آنزیم لیپاز
لیپاز به کلاس هیدرولازهای سرین تعلق دارد و با نامهای دیگر هیدرولاز گلیسرول استر و هیدرولاز کربوکسیل استر نیز شناخته میشود. خانواده لیپاز در بردارنده فسفاتاز، استرولاز و کربوکسیل استراز است. لیپازها محلول در آب هستند و میل زیادی برای سوبستراهای نامحلول در آب غیر قطبی دارند. سوبستراهای لیپاز طبیعی شامل استرهای آسیل آلیفاتیک بلند کلسترول (استرهای کلسترول)، تری اسیل استرهای گلیسرول (تری اسیل گلیسرول)، استرهای آسیل الکلهای زنجیره بلند (واکس استر)، دی اسیل استرهای گلیسرول (دی آسیل گلیسرول)، و مونواسیل استرهای گلیسرول هستند. Chromobacterium viscosum، A. niger و Rhizophus sp.، لیپازهای خارج سلولی تولید میکنند و در pH اسیدی فعال هستند. P. nitroaeducens لیپاز قلیایی تولید میکند که این لیپاز خاص در pH 11.0 فعال است.
ویژگیهای کارکردی آنزیم لیپاز
تری گلیسیریدها با عمل لیپازها به طور طبیعی به دی گلیسرید، مونوگلیسرید، اسیدهای چرب و گلیسرول هیدرولیز میشوند. از آنجایی که سوبستراهای لیپاز معمولا حاوی چربی هستند و خاصیت آمفی پاتیک ضعیفی دارند؛ لیپازها معمولا سکونت در فاز چربی را به فاز آبی یا فصل مشترک (چربی و آب) ترجیح میدهند. هیدرولیز پیوندهای استری در سطح مشترک توسط لیپازها بین فاز غیرقابل حل سوبسترا و فاز آبی کاتالیز میشود. سرعت آزادسازی اسیدهای چرب پس از افزودن لیپاز افزایش مییابد که منجر به القای بهتر و سریعتر طعم میشود. تحت شرایط آزمایشی خاص، لیپازها توانایی معکوس کردن واکنشها را دارند. یون کلسیم فعالیت لپیاز را افزایش میدهد. از طرفی یونهای کبالت، نیکل، جیوه و قلع فعالیت لیپاز را به شدت مهار میکنند اما منیزیم، روی، EDTA و SDS تاثیر اندکی بر مهار فعالیت لیپاز دارند. عوامل موثر بر خواص فیزیکی لیپازها و ارزشهای حسی و غذایی تری گلیسیرید شامل موقعیت اسید چرب در ساختار گلیسرول، طول زنجیره اسید چرب، درجه غیراشباع بودن زنجیره اسید چرب میباشند.
خصوصیات فیزیکوشیمیایی لیپاز
- وزن مولکولی: 19 تا 160 کیلودالتون
- پایداری در دماهای پایین
- طول عمر 2 ساله به شرط نگهداری در درمای زیر صفر درجه سانتیگراد
- (فعالیت وابسته به pH) فعالیت معمول در pH خنثی 0
- پایدار در pH های 0 تا 8.0
کاربرد لیپاز در صنایع مختلف
لیپازها به عنوان کاتالیزورهای بیولوژیکی چندمنظوره در چندین صنعت از جمله بیودیزل، غذاها و نوشیدنیها، چرم، نساجی، شویندهها، داروسازی و پزشکی کاربرد دارند. واکنشهای استریفیکاسیون، ترانس استریفیکاسیون، اینتراستریفیکاسیون، اسیدولیز، الکلیز و همچنین واکنش تبدیل آمینولیز توسط لیپازها انجام میشود. در صنعت مواد غذایی، اصلاح روغن و چربی یکی از حوزههای مهمی است که از نظر اقتصادی نیازمند فناوریهای سبز است. لیپاز، چربی و روغن را در مواد غذایی هیدرولیر میکند؛ از این طریق میتوان چربی با ارزش پایینتر را با چربی با ارزش بالاتر و مقرون به صرفهتر جایگزین کرد. فسفولیپازهای میکروبی یک گزینه سازگار با محیط زیست هستند که اخیرا در صنعت برای حذف فسفولیپیدها در روغنهای گیاهی (صمغ زدایی) به کار میرود.
