ኢንዛይሞች በሁሉም የሜታቦሊዝም ደረጃዎች እና ባዮኬሚካላዊ ምላሾች ላይ ጠቃሚ ሚና የሚጫወቱ ባዮካታላይስት ናቸው። እነሱ ልዩ ትኩረት የሚስቡ እና በብዙ የኢንዱስትሪ ሚዛን ሂደቶች ውስጥ እንደ ኦርጋኒክ ማነቃቂያዎች ያገለግላሉ። ይህ መጣጥፍ ስለ ማይክሮቢያል ኢንዛይሞች እና ምደባዎቻቸው አጠቃላይ እይታን ያቀርባል።
መግቢያ
የተለያዩ ባዮኢንዱስትሪዎች ንኡስ ስቴቶችን እና ጥሬ ዕቃዎችን በማቀነባበር ረገድ ልዩ ባህሪ ያላቸውን ኢንዛይሞች ይፈልጋሉ። ማይክሮቢያል ኢንዛይሞች ከኬሚካል ማነቃቂያዎች አጠቃቀም ጋር ሲነፃፀሩ በባዮሎጂካል ሂደቶች ውስጥ ኢኮኖሚያዊ እና አካባቢያዊ ወዳጃዊ ምላሽ ለመስጠት እንደ ባዮካታላይስት ሆነው ያገለግላሉ። የእነሱ ልዩ ባህሪያት ለንግድ ፍላጎት እና ለኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ጥቅም ላይ ይውላሉ. ኢንዛይሞች በጣም የተለዩ ናቸው, ወደ 4000 ባዮኬሚካላዊ ምላሾችን ያመጣሉ. የኖቤል ተሸላሚው ኤሚል ፊሸር ይህ የሆነበት ምክንያት ሁለቱም ኢንዛይሞች እና ንጥረ ነገሮች በትክክል የተሟሉ ተጨማሪ ጂኦሜትሪዎች ስላሏቸው ነው ብለዋል ።እርስ በርስ ይስማሙ።
ፍቺ
ኢንዛይሞች ህይወትን ለማቆየት አስፈላጊ ለሆኑት ለእነዚያ ሁሉ ጠቃሚ ኬሚካላዊ ልውውጦች ተጠያቂ የሆኑ ትልልቅ ባዮሎጂካል ሞለኪውሎች ናቸው። ከምግብ መፈጨት ጀምሮ እስከ ዲኤንኤ ውህደት ድረስ ያለውን የሜታቦሊክ ምላሾችን ፍጥነት እና ልዩነት በከፍተኛ ሁኔታ የሚያፋጥኑ በጣም የተመረጡ ማነቃቂያዎች ናቸው። በውስጣቸው የሚከሰቱ ሁሉም የሜታብሊክ ሂደቶች የተመካው በማይክሮ ኦርጋኒዝም ሴሎች ውስጥ በተፈጠሩት ኢንዛይሞች ላይ ነው።
ታሪክ
በ1877 በሃይደልበርግ ዩኒቨርሲቲ የፊዚዮሎጂ ፕሮፌሰር የሆኑት ዊልሄልም ፍሬድሪች ኩዌን ለመጀመሪያ ጊዜ የተጠቀሙበት "ኢንዛይም" የሚለውን ቃል ከላቲን ቃል fermentum ሲሆን ትርጉሙም "በእርሾ" ማለት ነው። ረቂቅ ተሕዋስያን ኢንዛይሞችን ማግኘት የተጀመረው በጥንቷ ግሪክ ነው። ምግብ እና መጠጥ ለማቆየት ያገለግሉ ነበር።
በ1783 ታዋቂው ጣሊያናዊው የካቶሊክ ቄስ ላዛሮ ስፓላንዛኒ ስለ ባዮጄኔዝስ በሚሰራው ስራ የዚህን ባዮሞለኪውል አስፈላጊነት ለመጀመሪያ ጊዜ ጠቅሷል።
በ1812 ጎትሊብ ሲጊስሙንድ ኪርቾፍ ስታርች ወደ ግሉኮስ የመቀየር ሂደትን መረመረ። በሙከራው የኢንዛይም አጠቃቀምን እንደ ማበረታቻ አጉልቶ አሳይቷል።
በ1833 ፈረንሳዊው ኬሚስት አንሴልም ፔይን የመጀመሪያውን ኢንዛይም ዲያስታስ አገኘ።
