Enzimler
Canlı hücrelerdeki biyolojik katalizatörler enzim(ferment)olarak tanımlanmıştır.Kmyasal açıdan bakıldığında enzimler protein kısımı(apoenzim)yanında bir miktarda örneğin vitamin ve iz elementlerden oluşturulmuş bir koenzim içermeleri ile kendilerine özgün bir proteindirler.Enzimler organizmadaki tüm biyokimyasal çevrimler için mutlaka şarttır.Gerçekten de hem sindirim kanalında yem yapı taşlarının parçalanması ve hem de ara madde değişimindeki vücut maddelerinin yapımı ve parçalanmasında enzimlere mutlak gereksinme duyulur. Bu yüzden hayvanların verim yeteneklerinin enzimlerin besleyici etkinliği yardımıyla,düzeltilmesi hakkında da denemeler yapılmıştır.
Bu çabalarla beslemedeki etkinlikleri nedeniyle enzimlerin görev üstlenme yetenekleri arttırılmaya çalışılmıştır. Bu çalışmalarda öncelikle çeşitli esensiyel yem yapı taşlarının (İz elementler,B vitaminleri)enzimlerin oluşturulması ve etkinleştirilmesi üzerine olan görevleri üzerinde durulmuştur.(1985 KIRCHGESSNER)
Enzimleri hücreler yapar.Bunların bazıları etkilerini yapıldıkları yere, yani hücre içerisinde gösterdiklerinden orada kalırlar. Bazıları ise ekinliklerini gösterecekleri yere, yani hücre dışına gönderilirler.Örneğin sindirim enzimleri gibi. Ayrıca vücuda karışmış olan yabancı maddeleri hidroliz ederek zararsız hale getiren enzimlerde vardır.
Bir enzim iki kısımdan oluşur. Bunlardan biri CO-enzim olup enzim sisteminin aktif grubudur.Diğeri ise APO-enzimdir. Bu daha çok protein karakterindedir ve enzimin hangi maddeye etki edeceğini belirtir. Bu iki kısmın birleşmesiyle meydana gelen tam enzime de HOLO enzim denir.
Enzimlerin etkisi büyük ölçüde çevrenin PH derecesine bağlıdır. Enzimlerin etki koşulları arasında ısı da önemlidir.Enzimler genellikle belli bir ısı derecesinden sonra etkilerini göstermeye başlarlar. Buna karşılık 50-60 derecede etkilerini kaybederler.(1998 ALARSLAN)
Canlı organizmadaki tüm kimyasal olaylar enzimlerin etkileri ile meydana gelirler. Fermentler adıyla da bilinen enzimler,tepkimeye girmeden veya parçalanmadan kendi varlıkları ile canlı organizmadaki kimyasal tepkimelerin hem gücünü ve hem de hızını düzenleyen bileşiklerdir. Bunlar, diğer organik bileşiklerde değişiklik meydana getiren tepkimeleri katalize ederler.Ancak kendileri tepkime sonunda değişmeden olduğu gibi kalırlar.Şimdiye değin izole edilmiş ve incelenmiş tüm enzimlerin protein oldukları anlaşılmıştır.
Enzimler, canlı hücreler tarafından salgılanan katalizörlerdir;bundan dolayı genellikle biyokatolizörler olarak ta adlandırılırlar. Tüm katalizörler gibi enzimler de, kendileri tepkimede kullanılmadan kimyasal ve fiziksel tepkimelerin hızını artırılar. Ancak kendilerine özgü değişik birçok özellikler taşırlar.
Sindirim enzimleri,enzimler içinde önemli bir yer tutarlar. İnsanların ve bazı hayvanların tükrüklerinde bulunan pityalin enziminin sindirimdeki fonksiyonu, bunların etkilerine bir örnek olarak gösterilebilir. Bu enzim,erimez durumda olan nişastayı eriyebilir Maltoz’a(Malt şekeri)parçalar.
Sindirim enzimlerinden herbiri yalnız belirli bir besin maddeleri üzerinde etkili olur. Bazı enzimler en iyi etkiyi nötr eriyiklerde gösterirler. Buna karşılık bir bölümü hafif asit, diğer bir bölümü ise hafif alkali eriyiklerde en etkili güçte olurlar.(1994 YELDAN)
2.2)ENZİMLERİN BİLEŞİMİ VE ÖZELLİKLERİ
Şimdiye kadar birçok enzim kristal biçimde elde edilmiş olup bazı durumlarda bu kristaller saf bileşik özelliğini gösterirler.Bu kristalsi enzimlerin protein tabiatında oldukları görüldüğünden,tüm enzimlerin birer protein veya protein türevi oldukları kabul edilmektedir.Birçok durumlarda da Demir, Mangan veya Çinko gibi metallerde de proteinle birleşmiş olarak enzimin temel kısmını oluştururlar.Diğer bazı durumlarda da amino asid olmayan organik kısımlar protein molekülüne bağlanmışlardır.Bu amino asit olmayan grubun proteine bağlanış sağlamlığı çok değişir.Bazı vitamin türevi enzimlerinde ise bağlantı daha az sağlamdır,serbest ve bileşik vitamin türevleri arasında ölçülebilen bir denge vardır.Enzimdeki protein ile protein olmayan grup arasındaki bağın sağlam veya daha az sağlam oluşuna göre protein olmayan grubuna prostetik grup veya koenzim denir.Enzimin bir koenzimi bulunduğu zaman toplam veya kompleks enzime holoenzim (tam enzim ) protein kısmına apoenzim (taşıyıcı ) denir.Apoenzim ve prostetik grup kendi başlarına katalitik etki göstermezler.
