ES Biotehnologii de Obtinere a Enzimelor Furajere Si Utilizare in Hrana Animalelor

8/16/2019 ES Biotehnologii de Obtinere a Enzimelor Furajere Si Utilizare in Hrana Animalelor

1/9

Biotehnologii de obț inere a enzimelor

furajere i utilizarea acestora în hranaș

animalelor

Nume: Cernat Alexandra-Andreea

Specializare: Biotehnologii Medical-eterinare

An: !!!


2/9

Cuprins

Introducere. Generalități........................................................................................3

Importanța enzimelor.............................................................................................4

Roluri...................................................................................................................4

Fluxul tehnologic de obținere................................................................................. 4

Obținerea enzimelor furajere prin intermediul microorganimelor......................4

!rocedee foloite pentru producerea enzimelor.................................................."

#ondi$ii pe care trebuie ă le %ndeplineacă mediul de cultură...........................&

'(antajele utilizării microorganimelor pentru ob$inerea enzimelor......................&

)tilizarea produelor enzimatice %n hrana animalelor............................................*

Obiecti(ele urmărite foloind enzimele furajere..................................................*

+xemple de produe enzimatice ,i multienzimatice-..............................................


3/9

!ntroducere" #eneralit$ i ț

Termenul de ”enzimǎ” (gr. ”zymosis”= ferment) a fost folosit pentru primadată de către Kuhne (188) pentru a denumi o su!stan"ǎ cataliticǎ o! inută dințdro#dii. $ai t%rziu s&a sta!ilit faptul cǎ enzimele sunt de fapt proteine cuacti'itate catalitică. cestea sunt sintetizate de către toate organismele 'ii(microorganisme plante i animale) i produc ansam!lul reac"iilor !iochimiceș șcare determinǎ meta!olismul.

*nzimele sunt proteine cu rol de !iocatalizatori care catalizează reac iațde con'ersie a unui su!strat +ntr&un produs de reac ie.ț

ce ti !iocatalizatori se găsesc răsp%ndite +n toate organismele 'ii i suntș șcapa!ile să& i e,ercite efectele independent de celulele 'ii. -n organismele 'iișenzimele nu se găsesc izolate ci sunt prezente +n toate organitele celularenucleu celular citoplasmă mitocondrii mem!rană celulară lizozomi.

-n organismele animale enzimele se găsesc +n cantită i mari +n organețprecum ficat rinichi splină creier iar +n organismele 'egetale sunt prezente +n special +n semin e +n stare de germinare fructe frunze tinere.ț$icroorganismele reprezintă de asemenea o sursă foarte importante deenzime. %Bunea& A '()*+

*ste cunoscut faptul că importan a enzimelor este dată de cele / proprietă iț ț1. accelerarea reac iilor catalizare enzimatic0ț/. +nalta lor stereo&specificitate.

idrolazele s&au do'edit a fi enzimele cu utilizare e,clusi'ă +nalimenta ia animalelor. cestea au capacitatea de a degrada su!stan e +nț țprezen a apei factor important i a!solut necesar +n desfă urarea acti'ită iiț ș ș țenzimatice a organismelor. 2a sf%r itul fiecărui ciclu enzima nu se consumă cișapare l%ngă produ ii de reac ie.ș ț


4/9

Importan a enzimelor ț Roluri

-ncă din cele mai 'echi timpuri s&a descoperit faptul că enzimele auun rol important at%t +n procesul de digestie c%t i +n func ionareaș țnormală a celulelor dintr&un organism. 3atorită faptului că enzimele suntimplicate +n fiecare proces din organism +ncep%nd de la digestie p%nă lamen inerea +n parametri normali ai sistemului imunitar partea dețcercetare a dus la descoperirea numeroaselor roluri ale acestora.

1. 3igeră hrana noastră aduc%nd&o la principii alimentare care

sunt a!sor!i i prin porii mucoasei intestinale +n s%nge de undețalte enzime preiau hrana preparată digerată 4i o transportăpentru a fi folosită ca elemente de construc"ie pentru ner'imu4chi s%nge 4i glande endocrine0

/. Transporta o,igenul +n toate celulele organismului 4i a com!ateanemia printr&o mai !ună procesare a fierului.

