Μελέτη βιοχημικών, καταλυτικών και δομικών μεταβολών φυτικών ενζύμων σε συνθήκες υπερυψηλής πίεσης
Authors: Αλεξανδράκης Ζαχαρίας 
Published: September 2021

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης τριών παραμέτρων, της πίεσης, της θερμοκρασίας και του χρόνου, στα βιοχημικά, καταλυτικά και δομικά χαρακτηριστικά ενζύμων που προέρχονται από φυτικές πηγές, όπως οι πηκτινομεθυλεστεράσες και οι κυστεϊνικές πρωτεϊνάσες. Για την επίτευξη των στόχων της διδακτορικής διατριβής, πραγματοποιήθηκε αρχικά μελέτη κινητικής απενεργοποίησης των πηκτινολυτικών και πρωτεολυτικών ενζύμων προερχόμενα από διάφορες φυτικές πηγές με την τεχνολογία της ΥΠ. Τα ληφθέντα αποτελέσματα επαλήθευσαν την τάση που φαίνεται σε μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας, ότι η διαφορετικότητα της πηγής προέλευσης των ενζύμων επηρεάζει σημαντικά τα χαρακτηριστικά της κινητικής απενεργοποίησης αυτών με την τεχνολογία της ΥΠ.Επιλέχθηκαν για περαιτέρω μελέτη της δομής ένζυμα (πηκτινολυτικά και πρωτεολυτικά) με διαφορετική συμπεριφορά κατά την απενεργοποίηση με ΥΠ. Ακολούθησε απομόνωση και καθαρισμός των μελετώμενων ενζύμων με τεχνικές χρωματογραφικού διαχωρισμού. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε μελέτη των δομικών μεταβολών των καθαρών ενζύμων μετά από επεξεργασία με ΥΠ, καθώς και μετά από θερμική επεξεργασία με τη χρήση της φασματοσκοπίας κυκλικού διχρωισμού. Τα μετουσιωμένα ένζυμα όπως φαίνεται από τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης έρευνας διατηρούν τη δευτεροταγή δομή τους ανέπαφη, αλλά παρουσιάζουν «χαλαρότερη» 3D δομή (απώλεια μεγαλύτερου μέρους της τριτοταγούς δομής), απ’ ότι στη φυσική τους κατάσταση. Οι μεταβολές αυτές έχουν επακόλουθη επίπτωση στη σύνδεση υποστρώματος-ενζύμου, οδηγώντας τελικά σε μείωση της δραστικότητάς του.Με χρήση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από τα παραπάνω πειράματα, η τεχνολογία της ΥΠ εφαρμόστηκε για την παραγωγή σε πιλοτική κλίμακα πορτοκαλοχυμού NFC ποικιλίας Navel. Οι βέλτιστες συνθήκες (600 MPa, 40oΗ ΥΠ εφαρμόστηκε για την παραγωγή νέων γαλακτοκομικών προϊόντων με εφαρμογή πρωτεολυτικών ενζύμων (σαν παράγοντες πήξης του γάλακτος). Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν πέντε διαφορετικά πρωτεολυτικά ένζυμα και προσδιορίστηκε αυτό το οποίο δίνει τις καλύτερες ιδιότητες στο τελικό προϊόν με βάση την οργανοληπτική αποδοχή των προϊόντων, τη σταθερότητα του σε συνθήκες επεξεργασίας και τον ελάχιστο απαιτούμενο χρόνο πήξης. Αξιολογώντας τα αποτελέσματα που προέκυψαν, η ακτινιδίνη ήταν το ένζυμο που παρουσίασε τις καλύτερες ιδιότητες και χρησιμοποιήθηκε ως παράγοντας πήξης για την παραγωγή νέων γαλακτοκομικών προϊόντων σε εργαστηριακή κλίμακα. C για 3 min) για την αποτελεσματική (ψυχρή) παστερίωση του συγκεκριμένου χυμού επιλέχτηκαν με βάση την κατά 90% απενεργοποίηση της ΠΜΕ, τη διατήρηση της αντιοξειδωτικής δράσης του και τη μέγιστη μείωση των αλλοιογόνων μικροοργανισμών. Επαλήθευση των παραπάνω συνθηκών επεξεργασίας πραγματοποιήθηκε με πειράματα διατηρησιμότητας του χυμού. Η ΥΠ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παστερίωση και άλλων χυμών, όπως είναι ο χυμός ιπποφαούς, στους οποίους η εφαρμογή της θερμικής επεξεργασίας οδηγεί σε υποβάθμιση της ποιότητάς τους.Συμπερασματικά, η μελέτη της δραστικότητας επεξεργασμένων με ΥΠ πηκτινολυτικών και πρωτεολυτικών ενζύμων συντελεί στην παραγωγή χυμών φρούτων και λαχανικών με βελτιωμένα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, καθώς και σε γαλακτοκομικά προϊόντα στα οποία τα πρωτεολυτικά ένζυμα θα είναι οι παράγοντες πήξης.