Enzimin etkilediği madde veya maddeler karışımına enzimin substrat’ı denir.Enzimin etkisi önce substratabağlanıp bir kompleks oluşturması ile başlar.
Enzim+Substrat—–Kompleks—-Ürün+Enzim
Enzimler proteinli maddeler olduklarından proteinlerin tüm özelliklerini gösterirler.Onlar gibi büyük moleküllü olmaları dolayısıyla sellofan veya koladyum zarlarından geçmezler,ısı ile kolaylıkla denatüre olurlar ve ortamın asit veya alkali oluşuna karşı çok duyarlıdırlar.Ortamın pH’sine göre değişik yükte olurlar ve izoelektrik noktada en az yüklüdürler.Ortamın pH değişmesi enzim etkisini tersinir ve tersinir olmayan şekilde iki yönde değiştirilebilir.
Değişik asitlik veya alkalilik derecelerine göre enzimlerin duyarlılığı çok değişir.Örneğin,maya sakkarozu pH 3′ün
altında tersinir olmayan şekilde çabucak etkisini kaybederken,pepsin 1,5-2,5 arasında en çok etki gösterir.
Genellikle pek az enzim pH’nin 1′e kadar düşmesine veya 11′e kadar yükselmesine dayanabilir.
Enzimli reaksiyonlar üzerinde sıcaklığında,tersinir ve tersinir olmayan,iki şekilde etki görülmektedir.Belirli sınırlarda,0 santigrat derece ile yaklaşık 40 veya 50 santigrat derece arasında sıcaklık yükselmesi enzim etki hızını arttırrr ve soğutmakla yeniden eski hız düzeyine dönülebilir.Sıcaklığın bu tersinir etkisi,katalizlenmiş olsun veya olmasın genellikle kimyasal reaksiyonlarda görülür.
Sıcaklığın enzimler üzerindeki tersinir olmayan etkiside onları parçalamasıdır. Genellikle, ıstmakla çözelti halindeki enzimlerin etkisiz bırakılmaları proteinlerin denatüre oldukları (50-70 C) sıcaklık derecesinde olur.
Enzim katalizörlü reaksiyonların hızı enzimin derişimi ile genellikle lineer olarak artar. Bu hız substrat derişimi ile ise daha başka değişiklikler gösterir.
2.3) ENZİMLERİN ADLANDIRILMASI VE SINIFLANDIRILMASI
Şimdiye kadar bilinen enzimlerin sayısı 700 ün üstündedir. Bunların adlandırılmasında kabul edilmiş bir genel sistem yoktur. Bazı enzimler substrat adına göre veya onun biraz değişimine -az ,-son eki eklemek suretiyle,örneğin ligidlerin hidrolizini katalizyenler proteinaz , polipeptidlerin amino asidlere, bölümünmesini katalizyenler peptinaz biçiminde adlandırıldıkları gibi, heminli enzimler, flavinli enzimler gibi prostatik gruplarına göre adlandırılma ve öteden beri kullanılan pepsin, tripsin, ptiyalin ve rennin gibi günümüz sınıflama sistemi kabul edilmeden önceki adlar korunmaktadır. Genel olarak proteinler üzerine etkisini gösteren enzimlere proteditik enzimler veya proteazlar denir.
Bir proenzim veya zimojen, kendisinden asıl enzimin meydana geldiği ana proteindir. Örneğin pepsinojen midede meydana gelir ve var olan hidroklorik asid etkisiyle pepsine dönüşür çünkü tripsin bağırsakta tripsinojenden meydana gelir.
Tüm enzimler genel olarak bileşimlerine göre üç gruba ayrılabilirler:
1-Yalnız proteinden oluşmuş enzimler. Amilsaz, proteinazlar ve birçok diğerleri bu gruptadır.
2-Proteinden başka koenzim veya prostetik grup denien protein olmayan bir parçası bulunan enzimler.Böyle enzimlerde prostetik grup kimyasal etkinlik merkezidir,halbuki protein kısmı özgüllükten sorumludur. Böylece bir çok durumlarda aynı bir prostetikgrup farklı proteinlerle bileşik olarak değişik enzimleri meydana getirir.Örneğin bir çok dehidropenazlar aynı bir prostetik grup flavin mononükleotid (FMN) taşırlar.Fakat farklı proteinler içerir. Bu grup enzimlerde genellikle enzimi yıkmaksızın dializ ve prostetik grubu proteinden ayırmak olabilir ve protein ve prostetik grubu yeniden birleştirerek enzime etkinlik kazandırabilir.