5. 6nter'in 4i +n depozitarea glucozei +n ficat 4i "esutul muscular 4itransformarea grăsimii +n "esut adipos.

7. #ută la formarea ureei (care este eliminată su! formă de urină)

4i a#ută la eliminarea !io,idului de car!on din plăm%ni.. #ută la fi,area fosforului +n oase 4i +n "esutul ner'os regl%ndfunc"ionarea creierului.

9. #ută la dizol'area cheagurilor de s%nge.

Fluxul tehnologic de ob inereț Ob inerea enzimelor furajere prin intermediul microorganismelor ț

*nzimele pot fi produse din culturi de microorganisme culturi de celule4i e,tracte de "esuturi animale sau 'egetale.

-n momentul de fa"ǎ cea mai mare parte a enzimelor sunt o!"inute cua#utorul microorganismelor +n special ciuperci 4i bacterii .3oar anumite ciuperci 4i !acterii au capacitatea de a se multiplica rapid 4i de aproduce o cantitate mare de enzime. ceste microorganisme sunt selec"ionatedin popula"iile sǎl!atice sau sunt o!"inute prin tehnici de inginerie geneticǎ +n


5/9

cazul cǎrora informa"ia geneticǎ a unei enzime este transferatǎ la altmicroorganism.

:entru a gǎsi microorganismele adec'ate sintezei enzimatice au fosttestate sute de genuri 4i specii micro!iene.

$icroorganismele implicate +n produc"ia de enzime apar"in fungilor (spergillus :enicillium umicola 4i Trichoderma) !acteriilor (genurile;acillus licheniformis 4i ;acillus su!tilis) 4i chiar unor dro#dii.

Procedee folosite pentru producerea enzimelor

:rincipalele metode folosite pentru producerea enzimelor la scarǎindustrialǎ sunt

:rocedeul < la suprafa"ǎ .

>onstǎ +n utilizarea unui mediu solid sau semisolid care con"ine cantitǎ"imici de apǎ 4i este foarte !ine aerat. 3upǎ terminarea fermenta"iei mediuleste omogenizat uscat p%nǎ la 1?& 1/@ apǎ 4i apoi mǎcinat su! formǎ depudrǎ. $etoda este la!orioasǎ 4i foarte costisitoare. Totu4i prin acestprocedeu se o!"in unele enzime cum sunt proteazele 4i pectinazele din genul spergillus.

:rocedeul < su!mers

:rin acest procedeu se o!"in ma#oritatea enzimelor micro!iene. $ediilenutriti'e sunt lichide iar culti'area microorganismelor este su!mersǎ.

$etoda permite asigurarea unui control riguros asupra compozi"ieichimice a mediului p&ului temperaturii 4i aerǎrii.

;ioreactoarele folosite pentru producerea enzimelor sunt +nchise (sereduce riscul contaminǎrii cu microorganisme strǎine) a'%nd capacitǎ"icuprinse +ntre 1?& ? m5. Aermenta"ia dureazǎ +ntre 5?& 1? ore.

:rodusele de fermenta"ie o!"inute prin aceastǎ metodǎ sunt purificatestandardizate 4i supuse unui control de calitate.

*nzimele eliminate de microorganisme +n spa"iul e,tracelular (+n stareli!erǎ) pot fi izolate u4or prin +ndepǎrtarea masei celulare centrifugare 4ifiltrarea lichidului. *nzimele intracelulare sunt izolate prin dezintegrareamecanicǎ a mem!ranelor celulare 4i mitocondriale cu a#utorul morilor cu !ileomogenizatoarelor su! presiune etc.

:entru men"inerea sta!ilitǎ"ii enzimelor o periodǎ mai lungǎ de timpfǎrǎ a fi influen"atǎ negati' acti'itatea lor cataliticǎ se folose4te metoda

imo!ilizǎrii enzimelor. 6mo!ilizarea se poate face folosind metode fizice 4ichimice. $etodele fizice mai des utilizate sunt adsor!"ia enzimelor +n interiorul


6/9

unei matrici insolu!ile acoperirea enzimelor cu gel sau +ncapsulareaenzimelor +ntr&o mem!ranǎ semi& permea!ilǎ. 3in punct de 'edere chimicenzimele pot fi legate co'alent la un suport insolu!il de naturǎ anorganicǎ sauorganicǎ (ceramicǎ sticlǎ celulozǎ nylon polistiren).

