آنزیم

مهمترین گروه از پروتئینها هستند که انجام واکنشهای بیوشیمیایی و سرعت بخشیدن به آنها را بر عهده دارند و به همین دلیل این ترکیبات کاتالیزگرهای زیستی نامیده می‌شوند که به عنوان کاتالیزگرهای یاخته‌ای نیز معروفند.
مقدمه
آنزیمها ترکیباتی هستند که می‌توانند سرعت واکنش را تا حدود ۱۰۷ برابر افزایش دهند. آنزیم مانند یک کاتالیزگر غیر آلی میزان واکنش را با پایین آوردن انرژی فعال سازی واکنش لازم برای انجام واکنش تسریع می‌کند و برخلاف آن انرژی فعال سازی را با جایرگزین کردن یک سد انرژی فعال سازی بزرگ با یک سد انرژی سازی کوچک پایین می‌آورد. انجام سریع یک واکنش در موقعیت آزمایشگاهی به شرایط ویژه‌ای مانند دما و فشار بالا نیاز دارد. لذا باید در یاخته که شرایط محیطی در آن کاملا ثابت است و انجام چنین واکنشهایی بسیار کند است، مکانیسمی دقیق وجود داشته باشد. این عمل بوسیله آنزیمها صورت می‌گیرد.

کاتالیزورها در واکنشها بدون تغییر می‌مانند، ولی آنزیمها مانند سایر پروتئین‌ها تحت شرایط مختلف پایدار نمی‌مانند. این مواد در اثر حرارت بالا و اسیدها و قلیاها تغییر می‌کنند. کاتالیزورها تاثیری در تعادل واکنش برگشت پذیر ندارند، بلکه فقط سرعت واکنش را زدیاد می‌کنند تا به تعادل برسند. آنزیم‌ها با کاهش انرژی فعال سازی (activation) سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می‌دهند.

آنزیمها مولکولهای پروتئینی هستند که دارای یک یا چند محل نفوذ سطحی (جایگاههای فعال) هستند که سوبسترا یعنی ماده‌ای که آنزیم بر آن اثر می‌کند، به این نواحی متصل می‌شود. تحت تاثیر آنزیمها ، سوبسترا تغییر می‌کند و به یک یا تعدادی محصول تبدیل می‌شود.

تاریخچه
کشف آنزیمها در واقع به پژوهشهای وسیع پاپن و پرسوز وابسته بود. آنان در سال ۱۸۳۳ موفق شدند از جو سبز شده ترکیبی را به نام مالت کشف کنند که نشاسته را به قند مبدل می‌ساخت و این ترکیب را دیاستاز نامیدند که امروزه به نام آنزیم آمیلاز معروف است. چند سال بعد شوان برای نخستین بار آنزیم پپسین را که موجب گوارش گوشت می‌شد، کشف کرد و همین طور ادامه پیدا کرد اما وکونه نخستین کسی بود که آنزیم را بجای دیاستاز بکار برد.
سیر تحولی و رشد

• بیشتر تاریخ بیوشیمی ، تاریخ تحقیق آنزیمی است. کاتالیز بیولوژیکی برای اولین بار در اواخر قرن ۱۸ طی مطالعات انجام شده بر روی هضم گوشت توسط ترشحات معده انجام شد. بعد بوسیله تبدیل نشاسته به قندهای ساده توسط بزاق ادامه یافت. « لویی پاستور » گفت که تخمیر قند به الکل توسط مخمر بوسیله خمیر مایه کاتالیز می‌شود.

• بعد از پاستور ، « ادوارد بوخنر » ثابت کرد که تخمیر توسط مولکولهایی تسریع می‌گردد که بعد از جدا شدن از سلولها ، همچنان فعالیت خود را ادامه می‌دهند. « فردریک کوهن » این مولکولها را “آنزیم” نامید.

