مروری بر اهمیت استفاده از آنزیم فیتاز در جیره آبزیان

فیتاز

پودرماهی یکی از منابع پروتئینی مهم در تغذیه آبزیان به خصوص گونه­‌های ماهیان گوشتخوار است.

افزایش تقاضا و منابع ناپایدار و قیمت بالای پودر ماهی همراه با توسعه آبزی پروری، ضرورت تحقیق برای یافتن منابع پروتئینی جایگزین را خاطر نشان می­سازد.

استفاده از پروتئین­های گیاهی (مثل پودر سویا، کنسانتره پروتئینی سویا) به منظور جایگزینی پودر ماهی در جیره آبزیان یکی از مباحث مهم در آبزی پروری است.

دانه­‌های غلات و سایر مواد و پروتئین­های گیاهی که بخش عمده خوراک دام و طیور را تشکیل می­دهند به طور کامل توسط جامعه هدف قابل استفاده نمی­باشند.

تمام مواد گیاهی که برای تغذیه حیوانات به کار می­‌روند حاوی فسفر به شکل اسید فیتیک یا فیتات هستند که برای حیوانات تک معده­ای قابل استفاده نمی­‌باشد.

با این تفاسیر با محدودیت استفاده از پروتئین­های گیاهی در جیره آبزیان روبرو هستیم، برای رفع این مشکل از آنزیم فیتاز که زیر خانواده­ای از فسفاتازها هستند در جیره آبزیان استفاده می­گردد.

این آنزیم­ها با خنثی کردن اثر منفی فیتات بر روی پروتئین و مواد مغذی موجود در جیره حیوانات تک معده­ای، میزان جذب فسفر را افزایش می­دهند.

بنابراین با توجه به اهمیت موضوع مقاله حاضر به لزوم استفاده از این آنزیم در جیره آبزیان می­پردازد.

یکی از راهکارهای کاهش قیمت غذا، افزایش درصد جایگزینی پروتئین­های گیاهی در جیره می­باشد.

امروزه هر کیلو پودر ماهی ۶۰۰۰ تا ۷۰۰۰ تومان در بازار عرضه می­شود. در حالیکه پروتئین­های گیاهی ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ تومان می­باشد( قیمت‌ها مربوط به سال ۱۳۹۴-۱۳۹۵ می‌باشند). اما جایگزینی تا سطح ۳۵ درصد در منابع اشاره شده است.

ماهیان چون دچار کمبود یا فقدان آنزیم فیتاز هستند به همین دلیل نمی­توانند فسفر جیره که به شکل فیتات می­باشد را مورد استفاده قرار دهند، بنابراین باید به جیره، آنزیم فیتاز اضافه نمود.

این مقاله به اهمیت فسفر و دلایل جایگزینی پروتئین­های گیاهی و اهمیت استفاده از آنزیم فیتاز می­پردازد.

اهمیت استفاده از آنزیم فیتاز:

فیتات به عنوان منبع فسفر، به مقدار زیاد در حیوانات تک معده­ای وجود دارد ولی به علت کمبود آنزیم­های تجزیه­کننده، این ماده به عنوان منبع فسفر مورد استفاده قرار نمی­گیرد.

از سوی دیگر فسفر هضم نشده با عبور از دستگاه گوارش حیوانات، مشکلات آلودگی زیست محیطی و آب­های سطحی را ایجاد می­کند.

تک معده‌­ای­ها مانند ماکیان، ماهی و انسان به دلیل فقدان یا مقدار ناکافی آنزیم­های تجزیه کننده فیتات در دستگاه گوارش، قادر به استفاده از این شکل آلی فسفر نیستند.

فیتات در اصل یک فاکتور ضد تغذیه­‌ای است چرا که دارای اثرات منفی بر قابلیت هضم پروتئین به خصوص در حیوانات تک معده­‌ای می­باشد.

اسید فیتیک (میو اینوزیتول هگزا کای فسفات) یکی از ترکیبات اصلی همه دانه­‌های گیاهی بوده بطوریکه این ترکیب محتوای ۷۰-۶۰ درصد کل فسفر گیاه را شامل می­شود.

