زیست توده گیاهیمصاحبه

بررسی روش‌های مختلف استخراج آنزیمی بتا-گلوکان از سبوس جو

به دلیل تمایل عمومی جهت مصرف مواد غذایی با کالری پایین که دارای اثرات مفید در بدن هستند، صنعت غذا به سمت تولید ترکیبات غذایی فراسودمند متمایل شده‌ است. ضایعات کشاورزی منابع خوبی از فیبرهای رژیمی از قبیل بتاگلوکان‌ها، آرابینوزایلان‌ها و گالاکتومانان‌ها هستند که استفاده از آن‌ها علاوه بر ایجاد ارزش افزوده بالا در بخش کشاورزی، ارزش غذایی محصولات را افزایش می‌دهند. در همین راستا گفتوگویی با آقای دکتر رضا کریمی ترتیب دادیم که در ادامه به آن می­‌پردازیم.

1- با عرض سلام و خسته نباشید خدمت شما استاد گرامی، لطفاً خودتان را معرفی کنید و شرح مختصری از زمینه کاری، مرتبه علمی و سایر مسئولیت‌های خود بفرمایید.

با سلام. رضا کریمی هستم، دانش‌آموخته کارشناسی و کارشناسی‌ارشد در رشته علوم و صنایع غذایی گرایش کنترل کیفی از دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی و دکتری علوم و صنایع غذایی گرایش تکنولوژی مواد غذایی از دانشگاه تربیت مدرس. زمینه کاری اصلی اینجانب صنایع لبنی، پروبیوتیک‌ها و پری‌بیوتیک‌ها می‌باشد و اخیراً به فیبرهای رژیمی، استخراج آن‌ها از منابع ارزان قیمت، کاربرد این اجزای غذایی با ارزش افزوده در صنایع غذایی به‌ ویژه لبنی و بررسی اثرات آن‌ها به عنوان جایگزین چربی، بافت‌دهنده و پری‌بیوتیک در محصولات غذایی علاقه‌مند می‌باشم. هم‌اکنون در دپارتمان تحقیق و توسعه (R&D) شرکت تولید فرآورده‌های لبنی کاله گروه سولیکو مشغول به فعالیت هستم.

2- اخیراً مقاله علمی در خصوص بررسی روش‌های مختلف استخراج آنزیمی بتا-گلوکان از سبوس جو توسط شما و همکارانتان منتشر گردیده است، ضمن معرفی سایر همکارانتان، لطفاً توضیحاتی در خصوص ضرورت و هدف از انجام این کار بیان کنید.   

همکاران نام‌برده در مقاله فوق‌الذکر دکتر محمد حسین عزیزی -استاد گروه صنایع غذایی دانشگاه تربیت مدرس و رئیس انجمن علوم و صنایع غذایی ایران- و دکتر چین‌شو -استاد دپارتمان علم غذا دانشگاه پوردو (Purdue) ایالت ایندیانا در امریکا- هستند. لازم به ذکر است که دانشکده کشاورزی این دانشگاه رتبه اول در امریکا را دارا می‌باشد.

در حال حاضر در دنیا، چاقی و دیابت از مشکلات عمده تغذیه‌ای محسوب می‌شوند. مهم‌ترین عوامل خطر مربوط به شیوه زندگی در مبتلایان به دیابت و چاقی، سبک زندگی بی‌حرکت و الگوی رژیم غذایی با چربی اشباع‌شده بالا، کربوهیدرات تصفیه‌شده و محتوای فیبر پایین هستند. از این‌رو تمایل عمومی در جهت تغییر در رژیم غذایی و مصرف مواد غذایی با کالری پایین و اندیس گلایسمیک پایین که دارای اثرات مفید و سلامت‌بخش در بدن هستند سوق پیدا کرده است. یک رژیم غنی از فیبر نقش مهمی در کاهش خطر بیماری‌های مزمن مختلف شامل فشار خون، دیابت و بیماری‌‌های قلبی عروقی ایفا می‌کند. نیاز مصرف‌کنندگان به غذاهای سالم‌تر صنعت غذا را بر آن داشته است که ترکیبات غذایی فراسودمند را گسترش دهد. ضایعات کشاورزی منابع خوبی از فیبرهای رژیمی از قبیل بتاگلوکان‌ها، آرابینوزایلان‌ها و گالاکتومانان‌ها هستند. در این رابطه، غلات یکی از منابع اصلی فیبرهای رژیمی هستند. در بین غلات، جو رتبه چهارم را هم از نظر مقدار تولید و هم از نظر سطح زیر کشت در جهان داراست. سبوس جو فرآورده جانبی با فراوانی بالایی است که از آسیاب جو در تصفیه دانه‌ها بدست می‌آید. هدف کلی، استخراج فیر از سبوس جو بوده که منبع خوبی برای فیبر رژیمی به‌دلیل غنی بودن از بتاگلوکان است.

