کاربرد آنزیم‌ها در حوزه‌ی حفاظت و مرمت آثار تاریخی؛ نمونه‌ی عملی استفاده از آنزیم آلفا-آمیلاز بر روی چسب نشاسته‌ای

آنزیم، فرآیند‌های آنزیمی و کاربرد آن در علوم مختلف، زیرمجموعه علوم زیستی یا بیوساینس می‌باشند. پس از مباحث میکروبیولوژی، بیولوژی، در سال های اخیر رشته نانوبیوتکنولوژی نیز به این مجموعه رشته‌ها در حوزه علوم زیستی اضافه گشته است. موارد کاربرد آنزیم‌ها بیشتر مرتبط با مبحث بیوشیمی می‌باشد. آنزیم‌ها نوعی از پروتئین تولید شده در سلول های موجودات زنده هستند که قابلیت تسریع واکنش های شیمیایی خاص و منحصر به فرد و دگرگونی در ترکیبات مشخص و تولید محصولات دیگر را دارند و البته خود آنزیم در پایان یک واکنش کاتالیزی دچار تغییر نمی گردد.  این واکنش ها در شرایط معمولی رخ نمی دهند و نیاز به وجود شرایط آزمایشگاهی پایدار و ایجاد اسیدیته و دمای مناسب دارند. مهمترین کاربردی که آنزیم‌ها در حوزه حفاظت و مرمت آثار تاریخی دارند و به بررسی آن پرداخته شده است شامل: تمیز کاری و حذف رزین های اکریلیکی از سطوح آثار نقاشی با استفاده از لیپاز، زدودن چسب‌های قدیمی از آثار و بازکردن تکیه گاه‌های اشیاء و آثار که دارای چسب‌های با ماهیت مرتبط با فرایند‌های آنزیمی و فعالیت آنزیم می‌باشند. آنزیم‌ها در هنگام واکنش آنزیمی و تمیز کاری در آثار تاریخی با مکانیزم تجزیه چرک تشکیل شده از مولکول بزرگ به مولکولهای کوچکتر قابل حل بر طبق فرضیه قفل و کلید، واکنش می دهند.مهمترین آنزیم‌هایی که در حوزه حفاظت و مرمت کاربرد داشته و دارد، الفا آمیلاز، پروتئاز و لیپاز می باشد. این مواد به عنوان کاتالیست های آبی سرعت واکنش های شیمیایی را به طور قابل توجهی( تا۱۰ میلیون برابر) افزایش می دهند و با این عمل مواد چرکی را از سطح آثار پاک می کنند. البته هر آنزیمی قابلیت تاثیر بر مواد و چسب و رزین خاص و منحصر به فرد را دارد و بر طبق نوع ماده مورد نظر، آنزیم آن جهت واکنش انتخاب می گردد. مهمترین مواردی که در بررسی این موضوع با آن برخورد می کنیم شامل: حیطه کاربرد آنزیم‌ها در این حوزه، شرایط نگهداری آنزیم‌ها در حالت عادی، ایجاد شرایط آزمایشگاهی مناسب در حین کار با آنزیم‌ها، تاثیرات ثانویه استفاده از آنزیم بر آثار، حذف بقایای برجا مانده در آثار می باشد.  اهداف این پروژه شامل موارد زیر می باشد: شناخت آنزیم‌ها و نحوه فعالیت آنها در یک واکنش آنزیمی؛ شناسایی آنزیم‌های قابل استفاده در حفاظت و مرمت و نحوه عملکرد آنها در این آثار؛ بررسی و مشاهده نتایج کار ازمایشگاهی جهت برداشتن چسب نشاسته ای از سطح اثار. در این پروژه ما با این فرضیه شروع به بحث می کنیم که آنزیم‌ها به عنوان مواد پروتئینی قابلیت تاثیر بر برخی از واکنش ها را دارند و می توان از آنها در تمیزکاری که یکی از مراحل حفاظت و مرمت آثار تاریخی می باشد، استفاده کرد. در بخش پایانی این پروژه بر روی دو موضوع اساسی از فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز در حوزه مرمت بررسی هایی صورت گرفته است که یکی استفاده از کمترین میزان آنزیم آلفا آمیلاز که نتایج آن به شکل کیفی در جدول هایی ارائه شده است. و در بخش بررسی های دستگاهی در ابتدا با استفاده از روش ATR FT-IR بررسی صورت گرفته ولی به دلیل کم بودن غلظت نشاسته تفاوت معنادار در طیف های به دست آمده دیده نمی شود که تحلیل آن ارائه شده است ولی در بررسی های با استفاده از SEM در چهار مرحله تصویربرداری انجام شده است که نتایج به دست آمده نشان می دهد که موضوع بقایای آنزیمی که یکی از چالش های اساسی در مرمت آنزیم به شمار می رودف با این روش تا حدود زیادی مرتفع شده است و با یک مرحله شستشو با آب دیونیزه به حذف بخش اعظم این بقایای آنزیمی دست یافته شد.