بررسي اثر نوع آنزيم و غلظت كربن فعال بر كارايي حذف فنيل آلانين از شير

The effect of type of enzyme and activated carbon concenteration on phenylalanine removal from milk

سابقه و هدف: فنيل كتونوري يك بيماري ارثي است كه به دليل فقدان يا نقص در فعاليت آنزيم فنيل آلانين هيدروكسيلاز پديد مي‌آيد. شديدترين عارضه باليني ناشي از آن، عقب ماندگي ذهني غير قابل برگشت است. امروزه، محدود كردن فنيل آلانين رژيم غذايي تنها راه مقابله با اين بيماري محسوب مي شود. هدف از اين تحقيق، توليد شير كم فنيل آلانين در مقياس آزمايشگاهي به عنوان يك مكمل تغذيه اي براي بيماران فنيل كتونوري بود. به اين ترتيب، مي توان از شير كم فنيل آلانين تهيه شده براي توليد انواع غذاها و نوشيدني هاي مطلوب با محتواي فنيل آلانين كم استفاده كرد. مواد و روشها: سه نمونه شير هيدروليز شده آنزيمي با استفاده از پروتياز آسپرژيلوس اوريزا (1 گرم آنزيم به ازاي 100 گرم سوبسترا) و پاپايين (1 گرم آنزيم به ازاي 100 گرم سوبسترا) به صورت جداگانه و در تركيب با هم (5/0 گرم از هر آنزيم به ازاي 100 گرم سوبسترا) تهيه شد و كربن فعال در مقادير مختلف (3/0، 9/0 و 5/1 گرم) براي حذف فنيل آلانين به كار رفت. يافتهها: تركيب پروتياز آسپرژيلوس اوريزا با پاپايين (هركدام به ميزان 5/0 گرم به ازاي 100 گرم سوبسترا) و در مرحله بعد از هيدروليز آنزيمي، استفاده از 9/0 گرم كربن فعال، كمترين ميزان نهايي فنيل آلانين را در برداشت. نتيجه گيري: از ميان شرايط هيدروليز به كار رفته، بهترين شرايط براي حذف فنيل‌آلانين استفاده از پروتياز آسپرژيلوس اوريزا (5/0 گرم آنزيم به ازاي 100 گرم سوبسترا) به همراه پاپايين (5/0 گرم آنزيم به ازاي 100 گرم سوبسترا) و 9/0 گرم كربن فعال در مرحله بعد از هيدروليز بود كه باعث حذف 99% فنيل آلانين شد. واژگان كليدي: شير كم فنيل‌آلانين، كربن فعال، هيدروليز آنزيمي، طيف سنجي مشتق ثانويه

Background and Objective: Phenylketonuria is a hereditary disease caused by a lack or deficiency of the enzyme phenylalanine hydroxylase, its most severe clinical manifestation being irreversible mental retardation. Presently, the only therapy available is the dietary restriction of phenylalanine. The objective of this study was to produce laboratory-scale low-phenylalanine milk to be used as a dietary supplement by phenylketonurics. Low-phenylalanine milk can be used to make a variety of palatable, low-phenylalanine foods and beverages. Materials and Methods: Three milk hydrolysates were prepared enzymatically (1g of enzyme/100 g of substrate), using a protease from Aspergillus oryzae and papain, separately and in combination (0.5 g of either enzyme/100 g of substrate), followed by adding different amounts of activated carbon (0.3, 0.9, and 1.5 g) to them to remove phenylalanine. Results: The combination of Aspergillus oryzae protease and papain, along with the use of 0.9 g activated carbon in the post-hydrolysis process, resulted in the lowest final phenylalanine content. Conclusion: The best condition for removing phenylalanine from milk was use of a combination of Aspergillus oryzae enzyme(0.5g of enzyme/100g of substrate) and papain (0.5 g of enzyme/100 g of substrate) with 0.9 g activated carbon in the post-hydrolysis process, resulting in removal of 99% of the phenylalanine. Keywords: Low-phenylalanine milk, Activated carbon, Enzymatic hydrolysis, Second derivative spectrophotometry