3-Üçüncü grup enzimler gene protein ve koenzim olarak iki bölümden oluşurlar,ancak bunlarda enzimatik po-tansiyeli yıkmaksızın bu iki bölüm ayrılamaz.Örneğin,Fe,Cu,Co v.d. içeren metaloprotein enzimler koenzim genellikle ısıya dayanıklı iken protein bileşeni (Apoenzim) doğal olarak ısıya duyarlıdır.
Enzimler katalizledikleri reaksiyon tipine göre beş baş sınıfa ayrılırlar:
I-Hidrolazlar
II-Oksidoredüktazlar
III-Transferazlar
IV-Liaz ve Lipazlar
V-İzomerazlar
ve bu sınıflar da gruplara ayrılırlar.
2.3.1) HİDROLAZLAR
Hidrolazlar substratın su katılmasıyla bölünmesini sağlarlar.Bu sınıfın başlıca iki grubu a) C-N ve b) C-O bağlarının çözülmesini katalizleyen enzimlerdir.Birinci grupta başlıca proteazlar ( proteolitik enzimler ) ve ikinci grupta esterazlar ve karbohidrazlar bulunur.
2.3.1.1)PROTEAZLAR (proteolitik enzimler ) :
Bunlar peptit bağlarının su etkisiyle bölünmesini ve sentezini katalizlerler.
-CO-NH+H2O->-COOH+H2N-
Genelikle bunlar proteinaz,peptidaz ve amidaz olarak ayrılırlar.Proteinazlar proteinlerin iç peptid bağlarına etki ederek onları proteoz,pepton ve polipeptidlere bölerler.Bu grupta mide salgısının pepsin’i genç danaların dördüncü midesinden özütleme ile elde edilen rennet’in etkili enzimi rennin vardır.
Peptidazlar,proteinlerin proteinazlara bölünme ürünleri olan polipeptitlerin,serbest amino veya karboksil gruplarına bitişik peptit bağlarına etki ederler,serbest amino asitlere ayırırlar.Tüm bitkisel ve hayvansal dokularda ve kanda bulunurlar,dipeptidaz,aminopeptidaz,karboksipeptidaz v.d.alt gruplarına ayrılırlar.
Amidazlar,peptid bağlarından başka C-N bağlarına ayıran üreaz ve erginaz gibi enzimlerdir.Üreaz üreyi karbondioksit ve amonyağa hidrolizler.
2.3.1.2)ESTERAZLAR
Bu enzimler doğal esterler üzerine etki ederler estereazlardan lipaz’lar yağların gliserin ve yağ asidine bölünmesini,fosfataz’lar fosforik asitler esterlerinin ve süfataz’lar sülfürik asit esterlerinin bölünmesini katalizler.
2.3.1.3)KARBOHİDRAZLAR
Bu enzimler basit glikozidlerin,oligosakkaritlerin ve polisakkaritlerin glikozid bağlarına etki ederler,glikozidaz ve poliaz veya polisakkaridaz olarak ayrılırlar.Birinci grupta glikozidaz ve invertaz ve ikinci gurpta amilazlar bulunur.
2.3.2) OKSİDOREDÜKTAZLAR
Oksidoredüktazlar hidrojen veya elektronları bir substrattan diğerine taşırlar metabolizmada çok önemli rol oynarlar.Dehidrogenaz,oksidaz ve peroksidaz gruplarına ayrılırlar.
2.3.2.1)DEHİDROGENAZLAR
Organik bileşiklerin yükseltgenmesi genellikle bir dehidrogenlenme olayıdır,bunu katalizleyen bir çok dehidrogenazlar vardır.Organik verici (XH2)’den iki atom hidrojenin organik alıcı,(Y)’ya aktarılmasını katalizler.
XH2+Y—->X+YH2
Dokularda besinlerin oksijensiz olarak normal yükseltgenmesi bu şekilde olur dehidrogenazlardan piridinli ve flavinli enzimlerin prostetik grupları koenzimlerdir nikodinamit koenzimleri flavinkoenzimleri adını alır.
2.3.2.1.1) NİKOTİNAMİD KOENZİMLERİ
Nikotinamid,B vitaminlerinden nikotinik asidin amididir bu bileşik nikotinamit-adenin-dinüklotid (NAD) ve nikotinamid-adenin-dinükleotid fosfat (NADP) olmak üzere iki koenzim bileşiminde bulunmaktadır.
Buradaki nükleotidlerden biri 5′-adenilik asit (adenazin 5 fosfat ),diğeri nikotinik asit amidinin D-riboz ve fosforik asit ile oluşturduğu nükleotiddir.
Nikotinamid-adenin-dinükleotid (NAD )
Nikotinamid-adenin-dinükleotid fosfat NADP ,NAD ‘den bir molekül fosforik asit fazla içermesiyle farklanır. Moleküldeki bu üçüncü fosforik asit 5′-adenilik asidin riboz kalıntısının,iki yerinde bağlıdır.
