تولید منبع غنی از پپتیدهای عاری از فنیل آلانین با استفاده از هیدرولیز آنزیمی آب پنیر برای بیماران فنیل کتونوری

آب پنیر محصول جانبی تولید پنیر و کازئین در صنایع لبنی است که یکی از مهمترین آلوده کننده های محیط زیست به شمار می آید. از طرفی این محصول منبع غنی از پروتئینها و پپتیدهای کاربردی است که در بیوتکنولوژی، پزشکی و محصولات غذایی گوناگون استفاده های فراوانی دارد. فنیل کتونوری از شایعترین بیماریهای متابولیک ارثی است. بیماران مبتلا به این عارضه به دلیل نقص در سیستم آنزیمی بدن خود قادر به متابولیزه کردن اسید آمینه فنیل آلانین نیستند. میزان زیاد فنیل آلانین و کمبود تیروزین در خون سبب عقب افتادگی ذهنی می شود. پپتیدهای حاصل از هیدرولیز آنزیمی منابع غنی پروتئینی که میزان فنیل آلانین در آنها پایین است، به طور گسترده برای درمان این بیماران استفاده می شوند. با توجه به ترکیب اسیدهای آمینه آب پنیر، پروتئینهای آب پنیر مهمترین منبع پروتئینی برای تولید مکملهای رژیمی بیماران مبتلا به فنیل کتونوری شناخته شده اند. با هدف تولید منبع غنی از پروتئین و عاری از اسید آمینه فنیل آلانین طی هیدرولیز آنزیمی آب پنیر، تحقیق ذیل پی ریزی گردید. در این تحقیق از سه غلظت (5/0، 2 و 5/3%وزنی/حجمی) کنسانتره پروتئین آب پنیر به عنوان سوبسترای آنزیم های فلاورزایم، نئوتراز و پروتامکس به نسبت 1/0% حجم کل سوبسترا، با زمانهای هیدرولیز 10، 30 و 50 ساعت استفاده شد و تأثیر دو پارامتر غلظت سوبسترا و زمان هیدرولیز بر راندمان جداسازی فنیل آلانین با استفاده از طرح سطح پاسخ مورد بررسی قرار گرفت. در هیدرولیز نمونه ها در دمای c°55 و ph 7 از آنزیم فلاورزایم به تنهایی و از آنزیم های نئوتراز و پروتامکس به طور هم زمان استفاده شد. به منظور جداسازی فنیل آلانین آزاد شده از روش اولترافیلتراسیون در دمای c°35-30، فشار 8 بار و به مدت 3 ساعت، استفاده گردید. میزان فنیل آلانین با استفاده از روش hplc در نمونه های ریتنتیت اولیه و ثانویه و پرمیئیت اندازه گیری شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که در هیدرولیز با آنزیم فلاورزایم ریتنتیت ثانویه به دست آمده طی 10 ساعت هیدرولیز و با غلظت سوبسترای 5/0% (وزنی/حجمی) حاوی کمترین میزان فنیل آلانین با مقدار میانگین mgphe/gproduct 7/7 می باشد. در هیدرولیز با دو آنزیم نئوتراز و پروتامکس کمترین میزان فنیل آلانین در ریتنتیت ثانویه به دست آمده طی هیدرولیزهای 10 و 50 ساعته با غلظت سوبسترای 5/0% (وزنی/حجمی) به ترتیب با مقدار میانگین mgphe/gproduct 4/8 و mgphe/gproduct9/6 حاصل شد. همچنین راندمان جداسازی فنیل آلانین آزاد شده با استفاده از روش اولترافیلتراسیون، در هیدرولیز با آنزیم فلاورزایم به ترتیب در هیدرولیزهای 10 و 30 ساعته با غلظت سوبسترای 5/0% (وزنی/حجمی) و در هیدرولیز با آنزیم های نئوتراز و پروتامکس به ترتیب در زمان های هیدرولیز 10 و 50 ساعت و با غلظت سوبسترای 5/0% (وزنی/حجمی) بیشترین راندمان حاصل شد. برای هر یک از پاسخ های مربوط به نمونه های هیدرولیز شده با هر سه آنزیم مدل سازی انجام گرفت. در این میان بیشترین تطابق میان داده های واقعی به دست آمده از نتایج آزمایشات با داده های پیش بینی شده با مدل، در نمونه های هیدرولیز شده با آنزیم فلاورزایم حاصل شد. به گونه ای که بیشتر مدل های در نظر گرفته شده برای هر پاسخ در هیدرولیز با آنزیم فلاورزایم، تحت تأثیر زمان هیدرولیز، غلظت سوبسترا و اثر متقابل این دو فاکتور بودند. در پایان به منظور پیش بینی بهترین شرایط هیدرولیز با هر سه آنزیم، با استفاده از طرح سطح پاسخ اپتیمم سازی انجام گرفت. نتایج نشان می دهد که در هیدرولیز با هر سه آنزیم بهترین شرایط با زمان هیدرولیز 10 ساعت و غلظت سوبسترای 5/0% (وزنی/حجمی) حاصل می-شود. مشخص شد که استفاده از آنزیم فلاورزایم منجر به آزاد سازی بیشتر فنیل آلانین شده و می توان محصولی با فنیل آلانین کمتر تولید نمود.