بررسی پایداری آنزیم فیتاز، تولید شده توسط قارچ آسپرژیلوس فیکوم

آنزیم فیتاز کاتالیز و هیدرولیز کننده­‌ی نمک‌­های فیتات می‌­باشد، فیتات از عمده ترین ذخایر فسفات در دانه­‌های گیاهی ازجمله غلات و حبوبات است.

که علاوه بر غیر قابل جذب بودن آن در جانوران تک معده‌ای از جمله طیور با اتصال به یون‌های فلزی چند ظرفیتی مثل ,++fe++ ,zn++ ,cu مانع از جذب این عناصر نیز می‌­گردد.

اضافه کردن فیتاز به جیره غذایی طیور باعث تجزیه اسید فیتیک درون دستگاه گوارش و در نتیجه افزایش فسفر قابل جذب و از بین رفتن اثرات ضد تغذیه‌ای این ماده می‌­شود.

مهم‌ترین تولیدکنندگان این آنزیم انواع آسپرژیلوس‌­هامی­‌باشند که در این میان قارچ آسپرژیلوس فیکوم  (Aspergillus ficuum) با شماره PTCC5288   بیشترین تولید برون سلولی فیتاز را داشته است.

در این مطالعه پایداری آنزیم تولید شده توسط این قارچ در شرایط مختلف نگهداری و فرمولاسیون آن جهت اضافه نمودن به جیره غذایی طیور بررسی شد. بر اساس نتایج به‌دست آمده پایداری آنزیم در شرایط مختلف رطوبت و دما مورد بررسی قرار گرفت که در ۶ محیط مورد آزمایش (لیوفیلیزه/ ۴۴ درجه سانتی گراد ، لیوفیلیزه/ منفی۱۸ درجه سانتی گراد، مایع / ۴ درجه سانتی گراد، مایع/ منفی ۱۸ درجه سانتی گراد، خشک/ ۴ درجه سانتی گراد، خشک/ منفی ۱۸ درجه سانتی گراد) پایداری آنزیم حداقل در طول ۵۶ روز تقریباً مشابه و بدون کاهش قابل توجهی در میزان فعالیت آن بود.

پایداری آنزیم

اما آنزیم خشک شده در دمای اتاق (٢٠ درجه سانتیگراد) کاهش قابل توجهی را در میزان فعالیت طی ٨ هفته نگهداری نشان می­‌داد. میزان پایداری آنزیم در شکل تخلیص شده در همه موارد پایین‌تر از شکل ناخالص آن بود. به‌علاوه این آنزیم بیشترین پایداری را در  PHبرابر با ٧ داشت.

با توجه به شکل‌­های مختلف فرمولاسیون، استفاده از محیط کشت کامل حاوی آنزیم، خشک شده با جریان هوای ٣٠ درجه سانتیگراد، که به نسبت مساوی (وزن/وزن) با سبوس گندم فرموله شده باشد، بهترین نتیجه را داشت.

این ترکیب از ماندگاری بالایی بر خوردار می‌­باشد و می‌­توان آن را تا بیش از ۶ ماه در دمای ۴ درجه بدون کاهش قابل توجه در میزان فعالیت نگهداری کرد.

فیتات حدود ١ -٢% وزن دانه‌­ها و ۶٠ تا ٩٠ درصد کل  فسفر دانه را تشکیل می‌­دهد. در طیور وسایر جانوران تک معده‌ای به علت فقدان آنزیم فیتاز، فسفات آلی اسید فیتیک قابل جذب نمی‌باشد. فیتات علاوه برخاصیت سرطان‌زایی با کلاته کردن فسفر، کلسیم، آهن و روی از جذب این مواد می­‌کاهد.

همچنین باعث کاهش جذب پروتئین‌­های جیره غذایی در این جانوران می­‌گردد، علاوه بر این ضررها، دفع فسفر آلی جذب نشده باعث بروز مشکلات زیست محیطی می­‌شود. آنزیم فیتاز توسط گیاهان، باکتری‌ها، مخمرها و قارچ‌های بسیاری تولید شده است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌­توان قارچ آسپرژیلوس فیکوم را نام برد. این قارچ از توانایی بالایی در تولید این آنزیم برخوردار است.

آنزیم خارج سلولی تولید شده توسط آن مقاومت قابل قبولی نسبت به تغییرات محیط دارد. از آن جایی که این قارچ فاقد هیچ‌گونه توکسین داخلی ویا ترشحی می‌­باشد

و غیر بیماری‌زاست بنابراین استفاده از آنزیم تولید شده توسط این قارچ به عنوان مکمل غذایی امکان پذیر می‌­باشد.

نتیجه و بحث

بر اساس نتایج بدست آمده میزان پایداری آنزیم در شکل تخلیص شده پایین‌­تر از شکل ناخالص آن بود. همچنین نگهداری آنزیم خشک شده در دمای اتاق (٢٠ درجه سانتیگراد) نیز کاهش قابل توجهی را در میزان فعالیت در طی ٨ هفته نشان می­‌داد. اما پایداری آنزیم در ۶ حالت-محیط دیگر (لیوفیلیزه/ ۴ سانتی گراد، لیوفیلیزه/ منفی ۱۸ سانتی گراد، مایع / ۴ درجه سانتی گراد، مایع/ منفی ۱۸ سانتی گراد، خشک/ ۴ درجه سانتی گراد، خشک/منفی ۱۸ سانتی گراد) حداقل در طول ۵۶ روز تقریباً مشابه و بدون کاهش قابل توجه در میزان فعالیت آن بود. نتایج حاصل از بررسی آنزیم در چهار PH مختلف محیط نگهداری یعنی ۲/۵، ۵، ۷ و ۸ نشان داد که این آنزیم بیشترین پایداری را در PH برابر با ۷ داراست.

آنزیم فیتاز

با توجه به آنکه هدف از تولید این آنزیم اضافه کردن آن به جیره غذایی طیور بوده است، لذا فرموله کردن آن ضروری می­‌باشد. منفی ۱۸ سانتی گراد را با مواد و روش‌های مختلف می­‌توان فرموله نمود. به عنوان مثال از رزین پلی آکریل آمید و یا اینوزیتول، کنجاله سویا و کنجاله پنبه و گاهی از سیلیس برای این امر استفاده شده است. در این مطالعه برای این منظور از سبوس گندم به عنوان محمل آنزیم استفاده شد.

با توجه به شکل‌­های مختلف فرمولاسیون، استفاده از محیط کشت کامل حاوی آنزیم، خشک شده با جریان هوای ٣٠ درجه سانتی‌گراد، که به نسبت مساوی (وزن/وزن) با سبوس گندم فرموله شده باشد، بهترین نتیجه را داشت. محصول تهیه شده با فرمولاسیون فوق از پایداری بسیاری برخوردار بوده است و بیش از ۶ ماه در دمای ۴ تا ١٠ درجه بدون کاهش قابل ملاحظه­‌ای در فعالیت آنزیمی قابل نگهداری است. اضافه کردن این محصول به جیره غذایی طیور، نیاز فسفر غیر فیتاتی را کاهش داده و می‌­تواند جایگزین مناسبی حدود ۳۰% مکمل فسفات کلسیم در غذای طیور باشد که علاوه بر صرفه جویی در هزینه­‌های خوراک طیور باعث حذف مشکلات زیست محیطی از جمله افزایش میزان فسفر دفع شده می­‌گردد.

برای مطالعه کامل کلیک کنید.