Nikotinamid-adenin-dinükleotid fosfat (NADP )
Her iki koenzimde tersinir olarak hidrojen aktarılmasını katalizler.Koenzimlerin yükseltgenmiş şeklinde nikotin-amiddeki azot kuaternerdir ve pozitif yük taşır.Onun için NAD’nin bu şekli NAD ve NADP’nin yükseltgemiş şekli NADP+ ile kısaltılmış olarak gösterilir.Hidrojen aktarılamsında nikotinamid halkasındaki azot yükünü, halkada aromatik niteliğini kaybeder,halkada yalnız iki çifte bağ kalır.
Nikotinamid-adenin-dinükleotid indirgenmiş şekli (NADH)
2.3.2.1.2)FLAVİN KOENZİMLERİ
Bunlar riboflavin(B2 Vitamini)taşırlar.Flavin mononükleotid (FMN)veya riboflavin -5′-fosfat ve flavin adenin-dinükleotid(FAD)flavinko enzimlerinden ikisidir.Bu sonucu da riboflavin-5′-fosfat ,5 adenilik asid ile bağlanmıştır.
Riboflavin-5′-fosfat(flavin mononeotid)(FMN)
Flavin -adenin dinükleotid(FAD)
Nikotinamid koenzimlerde olduğu gibi FMN ve FAD hidrojen aktarılmasında rol oynarlar.Redoks olayında riboflavinin izoalloksazin halkasındaki 1 ve 10 numaralı iki azot’a bağlı konjuge çifte bağlara 2H bağlanır.
Flavinli enzimler sarı renklidirler, indirgenince bu renk kaybolur,yani enzimin dihidro türevi renksizdir.Sarı enzimin kendisi yalnız başına dehidrojenleme reaksiyonu yapmaz, NADPH dan hidrojeni, serbest oksijen veya başka bir hidrojen alıcısına,örneğin sitokrom C ve metilen mavisine aktarabilir. Eğer alıcı oksijen ise H2O2 meydana gelir.
2.3.2.2)OKSİDAZLAR
Elektron ve hidrojen aktaran enzimlerdir.Bu grubun tüm enzimleri ağır metal taşıyan metaloproteidlerdir.
Bunlardan önce sayılmaya değer olanlar fenoloksidazlar’dır,fenol türevlerinin kinonlara yükseltgenmesini katalizlerler,bakırlı enzimlerdendirler.Bunlar bitkilerde çok dağılmışlardır, Patates ve mantar bunlarca zengin-
dirler.Katalitik etkileri bakırın değerlik değişmesinden ileri gelir.Bitki ve hayvanlarda geniş oranda dağılmış bulunan fenoloksidaz tirasinaz,tirosin amino asiclinin önce hidroksillenerek 3,4 -dehidroksifenilalanin “Dopa” üzerinden ortakinon bileşiğine yükseltgenmesini katalizler, daha sonra da bunun polimerleşmesiyle kahverengi esmer ve siyah pigment melanin meydana gelir.
2.3.2.3)PEROSİDAZLAR
Hidrojen paroksidin ayrışmasını katalizleyen enzimlerin en önemlileri peroksidozlar ve katalazlardır.
Katalazlar hemen tüm hayvansal organlarda, hücre ve doku sıvılarında ve bitki dokularında bulunurlar,hücre zehiri hidrojen perosidin su ve oksijen ayrışmasını katalizlerler;
2 H2O2 ->2H2O+O2
Hayvansal organlarda ve bitkilerin çoğunda bulunan perosidazlar benzer tepkime ile atomik oksijen verirler; H2O2 ->2H2O+O ki bu, fenol ve aminler gibi substratlar derhal yükseltger
2.3.3)TRANSFERAZLAR
Transferazlar bazı grupların ikinci bir sustrata aktarılmasını katalizlerler,ve aktarıldıklar gruba göre adlandırılırlar.Transfosforilaz,transaminaz,transmelitaz,transcilaz gibi besin kimyası ve teknolojisinde,mayalanma,tat ve koku meydana gelmesinde,meyvanın olgunlaşmasında,et gevrekleşmesinde ve birçok biyolojik sentezlerde önemli rol oynarlar.
2.3.3.1)TRANSFOSFORİLAZLAR
Transfosforilazlar enzimlerin önemli bi grubunu oluştururlar,fosfat veya pimfosfat kökünün bir molekülden başka bir moleküle akarılmasını katalizlerler.Fosfat grubu genellikle serbest olarak bulunduğu gibi bazı enzimlerin koenzimlerinde de bulunur.Bunu taşıyan enzimlere kinazlar denir,örneğin alkollü mayalanmada söz konusudur.
Adenozin trifosfat(ATP)
2.3.3.2)TRANSAMİNAZLAR
Balıca şiruvik asid olmak üzere keto asidlerle glutamik asid arasında, amonyağı serbest kılmaksızın,aminsizleşme ve aminlaşmeyi yaparlar.Bu şekilde amino asidden keto asid,keto asidden amino asid meydana gelir.Transaminazların koenzimleri pridoksal fosfattır.
Pridoksal fosfat
Transaminleşme yağ ve karbohidrat metabolizmasına bağlanmasında önemli rol oynar.Hayvansal organizmada keto asidlerden amino asidlerin sentezinde L-Plutamik asid,bitkilerde ise L-aspartik asid azot verici görevini görür.
