المحتوى
الفايتاز هو إنزيم فوسفاتاز يُحفّز التحلل المائي لحمض الفيتيك (ميو-إينوزيتول هيكساكيسفوسفات أو IP6) إلى إينوزيتول وفوسفات غير عضوي حر
يوجد الفايتاز طبيعيًا في النباتات والفطريات والبكتيريا وبعض الحيوانات ، ويلعب دورًا محوريًا في تحسين التوافر الحيوي للمعادن في الأنظمة الغذائية الغنية بالحبوب والبقوليات، والتي تحتوي على مستويات عالية من حمض الفيتيك
لأن الإنسان والحيوانات أحادية المعدة (مثل الخنازير والدواجن) تُنتج كمية ضئيلة من إنزيم الفيتاز الداخلي في أجهزتها الهضمية، فإن حمض الفيتيك الغذائي يعمل كمضاد للمغذيات ، حيث يرتبط بالمعادن الأساسية مثل الحديد والزنك والكالسيوم والمغنيسيوم ، ويقلل امتصاصها
ونتيجةً لذلك، يُستخدم إنزيم الفيتاز على نطاق واسع في أعلاف الحيوانات ، والمكملات الغذائية ، وتصنيع الأغذية النباتية ، وإدارة الفوسفور البيئي
تصنيف الإنزيمات وبنيتها
رقم لجنة الإنزيمات (EC): 3.1.3.8
فئة الإنزيم: هيدرولاز (هيدرولازات أحادية الإستر الفوسفورية)
الركيزة: حمض الفيتيك (IP6)
المنتجات: إينوزيتول (IP0-IP5) + فوسفات غير عضوي (Pi)
يتم تصنيف الفايتازات على أساس موقع انقسامها على جزيء حمض الفيتيك وأصلها التطوري
3-فايتاز (EC 3.1.3.8) – يشق مجموعة الفوسفات ثلاثية المواضع أولاً
6-فايتاز (EC 3.1.3.26) – يشق مجموعة الفوسفات المكونة من 6 مواضع أولاً
5-فايتاز (EC 3.1.3.72) – ينقسم عند الموضع 5
فيتازات حمض أرجواني (PAPs) - إنزيمات مشتقة من النباتات تحتوي على أيونات معدنية
فوسفاتاز حمض الهيستيدين (HAPs) - أصل ميكروبي، وهو الأكثر أهمية صناعيًا
آلية العمل
يقوم الفايتاز بتفكيك حمض الفيتيك عن طريق التحلل المائي التدريجي ، مطلقًا مجموعة فوسفات واحدة في كل مرة وتحويلها إلى فوسفات إينوزيتول أقل (IP5، IP4، إلخ) حتى يتم في النهاية تكوين إينوزيتول (IP0) وستة أيونات فوسفات حرة (Pi)
يؤدي هذا التحلل الأنزيمي إلى تقليل القدرة على التخلب لحمض الفيتيك ، وبالتالي
تحرير المعادن المرتبطة بالفيتات
زيادة التوافر البيولوجي المعدني في الأمعاء
الحد من تلوث الفوسفات في النفايات الحيوانية
دعم عملية التمثيل الغذائي للطاقة عن طريق إطلاق الفوسفور
مصادر الفايتيز
أ. المصادر الطبيعية
الكائنات الحية الدقيقة
الرشاشيات النيجيرية ، Peniophora ، Rhizopus ، Bacillus subtilis ، الإشريكية القولونية
النباتات
نخالة القمح والشعير والجاودار والبقوليات (مستويات منخفضة جدًا في الشوفان والأرز)
الحيوانات
تقوم المجترات بتصنيع إنزيم الفايتاز عن طريق التخمير الميكروبي في الكرش؛ بينما تفتقر الحيوانات أحادية المعدة (البشر والدواجن والخنازير) إلى نشاط كبير
ب. الإنتاج الصناعي
يتم إنتاج الفايتاز التجاري بواسطة
التخمير باستخدام الفطريات أو البكتيريا المعدلة وراثيا
استخلاص وتنقية الإنزيم
تركيبة على شكل إضافات علفية أو كبسولات أو مساحيق
5. التطبيقات في صحة الإنسان والتغذية
أ. تعزيز التغذية
تعمل مكملات الفايتاز على تحسين التوافر البيولوجي للمعادن ، وخاصةً
الحديد - ضروري لتخليق الهيموجلوبين
الزنك - يشارك في وظيفة المناعة وشفاء الجروح
الكالسيوم والمغنيسيوم – مهمان لصحة العظام