• جداسازی و کریستالیزه کردن آنزیم « اوره آز » در سال ۱۹۲۶ توسط « جیمز سامند » منجر به رفع موانع در مطالعات اولیه آنزیم شناسی گردید.
ساختار آنزیمها

آنزیمها ماهیتی پروتئینی دارند و ساختار بعضی ساده یعنی از یک زنجیره پلی پپتیدی ساخته شده‌اند و بعضی الیگومر هستند. ساختار بعضی از آنزیمها منحصرا از واحدهای اسید آمینه تشکیل یافته اما برخی دیگر برای فعالیت خود نیاز به ترکیبات غیر پروتئینی دارند که به نام گروه پروستتیک معروف است و این گروه می‌تواند یک فلز یا یک کو آنزیم باشد و با آنزیم اتصال محکمی را برقرار می‌کنند. بخش پروتئینی آنزیم (بدون گروه پروستتیک) آپوآنزیم نام دارد و مجموع آنزیم فعال از نظر کاتالیزوری و کوفاکتور مربوطه هولوآنزیم نام دارد.
طبقه بندی آنزیمها

آنزیمها را از نظر فعالیت کاتالیزی به شش گروه اصلی تقسیم می‌کنند.
• اکسید و ردوکتازها :
• واکنشهای اکسید و احیا (اکسایش – کاهش) را کاتالیز می‌کند (دهیدروژناز).
• ترانسفرازها : انتقال عوامل ویژه‌ای مانند آمین ، فسفات و غیره را از مولکولی به مولکول دیگر به عهده دارند و مانند آمینو ترانسفرازها که در انتقال گروه آمین فعال هستند.

• هیدرولازها : واکنشهای آبکانتی را کاتالیز می‌کنند. مانند پپتیدازها که موجب شکسته شدن پیوند پپتیدی می‌شوند.
• لیازها : موجب برداشت گروه ویژه‌ای از مولکول می‌شوند. مانند دکربوکسیلازها که برداشت دی‌اکسید کربن را برعهده دارند.
• ایزومرازها : واکنشهای تشکیل ایزومری را کاتالیز می‌کنند. مانند راسه ماز که از L- آلانین ترکیب ایزومریD- آلانین را می‌سازد.
• لیگازها : آنزیمهایی هستند که باعث اتصال دو مولکول به یکدیگر و ایجاد پیوند کووالانسی بین آنها می‌شوند. مانند استیل کوآنزیم A سنتتاز که موجب سنتز استیل کوآنزیم A می‌گردد.

طرز کار آنزیمها
از ویژگیهای مهم آنزیمها این است که پس از انجام هر واکنش و در پایان آن سالم و دست نخورده باقی می‌مانند و می‌توانند واکنش بعدی را کاتالیز کنند. در یک واکنش ساده ابتدا آنزیم (E) با ماده اولیه یا سوبسترا (S) ترکیب می‌شود و کمپلکس آنزیم – سوبسترا می‌دهد در مرحله بعدی با انجام واکنش ، فراورده یا محصول (P) ایجاد می‌شود و آنزیم رها می‌گردد.
P+E←→ES←→S+E

هر آنزیم بر سوبسترای ویژه خود اثر کرده و فرآورده ویژه‌ای را تولید می‌کند. به این منظور هر آنزیم ساختار سه بعدی ویژه خود را دارا است که آن را برای انجام فعالیت کاتالیزی مناسب می‌سازد و بخشی از آنزیم که با سوبسترا بند و بست می‌یابد، جایگاه فعال نام دارد و در مورد اتصال آنزیم به سوبسترا الگوهایی ارائه شده‌اند که مدل کوشلند که الگوی القایی نام دارد و حالت دست در دستکش را دارد، نشان می‌دهد. بطوری که محل اتصال حالت انعطاف پذیری دارد.
عوامل بازدارنده

بعضی از ترکیبات می‌توانند با آنزیم – سوبسترا ترکیب و فعالیت سوبسترا ایجاد فرآورده اختصاصی سوبسترای آن را تحت تاثیر قرار دهند و در صورتیکه این ترکیبات موجب تشکیل نشدن فراورده شوند، به نام بازدارنده‌های آنزیمی نامیده می‌شوند که به سه نوع زیر موجودند.