2.3.3.3)TRANSMETİLAZLAR
Metil grubunu aktarırlar.Örneğin organizmada metiyonin metil gruplarını etanolamin’e vererek kalin meydana gelir.
2.3.3.4)TRANSAÇİLAZLAR(Koenzim A ve lipoik asid)
Transaçilazlar bir verici molekülden alıcı moleküle bir açil grubu aktarırlar. Örneğin,koenzim A (KoA-SH Olarak kısaltılır)asetil grubunun aktarılmasını katalizler.
Asetil- X+KoA-SH->Asetil-S-KoA+SH
Asetil- S-KoA+YH->Asetil-Y-+KoA+SH
Koenzim A’nın yapı taşları adenin,D-riboz,pantotenik asid,tiyo ekanolamin(sisteomin)ve 3 mol fosforik asiddir.
2.3.4)LİAZ ve LİPAZ (Sentetaz)lar
Liaz ve lipazlar (sentetazlar) iki molekülün,ATP’nin bölünmesiylebirlikte bağlanmasını veya tersi reaksiyonu katalizler:
ATP+A+B–>C+ADP+H3PO4
Ligazlar sağa doğru olan reaksiyonu,liazlar da sola doğru olan reaksiyonu katalizler.Bu enzimler kopardıkları veya meydana getirdikleri bağlara göre gruplandırılırlar.Bunlardan bir C-C bağını koparan veya sentez edenler karboliaz ve karbosentetazlar (bu grupta dekarboksilazlar),su katılması veya ayrılmasını katalizleyenler,hidrolitik enzimler:Hidrota ve dehidratazlardır.Bunlardan fumaraz malik ve fumarik asidlerin birbirine dönüşmesini katalizler.
HOOC-CH2-CHOH-COOH<--->H2O+HOOC-CH=CH-COOH
Malik asid Fumorik asid
Hidrolitik enzimler çokluk tersinir reaksiyonları katalizler,onun için aynı zamanda sentetazlardır.
Birinci cins en önemli enzimlerden birisi,hayvansal dokularda ve alkollü mayalanmada önemli rol oynayan piruvat karboksilaz bir karbosentetazdır:
Piruvat + H2O +CO2 +ATP —-> Oksaloasetat +ADP +H3PO4
Maya,pirüvik asidi, tersinir olmayan şekilde,hayvansal dokularda bulunmayan pirüvat dekarboksilaz ( bir liaz ) etkisiyle, asetaldehide dekarboksilleştirir.
CH3-CO-COOH–>CH3CHO + CO2
Bunu yapan enzimin koenzimi kokarboksilaz tiamin pirofosfattır,mayadan kristalsi biçimde elde edilmiştir.
Tiamin pirofosfat ( TPP ),(Kokarboksilaz)
2.3.5 ) İZOMERAZLAR
İzomerazlar molekül içi değişimleri katalizlerler.
2.4)YEM ENZİMLERİ YARDIMI İLE KANATLI RASYONLARINDA BUĞDAY VE ARPA KULLANIMI
Son on yılda kanatlı beslenmesi alanında elde edilen gelişmelerin en önemlilerinden birisi yemlere enzim katılarak arpa ve buğday gibi yem ham maddelerinin büyük oranda kullanma olanağının sağlanmış olmasıdır. Türkiye’nin degişik yörelerinin arpa ve buğday tarımına e1veriş1i o1rnası bu ürünlerin geleneksel olarak üretimine neden olmuştur.Tarımsal üretim içinde buğday ve arpa halen daha birinci sırada yer almaktadır. Bu ürünler her ne kadar insan tüketimine yönelik olarak üretiyor ise de. bunların bir bölümü kalite düşüklüğü veya stok fazlası nedenleri ile, hayvan yemlerinde kullanılmaktadır. Buğday ve arpa büyük veküçükbaş hayvan yemlerinde istenilen oranlarda kullanılabilirken, aynı durum kanatlılar için geçerli olmamaktadır. Örneğin, kanatlı yemlerine %10 arpa veya %35-40 üzerinde buğday katılması sindirim bozukluklarına yol açarak. bunlardan yeterince yararlanmaya olanak vermemekte ve dışkının sulanmasına neden olmaktadır. Buğday, arpa, çavdar ve yulaf gibi tahılların yapısında yer alan kimi polisakkaritler kanatlılar tarafından sindirilemediğinden bu yem maddelerinin metabolik enerji değerlerinin düşük olmasına yol açmaktadır. Yukarıda sözü edilen polisakkaritlerden başlıcaları beta-glukanlar,arabino-ksilanlar ve selülozdur. Kanatlılar tarafından bu maddeleri parçalayacak enzim salgılanması yoktur. Bu nedenle, adı geçen maddelerin enerjisinden yararlanılamadığı gibi, bağırsak içeriğinin viskositesini de artırdıklarından, beraberlerindeki diğer besin maddelerinin de sindirimini olumsuz yönde etki1emiş olurlar.