الفوسفور – ضروري لإنتاج ATP
وهذا مفيد بشكل خاص في الأنظمة الغذائية النباتية أو الأنظمة الغذائية المعتمدة على الحبوب حيث يكون محتوى الفيتات مرتفعًا ونقص المعادن شائعًا
ب. تغذية الأطفال
يستفيد الأطفال الذين يتناولون الأطعمة التي تعتمد على الحبوب أثناء الفطام من الحبوب المعالجة بالفيتاز ، مما يؤدي إلى امتصاص أفضل للحديد والزنك
ج. صحة الجهاز الهضمي والتمثيل الغذائي
من خلال تحلل حمض الفيتيك، يعمل الفيتاز على تقليل تهيج الأمعاء والاستجابات الالتهابية لدى الأفراد الحساسين
د. الدعم في الأمراض المزمنة
قد يكون الفايتاز مفيدًا في حالات القصور الكلوي ، حيث يكون توازن الفوسفات أمرًا بالغ الأهمية
يمكن أن يؤدي تقليل التوافر البيولوجي للأكسالات عن طريق تحلل الفيتات إلى دعم الوقاية من حصوات الكلى لدى الأفراد المعرضين لذلك
هـ. إمكانات مضادة للسرطان
(قيد البحث)
في حين أن حمض الفيتيك نفسه يظهر خصائص مضادة للسرطان (عن طريق إزالة الحديد الزائد وتقليل أضرار الجذور الحرة)، فإن منتجات التحلل مثل فوسفات الإينوزيتول قد تعمل على تعديل الإشارات الخلوية ، مما يؤثر على موت الخلايا وانتشارها في بعض أنواع السرطان
6. الاستخدامات في صناعة أعلاف الحيوانات
يستخدم الفايتاز على نطاق واسع كمضاف غذائي في تغذية الدواجن والخنازير وتربية الأحياء المائية من أجل
زيادة قابلية هضم الفوسفور
تقليل الحاجة إلى مكملات الفوسفور غير العضوية (على سبيل المثال، فوسفات ثنائي الكالسيوم)
تحسين معدل النمو ونسبة تحويل العلف وقوة العظام
تقليل إفراز الفوسفور في البيئة، مما يقلل من التغذية الزائدة
تتميز الفايتازات التجارية بأنها مستقرة حرارياً، ومتكيفة مع درجة الحموضة (تعمل في أمعاء الحيوانات)، ويمكن طلائها لمقاومة التحلل المعدي
التطبيقات في تكنولوجيا الأغذية
يؤدي نقع الحبوب وتخميرها (على سبيل المثال، الخبز المخمر) إلى تنشيط إنزيم الفيتاز الداخلي لتقليل محتوى حمض الفيتيك
يعمل المعالجة المسبقة للمنتجات النباتية على تعزيز امتصاص الحديد والزنك في الحبوب والبقوليات
يستخدم في معالجة أغذية الأطفال ، ومعزولات البروتين ، والمكملات الغذائية النباتية لتقليل الحمل المضاد للمغذيات
عند استخدامه مع الأميليز أو البروتياز ، يعمل الفايتاز على تحسين القيمة الغذائية للأطعمة النباتية
التطبيقات البيئية والزراعية
الحد من تلوث الفوسفات في روث الماشية
تحسين كفاءة الأسمدة عند استخدام الفايتاز في تغليف البذور أو التطبيقات الورقية، مما يساعد على تعبئة الفوسفور من الفيتات المرتبطة بالتربة
المعالجة الحيوية : تساهم الفيتاز الميكروبية في إذابة الفوسفات في عمليات تنظيف البيئة
الجرعة والمكملات الغذائية
في البشر
المكملات الغذائية عن طريق الفم : متوفرة مع مركبات معدنية أو إنزيمات متعددة
الجرعة اليومية النموذجية: 250-1000 وحدة فيتاز/يوم بناءً على حمولة الفيتات الغذائية
يمكن إضافته إلى المكملات الغذائية النباتية ، وخاصة تركيبات الحديد والزنك للنباتيين أو النساء الحوامل
في علف الحيوانات
المكملات الغذائية الشائعة: 250-1000 وحدة حرارية بريطانية/كجم من العلف