۱٫ بازدارنده‌های رقابتی.
۲٫ بازدارنده‌های نارقابتی.
۳٫ بازدارنده‌های بی‌رقابتی.

پروآنزیم یا زیموژن
برخی از آنزیمها ، ابتدا به صورت پروآنزیم یا زیموژن یا آنزیم غیر فعال در سلول ساخته می‌شوند و برای شرکت در واکنش و پدیدار شدن خاصیت کاتالیزوری آنها ، باید بوسیله ماده دیگر به صورت فعال درآیند.

عمل متقابل آنزیم و سوبسترا
اگر چه می‌توان آنزیم و سوبسترا را همانند قفل و کلید تصور کرد، اما این بدان معنی نیست که جایگاه فعال آنزیم ساختمانی سفت و غیر قابل انعطاف است. در بعضی از آنزیمها ، جایگاه فعال فقط بعد از اینکه ماده زمینه به آن متصل شد، دقیقا مکمل سوبسترا می‌شود. این پدیده تناسب القایی نام دارد.
عمل اختصاصی آنزیمها

برخلاف کاتالیزورهای غیر آلی ، فعالیت آنزیم اختصاصی است، یعنی هر آنزیم می‌تواند بر سوبسترای مشخص اثر کند. در عین حال درجات مختلفی از تخصص وجود دارد. علت اختصاصی بودن آنزیمها را باید در ساختار فضایی آن جستجو کرد. بعضی از آنزیمها می‌توانند نه تنها بر روی یک سوبسترای معین اثر کنند، بلکه قادرند بر روی تمام موادی که دارای یک عامل شیمیایی هستند، موثر باشند. در این صورت کلیدی را که مثال زدیم می‌توان به شاه کلیدی تشبیه کرد که قادر است تمام قفل درهای یک راهرو را باز کند.

نامگذاری آنزیمها
در گذشته اسامی آنزیمها بر پایه تخصص آنها یا توان عملشان بر روی یک ماده خاص انتخاب می‌شد. آنزیمهایی که پلی پپتیدها را به قطعات کوچکتری از زنجیرههای پپتیدی یا به اسیدهای آمینه تجزیه می‌کنند، بطور کلی پروتئینازها ، نامیده می‌شوند و … .

در حال حاضر نامگذاری جدید آنزیمها بطور رسمی بر بنای پیشنهادات کنفرانسهای بین‌المللی بیوشیمی صورت می‌گیرد. در تقسیم‌بندی جدید آنزیمها را بر حسب واکنشهای شیمیایی که رهبری می‌کنند، به ۶ گروه تقسم بندی می‌کنند: اکسیدو ردوکتازها – ترانسفرازها – هیدرولازها – لیازها – ایزومرآزها و لیگازها.
چشم انداز بحث

مطالعه آنزیمها دارای اهمیت عملی بی‌اندازه است. بسیاری از بیماریها بخصوص ناهنجاریهای ژنتیکی ارثی ممکن است به علت عبور یا عدم وجود یک یا چند آنزیم باشد. در مورد حالات دیگر بیماری علت ممکن است افزایش فعالیت یک آنزیم باشد. اندازه‌گیری فعالیت آنزیمها در پلاسما ، گویچه‌های قرمز خون یا نمونه‌های بافتی در تشخیص بعضی از بیماریها دارای اهمیت است. بسیاری از داروها اثر خود را از طریق انجام واکنش با آنزیمها اعمال می‌کنند. آنزیمها ابزار عملی مهمی در پزشکی ، صنعت شیمی ، پردازش مواد غذایی و کشاورزی هستند.

