والفركتوز الرابطة بين ذرة الكربون الثانية للفركتوز وذرة الكربون الأولى للكلوكوز مما يؤدي إلى إنتاج سكري الكلوكوز والفركتوز والذي يتواجد بشكل واسع في العديد من المصادر كالنباتات والأحياء المجهرية والمكتسب أهمية بالغة في الوقت الحاضر نظرا لاستعماله في العديد من التطبيقات العملية في مجالات عدة، إذ يعد احد أهم الأنزيمات المستعملة في مجال صناعة الأغذية، إذ يفضل وجود الفركتوز بالمقارنة مع السكروز خصوصا في تحضير المربيات والحلويات نظرا لحلاوته العالية فضلا عن عدم تبلوره بسهولة، كما يستعمل بشكل واسع في صناعة المشروبات والعصائر والخبز والمعجنات فضلا عن المستحضرات الصيدلانية من خلال استعماله في تحضير السكر المحول وشراب عالي الفركتوز من السكروز، في حين يكتسب أنـزيم اللايبيز الذي يؤدي دوراً مهماً في أيض الخلية من خلال التفاعلات التي يعمل بها على تحليل الأواصر الاستريـة في الدهون والزيـوت والذي يتواجد بشكل واسع في الكائنات الحية ويتم استخراجه وإنتاجه على المستوى التجاري من مصادر مختلفة أهمية بالغة نظرا لاستعماله في مجالات عدة، إذ تمثل الفطريات نسبة 50% من الإنتاج العالمي في حين تشكل المصادر البكترية والحيوانية والنباتية نسب مقدارها 25 و8 و4 % على التوالي من الإنتاج العالمي لهذا الأنزيم الذي يدخل في مجال الصناعات الغذائية كصناعة الألبان من خلال مساهمته في تحليل دهن الحليب وزيادة ظهور نكهة الجبن والإسراع في عملية الإنضاج، كما يستعمل في تحسين خواص الدهن الحر من خلال التخلص من الرائحة الغير مقبولة لهذا النوع من الدهون، كما يستعمل في صناعة الخبز لتحسين الطعم والمحافظة على صفات الخبز وجعله أكثر ثباتا فـي درجات حرارة الخزن عـن طريق إضافته مـع أنزيم الاميليز إلـى عجينة الخبز، وفي المجالات الأخرى يستعمل اللايبيز بشكل واسع في صناعة الزيوت الصناعية وإنتاج صابون ذي نوعية عالية وصفات جيدة، فضلا عن استعماله في صناعة المنظفات عن طريق إضافته إلى مستحضرات التنظيف التجارية، كما يستعمل في مجال الصناعات الصيدلانية ومستحضرات التجميل وإنتاج الوقود الحيوي.