ከአሥርተ ዓመታት በኋላ፣ በ1862፣ ስኳር ወደ አልኮሆል መፈልፈሉን ሲያጠና፣ ሉዊ ፓስተር፣ በእርሾ ሕዋሶች ውስጥ ባለው የሕይወት ኃይል ተዳክሟል ወደሚል መደምደሚያ ደረሰ።
ባዮሞለኪውሎች በተፈጥሮ ውስጥ ይገኛሉእንደ ተልባ ፣ ቆዳ እና ኢንዲጎ ያሉ ምርቶችን ለማምረት ከጥንት ጀምሮ በሰፊው ጥቅም ላይ ውሏል ። እነዚህ ሁሉ ሂደቶች የተፈጠሩት ረቂቅ ተሕዋስያን - ኢንዛይም አምራቾች ናቸው።
ትርጉም
ኬሚካላዊ ምላሽን ለማቀላጠፍ ኢንዛይሞች ያስፈልጋሉ። በጥቃቅን ተሕዋስያን ሕይወት ውስጥ ያላቸው ሚና በጣም አስፈላጊ ነው. የሜታብሊክ ሂደቶችን, መተንፈስን, የምግብ መፈጨትን እና ሌሎች የህይወት ዓይነቶችን ማረጋገጥ ያካትታል. ኢንዛይሞች በትክክል ሲሰሩ, homeostasis ይጠበቃል. ሌላው የኢንዛይም ሚና በጥቃቅን ተህዋሲያን ውስጥ ያለው ሚና ሜታቦሊዝምን ማፋጠን ነው።
ልዩ ባህሪያት
ማይክሮ ኦርጋኒክ ኢንዛይም ባህሪያት የሚከተሉትን ያካትታሉ፡
- ሙቀትን መቋቋም፤
- ቴርሞፊል ተፈጥሮ፤
- የ pH ክልልን ለመለወጥ መቻቻል፤
- የእንቅስቃሴ መረጋጋት የሙቀት መጠኖችን እና ፒኤችን ሲቀይሩ፤
- ሌሎች ጥብቅ የምላሽ ሁኔታዎች።
እነሱም እንደ ቴርሞፊል፣ አሲዶፊሊክ ወይም አልካሊፊል ተመድበዋል። ቴርሞስታብል ኢንዛይም ሲስተም ያላቸው ረቂቅ ተሕዋስያን ለረጅም ጊዜ የሚቆይ ትልቅ የኢንዱስትሪ ምላሽ ውስጥ ረቂቅ ተሕዋስያን የመበከል እድልን ይቀንሳሉ ። የማይክሮባይል ኢንዛይሞች የጅምላ ዝውውርን ለመጨመር እና የጥሬ ዕቃውን ሃይድሮሊሲስ ሂደት በሚያደርጉበት ጊዜ የንዑስ ፕላስቲኩን viscosity ለመቀነስ ይረዳሉ።
መመደብ
በምላሻቸው ባህሪ ላይ በተመሰረቱ ሰፊ ተግባራት ምክንያት ኢንዛይሞች የሚመደቡት በካታላይዜስ መሰረት ነው፡
- Oxidoreductases። የኦክሳይድ ምላሾች ኤሌክትሮኖች ከአንድ ሞለኪውል ውስጥ ማስተላለፍን ያካትታሉለሌላ. በባዮሎጂካል ሲስተሞች፣ ይህ ሃይድሮጅንን ከመሬት ውስጥ ማስወገድ ነው።
- ያስተላልፋል። ይህ የኢንዛይም ክፍል የአተሞችን ቡድኖች ከአንድ ሞለኪውል ወደ ሌላ ማስተላለፍን ያበረታታል። Aminotransferases ወይም transaminases የአሚኖ ቡድንን ከአሚኖ አሲድ ወደ አልፋ-ኦክሶ አሲድ ለማስተላለፍ ያመቻቻሉ።
- Hydrolases ካታላይዝ ሃይድሮላይዜሽን, የውሃ ማጠራቀሚያዎችን ከውሃ ጋር መከፋፈል. ምላሾቹ በፕሮቲኖች ውስጥ የፔፕታይድ ቦንዶች መቆራረጥን፣ በካርቦሃይድሬት ውስጥ ያሉ ግላይኮሲዲክ ቦንዶች እና በሊፒዲዎች ውስጥ ኤስተር ቦንዶችን ያካትታሉ። በአጠቃላይ ትላልቅ ሞለኪውሎች ወደ ትናንሽ ቁርጥራጮች ይከፋፈላሉ።