لینک مقاله

آقای دکتر رضا کریمی
آقای دکتر رضا کریمی

3- لطفاً در خصوص پیشینه فعالیت صورت گرفته در داخل و خارج از کشور توضیحاتی بفرمایید.

در خارج از کشور به‌ ویژه در کشورهایی که سطح زیر کشت بالایی از جو و هم‌چنین جو دوسر (یولاف) دارند توجه بیشتری از لحاظ آکادمیک به این مبحث شده است و کارخانجات ویژه‌ای به تولید محصول به صورت خاص در این باره پرداخته اند. در کشور ما جو دوسر (یولاف) سطح زیر کشت بسیار ناچیزی داشته و جو و محصولات جانبی آن هم عمدتاً به مصارف خوراک دام می‌رسد. هرچند فعالیت‌های تحقیقاتی در این زمینه هرچند اندک انجام گرفته است، ولی به صورت صنعتی آن‌چنان که شاید و باید است از این منبع بالقوه استفاده نگردیده است.

4- بتا-گلوکان در چه مواردی استفاده می‌شود؟

بتاگلوکان عمدتاً هم در صنایع دارویی و هم در صنایع غذایی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در صنایع غذایی در محصولاتی هم‌چون سوسیس و کالباس، کیک، بیسکوئیت، پاستا، سس مایونز و کچاپ، ماست، بستنی و غیره می‌تواند به‌ کار رود. با توجه به توانایی افزایش ویسکوزیته محلول و تشکیل ژل، می‌توان به عنوان قوام‌دهنـده و بافت‌دهنده در فرمولاسیون‌های سایر محصولات از آن بهره جست.

5- مهم‌ترین فعالیت‌ صورت گرفته در این پژوهش، بررسی اثر روش‌های مختلف استخراج آنزیمی بر توزیع وزن مولکولی، رئولوژی و خواص ریزساختار بتا-گلوکان سبوس جو است؛ چه روش‌هایی جهت استخراج بتا-گلوکان مورد استفاده قرار گرفته است؟

روش‌های آنزیمی مختلف با استفاده از توالی‌های خاص جهت استخراج بتاگلوکان از سبوس جو مورد استفاده و مقایسه قرار گرفته است.

6- علاوه بر موارد ذکرشده، چه عوامل دیگری در استخراج این ماده بررسی شده است؟

در حقیقت این تحقیق جزئی از یک پروژه بزرگ‌تر بوده که علاوه بر موارد فوق‌الذکر، ترکیبات موجود در فیبر استخراج شده اعم از درصد بتاگلوکان، نشاسته باقی‌مانده، پروتئین باقی‌مانده، آرابینوزایلان‌ها، گالاکتومانان‌ها، خاکستر نیز مورد بررسی قرار گرفت. سایر ویژگی‌های قابل بررسی در حال انجام است که پرداختن به آن در این متن نمی‌گنجد.

7- لطفاً در خصوص تئوری فعالیت صورت گرفته و هم‌چنین آنالیزهای انجام، به صورت مختصر توضیح دهید.

