تبن القمح لإنتاج إنزيم السلولاز

باستخدام تبن القمح كركيزة بالطريقة السائلة» قدم كل من الباحثين م. رشا الحداد من الهيئة العامة للتقانة الحيوية ود. صباح اليازجي   ود. أنور الحاج علي من قسم الأغذية في كلية الزراعة عرضاً للموضوع تحدثوا فيه عنه، عن الموضوع حيث:
جمعت 45 عينة تتضمن عينات تربة وخشباً متحللاً وكمبوست فطر زراعي مستنزفاً من ثلاث محافظات (دمشق، حمص، اللاذقية). شخصت منها مجهرياً 18 عزلة من جنس الفطر Trichoderma وغُربلتْ العزلات من حيث قدرتها على إنتاج إنزيمات السلولاز من خلال تنميتها على أطباق بتري حاوية على آغار كربوكسي ميتيل السلولوز كمصدر للكربون مدة 5 أيام، ثم حدد مقدار إنتاج الإنزيم بالاعتماد على الهالة الشفافة المتشكلة حول المستعمرات بعد إضافة صبغة أحمر الكونغو. أوضحت الدراسة أن العزلات Tr ،Tg ،Ti كانت الفُضلى في إنتاج السلولاز مقارنة بباقي العزلات، وتميزت العزلة  Tr بأعلى كفاءة إنزيمية إذ وصل متوسط قطر الهالة حول المستعمرة إلى± 7  0.2  سم، ثم جرت أمثلة ظروف الإنتاج في الوسط السائل باستخدام التصميم الإحصائي ،response surface methology (RSM) ، فكانت درجة الحرارة المثلى 29.50 م O ودرجة الحموضة المثلى 6 = pH  وأفضل مدة تحضين 4 أيام، وأفضل سرعة دوران 175 دورة في الدقيقة ونسبة الركيزة (مسحوق تبن القمح) المثلى 3%، وبينت النتائج تأثيراً معنوياً للقيم المدروسة لكل من درجة الحرارة، ودرجة الحموضة، ومدة التحضين، وسرعة التهوية، وتركيز الركيزة في فعالية الإنزيم.
طبيعة الأنزيمات
الإنزيمات مواد عضوية ذات طبيعة بروتينية تصنعها الخلايا الحية لتقوم بدور الوسيط في التفاعلات الكيميائية الحيوية دون أن يطرأ عليها أي تغيير في أثناء التفاعل الكيميائي. تنتج بعض الإنزيمات على نطاق تجاري بكميات كبيرة. سنوياً لتستعمل في العديد من المجالات الطبية والصناعية. ازداد مؤخراً اهتمام الباحثين بإنتاج الإنزيمات المحللة للسكريات العديدة (اللغنين، السيلليلوز، الهيميسيللوز) نظراً إلى أهميتها التطبيقية، ومن هذه الإنزيمات معقد إنزيمات السيلولاز، وتعود دراسة إنزيمات السيلولاز إلى بداية الخمسينيات بالدرجة الأولى من خلال استخدام الفطر Trichoderma reesei وغيره من الفطور، بعد ذلك اتسعت معرفة هذه الإنزيمات خلال مدة وجيزة لتدخل مجال الاستخدام الصناعي، إذ بدأ الاستخدام الصناعي لإنزيم السلولاز عام 1980 في أوربا بهدف إعطاء قماش الجينز الملمس الناعم والأكثر طراوة من خلال تقنية biostoning وتكون المعقد الإنزيمي من الإنزيمات الثلاثة الآتية:
Endo -β-glucanase
Exo -β-glucanase
Cellobiase ß-glucosidase
إ ذ تعمل هذه الإنزيمات بشكل تآزري لتفكيك سلسلة السلولوزو إنتاج الغلوكوز كناتج نهائي لعملية التخمر وحازت هذه الإنزيمات على اهتمام كبير من الباحثين، حيث درست بشكل موسع بسبب أهميتها التطبيقية في كثير من المجالات ولاسيما مجال الصناعات النسيجية، وصناعة مساحيق الغسيل والمنظفات، وصناعة الورق، واستخلاص عصائر الخضار والفاكهة والكاروتينات وزيت الزيتون، وصناعة النبيذ وفي مجال تغذية الحيوان، والإفادة من المخلفات السلولوزية للمحاصيل الزراعية ومصانع الأغذية وتحويلها إلى مواد ذات أهمية اقتصادية كالإيتانول المستخدم كوقود حيوي.
إمكانيات الأنزيمات
يستطيع عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة المجهرية تفكيك السِلولوز، إلا أن عدداً قليلاً منها ينتج كميات كبيرة من المعقد الإنزيمي خارج الخلية. تعد الفطور الكائنات المجهرية الرئيسة المنتجة لإنزيم السلولاز،  يعد جنس Trichoderma.sppواحداً من أهم الفطور المحللة للمواد السلولوزية، ودرس إنتاجه لهذه  الإنزيمات بشكل موسع نظراً إلى أن معقد إنزيمات السلولاز المنتجة بواسطة هذا الفطر ذي فعالية عالية تفوق فعالية الإنزيمات ذات الأصل البكتيري بنحو مئة ضعف. يوجد هذا الجنس في التربة، وعلى بقايا النباتات، والأخشاب المتحللة. معظم الأنواع التابعة لهذا الجنس تقوم بتحليل السلولوز وأهمها،T.viride T.reesei ولبعض الأنواع القدرة على إنتاج المواد المضادة للفطور لذا تستخدم في المكافحة الحيوية ضد الممرضات النباتية ويتبع هذا الجنس لمملكة الفطور من حقيقيات النوى.
هناك العديد من الدراسات عن إنتاج إنزيمات السلولاز من هذا الفطر باستخدام أنواع مختلفة من المخلفات النباتية مثل قوالح الذرة، والتبن، وقشور الرز، ودقيق فول الصويا، وتفل قصب السكر، وتفل التفاح، وأوراق الأشجار، وبقايا الأخشاب...وغيرها من المخلفات رخيصة الثمن الأمر الذي يسهم في خفض تكاليف إنتاج هذا الإنزيم، وقد درس إنتاج إنزيم السيلولاز من فطر T.harzianum باستخدام مصادر كربونية مختلفة: كربوكسي متيل السلولوز، وقوالح الذرة، والتبن، والإكزيلوز، ووجد أن درجة الحرارة المثالية 28 م O ودرجة الحموضة المثالية= pH 5.5 ومدة التحضين 120 ساعة.
أمثلة ظروف الإنتاج
وقد هدف البحث إلى الحصول على عزلات فطرية نقية من جنس Trichoderma.spp
من ترب محلية، وغربلة السلالات المنتجة للإنزيم، وأمثلة ظروف إنتاج الإنزيم بواسطة الفطر المعزول من التربة من حيث درجة الحرارة pH ، وسرعة التهوية، ومدة التحضين باستخدام تراكيز مختلفة من تبن القمح كمصدر كربوني وحيد.
واستنتج أن عزلات جنس Trichoderma المعزولة محلياً جميعها تستطيع إنتاج إنزيمات السلولاز بدرجات متفاوتة. وتميزت العزلة Tr  عن العزلات الأخرى بفعالية إنزيمية وبينت نتائج أمثلة الظروف المثلى لإنتاج الإنزيم من فطر(Tr) Trichoderma  أن هناك تأثيراً معنوياً لكل من درجة الحرارة ودرجة الحموضة ومدة التحضين ونسبة التبن المضاف إلى وسط التخمير وسرعة التهوية.