ساختار

ساختار فضایی اسید فیتیک به جهت حضور شش گروه فسفات که دوازده بار منفی را حمل می­کنند، به شکل موثری می­تواند با کاتیون­ها، باندهای یگانه، دو گانه و یا سه گانه ایجاد کند.

 این کمپلکس­‌های تشکیل شده در PH فیزیولوژیکی نامحلول می­‌باشند و این مسئله، مهم­ترین دلیل عدم جذب مواد معدنی در روده می­باشد.

اسید فیتیک در روده حیوانات تک معده­ای از قبیل جوجه و ماهی به عنوان کیلات کننده(باند کننده) قوی یون­های فلزی از قبیل P، Ca۲+، Zn۲+، Fe۲+، Mg۲+ عمل می­‌کند.

همچنین اسید فیتیک، بازدارنده آنزیم­های تریپسین، تیروزیناز و پپسین می­‌باشد.

فیتات با کاهش فعالیت آنزیم­های هضمی موجب کاهش کارایی، فعالیت و هضم پروتئین و ویتامین­ها می­‌شود.

نقش زیستی آنزیم­ها در بهبود کیفیت محصولات غذایی، دارویی و بهداشتی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. فیتاز از جمله آنزیم­های پرکاربرد در صنایع می‌­باشد.

فیتازها (myo-inositol hexakisphosphate phosphohydrolase) زیر خانواده­ای از فسفاتازها هستند که فیتیک اسید را به اجزا کوچکتر مونو، دی، تترا و پنتا فسفات تجزیه می­‌کنند.

همچنین این آنزیم­ها با خنثی کردن اثر منفی فیتات بر روی پروتئین و مواد مغذی موجود در جیره حیوانات تک معده­ای، میزان جذب فسفر را افزایش می­دهند.

استفاده از فیتاز همچنین اشتها را تحریک می­‌کند و بنابراین رشد را به طور مستقیم از طریق افزایش مصرف غذا افزایش می‌­دهد.

اثر فیتاز

اثرات فیتاز بر قابلیت هضم به دامنه­‌ای از عوامل جیره مانند منبع و غلظت فیتات در جیره، منبع و غلظت پروتئین در جیره، قابلیت هضم پروتئین، میزان مواد معدنی، مقدار کلسیم، فسفر و مقدار فیتاز مصرف بستگی دارد.

فعالیت فیتاز تحت تاثیر فاکتورهای زیادی مثل PH، دما، فعال کننده­‌ها و بازدارنده­‌ها می­‌باشد.

فیتاز مانند سایر آنزیم­ها جهت فعالیت آنزیمی نیازمند PH و دمای بهینه می­‌باشد.

به طور معمول PH بهینه ۵/۴-۶ و دمای مطلوب نیز ۴۵-۶۰ درجه سانتی گراد می‌­باشد.

فیتاز نسبت به دما و فشار بالا حساس می­‌باشد.

دمای بهینه برای فیتاز میکروبی حدود ۵۶ درجه سانتی گراد است. بخش عمده فعالیت فیتاز در معده و بخش­های ابتدایی یا بالایی روده کوچک می­باشد.

در ماهیان معده­دار، فیتاز در معده فعالیت می­نماید. فعالیت فیتاز عمدتا در PH پایین و دمای بالا صورت می­گیرد.

بنابراین چنین فرض می­شود که برای ایجاد اثر معنی­دار، در ماهیان سردآبی نسبت به ماهیان گرمابی، نیاز به استفاده از مقدار بیشتری فیتاز می­باشد.

خصوصیات بیولوژیکی فیتاز ایده­‌آل:

از خصوصیات بیولوژیکی مهم برای یک فیتاز ایده­‌آل، می‌­توان به موثر بودن در آزادسازی فسفر فیتاته در دستگاه گوارش، مقاومت به غیر فعال شدن در برابر حرارت طی فرآوری خوراک، ذخیره و ارزان بودن تولید آن اشاره نمود.

با توجه به این خصوصیات، تولید صنعتی آنزیم فیتاز تنها با استفاده از میکروارگانیسم­ها مقرون به صرفه می‌­باشد، زیرا استحصال آنزیم از گیاهان و جانوران تراریخته، بسیار پرهزینه و وقت­‌گیر خواهد بود.