تئوری کار انجام شده بر مبنای حذف نشاسته، پروتئین و آرابینوزایلان‌ها از سبوس جو با توالی‌های خاصی از تیمارهای آنزیمی بود که جهت به‌دست آوردن بتاگلوکان با درجه خلوص بیشتر انجام شد. بتا‌گلوکان به عنوان جزئی از این بخش‌ها هدف نهایی بود که باید فهمیده می‌شد که آیا ناخواسته و به صورت اجتناب‌ناپذیر تحت تأثیر واکنش‌ها، ویژگی‌های آن شامل خصوصیات مولکولی و رئولوژیک به میزان‌های مختلف تغییر کرده است یا خیر.

8- ضمن بیان نوآوری این تحقیق، نتایج این تحقیق را به صورت مختصر بیان کنید.

به‌ کار بردن آنزیم‌های مختلف و مقایسه اثرات آن‌ها در ویژگی‌های محصول نهایی، مهم‌ترین نوآوری این تحقیق می‌تواند باشد.

رویکرد تحقیق حاضر به تولید کارای بتاگلوکان با سطوح مختلف درجه خلوص، بازده استخراج و ترکیبات کمک می‌کند. هم‌چنین این روش این امکان را فراهم می‌سازد که بفهمیم چگونه روش‌های استخراج بر پراکندگی وزن مولکولی، قابلیت کنسانتره بتاگلوکان در ایجاد ویژگی‌های رئولوژیک مطلوب برای خواص سلامت‌بخش در دستگاه گوارش و کاربردهای صنعتی در مقیاس بزرگ تأثیرگذار است. تحقیق حاضر این پتانسیل را دارد که اطلاعات پایه‌ای برای بتاگلوکان‌های استخراج‌شده آنزیمی همراه با جزئیات مربوط به قسمت‌های غنی از بتاگلوکان ارائه دهد که بتواند در صنایع مربوط به تولید محصولات پزشکی، بیوتکنولوژی و غذایی قابل کاربرد باشد.

9- مزایای تولید و استخراج بتا-گلوکان به این روش در مقایسه با سایر روش‌ها چیست؟

تجزیه‌شدن بعضی از فیبرهای رژیمی طی واکنش جزوی از مسائل دیگر است که باید مورد توجه قرار گیرد. لذا روش‌های کلاسیک حذف نشاسته که ریشه در روش‌های آنالیز فیبر رژیمی دارند، الزاماً برای استخراج فیبرهای رژیمی در مقیاس بزرگ بهینه نیستند. بتاگلوکان‌ها به خاطر ویژگی‌های فیزیکی-شیمیایی خاص و عملکرد فیزیولوژیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ویژگی‌های خاص به ویسکوزیته، حلالیت در آب، تشکیل ژل و ویژگی‌های پری‌بیوتیک مربوط می‌شود. یکی از مسائل مهم در استخراج و تغلیظ بتاگلوکان‌ها حفظ حالت آن‌ها نزدیک به حالت اولیه‌ای است که در دانه جو دارند، چرا که بتاگلوکان‌های طبیعی اولیه که ایجاد ویسکوزیته بالا می‌کنند ممکن است گاهی اوقات طی فرآیند استخراج و یا فرآیندهای تکمیلی دیگر تجزیه شوند، و پیوندهای گلیکوزیدی در زنجیره‌های پلیمر توسط حلال‌های شیمیایی شکسته شوند. استخراج و تفکیک فیبرها با حلال‌های شیمیایی می‌تواند به طور بالقوه باعث از دست دادن بعضی از اجزای مفید سلامت‌بخش شوند. اما روش‌های استخراج آنزیمی (کاتالیز شده با آنزیم) به دلیل اینکه شرایط روش‌های آنزیمی کمتر خشن و خورنده بوده و جریان های جانبی غیرآلی ندارند، به روش‌های استخراج با اسید یا باز ارجحیت دارند. همچنین روش‌های آنزیمی ترکیبات استخراج شده پایدارتری را می‌دهند.