- Liase። የቡድኖች መጨመርን ወደ ድርብ ቦንዶች ወይም የኋለኛውን ምስረታ የቀድሞውን በማስወገድ ያሻሽሉ። ለምሳሌ፡- pectate lyases በቅድመ-ይሁንታ በማጥፋት ግላይኮሲዲክ ቦንዶችን ይሰነጠቃል።
- Isomerases። በተመሳሳዩ ሞለኪውል ውስጥ የቡድኖች ሽግግርን ከአንድ ቦታ ወደ ሌላ ያዘጋጃሉ. የንዑስ ስቴቱን አወቃቀር ይቀይሩ፣ አቶሞችን እንደገና በማስተካከል።
- ሊጋሶች። ሞለኪውሎችን ከኮቫልት ቦንዶች ጋር ያገናኙ። አዲስ ትስስር ቡድኖች በሚፈጠሩበት ባዮሳይንቴቲክ ምላሾች ውስጥ ይሳተፋሉ። እንደዚህ አይነት ምላሾች በተባባሪዎች መልክ የኃይል ግብዓት ያስፈልጋቸዋል።
መተግበሪያ
መፍላት ለብዙ ምግቦች ዝግጅት ይውላል። በምግብ ኢንዱስትሪ ውስጥ ረቂቅ ተሕዋስያን ኢንዛይሞችን መጠቀም ረጅም ጊዜ የሚቆይ ሂደት ነው. የሚከተሉት ዓይነቶች በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ፡
- አሚላሴ። የስታርች መጠጥ፣ የዳቦ ጥራት መሻሻል፣ የፍራፍሬ ጭማቂዎችን ማጣራት።
- ግሉኮአሚላስ። ከፍተኛ የግሉኮስ እና የፍሩክቶስ ይዘት ያላቸው ቢራ እና ሲሮፕ ማምረት።
- ፕሮቲን። ጨረታስጋ፣ የወተት መርጋት።
- Lactase። በሰዎች ላይ የላክቶስ አለመስማማት መቀነስ፣ ቅድመ-ቢቲዮቲክ የአመጋገብ ማሟያዎች።
- Lipase። የቼዳር አይብ ማምረት።
- Phospholipases። Lipolyzed ወተት ስብ ማምረት።
- Esterase። በፍራፍሬ ጭማቂ ውስጥ ጣዕም እና መዓዛ ማሻሻል. የአመጋገብ ፋይበርን ጥልቀት ማሻሻል. የአጭር ሰንሰለት esters ማምረት።
- ሴሉላሴስ። የእንስሳት መኖ።
- ግሉኮስ ኦክሳይድ። የምግብ የመደርደሪያ ሕይወትን ማሻሻል።
- Laccases። ፖሊፊኖሎችን ከወይን ውስጥ ማስወገድ።
- ካታላሴስ። የምግብ ጥበቃ. አይብ ከመመረቱ በፊት ሃይድሮጅን ፔርኦክሳይድን ከወተት ውስጥ ማስወገድ።
- ፐርኦክሳይድ። ጣዕም፣ ቀለም እና የምግብ ጥራት እድገት።
ፕሮቲሴዝ
ከማይክሮባላዊ ስርዓቶች የሚመነጩ ፕሮቲኖች ሶስት ዓይነት ናቸው፡ አሲዳዊ፣ ገለልተኛ እና አልካላይን። የአልካላይን ሴሪን ፕሮቲሊስ በባዮኢንዱስትሪ ውስጥ ትልቁ መተግበሪያ አላቸው። በከፍተኛ የፊዚዮሎጂ መመዘኛዎች ባልተለመዱ ሁኔታዎች ውስጥ ከፍተኛ እንቅስቃሴ እና መረጋጋት አላቸው. የአልካላይን ፕሮቲሊስቶች በሳሙና ውስጥ ጥቅም ላይ በሚውሉበት ጊዜ የኢንዛይም እንቅስቃሴ ከፍተኛ መረጋጋት ባህሪ አላቸው. በባዮኢንዱስትሪ ውስጥ ሰፊ መተግበሪያ አግኝተዋል፡