Condiţii pe care trebuie să le îndeplinească mediul de cultură

>ompozi"ia mediului are de asemenea un rol foarte important +nprocesele de !iosintezǎ enzimaticǎ. cesta tre!uie sǎ con"inǎ zaharuriproteine 4i sǎruri minerale asigurate prin hidrolizate de amidon zaharozǎmelasǎ fǎinǎ de cereale 4rot de soia etc.$ediul de culturǎ tre!uie sǎ +ndeplineascǎ c%te'a condi"ii importante

sǎ fie accesi!il +n cantitǎ"i mari0 sǎ nu con"inǎ su!stan"e to,ice0 sǎ ai!ǎ o compozi"ie constantǎ0 sǎ se o!"inǎ la un pre" de cost scǎzut0

!antajele utilizării microorganismelor pentru obţinereaenzimelor

'anta#ele utilizǎrii microorganismelor pentru o!"inerea produselor enzimatice sunt

$icroorganismele pot sintetiza o gamǎ largǎ de enzime dintre care oparte nu pot fi produse de organismul animal0

3eoarece microorganismele sunt capa!ile sǎ se adapteze unor condi"iifoarte 'ariate de mediu (temperaturǎ p etc) enzimele micro!iene sunt

deseori mai sta!ile +n medii mai pu"in fa'ora!ile fa"ǎ de enzimelepro'enite din plante sau animale0

3atoritǎ multiplicǎrii mai rapide a microorganismelor se pot o!"inecantitǎ"i mai mari de enzime0

Bepararea enzimelor !acteriene se face relati' u4or mai ales c%nd au olocalizare e,tracelularǎ0

$ediul de culturǎ este mai u4or de sterilizat 4i pot fi e'itate u4or contaminǎrile0

:re"ul de cost este mai mic comparati' enzimelor o!"inute din culturicelulare sau e,tracte tisulare.


7/9

"tilizarea produselor enzimatice în hrana animalelor

Ctilizarea produselor enzimatice +n hrana animalelor este strictreglementatǎ de >omisia *uropeanǎ care testeazǎ 4i certificǎ utilizareaenzimelor +n "ǎrile Cniunii *uropene.

dministrarea acestor produse +n alimenta"ia animalelor a fost necesarǎ +n urma unor constatǎri efectuate asupra proceselor de digestie ale animalelor cum ar fi enzimele digesti'e ale animalelor monogastrice pot digera numai oparte din su!stan"ele nutriti'e con"inute de materiile prime fura#ere.

:orcii 4i pǎsǎrile nu sintetizeazǎ unele enzime cum sunt D glucanazelecelulazele fitazele 4i prin urmare nu pot 'alorifica eficient o serie de su!stan"e

prezente +n cantitǎ"i mari +n nutre"urile de origine 'egetalǎ etc.Totodatǎ animalele tinere au un echipament enzimatic incomplet dez'oltatde aceea utilizarea su!stan"elor nutriti'e din hranǎ este mai redusǎ dec%t laadulte.

Obiecti!ele urmărite folosind enzimele furajere

-n func"ie de tipul enzimelor 4i modul de ac"iune al acestora produseleenzimatice administrate ca aditi'i fura#eri urmǎresc urmǎtoarele o!iecti'e

a) Buplimentarea enzimelor endogene. Be folosesc cu precǎdereamilazele 4i proteazele +n cazul animalelor tinere cum sunt puii purceii 4i 'i"eiicare au echipamentul enzimatic insuficient dez'oltat +n primele sǎptǎm%ni de'ia"ǎ. *nzimele e,ogene participǎ alǎturi de cele endogene la digerarea mai!unǎ a hranei +n cazul speciilor 4i categoriilor amintite de animale.

:rin adǎugarea +n hranǎ a lipazelor micro!iene sunt 'alorificateeficient grǎsimile adǎugate +n nutre"ul com!inat pentru cre4terea ni'eluluienergetic al hranei care atrage dupǎ sine sporuri mai mari de cre4tere 4imic4orarea consumurilor specifice.

!) sigurarea unor enzime care nu sunt produse de organismul animal.

