روکش کردن آنزیم‌ها

یكی از دغدغه‌های شركت‌های صنایع غذایی جهان، بهبود كیفیت، نگهداری و بسته‌بندی "مواد غذایی" برای دور تگه داشتن آن‌ها از آسیب باكتری‌ها و آنزیم‌های تخمیركننده است. مثلا این‌که چگونه می‌توان طول عمر و ماندگاری شیر را افزایش داد؟ (البته شیر خوراکی نه شیر جنگل) یا این‌كه چگونه می‌توان از آلوده‌شدن محیط زیست توسط مواد زائد یا پساب‌های كارخانه‌های صنایع غذایی جلوگیری كرد؟ زیرا در آنها آنزیم‌ها و پروتئین‌های فراوانی وجود دارد كه با ایجاد محیط مناسب برای رشد باكتری‌ها و انگل‌ها، محیط زیست را آلوده می‌سازند.
فساد مواد غذایی، اغلب به دو روش صورت می‌گیرد: ۱- توسط یك عامل میكروبی خارجی. ۲- توسط آنزیم‌هایی كه واكنش‌های تخمیری را سرعت می‌بخشند.
آنزیم‌ها، پروتئین‌هایی هستند که سرعت واكنش‌های شیمیایی را بالا می‌برند، مثلا می‌توانند زمان فاسد‌شدن میوه‌ها را از چند ماه به چند روز كاهش دهند. البته باید به این نكته توجه داشت كه می‌توان از آنزیم‌ها برای تولید مواد با ارزش غذایی سود جست ودر فرآیندهای مفیدی مانند "تخمیر نان" و "تخمیر شیر در تولید پنیر" از آن‌ها استفاده کرد. همچنین آنزیم‌هایی به نام "پكتیناز" در صنایع تولید آب‌میوه برای شفاف كردن آن به كار می‌روند.
اگر بتوان به روشی آنزیم‌ها یا باكتری‌ها را از محیط عمل دور كرد، فرآیند فساد مواد غذایی به تأخیر می‌افتد. با تكامل نانوفناوری و شناخت محققین از ذرات ریز و بنیادی مواد و دست بردن در ساختار مواد از طریق ریزترین ذرات آن‌ها، توانایی‌های جدیدی در صنایع مختلف -از جمله صنایع غذایی- به وجود آمده‌است، به عنوان مثال می‌توان به "روكش‌كردن آنزیم‌ها و پروتئین‌ها" اشاره كرد.
با روكش‌كردن آنزیم‌ها، آن ها را از محیط فعالیت دور کرده و مانع از فعالیت آن‌ها می‌شوند. به این ترتیب، فساد مواد غذایی به تأخیر می‌افتد و طول عمر آن ها افزایش می‌یابد.
آنزیم‌ها تنها در محیط های زنده رشد و فعالیت می‌كنند و در خارج این محیط‌ها به سرعت تخریب می‌شوند. یكی از پروژه‌های مهم كه در مراجع علمی مورد توجه قرار گرفته است، روكش‌كردن آنزیم "توسط یك ساختار پلیمری" (۱) می‌باشد. با این روش آنزیم‌ ها تا ۵ ماه فعال می مانند. به گفته‌ محققین تبدیل آنزیم‌های آزاد به این نانوذراتِ حاوی آنزیم، باعث ثبات خاصیت كاتالیزوری (۲) آن‌ها می‌شود. در این روش یك شبكه كامپوزیتی (۳) را با فرآیند پلیمریزاسیون در اطراف هر مولكول آنزیم ایجاد می‌کنند تا از تخریب آن جلوگیری شود. این نانوذراتِ حاوی آنزیم قطری حدود ۸ نانومتر دارند و در دمای ۴ درجه‌ سانتیگراد تا ۵ ماه عمر می‌كنند.
"روكش‌كردن آنزیم‌ها"، یكی از فرآیندهای مهم در صنایع غذایی برای حفظ، افزایش كیفیت و بهبود بسته‌بندی مواد غذایی است، كه با پیدایش نانوفناوری، اجرای آن‌ها آسان‌تر شده‌است.
(۱) پلیمرها عموما موادی با ساختار كربنی هستند كه از به‌ هم پیوستن واحدهای یكسان که "مونومر" نامیده می شوند، به دست می‌آیند.
(۲) كاتالیزورها موادی هستند كه سرعت واكنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهند ولی خود در واكنش شركت نمی‌كنند. آنزیم ها هم نوعی کاتالیزور می‌باشند که در فرآیندهای غذایی شرکت می کنند.
(۳) مواد كامپوزیتی از دو یا چند ماده متفاوت، كه هر كدام خاصیت منحصر به فردی دارند، تشكیل شده‌اند. با تركیب‌كردن این مواد، به ترکیبی دست می‌یابیم كه مجموعه خواص‌ مواد تشكیل دهنده را همزمان دارد. برای مثال بتن آرمه هم از خاصیت سختی بتن بهره‌مند است و هم از خاصیت انعطاف پذیری آهن و بنابراین در برابر زلزله مقاوم است.

منبع : باشگاه دانش‌آموزی نانو