Beta-glukanlar ve arabino-ksilanlar su tutma özelliğine sahip bilşikler olup sindirim sırasında tuttukları su nede-niyle içeriğin viskositesini artırırlar. Böyle bir içeriğin her yanına sindirim enzimlerinin işlemesi mümkün olmadığından ve de emilme yüzeyleri yeterli ölçüde işlevini yapamayacağından yemden yararlanma azalmış olacaktır. Bu düzeltebilmek çabası ile hayvan fazladan su içecek ve sonuçta dışkı kalitesi bozularakyapışkan ve sulu bir durum alacaktır. Oysa, mısır ağırlıklı bir rasyon ile beslenen kanatlıların bağırsak içeriği çok akışkan ve adeta su gibi bir durum göstermektedir.
Arabino-klisanlar çoklukla buğday ve çavdar yapısında ve rabino-ksilanaz enzimi yıkılarak kendisini oluşturan basit şekerlere ayrışıp su çekme ve viskositeyi artırıcı özelliğini kaybetmektedir. Benzer biçimde,arpada yer alan beta-glukanları da beta-glukanaz enzimi ile yıkıp olumsuz etkilerini kaldırmak mümkün olmaktadır.adı geçen bu enzimlerden oluşan ürünleri yemlere katarak, arpa ve buğdayı büyük oranlarda kullanmak,değişik ülkelerde yaygınlık kazanmaktadır.
Buğday ve arpanın içerdiği polisakkaritlerin farklı oluşu, bunlara ilişkin yem emzinlerinin de değişikliğine yol açmaktadır.Örneğin, beta-glukanaz enzimi içeren bir ürünün buğdaya önemli bir etkisi söz konusu olmayacaktır.
Böyle bir enzim katkısının ancak arpa ağırlıklı bir rasyonda kullanımı öngörülebilir. Buğday ağırlıklı bir rasyonda a
rabino-ksilanaz enziminin ağırlıkta olduğu bir enzim karması istenilen olumlu sonucu verebilecektir.Yem enzimleri genellikle enzim karmaları biçiminde hazırlanmaktadır. Ancsk, bu karmaların belirli bir enzim yönünden ağırlıklı olması etkinlik açısından önem kazanmaktadır.Çünkü,her çeşit enzimden eşit oranlarda sonuç almaya çalışmak hem bazı enzimlerim gereksiz yere harcanarak maliyetin artmasına hem de ürünün daha fazla hacimlerde hazırlanmasına yol açacaktır. Örneğin, arpanın fazla kullanılacağı bir rasyona beta-glukanaz enziminin çoklukla olduğu ve diğer enzim çeşitlerinden de seluloz enziminin ikinci sırayı aldığı bir karma en ekonomik sonucu verecektir. Bir başka değişle,buğdayın bolca ele alınacağı rasyon hazırlandığında arabino-ksilanaz ağırlıklı bir enzim karması seçilerek,bunun içinde bulunan bir miktar beta glukanaz ve selülaz enzimleri yardımıyla da yemle belirli ölçüde arpanın yer alması sağlanabilir.
Enzim karmalarının içinde belirli ölçüde olmak üzere, amilazlar (nişastayı parçalayan),proteinazlar(değişik proteinleri parçalayan)gibi enzimlerede yer verilip, civciv lerde ilk 10-15 gündeki enzim salgılarındaki yetersizliğe yardımcı olması amaçlanmaktadır. Yem enzimlerinin buğday,arpa,çavdar ve yulaf gibi tahılların sindirilmesini artırması bunların metabolik enerji(ME)değerlerinin de artması anlamına gelmektedir. Değişik araştırma sonuçlarına göre buğdayın ME değeri enzim katıldığında % 6-8 oranında artış gösterirken ,arpanın ME değeri %10-12 oranında yükselmektedir.(finnfeeds International,Avizyme TX ve SX çalışmaları). Bu durumda normalde 3100 kkal/kg. ME kapsadığıvarsayılan buğdayın ME değeri enzim katıldığında 3286 ile 3348 kkal/kg ME arasındaki bir değere yükselecek demektir. Ayrıca, normal koşullarda kanatlı rasyonlarına 400 kg’dan fazla buğday katılma olanağı yok iken , enzim katıldığında 700 kg’a kadar buğday katabilme olanağı doğmaktadır. Bunun yanında,buğdayın kapsadığı protein oranının mısırdan % 50 dolayında daha fazla oluşu, pahalı protenin kaynaklarının daha az kullanılma avantajını da sağlamış olacaktır. Benzer biçimde, arpaya özel enzim ürünü kullanarak, normal koşullarda 2650 kkal/kg dolayına ME kapsayan arpanın bu değeri, 2915 ile 2968 kkal/kg dolaylarına çıkmaktadır. Eğer daha dolgun taneli arpa söz konusu ise, 2700 kkal/kg ME kapsamı 3000 kkal/kg düzeyini aşmaktadır. Ancak, normalde yeme fazla katılma şansı olmayan arpa, enzim ile kullanılırsa 600 kg/ton düzeyine kadar varan bir kullanım oranına ulaşabilmektedir. Buğday ve arpaya dayalı kanatlı rasyonları ile karşılaşılan ticari açıdan bir sorun gibi ortaya çıkan,en önemli yan ürünlerdeki rengin açılmasıdır. Mısırın ağırlıkta olduğu rasyonlarda sarı renk yeterli ölçüde ürünlere geçmekte ve bir miktar kırmızı kullanımı ile istenilen turuncu renk elde edilebilmektedir. Buğday ve arpanın ağırlıkta olduğu rasyonlarda ise hem sarı, hem de kırmızı renklendiricilerin bulundurulması istenebilecek ve bunun getireceği maliyet artışını da hesaba katmak gerekecektir.