روكش كردن آنزیم‌ها
“روكش‌كردن آنزیم‌ها”، یكی از فرآیندهای مهم در صنایع غذایی برای حفظ، افزایش كیفیت و بهبود بسته‌بندی مواد غذایی است، كه با پیدایش نانوفناوری، اجرای آن‌ها آسان‌تر شده‌است.

یكی از دغدغه‌های شركت‌های صنایع غذایی جهان، بهبود كیفیت، نگهداری و بسته‌بندی “مواد غذایی” برای دور تگه داشتن آن‌ها از آسیب باكتری‌ها و آنزیم‌های تخمیركننده است. مثلا این‌که چگونه می‌توان طول عمر و ماندگاری شیر را افزایش داد؟ (البته شیر خوراکی نه شیر جنگل) یا این‌كه چگونه می‌توان از آلوده‌شدن محیط زیست توسط مواد زائد یا پساب‌های كارخانه‌های صنایع غذایی جلوگیری كرد؟ زیرا در آنها آنزیم‌ها و پروتئین‌های فراوانی وجود دارد كه با ایجاد محیط مناسب برای رشد باكتری‌ها و انگل‌ها، محیط زیست را آلوده می‌سازند.

فساد مواد غذایی، اغلب به دو روش صورت می‌گیرد: ۱- توسط یك عامل میكروبی خارجی. ۲- توسط آنزیم‌هایی كه واكنش‌های تخمیری را سرعت می‌بخشند.
آنزیم‌ها، پروتئین‌هایی هستند که سرعت واكنش‌های شیمیایی را بالا می‌برند، مثلا می‌توانند زمان فاسد‌شدن میوه‌ها را از چند ماه به چند روز كاهش دهند. البته باید به این نكته توجه داشت كه می‌توان از آنزیم‌ها برای تولید مواد با ارزش غذایی سود جست ودر فرآیندهای مفیدی مانند “تخمیر نان” و “تخمیر شیر در تولید پنیر” از آن‌ها استفاده کرد. همچنین آنزیم‌هایی به نام “پكتیناز” در صنایع تولید آب‌میوه برای شفاف كردن آن به كار می‌روند.

اگر بتوان به روشی آنزیم‌ها یا باكتری‌ها را از محیط عمل دور كرد، فرآیند فساد مواد غذایی به تأخیر می‌افتد. با تكامل نانوفناوری و شناخت محققین از ذرات ریز و بنیادی مواد و دست بردن در ساختار مواد از طریق ریزترین ذرات آن‌ها، توانایی‌های جدیدی در صنایع مختلف -از جمله صنایع غذایی- به وجود آمده‌است، به عنوان مثال می‌توان به “روكش‌كردن آنزیم‌ها و پروتئین‌ها” اشاره كرد.
با روكش‌كردن آنزیم‌ها، آن ها را از محیط فعالیت دور کرده و مانع از فعالیت آن‌ها می‌شوند. به این ترتیب، فساد مواد غذایی به تأخیر می‌افتد و طول عمر آن ها افزایش می‌یابد.

آنزیم‌ها تنها در محیط های زنده رشد و فعالیت می‌كنند و در خارج این محیط‌ها به سرعت تخریب می‌شوند. یكی از پروژه‌های مهم كه در مراجع علمی مورد توجه قرار گرفته است، روكش‌كردن آنزیم “توسط یك ساختار پلیمری” (۱) می‌باشد. با این روش آنزیم‌ ها تا ۵ ماه فعال می مانند. به گفته‌ محققین تبدیل آنزیم‌های آزاد به این نانوذراتِ حاوی آنزیم، باعث ثبات خاصیت كاتالیزوری (۲) آن‌ها می‌شود. در این روش یك شبكه كامپوزیتی (۳) را با فرآیند پلیمریزاسیون در اطراف هر مولكول آنزیم ایجاد می‌کنند تا از تخریب آن جلوگیری شود. این نانوذراتِ حاوی آنزیم قطری حدود ۸ نانومتر دارند و در دمای ۴ درجه‌ سانتیگراد تا ۵ ماه عمر می‌كنند.