کاربرد لیپاز در صنایع لبنی
برای هیدرولیز چربی شیر، برای اصلاح طول زنجیره اسیدهای چرب و بهبود طعم پنیر، لیپازها به طور گسترده در صنایع لبنی استفاده میشوند. در حال حاضر در تسریع فرآوری پنیر و لیپولیز چربی، کره و خامه نیز کاربرد دارند. با تأثیر لیپازها بر روی چربی شیر، محصولات مختلف به ویژه پنیرهای نرم با طعمهای خاص متاثر از اسیدهای چرب آزاد به دست میآیند.
- فرآوری پنیر
لیپاز در صنعت پنیر سازی همزمان با افزودن کالچر و قبل از افزودن مایه پنیر مستقیماً به شیر اضافه میشود. برای تولید پنیر از M. miehei، A. niger، A. oryzae و غیره، صنعت لبنیات لیپازهای میکروبی را توسعه داده است. با استفاده از لیپازهای میکروبی به صورت مجزا یا مخلوط میتوان طیف وسیعی از پنیرهای با کیفیت را تهیه کرد. پنیر اصلاح شده آنزیمی (EMC) با مشارکت آنزیم لیپاز فراوری میشود و در مقایسه با پنیر معمولی غلظت چربی 10 برابری دارد؛ این غلظت چربی، بافت و طعم فوقالعادهای در محصول ایجاد میکند. پنیر EMC را میتوان به عنوان مادهای اولیه در سایر محصولات مانند دیپ، سس و سوپ استفاده کرد. در چندین نوع پنیر مانند پنیر چدار، پروولون و راس، لیپازها برای تسریع فرآوری و بهبود طعم استفاده میشوند. - تولید روغن
لیپاز با گرید غذایی، مقرون به صرفه و انتخابی lipozyme TL 1 M در صنعت تولید روغن سرخ کردنی کاربرد دارد. لیپازهای ساکن برای استری کردن فنلهای عامل دار و تولید آنتی اکسیدانهای چربی دوست با استفاده از C. antarctica (CAL-B)، C. cylindracea Ay30، H. lanuginosa، Pseudomonas sp. وG. candidum در کارخانجات تولید روغن آفتابگردان استفاده میشوند. - تولید کره کاکائو
از لیپاز میکروبی در تولید تری گلیسرولهای نوع کره کاکائو به طور عمده استفاده میشود. لیپاز واکنش استریفیکاسیون غنی سازی چربیهای کمهزینه را کاتالیز میکند.
- فرآوری چای
تجزیه آنزیمی لیپیدهای غشایی باعث ایجاد محصولات فرار در فرایند تولید چای سیاه با طعم خاص میشود. کیفیت چای سیاه بستگی به خشکی، شکستن مکانیکی و تخمیر آنزیمی دارد که برگهای چای در معرض آن قرار میگیرند. کاهش محتوای کل چربی بیانگر سطح اسیدهای چرب اشباع نشده است. اسیدهای چرب اشباع نشده چای حاصل عمل لیپاز Rhizomucor miehei هستند.
خرید آنزیم لیپاز
صنایع محتلف به ویژه صنایع غذایی برای تهیه آنزیم لیپاز یهتر است نکات و ویژگیهای زیر را مد نظر داشته باشند.
- نوع سوبسترا
- زیست سازگاری
- پایداری شیمیایی و حرارتی
- قابلیت استفاده مجدد (بازیابی)
- دمای فعالیت
- pH فعالیت
- وزن مولکولی
- استحکام LFU
منابع تولید لیپاز
- باکتریها Bacillus spp, Achromobacter spp Alcaligenes spp, Pseudomonos spp, Arthrobacter spp
- قارچها Penicillium spp, Fusarium spp, Aspergillus spp
در مقیاس وسیع برای تولید لیپاز استفاده میشوند. با توجه به تنوع، تکثیر سریع، قابلیت اعمال تغییرات ژنتیکی، محدوده pH گسترده، محدوده دمایی وسیع و سوبسترا ویژه، میکروارگانیسمها برای تولید صنعتی و نمونههای با خلوص بالا مناسب هستند. لیپازها در بافتهای حاوی چربی حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسمها (مانند کپکها، قارچها، باکتریها و غیره) وجود دارند.