از اینرو، پژوهشگران سویه­‌های مختلفی از باکتری­ها، قارچ­ها و مخمرها را جهت تولید آنزیم فیتاز موثر بر هیدرولیز اسید فیتیک مورد آزمایش قرار دادند.

در مطالعات پیشین مشخص شد که بهترین فیتاز تولید شده مربوط به دو سویه قارچی آسپرژیلوس فیکوم و آسپرژیلوس نایجر می­‌باشد.

فیتازهای قارچی دارای فعالیت قابل توجهی در PH اسیدی معده می­‌باشند، اما پایداری حرارتی مناسبی نداشتند.

فعالیت فیتازی در انواع مختلف باکتری­ها نیز شناسایی شده­‌اند که از جمله آن سویه­‌های سودوموناس، باسیلوس سابتیلیس، باسیلوس آمیلولیکوفاسین، سویه­های کلبسیلا، ایکولای و انترباکترها را می­‌توان نام برد.

استفاده از آنزیم فیتاز در خوراک پلت  زمانی موثر خواهد بود که آنزیم تحمل دمای ۶۰-۷۰ درجه سانتی­گراد را داشته باشد.

از طرفی میکروارگانیسم­های پروکاریوت مانند باکتری­ها، رشد سریعتری نسبت به میکروارگانیسم­های یوکاریوت دارند و سبب کاهش چشمگیر هزینه­های تولید می‌­شوند.

یک نوع فیتاز که قابلیت فعالیت در PH قلیایی را داشت از باکتری باسیلوس سابتیلیس توسط Kerovuo و همکاران جداسازی شد.

گزارشات زیادی مبنی بر تولید طبیعی آنزیم فیتاز از باکتری باسیلوس سابتیلیس وجود دارد.

با این حال افزایش فعالیت آنزیم و همچنین تولید بیشتر آنزیم (کاهش هزینه­های تولید) از مهمترین اهداف پژوهشگران مختلف در این زمینه می­‌باشد.

به دست آوردن بیشترین سطح بیان آنزیم با بیشترین فعالیت اختصاصی، موثرترین راه ممکن در جهت کاهش هزینه­‌ها می­باشد.

نتیجه­‌گیری کلی:

قیمت فسفات­های معدنی بصورت جهانی رو به افزایش است.

این مواد جهت تامین فسفر خوراک در اشکال دی و منوکلسیم فسفات به خوراک تک معده­‌ای­ها اضافه می­‌گردند که البته ۱۵-۲۰ درصد آن بصورت غیر قابل هضم برای حیوان است.

بنابراین برای تامین منبع فسفر جیره از مکمل­های معدنی استفاده می‌­شود یا اینکه از آنزیم­های سنتتیک تجاری موجود در بازار باید استفاده شود.

اما استفاده از آنزیم­ها، قیمت خوراک را افزایش می­‌دهد علاوه بر این یک راه حل کوتاه مدت برای حل مشکل است.

یک راه حل مناسب که ممکن است بتواند چندین هدف را تامین کند، ساخت نوعی پروبیوتیک، با قابلیت تجزیه فیتات است.

 انواع مختلفی از میکروآلگ­ها ( تتراسلمیس)، مخمرها ( دباریومایسس، فافیا و ساکارومایسس)، باکتری­های گرم مثبت ( باسیلوس، لاکتوباسیلوس و انتروکوکوس) و باکتری­های گرم منفی ( آئروموناس، سودوموناس و ویبریو) به عنوان پروبیوتیک بررسی شده‌­اند.

منبع: پایگاه مرکز اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی

لازم به ذکر است مولتی آنزیم ناتوزیم پی و ناتوزیم پی ۵۰ ، علاوه بر آنزیم‌های متنوع، دارای فیتاز نیز می‌باشد که اثربخشی بهتری نسبت به فیاز تک در جیره‌های غذایی دارد.

به زودی ناتوفیت ۱۰۰۰۰(فیتاز خالص) را نیز در بازار ایران خواهیم داشت.

۰

پاسخی بگذارید

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