- የማጠቢያ ዱቄት ማምረት፤
- የምግብ ኢንዱስትሪ፤
- የቆዳ ማቀነባበሪያ፤
- ፋርማሲዩቲካልስ፤
- በሞለኪውላር ባዮሎጂ እና በፔፕታይድ ውህደት ጥናት።
አሚላሴ
ይህ ረቂቅ ተህዋሲያን ኢንዛይም ሲሆን ስታርች ወደ ስኳር መሰባበርን ይቆጣጠራል። እሱ ነበርበ 1833 በአንሴልም ፒየን ተገኘ እና ተገለለ። ሁሉም amylases glycoside hydrolases ናቸው. በኢንዱስትሪ ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ እና ወደ 25% የሚጠጋ የኢንዛይም ገበያ ይይዛሉ። እንደ፡ ባሉ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።
- ምግብ፤
- ዳቦ ቤት፤
- ወረቀት እና ጨርቃጨርቅ፤
- ጣፋጮች እና የፍራፍሬ ጭማቂዎች፤
- ግሉኮስ እና ፍሩክቶስ ሲሮፕ፤
- ሳሙናዎች፤
- ነዳጅ ኢታኖል ከስታርች;
- የአልኮል መጠጦች፤
- የምግብ መፍጫ እርዳታ፤
- እድፍ ማስወገጃ በደረቅ ጽዳት።
እንዲሁም በክሊኒካዊ፣ ህክምና እና ትንተናዊ ኬሚስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።
Xylanase
Hemicellulose ከሴሉሎስ፣ lignin እና pectin ጋር ከግብርና ቅሪቶች ዋና ዋና ክፍሎች አንዱ ነው። Xylan ዋናው አካል ነው. የ xylanase አስፈላጊነት በከፍተኛ ደረጃ ጨምሯል የፔንቶዝ ምርትን ለማምረት, የፍራፍሬ ጭማቂዎችን ለማጣራት, የምግብ መፈጨትን ለማሻሻል እና የሊኖሴሉሎሲክ የእርሻ ቆሻሻን ወደ ነዳጅ እና ኬሚካሎች ባዮቴክኖሎጂ በመቀየር ምክንያት. አፕሊኬሽኑን በምግብ፣ በጨርቃጨርቅ እና በጥራጥሬ እና በወረቀት ኢንዱስትሪዎች፣ በግብርና ቆሻሻ አወጋገድ፣ በኢታኖል ምርት እና በእንስሳት መኖ ውስጥ አግኝቷል።
Laccase
Liginolytic ኢንዛይሞች የሊግኖሴሉሎሲክ እርሻ ቅሪቶች ሃይድሮላይዜሽን ውስጥ ጠቃሚ ናቸው፣በተለይም ውስብስብ እና ፓምፕ ላልሆነው የሊኒን ንጥረ ነገር መበላሸት ጠቃሚ ናቸው። በተፈጥሮ ውስጥ በጣም ሁለገብ ናቸው እና በበርካታ የኢንዱስትሪ ሂደቶች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ.የሊግኖሊቲክ ኢንዛይም ሲስተም ሴሉሎስ ባዮዲኮሎሬሽን እና ሌሎች እንደ ወይን እና የፍራፍሬ ጭማቂ ማረጋጊያ፣ የጨርቅ ልብስ ማጠቢያ፣ ኮስሞቲክስ እና ባዮሴንሰር ባሉ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።