Yeme enzim katılmasının ekonomik analizine bakıldığında; enzim tutarının kullanılacak buğday ve arpa tutarına eklendiğinde elde edilecek harcama, aynı amaçla kullanılacak, mısır tutarına eşit veya altında oluşuyor ise enzim kullanımı daha ekonomik demektir. Çünkü buğday ve arpa kullanımının getireceği protein fazlasının değeri, mısırın getireceği renk farkından daha fazla olacaktır. Eğer buğday maliyeti mısıra eşdeğer veya fazla ise,bu durumda enzimin getireceği maliyet artışı ekonomik olma özelliğini ortadan kaldırabilecektir.Genellikle, büyük baş yemlerinde kullanılmak amacıyla üretilen arpanın kanatlı yemlerinde enzim eşliğinde kullanımıyla göze batar ölçüde maliyet indirimi sağlanabilmektedir. Örneğin, arp ve enzim tutarı, mısır fiyatının %90′ından daha aşağıda ise arpa kullanmak daha karlı demektir. Çünkü enzim katılan yemlerde arpanın ME değeri 3000 kkal/kg dolayına çıkmaktadır, ki bu mısırın kapsadığı 3300 kkla/kg ME miktarının %90′ı dolayındadır.
Buğdayın ağırlıklı olduğu civciv rasyonunda peletleme ve ufalama işlemlerinin uygulanması genellikle gerekli olmaktadır. Çünkü, un haline gelen buğday, civcivlerin gagalarında içtikleri su ile karışarak hamurlaşmakta ve gaga kilitlenmelerine yol açarak açlıktan ölümlere neden olabilmektedir. Bu durumun önlenmesi peletleme ve arkasından da ufalama (crumble) yaparak sağlanabilir. Peletleme işlemleri genellikle 70 -75 C arasında yapılırsa da kimi zaman sıcaklık 85 - 90 C ‘lere kadar çıkabilmektedir. Yemde kullanılmak istenen enzimin yukardaki sıcaklıklara dayanabilecek bir teknoloji ile üretilmesi gerekmektedir. Enzimler protein yapısında maddeler olduğu için 60 C’yi geçen sıcaklıklarda bozulup etkinliklerini kaybedebilirler. İşte böyle bir tehlikeyi önlemek için, enzimin özel işlemlerden geçirilip, 90 -95 C’lere kadar dayanmasını sağlamak gerekmektedir.Sözü edilen sıcaklıkların üzerindeki uygulamalar genellikle yem endüstrisinde yer almamaktadır, eğer aşırı ve uzun süreli sıcaklık uygulamaları sözkonusu ise böyla durumlarda peletleme işleminden sonraki soğutma bitiminde sıvı enzim ürünleri ile püskürtme yapılabilmektedir. Granül olarak hazırlanan enzimler sıcaklığa dayanıklı olduğu gibi, aynı zamanda 9 ay gibi bir süre boyunca saklama ömrüne de sahiptirler.Sıvı enzimlerin saklama ömrü ise 2-3 ay kadardır.
Kanatlı rasyonlarına enzim katarak, buğday ve arpa gibi Türkiye’nin geleneksel iki tahılının istenilen miktarda kullanılabilir duruma getirilmesi dış alımlara bağımlılığı azaltması yönünden de ayrıca önem taşımaktadır. Özellikle mısıra bağımlılığı ortadan kaldırması ve buğday kullanımı sonucu olarak soyadan tasarrufa yol açan enzim uygulaması,mısır ve soyanın iyi saklanamaması sonucu oluşan, mikotoksin sorununu da önemli ölçüde ortadan kaldırmış olmaktadır. Mısırın hasadı sırasında fazla nemli olması küf mantarları için iyi bir üreme ortamı oluşturmaktadır. Bu nedenle mısırın kurutulması gerekmekte ve saklanması için de dikkatli olunması en önemli koşulu oluşturmaktadır. Bu tür önlemler ise maliyeti artırmaktadır. Buğday ve arpa ise daha hasat zamanında küflenmeye fırsat vermeyen kuruluğa ulaşmış olmaktadır. Bu tahılların uzun süreli saklanmaları da mısıra oranla daha kolaydır.yukarıda belirtilen yararlar göz önüne alınarak kimi batı ülkelerinde buğday kullanımı mısıra tercih edilmektedir.Örneğin ,İngiltere’de kanatlı rasyonlarına giren tahılların başında gelmektedir.Un yapımı için elverişli olmayan ve daha düşük kalitedeki buğdayın enzim katılarak kanatlı yemlerinde kullanılması,daha da ekonomik bir durum yaratmaktadır.Arpa kullanımında da benzer durum ortaya çıkabilmekte ve biracılık için uygun olmayan arpa çeşitlerinin enzim yardımıyla kanatlı yemlerinde değerlendirilebilmesi mümkün olmaktadır.sonuç olarak denilebilir ki,buğday ve arpanın,kendilerine özel enzim katkıları sayesinde,kanatlı yemlerinde kullanılması hem ekonomik yem yapma açısından,hem de dışa bağımlılığı azaltması bakımından önem taşımaktadır.