“روكش‌كردن آنزیم‌ها”، یكی از فرآیندهای مهم در صنایع غذایی برای حفظ، افزایش كیفیت و بهبود بسته‌بندی مواد غذایی است، كه با پیدایش نانوفناوری، اجرای آن‌ها آسان‌تر شده‌است.
(۱) پلیمرها عموما موادی با ساختار كربنی هستند كه از به‌ هم پیوستن واحدهای یكسان که “مونومر” نامیده می شوند، به دست می‌آیند.
(۲) كاتالیزورها موادی هستند كه سرعت واكنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهند ولی خود در واكنش شركت نمی‌كنند. آنزیم ها هم نوعی کاتالیزور می‌باشند که در فرآیندهای غذایی شرکت می کنند.

(۳) مواد كامپوزیتی از دو یا چند ماده متفاوت، كه هر كدام خاصیت منحصر به فردی دارند، تشكیل شده‌اند. با تركیب‌كردن این مواد، به ترکیبی دست می‌یابیم كه مجموعه خواص‌ مواد تشكیل دهنده را همزمان دارد. برای مثال بتن آرمه هم از خاصیت سختی بتن بهره‌مند است و هم از خاصیت انعطاف پذیری آهن و بنابراین در برابر زلزله مقاوم است.

هضم غذا و آنزیمهای موثر بر آن
مقدمه
غذاهای (Aliments) انسان متشکل از پروتئینها ، کربوهیدراتها ، لیپیدها ، ویتامینها ، املاح و آب هستند که به نسبتهای گوناگون در مواد خوراکی وجود دارند. غذاها در طی مراحل مختلف گوارش تبدیل به مواد غذایی (Nutriments) مانند اسیدهای آمینه ، مونوساکاریدها ، اسیدهای چرب ، الکلها ، ویتامینها ، نمکها ، یونها و آب می‌گردند که این گوارش تحت تاثیر آنزیمهای مختلف بخشهای مختلف دستگاه گوارش انجام می‌شود. مواد غذایی حاصل از هضم غذاها می‌توانند از غشای سلولی بگذرند و به درون سلول راه یابند و بدین وسیله می‌توانند انجام واکنشهای متابولیسم سلولی را میسر ساخته و نیاز سلول به ماده و انرژی را تامین کنند.
مراحل گوارش غذا
۱٫ ورود غذا در دستگاه هاضمه.
۲٫ دگرگونیهای شیمی – فیزیکی غذاها و تبدیل آنها به مواد غذایی.
۳٫ عبور مواد غذایی از پرزهای مخاطی روده و ورود آنها به جریان خون و لنف و رسیدن به سلولها.
۴٫ دفع مواد جذب نشده به صورت مدفوع و دفع مواد زاید متابولیسم سلولی به صورت ترشحات گوناگون در دستگاه گوارش.
گوارش دهانی

دهان محل دریافت غذا و جایگاه احساس طعم است. اعمال مکانیکی دندانها ، لبها و زبان موجب خرد شدن ذرات غذایی ، خیس و لغزنده شدن آنها توسط بزاق می‌گردد. بزاق از سه جفت غدد بزاقی بناگوشی ، زیر زبانی و زیر فکی ترشح می‌شود. مقدار آن برحسب غذا به ۱٫۵ – ۱ لیتر در ۲۴ ساعت می‌رسد. PH طبیعی بزاق ۷ – ۶٫۸ است.

