تولید آنزیم گلوتامات دکربوکسیلاز از پسماندهای غذایی و ضایعات صنعتی

گلوتامات دکربوکسیلاز b آنزیمی داخل سلولی و وابسته به پیریدوکسال فسفات است که واکنش غیرقابل برگشت دکربوکسیلاسیون و تبدیل ال -گلوتامات به گاماآمینوبوتیریک اسید را کاتالیز می کند. رشد روز افزون تقاضا برای آنزیم گلوتامات دکربوکسیلاز جهت تولید زیستی اسید آمینه گاماآمینوبوتیریک اسید و کاهش قیمت تولید آنها، تولید این آنزیم و اسیدآمینه از ضایعات و پسماندهای غذایی را مورد توجه قرار داده است. طبق آمار سازمان غذا (fao) یک سوم مواد غذایی تولید شده برای مصرف انسان، در زنجیره تولید تا مصرف به صورت ضایعات کشاورزی و یا پسماندهای غذایی از بین می روند، که میزان آن در حدود 1.3 میلیارد تن در سال است. پوست و تفاله میوه جات، ضایعات نان، باگاس نیشکر، ملاس چغندرقند، آب پنیر، ضایعات کارخانه رب گوجه فرنگی، پسماند برنج، جو، ذرت و .... به عنوان مواد ارزان قیمت برای تولید مواد خوراکی با ارزش افزوده بالا چون آنزیم گلوتامات دکربوکسیلاز و گابا به کار می روند. ضایعات نان نیز کمپلکسی از کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها است که می توانند در فرآیند های تخمیر دوباره استفاده شوند.برای آماده سازی ملاس و آب پنیر به عنوان محیط کشت، به ترتیب ازطریق افزودن مواد شیمیایی و هیدرولیز لاکتوز به وسیله اسید کلریدریک صورت می گیرد. آب پنیر uf عمدتا حاوی بیش از 1.25 درصد لاکتوز و 0.25 درصد پروتئین شیر می باشد. ملاس چغندرقند نیز حاوی 50-60 درصد کربوهیدرات، که عمدتا ساکارز است و 2 درصد مواد نیتروژنی به همراه برخی ویتامین ها و مواد معدنی می باشد. سویه میکروبی مناسب بر روی محیط کشت ارزان قیمت که با استفاده از بخار یا قلیا تیمار و با محلول مواد معدنی مرطوب شده است، در دمای 28-30 درجه سانتی گراد و به مدت 2، 4 یا 6 روز کشت می شود. پس از اتمام زمان کشت، آنزیم گلوتامات دکربوکسیلاز را از توده تخمیر شده استخراج ، خالص سازی کرده و فعالیت آن اندازه گیری می گردد. گلوکز و ساکارز خالص عمدتا به دلیل هزینه زیاد به ندرت در تخمیرهای صنعتی به کار می روند. با توجه به حجم بالای پسماندهای غذایی و ضایعات صنعتی در کشور، یکی از بهترین پیشنهادات برای مصرف بهینه از آنها، استفاده به عنوان سوبسترای ارزان قیمت برای بیوسنتز آنزیم گاد و گابا است. تنها اینکه باید عصاره مخمر نیز به این مواد به عنوان محیط کشت اضافه کرد. چرا که عصاره مخمر، منبع غنی از ویتامین های ب کمپلکس، اسبدهای آمینه آزاد و پپتیدهاست و تولید آنزیم نوترکیب را ترغیب می کند. بدین ترتیب علاوه بر، برطرف کردن معضل کارخانجات صنایع غذایی در کاهش ضایعات صنعتی و آلودگی محیط زیست، می توان مقدار زیادی آنزیم گلوتامات دکربوکسیلاز و گابای زیستی تولید کرد و سودآوری اقتصادی بالایی را برای صنعت مواد غذایی به ارمغان آورد.