2.5)KANATLI YEMLERİNDE ENZİM KULLANIMI VE BU ALANDAKİ GELİŞMELER
Son on yıl içinde,kanatlı beslenmesinde görülen en önemli gelişme,etlik piliç üretiminde arpa ve buğdayın büyük miktarlarda kullanılabilir duruma getirilmiş olmasıdır.Finlandiya’nın arpa dışında tahıl üretiminde uygun olmayışı ve etlik piliç üretimi için mısır yönünden dışa bağımlı durumda olma durumu,Finli araştırmacıları arpa kullanabilme olanaklarını araştırma yönüne itmiştir. Sonuçta, arpanın etlik civciv ve piliç yemlerindeki olumsuz etkileri beta-glukanaz enziminin geliştirilmesi ile ortadan kaldırılmış ve 1985 yılında yem enzimleri piyasay sürülmeye başlamıştır. Daha sonraki girişimlerle buğday,çavdar,yulaf gibi kanatlılarda fazla kullanılmayan yem maddelerinin kullanımını sağlayabilen enzimler geliştirilmiştir.
Kanatlı yemlerine fazla miktarda arpa veya buğday gibi tahılların katılması, ince bağırsaklarda akışkanlığı azaltarak(vikositenin artışı),sindirim aksamasına ve yapışkan dışkı oluşumuna yol açarak ıslak altlık sorunu yaratmaktadır.
İnce bağırsakta viskositenin artışı,hayvanın kendi salgıladığı enzimlerin yeterli etkinlikte sindirimi sağlayamamalarına yol açarak,hayvanın canlı ağırlık artışı ve yemden yararlanma oranını olumsuz yönde etkilemiş olmaktadır.Viskosite artışının böyle bir etkisi Şekil-1′de gösterilen bir çalışma ile açıklanmıştır.(Bedford ,1992).
Şekil-1.İnce bağırsakta viskosite artışının canlı ağırlık artışı ve yemden yararlanma etkisi(Bedford 1992).
İnce bağırsak viskositesi(cps=centipoise)
İnca bağrsakta viskosite artışına neden olan maddelere bakıldığında, bunların ham selüloz kapsamına giren ve hemiselülozu oluşturan bileşikler olduğu anlaşılmaktadır.Bu bileşiklere grup adı olarak pektinler, nişasta yapısında olmayan polisakkaritler (NSP) veya yüksek molekül ağırlığına sahip karbon hidratlar da denilmektedir.
Viskosite artışına yol açan bu gruptaki bileşiklere ayrı ayrı bakıldığında, bunların beta-glukanlar(arpa ve yulafta)veya arabinoksilanlardan(buğday ve çavdarda)meydana geldiği görülmektedir.
Kanatlı yemlerinde yaygın olarak kullanılabilen kimi tahıllarda bu tür bileşiklerin bulunma oranları tablo-1′de gösterilmiştir.
Tablo-1.Mısır,buğday ve arpada yaygın olarak raslanılan analiz değerli (Kuru maddede)
Yapısal Madde Mısır Buğday Arpa
Ham yağ(%) 5 2 3
Ham protein(%) 9.5 13.0 12.5
Serbest şekerler(%) 1 3 2
Nişasta(%) 71 68 62
Hücre duvarını oluşturanlar(%) 9 11 1.9
-Karışık beta-glukanlar(%) - 0.8 3.4
-Arabinoksilanlar(%) 4.9 6.0 7.0
-Selüloz(%) 2.6 2.5 5.3
-Lignin(%) 0.6 0.8 2.2
Ham enerji(kkal/kg) 4500 4425 4425
Metabolik enerji(kkal/kg) 3850 3500 3100
Tablo-1′ den de izlenebileceği gibi,mısırın yapısında yer alan düşük düzeydeki hüsre duvarı elemenleri mısırlı yemlerin viskositesine önemli bir etkide bulunamadığından ince bağırsaktaki akışkanlık çok rahat olmakta ve hayvanın yemden yaralanmasıda ona göre artmaktadır.Buğdayın mısırdan daha yüksek düzeyde arabinoksilan kapsaması,daha az sindirilip daha düşük metabolik enerjidüzeyine sahip olmasına neden olmaktadır.Arpa kullanılması durumunda yemlerin sindirimi,yüksek beta-glukan kapsamı nedeniyle,daha da düşmekte ve kanatlı yemlerinde kullanımı son derece azalmaktadır.Buğday veya arpa kullanımına bağlı olarak artan viskosite,hayvanın daha çok su içmesine yol açmakta ve bunun sonucu olarak da dışkı daha sulu ve yapışkan bir duruma gelmekted