يتم تعريف وحدة FTU (فيتاز) على أنها كمية الإنزيم الذي يطلق 1 ميكرومول من الفوسفات غير العضوي في الدقيقة من فيتات الصوديوم عند 37 درجة مئوية ودرجة حموضة 5.5
موانع الاستعمال
فرط الحساسية أو الحساسية للفيتاز (نادرًا جدًا)
نقص فوسفات الدم الشديد : يجب تجنبه إذا كان نقص الفوسفات خطيرًا (على سبيل المثال، في الأطفال الذين يعانون من سوء التغذية أو متلازمة إعادة التغذية)
المرضى الذين يتناولون مواد رابطة الفوسفات (على سبيل المثال، لعلاج مرض الكلى المزمن): استخدم بحذر حيث قد يعاكس تأثيرات خفض الفوسفات
الآثار الجانبية
عادةً ما يكون تحمّل مكملات الفايتاز جيدًا. ومع ذلك، قد تشمل الآثار الجانبية المحتملة ما يلي
انزعاج خفيف في الجهاز الهضمي
زيادة الفوسفور في المصل (إذا تم تناوله بجرعات عالية أو مع نظام غذائي عالي الفيتات)
اختلال توازن الإلكتروليت (في حالات نادرة، بجرعات عالية)
في علف الحيوانات، قد تؤدي الجرعة الزائدة إلى
فرط فوسفات الدم
اختلال توازن الكالسيوم والفوسفور
الاحتياطات
التوقيت مع الطعام: من الأفضل تناوله مع وجبات غنية بالحبوب أو البقوليات
الاستقرار: حساس للحرارة العالية ودرجة الحموضة في المعدة - يجب أن تكون الفيتاز المصنعة مغلفة معوياً أو تستخدم في تركيبات عازلة لدرجة الحموضة
يمكن دمجه مع البروبيوتيك أو البريبايوتكس للحصول على فوائد معوية تآزرية لدى البشر أو الحيوانات
النساء الحوامل أو المرضعات: يجب استشارة مقدم الرعاية الصحية قبل الاستخدام
التفاعلات الدوائية
المواد الرابطة للفوسفات (على سبيل المثال، سيفيلامير، أسيتات الكالسيوم): قد تقلل من فعالية الفايتاز
مكملات الحديد أو الزنك: يعمل الفايتاز على تعزيز التوافر البيولوجي لهذه المكملات؛ وقد يلزم تعديل التوقيت للحصول على أقصى قدر من التأثير
مضادات الحموضة: قد تتداخل مع نشاط الفايتيز عن طريق رفع درجة الحموضة في المعدة
الحركية الدوائية والاستقرار الحيوي
الامتصاص: لا يتم امتصاص الفايتيز في الدورة الدموية الجهازية؛ بل يعمل محليًا في الأمعاء
موقع العمل: المعدة والأمعاء الدقيقة (إذا سمح الرقم الهيدروجيني)
عدم التنشيط: حساس لدرجات الحرارة العالية ، وهضم البيبسين ، ودرجة الحموضة القلوية
الإخراج: يتم تفكيكه بواسطة إنزيمات الجهاز الهضمي، ويتم امتصاص المنتجات النهائية (إينوزيتول والفوسفات) أو إخراجها
النماذج الصناعية والتجارية
إضافات إنزيمية للأعلاف الحبيبية
كبسولات ومساحيق مغذية
فيتاز ليبوسومي أو مغلف للاستخدام البشري
مبادرات تربية النباتات لتعزيز إنزيم الفيتاز الداخلي في الحبوب (على سبيل المثال، الذرة عالية الفيتاز)
تشمل العلامات التجارية الرئيسية ما يلي
كوانتم™ فيتاز
ناتوفوس
رونوزايم هايفوس
فايزيم اكس بي
التطورات التكنولوجية الحيوية
تمكن تقنية الحمض النووي المعاد تركيبه من هندسة جينات الفايتاز لزيادة استقرار الأحماض ، والثبات الحراري ، والخصوصية
تنتج الآن سلالات الإشريكية القولونية والأسبرجيلوس المعدلة وراثيًا إنزيم فيتاز عالي الإنتاجية تجاريًا
يتم استخدام تقنيات تعتمد على CRISPR في تربية النباتات لتعزيز نشاط الفيتاز الداخلي في الحبوب المدعمة بيولوجيًا
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق