Enzimler, Endüstriyel Kullanım Alanları Ve Üretim

GIDA BİYOTEKNOLOJİSİ UYGULAMA DERSİ NO:4
Enzimler, Endüstriyel Kullanım Alanları Ve Üretim Yöntemleri
Enzimler
Enzimler canlı hücreler tarafından oluşturulan ve kimyasal reaksiyonları spesifik olarak
katalizleme yeteneğine sahip protein yapıdaki maddelerdir. Canlıdaki anabolik ve katabolik
reaksiyonlarının tümü enzimlerin katalitik aktiviteleri ve yönetimleriyle gerçekleşir. Her canlı,
genlerine bağlı olarak, ancak belirli enzimleri sentezleme yeteneğindedir. Daha önce de
belirtildiği gibi enzimler yalnızca canlı hücreler tarafından sentezlenir. Bu enzimlerin bir
kısmı hücre içinde kalır ve burada fonksiyon gösterir. Bu tip enzimlere intraselüler (hücre
içi) enzimler denir. Bir kısım enzim ise, hücre içinde sentezlendikten sonra hücre dışına
salınır ve burada (hücrenin içinde yer aldığı ortamda) fonksiyon gösterir. Bunlara da
ekstraselülar (hücre dışı) enzimler denmektedir.
Enzimlerin Üretim Yöntemleri
Günümüzde endüstriyel alanda kullanılan enzimler genel olarak mikroorganizmalardan
elde edilmektedir. Enzim kaynağı olarak mikroorganizmaların tercih edilmesinin nedenleri;
yan ürün oluşturmalarının az olması, aktivitelerinin yüksek olması, daha ekonomik olması,
stabiliteye sahip olması, yüksek oranlarda ve saflıkta üretilebilmeleri olduğu bildirilmiştir.
Enzimlerin endüstriyel süreçlerde kullanılmaları işlemlerine “enzim teknolojisi” denir.
Bazı özel uygulamalar için bitkisel ve hayvansal kaynaklı enzimler özel önemlerini
korumakla birlikte son 30 yıldan beri teknik uygulamalar için mikrobiyal kaynaklar ağırlık
kazanmaya başlamıştır. Enzimlerin mikrobiyolojik yolla üretilmesinde genellikle derin kültür
tekniği kullanılır.
a) Derin Kültür Yöntemi (Kesikli, Yarı Kesikli, Sürekli)
Besiyeri olarak sıvı bir ortamın hazırlandığı fermentasyon yöntemidir.
b) Katı Faz Kültür Yöntemi (Kesikli, Yarı Kesikli, Sürekli)
İnokülasyonun katı fazdaki bir kültür ortamına yapılan fermentasyon tekniğidir.
Katı-Faz Fermentasyonu
Sıvı-Faz Fermentasyonu
Endüstrideki Kullanım Alanları
Canlı dışında da faaliyet göstermeleri enzimlerin önemini oldukça arttırmaktadır. Bugün
enzimler gıda, ilaç ve kimya endüstrisinde, dericilik, boya ve temizlik maddeleri üretimi gibi
konularda, biyoloji ve biyoteknoloji bilim dallarında, tıp, tarım ve veterinerlik alanlarında
yaygın olarak kullanılmaktadır.
Günümüzde ticari enzim preparatlarından gıda endüstrisinin yanı sıra gıda analizlerinde
de yararlanılmaktadır. Ayrıca endüstrinin atık ve artıklarının değerlendirilmesinde de
yararlanılarak bu atıkların yol açabileceği çevre kirlenmesinin önüne geçilmeye
çalışılmaktadır. Tablo 1’de bazı enzimlerin kullanım alanı ve üretimlerinde kullanılan
mikroorganizmalar verilmiştir.
Tablo 1. Enzimlerin
mikroorganizmalar
Enzim
α-amilaz
β-glucanaz
Katalaz
Selülaz
endüstriyel
kullanım
alanları
Kullanım Alanı
Maltoz ve dekstrinin yıkılması
Leke çıkarıcı
Unun zenginleştirilmesi
Glikoz şurubu
β-glukanın parçalanması
berraklaştırılması.
Laktaz
Lipaz
Pektinaz
Proteaz
Bacillus licheniformis
yoluyla
Biyosensor
Laktoz
Peynir altı suyu
Laktozsuz gıda üretimi
Deterjan katkı maddesi
Yağların parçalanması
Peynir Endüstrisi
Meyve suyu ekstraksiyonu
Şarap ve meyve suyu berraklaştırılması
Deterjan katkı maddesi
Deri Endüstrisi, et ekstraksiyonu
Sindirime yardımcı
Peynir Endüstrisi
Sukraz
Şekerleme Endüstrisi
kullanılan
Bacillus subtilis
Aspergillus oryzae
İçeceklerin bozulmasını önlemek için
Deterjan katkı maddesi
Atıkların değerlendirilmesi
Renin
üretimlerinde
Mikroorganizma
Glikoz izomeraz Glikoz, Früktoz dönüşümü
Glikoz oksidaz
ve
biranın
Aspergillus oryzae
Bacillus subtilis
Aspergillus niger
Penicillum spp.
Aspergillus spp
Streptomycetes spp.
Aspergillus Niger
Kluyveromyces lactis
Aspergillus oryzae
Erwinia spp.
Bacillus Subtilis
Kluyveromyces lactis
Mucor spp.
Saccharomyces spp.
“Enzimler, Endüstriyel Kullanım Alanları Ve Üretim Yöntemleri ” konusuna ait rapor
soruları:
1. Sıvı-Faz Fermentasyonu veya Katı-Faz Fermentasyonu hakkında bilgi veriniz? Katı
veya sıvı faz fermentasyonu ile enzim üretimin gerçekleştiği bir çalışmanın kısaca özetini
açıklayınız?
2. Yukarıdaki tablodan bir enzim ele alarak üretim prosesini akım şeması halinde
gösteriniz? Enzim üretiminde kullanılan hammaddeyi ve mikroorganizmayı ve üretilen enzim
miktarını belirtiniz?
Bonus 1: Enzim üretimi için fermentasyon besiyerinde alternatif azot kaynağı olarak
kullanılan endüstriyel atıklardan üç tanesini yazınız?
Bonus 2: Endüstriyel anlamda oldukça yaygın bir kullanım alanına sahip olan mannanaz
enziminin endüstriyel kullanım alanlarına üç örnek verip bir tanesini kısaca açıklayınız?