مواد آلی و معدنی بزاق
در هر لیتر بزاق ۲ گرم موسین وجود دارد که باعث چسبندگی بزاق می‌شود. موسین مخلوطی از موکو پروتئینها و موکو پلی‌ساکاریدها است. در بزاق به مقدار جزئی پروتئین گلوبین وجود دارد. مواد معدنی بزاق شامل کلرورها ، سولفاتهای قلیایی ، فسفات کلسیم ، بی‌کربنات و منیزیم است. در هر لیتر بزاق ۰٫۰۶ گرم تیوسیانات پتاسیم وجود دارد که مقدار آنها در افراد معتاد به دخانیات بیشتر است. الکل ، مرفین ، ید و جیوه که وارد بدن شوند توسط بزاق دفع می‌شوند.
آنزیمهای بزاق

مهمترین آنزیم بزاقی پتیالین یا آلفا آمیلاز می‌باشد که نشاسته را به مالتوز تبدیل می‌کند. یونهای کلر ، فعال کننده این آنزیم می‌باشند. در بزاق آنزیمهای مالتاز و انورتاز وجود دارد که از میکروبهای موجود در دهان ترشح می‌شوند. آنزیم دیگر بزاق ، لیزوزیم است که باعث هضم پروتئینهای غشای باکتریها می‌شود. غذای خرد شده در دهان به کمک عمل بلع از حلق و مری گذشته و ضمن آغشته شدن با ترشحات آنها به معده می‌رسد.
گوارش معدی

اعمال مکانیکی معده و اثرات شیمیایی شیره معده موجب دگرگونیهای بیوشیمیایی غذا می‌شوند و حرکات معدی ، غذا را با شیره معده مخلوط می‌کند.
شیره معده
مخاط معده دارای غدد متعددی است که هر یک قسمتی از ترکیبات موجود در شیره معده را ترشح می‌کنند. تحریکات روحی و عصبی ، تحریکات مکانیکی و تحریکات شیمیایی عواملی هستند که سبب ترشح شیره معده می شوند. در یک لیتر شیره معده ، حدود ۲ گرم اسید هیدروکلریک و یک گرم در لیتر کلرورهای سدیم ، پتاسیم و منیزیم ، سولفاتها و فسفاتهای قلیایی خاکی وجود دارد.
آنزیمها و مواد آلی شیره معده

یکی از مواد آلی موسین است که نقش حفاظتی مخاط معده را در برابر آنزیمها برعهده دارد و احتمالا زخم معده ناشی از اختلال در ترشح موسین و یا غیر فعال شدن آن توسط آنزیمهای موسیناز و لیزوزیم می‌باشد. آنزیم پپسین از سلولهای اصلی دیواره معده به صورت پپسینوژن غیر فعال ترشح می‌شود. پپسین جزء آنزیمهای آندوپپتیداز است. آنزیم رنین که پرزور هم نامیده می‌شود از سلولهای اصلی دیواره معده ترشح می‌شود.

این آنزیم در مجاورت یون کلسیم ، کازئین محلول شیر را به پاراکازئینهای نامحلول تبدیل کرده و موجب انعقاد شیر می‌شود و سپس پپسین روی لخته‌های شیر عمل می‌کند. آنزیم لیپاز معدی فعالیت کمتری دارد و PH بهینه آن ۵ – ۴ است. وجود آنزیمهای کاتپسین ، موسیناز و لیزوزیم نیز در شیره معده گزارش شده است.

نتیجه گوارش دهانی و معدی
خرد شدن ، خیس خوردن و لزج شدن غذاها ، حل شدن پکتین مواد گیاهی و کلاژن مواد گوشتی ، کشته شدن و یا غیر فعال شدن تعدادی از میکروبهای موجود در غذاها ، تبدیل شدن مواد نشاسته‌ای به ذرات معلق و تبدیل آنها به نشاسته محلول ، دکسترین و مالتوز و تبدیل قسمتی از مولکولهای پروتئین به پیتیدها توسط پپسین معدی.