10- استخراج بتا-گلوکان از سبوس جو، چه میزان ارزش افزوده برای اقتصاد کشاورزی در کشور ایجاد می‌کند؟

ماده خام اولیه سبوس جو می‌باشد که از لحاظ قیمتی یک محصول جانبی ارزان تلقی شده و عمدتاً به مصارف خوراک دام می‌رسد. فرآیند استخراج آن در مقیاس انبوه با توجه به زیرساخت‌های مورد نیاز به راحتی توجیه اقتصادی دارد. هرچند نخست می‌بایستی بازار هدف آن چه داخل و چه خارج تعیین و امکان‌سنجی شود، ولی با توجه به کاربردهای بالقوه‌ای که دارد، با فعالیت‌های مارکتینگ همسو و تعریف و ایجاد نیاز به این محصول به عنوان یکی از اجزای غذایی چندمنظوره می‌تواند در رقابت با سایر اجزای غذایی و حتی دارویی در بازارهای داخل و خارج مطرح شده و ارزآوری قابل توجهی داشته یاشد.

11- نقش نهادهای دولتی و سیاست‌گذار در به‌کارگیری و حمایت از این نوع تحقیقات چگونه است؟ برنامه شما برای استفاده از این روش در مقیاس‌های بزرگتر  و سیاست‌گذاری آن چیست؟

با توجه به اولویت‌گذاری نهادهای دولتی در این زمان و اقناع سیاست‌گذاری آن‌ها به سرمایه‌گذاری در بخش ضایعات محصولات کشاورزی و تبدیل آن ها به محصولات با ارزش افزوده، می‌توان امید داشت که با ایجاد سامانه‌ای در زمینه گردآوری ایده‌های ارزآور و حمایت مالی از آن، این ایده را در مقیاس انبوه به تولید محصول تبدیل کرد.

متأسفانه هم‌اکنون به‌ دلیل نبود حامی مالی انجام آن در مقیاس انبوه ناگزیر به آینده‌ای نزدیک موکول می‌گردد.

12- موانع و مشکلاتی که در این پروژه با آن مواجه بودید را بیان کنید.

مهم‌ترین مشکل زمان‌بربودن آن به‌ دلیل قرار گرفتن تحقیق حاضر در بطن پروژه‌ای بزرگ‌تر و نیز مسائل مالی بود.

13- لطفاً نام سازمان و یا نهادهایی که پروژه شما را حمایت کرده‌اند بیان کنید.

انجام این پروژه با همکاری مرکز Whistler برای تحقیقات کربوهیدرات‌ها در دپارتمان علم غذا در دانشگاه Purdue ایالت Indiana در امریکا صورت گرفت و حمایت از این پروژه از طرف مرکز یاد شده و دانشگاه تربیت مدرس صورت پذیرفت. جا دارد که از رئیس این مرکز جناب آقای پروفسور Bruce Hamaker که استاد ممتاز و صاحب کرسی در این مرکز بودند، کمال قدردانی و تشکر را نمایم.

14- ضمن تشکر و قدردانی از وقتی که به ما اختصاص دادید، به عنوان بخش پایانی اگر صحبتی برای خوانندگان دارید بفرمایید.

 از حسن توجه شما سپاس‌‌گزارم. امیدوارم توضیحات بنده مفید واقع بوده باشد و ایده‌هایی از این قبیل به هدف خود در تولید محصولات با ارزش‌افزوده بالا از منابع ارزان قیمت در بخش کشاورزی نزدیک شده و به ارزآوری در صنعت کمک و به نوبه خود الهام‌بخش تحقیقات دیگر در این زمینه باشد.

☑ مصاحبه‌کننده: جواد طغیانی

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

جواد طغیانی

دانشجوی ارشد مهندسی شیمی-محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر. علاقه‌مند به فعالیت در زمینه‌های مختلف زیست‌فناوری صنعتی و محیط زیست هستم. در حال حاضر به عنوان نویسنده بخش صنعتی و مسئول بخش مصاحبه مجله زیست‌فن، فعالیت می‌کنم.

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هفـتاد سـه + = 74

دکمه بازگشت به بالا
بستن