Lipase
ይህ ረቂቅ ተሕዋስያን ኢንዛይም ሲሆን የስብ ስብራትን እና ሃይድሮላይዝስን የሚያስተካክል ነው። Lipases የኢስትሮሴስ ንዑስ ክፍል ናቸው። በምግብ መፍጨት, በማጓጓዝ እና በስብ ማቀነባበሪያዎች ውስጥ ትልቅ ሚና ይጫወታሉ. አብዛኛው የሊፕሴስ ቅባት በጂሊሰሮል የጀርባ አጥንት ላይ በተለይም በትናንሽ አንጀት ውስጥ በተወሰነ ቦታ ላይ ይሳተፋል. አንዳንዶቹ በተላላፊ በሽታ ወቅት በሚስጥር በሽታ አምጪ አካላት ይገለጻሉ. ሊፕሴስ የባዮቴክኖሎጂ ዋጋ ያላቸው ኢንዛይሞች ዋና ቡድን ተደርገው ይወሰዳሉ፣ ይህም በዋናነት በተተገበሩ ባህሪያቸው ሁለገብነት እና በጅምላ ምርት ቀላልነት።
Lipase መተግበሪያ
እነዚህ ኢንዛይሞች በተለያዩ ባዮሎጂካል ሂደቶች ውስጥ ይሳተፋሉ፡ ይህም በአመጋገብ ውስጥ ከተለመዱት ትራይግላይሰራይድ ሜታቦሊዝም እስከ ምልክት እና የሴል እብጠት ድረስ። አንዳንድ የሊፕስ እንቅስቃሴዎች በሴሎች ውስጥ ለተወሰኑ ክፍሎች የተገደቡ ሲሆኑ ሌሎች ደግሞ ከሴሉላር ውጭ ባሉ ክፍተቶች ውስጥ ይሰራሉ፡
- የጣፊያ ሊፕሴስ ወደ ውጭ ሴሉላር ቦታ ይለቀቃል ይህም የምግብ ቅባቶችን ወደ መላ ሰውነት ወደ ሚተላለፉ ቀላል ቅርጾች ለመቀየር ያገለግላሉ።
- ንጥረ-ምግቦችን ከአካባቢው ለመምጥ ያመቻቹ።
- የላይፕስ እንቅስቃሴ መጨመር ይተካል።በባዮዲዝል ሂደት ውስጥ የተለመዱ ማበረታቻዎች።
- እንደ መጋገር፣ የልብስ ማጠቢያ ሳሙናዎች፣ እንደ ባዮካታላይስት ባሉ መተግበሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።
- በጨርቃጨርቅ ኢንደስትሪ ውስጥ የጨርቁን የመጠጣት ስሜት እና ቀለም በሚቀባበት ጊዜ እኩልነትን ለመጨመር ይጠቅማል።
- የአጭር ሰንሰለት ፋቲ አሲድ እና አልኮሆል ኤስተርን በማቀናጀት የምግብ ጣዕምን ለመቀየር።
- የሊፕሲስ መኖር ወይም ከፍ ያለ ደረጃ የተወሰነ ኢንፌክሽን ወይም በሽታን ሊያመለክት ይችላል እና እንደ መመርመሪያ መሳሪያ ሊያገለግል ይችላል።
- የባክቴሪያ ውጤት ይኑርዎት። ለአደገኛ ዕጢዎች ሕክምና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።
- በመዋቢያዎች እና ፋርማሲዩቲካል (የቆዳ እንክብካቤ ምርቶች፣ የፀጉር መርገጫዎች) ላይ ትልቅ የንግድ ዋጋ ይኑርዎት።