گوارش غذا در دوازدهه روده کوچک
محتوای اسیدی معده بطور منقطع از دهانه پیلور در دوازدهه می‌ریزد و موجب تحریک دیواره آن می‌شود. این تحریک به ترشح هورمونهای پنجگانه سکرتین منجر می‌شود که از راه خون به کبد ، لوزوالمعده و روده کوچک رسیده و ترشحات آنها را باعث می‌شوند. شیره لوزوالمعده توسط مجرای ویرسونگ و صفرا از راه مجرای کلدوک در محل آمپول واتر به دوازدهه می‌ریزد و PH اسیدی محتوای معده را خنثی می‌سازد.
آنزیمهای شیره لوزوالمعده

شیره لوزوالمعده مایعی است بی‌رنگ با طعم شور که با حجم مساوی می‌تواند اسیدیته شیره معده را خنثی کند. آنزیمهای شیره لوزوالمعده شامل تریپپسین ، کیموتریپپسین ، کربوکسی پپتیداز ، آمیلاز ، لیپاز ، ریبونوکلئاز و داکسی ریبونوکلئاز و کلسترول استراز می‌باشند.
صفرا و عمل آن در گوارش

کبد علاوه بر نقش اساسی خود در واکنشهای متابولیسمی با ترشح مداوم صفرا در گوارش سهم دارد. صفرا مایعی است سیال ، زرد طلایی ، تلخ مزه و دارای PH قلیایی. مواد گوشتی و چربی غذاها ، هورمون سکرتین و تحریک اعصاب پنوموگاستریک و هورمون هپاتوکرینین موجب ترشح صفرا می‌شود. امولسیون کردن مواد غذایی ، خنثی سازی اسیدیته معده و دفع متابولیتهای سمی از اعمال صفرا می‌باشند.
گوارش در روده کوچک

شیره روده‌ای از غدد برونر دوازدهه و غدد لیبرکوهن موجود در مخاط روده کوچک در شبانه روز به مقدار یک لیتر ترشح می‌شود. مواد معدنی آن ۰٫۶ گرم درصد و شامل کاتیونهای Ca+2 ، Mg+2 و Na و آنیونهای -CL و PO4-3 می‌باشد. مواد آلی آن شامل آنزیمها و موسین است. از آنزیمهای شیره روده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: آنتروکیناز ، آمینوپپتیداز ، دی‌پپتیداز ، نوکلئوتیداز ، لیپاز روده‌ای، لیستناز ، مالتاز ، ساکاراز و لاکتاز. محتوای دوازدهه وارد روده کوچک می‌شوند و تحت تاثیر حرکات دودی ، مالشی ، نوسانی و حرکات ویژه پرزها با شیره روده مخلوط شده و تحت تاثیر آنزیمها هضم مواد غذایی باقیمانده صورت می‌گیرد.
گوارش در روده بزرگ

بیشتر مواد غذایی تا این مرحله هضم شده‌اند و تنها مقداری از غذاهای هضم نشده مانند سلولز ، غضروف و مولکولهای پروتئینی و مواد جذب نشده وارد روده بزرگ می‌شوند. باکتریها نشاسته را به مالتوز و گلوکز تبدیل می‌کنند. باکتریها بر روی مواد دیگر هم عمل گوارش را انجام داده و مواد موجود در روده بزرگ به صورت خمیری در می‌آید، بعد از جذب مواد مورد استفاده ، مواد زاید به صورت مدفوع دفع می‌شود.

آنزيم‏ها ( كاتاليزورهاي بيولوژيك) در مصارف بيوتكنولوژيك متعدد مانند كشاورزي ، صنايع غذايي ،‌تصفيه پساب‏ها و موارد ديگر كاربردهاي گوناگوني دارند . آنزيم سلولاز از جمله آنزيم‏هاي مهم صنعتي مي‏باشد كه در كشاورزي براي تجزيه ضايعات ليگنوسلولزي ، در صنايع غذايي براي كاهش سلولز مواد اوليه غذايي در صنايع كاغذسازي براي نرم كردن چوب و در مصارف مختلف دبگر كاربرد دارد.