-n acest scop se folosesccelulaza& hemicelulaza& pentanaza& , glucanaza&

ilanaza& .- galactozidaza& fitaza. ceste enzime hidrolizeazǎ anumitesu!straturi pentru care organismul nu are capacitatea de a sintetiza enzimespecifice.

legerea preparatului enzimatic tre!uie făcută +n func"ie de indica"iiledin prospect pentru structura de nutre" com!inat +n care efectul este ma,ima'%nd +n 'edere 4i condi"ia de economicitate.


8/9

#xemple de produse enzimatice i multienzimatice$ș

Eatuphos ??? con"ine tulpini de Aspergillus niger &administrat +n hranaporcinelor a +m!unătă"it calitatea carcaselor acestora +n urma eli!erăriifosforului fitic iar la pui a determinat cre4terea greută"ii corporale 4ireducerea indicelui de con'ersie al hranei0

;iofeed :hytase con"ine tulpini de Aspergillus or/zae 4i poate fi utilizat +nalimenta"ia porcinelor puilor de carne găinilor ouătoare 4i a curcanilor.

*nerge,& are +n componen"ă tulpini de Aspergillus aceleatus 4i poate fiutilizat la purcei 4i pui de carne. 2a aceste specii s&a o!ser'ant cre4terea

digesti!ilită"ii su!stan"elor organice0 llzyme BBA F tulpini de Aspergillus niger" :rodusul comercial con"ine tipuri de enzime proteaze& amilaze& xilanaze& beta- glucanaze& pectinaze&celulaze 4i fitaze. Be poate introduce +n hrana tuturor speciilor de animaledar +n special la porcine 4i pasǎri0

;iofeed :lus& produs !ienzimatic con"ine tulpini de 0umicola insolens fiindrecomandat +n alimenta"ia porcinelor 4i a păsărilor.

Go'a!io *,cel& produs !ienzimatic con"ine tulpini de 1enicilium 4i se poateutiliza la porcine găini ouătoare pui !roiler de găină 4i curcă.

Go,azyme H& produs trienzimatic con"ine tulpini de 2richoderma 3iride. Be

utilizează +n alimenta"ia găinilor ouătoare 4i a puilor !roiler de găină 4icurcă.

Ai!rozyme &administrat determinǎ cre4terea produc"iei de lapte i cre4tereașsporului mediu zilnic.

:reparatele enzimatice de uz fura#er se utilizează pentru completarea 4iechili!rarea echipamentului enzimatic alanimalelor atunci c%nd

• 3igesti!ilitatea hranei este limitată (fie animalele sunt !olna'e fie estecazul animalelor tinere sau animale de mare producti'itate)0

• Eutre"urile folosite +n alimenta"ia animalelor ridică unele pro!leme (princon"inutul nutriti' al acestora sau prin digesti!ilitatea redusă).I

• Be dore4te reducerea cantită"ii de de#ec"ii 4i prin aceasta reducereapoluării mediului..

Aolosirea preparatelor enzimatice de uz fura#er duce la o!"inerea unor sporurimai mari cu &8@ 4i la o!"inerea unor consumuri specifice mai mici cuapro,imati' 9&@. dǎugarea enzimelor fura#ere +n hrana porcilor pǎsǎrilor 4i mai recent a

rumegǎtoarelor contri!uie la cre4terea digesti!ilitǎ"ii su!stan"elor nutriti'e dinnutre"uri +m!unǎtǎ"irea performan"elor producti'e a animalelor utilizarea +n


9/9

propor"ii mai mari a materiilor prime cu digesti!ilitate mai scǎzutǎ 4i cu un pre"de cost mai mic reducerea costurilor pe unitate de produs 4i reducereapoluǎrii mediului.

;i!liografie

)" 4ujerdean& A" 5'((*6 7Biochimie" Metabolism"7 8ditura Academic

1ress- Cluj"'" Bunea& A"& 78nzimele i aplica iile lor biotehnologice7& 8dituraș ț

Academic 1ress-Cluj Napoca& 5'()*6"3.

ES Biotehnologii de Obtinere a Enzimelor Furajere Si Utilizare in Hrana Animalelor

Documents

Transcript of ES Biotehnologii de Obtinere a Enzimelor Furajere Si Utilizare in Hrana Animalelor