در تحقيق انجام شده در اين پايان نامه ، توليد آنزيم‏هاي سلولاز ( اگزوگلوكاناز و اندوگلوكاناز) در برخي ميكروارگانيسم ها شامل قارچ صنعتي فانئورك كريزسپوريوم ،‌قارچ ناقص آسپرژيلوس ترئوس ، مخمر و ميكروكوكوس تجزيه كننده سلولز مقايسه شده است . اين مطالعات نشان داد كه قارچ‏هاي مورد بررسي ، نسبت به ساير ميكروارگانيسم‏ها توليد آنزيم بالاتري را نشان مي‏دهند و قارچ اسپرژيلوس ترئوس كه از محيط طبيعي ( چوب پوسيده) جداسازي شده است نيز نسبت به سوش صنعتي فانئوركت كريزسپوريوم قادر است آنزيم‏هاي سلولاز را به ميزان بيشتري توليد نمايد.

در بخش ديگر تحقيق ، تأثير برخي عوامل بر توليد و پايداري آنزيم سلولاز آسپرژيلوس ترئوس و فانئوركت كريزسپوريوم مورد بررسي قرار گرفت . قندهاي گلوكز و ساكارز موجب كاهش توليد آنزيم‏ها در دو ميكروارگانيسم مي‏شد . همچنين بيشترين فعاليت آنزيم‏ها در pH، ۴ تا ۷ و درجه حرارت ۴۰ تا ۵۰ درجه سانتيگراد مشاهده گرديد.

در بررسي تأثير فلزات سنگين بر پايداري ساختمان و فعاليت آنزيم مشخص شد كه اين آنزيم‏ها نسبت به يون‏هاي فلزي ++Cu و ++Fe مقاومت نسبي نشان مي‏دهند و نكته جالب در بررسي تأثير فلز جيوه آن بود كه آنزيم‏هاي توليد شده به وسيله آسپرژيلوس ترئوس به برخي فلزات مانند جيوه مقاومت بالايي نشان مي‏دهند . به عنوان مثال ، فعاليت اگزوگلوكاناز و اندگلوكاناز اين قارچ در غلظت ۵۰۰ ميكروگرم در ميلي ليتر كلرور جيوه به ترتيب به ميزان ۷۲% و ۹۰ % فعاليت آنزيم در غياب فلز حففظ مي‏شود ، در حالي كه فعاليت همين آنزيم‏ها در فانئوركت كريزسپوريوم در اين غلظت فلز جيوه به ترتيب به صفر و ۶۸% مقدار اوليه كاهش مي‏يابد.

در ادامه مطالعات ، آنزيم‏هاي سلولاز از قارچ آسپرژيلوس ترئوس كه توليد بالاي آنزيم را دارا مي‏باشد استخراج شده ،‌مورد خالص سازي نسبي قرار گرفت و پروتئين‏هاي بدست آمده با ژل الكتروفورز نمودن بررسي شد . آنزيم‏هاي توليد شده به وسيله اين قارچ توسط سولفات آمونيوم رسوب داده شد و روش‏هايي مانند دياليز تعادلي ، رسوب با استن ،‌تعويض يون و ژل فيلتراسيون براي خالص سازي آن مورد استفاده براي تخليص آنزيم ، روش ژل فيلتراسيون با سفاكريل S-300 نتايج بهتري نشان داد . با استفاده از اين روش ،‌ميزان بازيافت پروتئين پس از خالص سازي ، نسبت به محلول آنزيمي تغليظ شده برابر با ۴۰% محاسبه گرديد . همچنين پس از ژل فيلتراسيون ۵۵% از فعاليت اندگلوكانازي و ۷۷% از فعايت اگزوگلوكانازي آنزيم تغليظ شده بازيافت گرديد . نتايج بدست آمده از ژل الكتروفورز نشان دهنده توليد آنزيم‏هاي سلولاز با وزن ملكولي بالا در حدود ۲۰۰ كيلو دالتون به وسيله اين قارچ مي‏باشد.