بهینه سازی مصرف عصاره‌ی متانولی برگ گیاه گلرنگ توسط دستگاه

-284511721922

47625-38544547625-385445دانشگاه آزاد اسلامی واحد دامغاندانشکده کشاورزی
پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”در رشته مهندسی صنایع غذایی
گرایش کشاورزی
عنوان:بهینه سازی مصرف عصاره‌ی متانولی برگ گیاه گلرنگ توسط دستگاه اولتراسوند به روش سطح پاسخ
استاد راهنما:
دکتر حسین جلالی
استاد مشاور:
دکتر لیلا نوری
نگارش:حسین شامانی
شهریور 92
2595245-381635

ستایش برای خداست آن نخستین بی آغاز و واپسین بی انجام
ستایش برای خداست که خود را به ما شناساند و شیوه سپاسگزاری از خود رابه ما آموخت
و درهای علم به پروردگاریش را به روی ما گشود
و ما را به اخلاص ورزیدن به توحید خود رهنمون ساخت .  (صحیفه سجادیه)
تقدیم به :
و بعد از مدتها، پس از پیمودن راههای فراوان که با حضور شیرین اساتید عزیزم، با راهنماییها و دغدغه های فراوانشان و شیطنتهای زیبای آن دوران، نگاههای پدر ومادرم، با چشمهای پر از برق شوق ، که خستگیهای این راه را به امید روشنی راه تبدیل کرده و امیدوارم بتوانم در آینده ی نزدیک جوابگوی این همه محبت آنها باشم……………اکنون، با احترام فراوان برای این همه تلاش این عزیزان برای موفقیت من…. ….این پایان نامه را به پدربزرگوار و مادرم مهربانم ، اساتید عزیز و دوست داشتنی ام تقدیم میکنمامیدوارم قادر به درک زیباییهای وجودشان باشم…………….
فهرست مطالب
TOC \h \z \t “،صل;1;تیتر 1;1;تیتر 2;1” چکیده PAGEREF _Toc405832451 \h 1فصل اول:مقدمه PAGEREF _Toc405832452 \h 21-1-مقدمه: PAGEREF _Toc405832453 \h 2فصل دوم : کلیات و بررسی منابع PAGEREF _Toc405832454 \h 52- 1-رادیکال های آزاد و اکسیداسیون روغنها و چربی ها PAGEREF _Toc405832455 \h 52-1-1-رادیکال‌های آزاد PAGEREF _Toc405832456 \h 52-1-2-پیامدهای پاتولوژیک رادیکال‌های آزاد PAGEREF _Toc405832457 \h 52-1-3-انواع رادیکال‌های آزاد PAGEREF _Toc405832458 \h 62-1-3-1رادیکال های آزاد اکسیژن‌دار PAGEREF _Toc405832459 \h 62-1-3-2-رادیکال‌های آزاد فلزی PAGEREF _Toc405832460 \h 82-2-اکسیداسیون روغن‌ها و چربی‌ها PAGEREF _Toc405832461 \h 82-2-1-فتواکسیداسیون PAGEREF _Toc405832462 \h 82-2-2-اکسیداسیون آنزیماتیک PAGEREF _Toc405832463 \h 92-2-3-اکسیداسیون اسید های چرب به وسیله آنزیم لیپوکسی ژناز PAGEREF _Toc405832464 \h 102-2-4-اکسیداسیون خود‌به‌خودی PAGEREF _Toc405832465 \h 102-3- آنتی‌اکسیدان‌ها PAGEREF _Toc405832466 \h 112-3-1-آنتی‌اکسیدانهای سنتزی PAGEREF _Toc405832467 \h 122-3-2-1- کاروتنوئیدها PAGEREF _Toc405832468 \h 162-3-2-2-توکوفرولها PAGEREF _Toc405832469 \h 162-3-2-3-اسید اسکوربیک PAGEREF _Toc405832470 \h 172-3-2-4-ترکیبات فنولیک PAGEREF _Toc405832471 \h 182-3-2-4-1-فنولیک‌های ساده PAGEREF _Toc405832472 \h 182-3-2-4-2-اسید و آلدهیدهای فنولیک PAGEREF _Toc405832473 \h 192-3-2-4-3-استوفنون‌ها و فنیل استیک اسیدها PAGEREF _Toc405832474 \h 202-3-2-4-4-سینامیک اسیدها PAGEREF _Toc405832475 \h 202-3-2-4-5-کومارین‌ها PAGEREF _Toc405832476 \h 212-3-2-4-6-فلاونوئیدها PAGEREF _Toc405832477 \h 212-3-2-4-6-1-چالکون‌ها PAGEREF _Toc405832478 \h 212-3-2-4-6-2-ارون‌ها PAGEREF _Toc405832479 \h 222-3-2-4-6-3- فلاونوئیدها PAGEREF _Toc405832480 \h 222-3-2-4-6-3-1-فلاوانون‌ها PAGEREF _Toc405832481 \h 242-3-2-4-6-3-2-فلاوانونول‌ها PAGEREF _Toc405832482 \h 242-3-2-4-6-3-3-لکوآنتوسیانیدین‌ها PAGEREF _Toc405832483 \h 242-3-2-4-6-3-4-فلاون‌ها PAGEREF _Toc405832484 \h 262-3-2-4-6-3-4-1-کوئرستینها PAGEREF _Toc405832485 \h 262-3-2-4-6-3-4-2-کتچینها PAGEREF _Toc405832486 \h 272-3-2-4-6-3-4-3-پروآنتوسیانینها PAGEREF _Toc405832488 \h 272-3-2-4-6-3-5-آنتوسیانیدین‌هاو داکسی آنتوسیانیدین‌ها PAGEREF _Toc405832489 \h 282-3-2-4-6-3-6-آنتوسیانین‌ها PAGEREF _Toc405832490 \h 292-3-2-4-6-4-بی‌فلاونیل‌ها PAGEREF _Toc405832491 \h 292-3-2-4-6-5-بنزوفنون‌ها، زانتون‌ها و استیلبن‌ها PAGEREF _Toc405832492 \h 292-3-2-4-6-6-بنزوکینون‌ها، آنتراکینون‌ها و نفتاکینون‌ها PAGEREF _Toc405832493 \h 292-3-2-4-6-7-بتاسیانین‌ها PAGEREF _Toc405832494 \h 292-3-2-4-6-8-لیگنان‌ها PAGEREF _Toc405832495 \h 302-3-2-4-6-9-لیگنین PAGEREF _Toc405832496 \h 302-3-2-4-6-10-تانن‌ها PAGEREF _Toc405832497 \h 302-4-ارزیابی توانایی آنتی‌اکسیدانی روغن‌ها و چربی‌های خوراکی PAGEREF _Toc405832498 \h 302-4-1-نگهداری در شرایط انبار PAGEREF _Toc405832499 \h 312-4-2-آزمایش‌های جذب اکسیژن PAGEREF _Toc405832500 \h 312-4-3-آزمایش‌های نگهداری در گرمخانه PAGEREF _Toc405832501 \h 322-4-4-روش اکسیژن فعال PAGEREF _Toc405832502 \h 322-4-5-روش فسادسنجی PAGEREF _Toc405832503 \h 322-4-6-تجزیه حرارتی تفاضلی PAGEREF _Toc405832504 \h 322-5-اندازه‌گیری میزان اکسیداسیون در روغن‌ها و چربی‌ها PAGEREF _Toc405832505 \h 332-5-1-اندیس پراکسید PAGEREF _Toc405832506 \h 332-5-2-اندیس تیوباربیتوریک(TBA) PAGEREF _Toc405832507 \h 332-5-3-اندیس آنیزیدین PAGEREF _Toc405832508 \h 342-5-4-اندیس توتوکس یا عدد اکسیداسیون PAGEREF _Toc405832509 \h 342-5-5-آزمایش کرایس PAGEREF _Toc405832510 \h 342-5-6-جذب در ناحیه طیف U.V PAGEREF _Toc405832511 \h 352-6-استخراج PAGEREF _Toc405832512 \h 352-6-1- روش‌های استخراج PAGEREF _Toc405832513 \h 352-6-1-1- روش سوکسله ( استخراج با حلال) PAGEREF _Toc405832514 \h 352-6-1-2- امواج فراصوتی PAGEREF _Toc405832515 \h 362-6-1-2-1-مکانیسم تاثیر‌گذاری امواج فراصوت با شدت بالا PAGEREF _Toc405832516 \h 382-6-2-1-2-1-کاویتاسیون PAGEREF _Toc405832517 \h 382-6-1-2-2- تاریخچه استفاده از اولتراسوند PAGEREF _Toc405832518 \h 392-6-1-3-امواج مایکروویو PAGEREF _Toc405832519 \h 442-7-گیاه گلرنگ PAGEREF _Toc405832520 \h 442-7-1-گونههای گلرنگ از نظر مورفولوژی و گیاهشناسی و پراکندگی PAGEREF _Toc405832521 \h 44فصل سوم: مواد و روش ها PAGEREF _Toc405832522 \h 463-1- مواد PAGEREF _Toc405832523 \h 473-1-1- گیاه گلرنگ PAGEREF _Toc405832524 \h 473-2- روش ها PAGEREF _Toc405832525 \h 473-2-1- آمادهسازی نمونه گیاهی مورد نیاز PAGEREF _Toc405832526 \h 473-2-2- استخراج ترکیبات آنتیاکسیدانی PAGEREF _Toc405832527 \h 483-2-2-1- روش ماسراسیون PAGEREF _Toc405832528 \h 493-2-2-2- استخراج با اولتراسوند PAGEREF _Toc405832529 \h 493-2-2-2-1- نحوه تعیین سطوح pH PAGEREF _Toc405832530 \h 493-3- آزمونهای شیمیایی PAGEREF _Toc405832531 \h 523-3-1- اندازهگیری مقدار کل ترکیبات فنولیک PAGEREF _Toc405832532 \h 523-3-2- رسم منحنی استاندارد برای رابطه جذب و غلظت اسید گالیک PAGEREF _Toc405832533 \h 533-3-3- تعیین فعالیت آنتیرادیکالی PAGEREF _Toc405832534 \h 533-3-4-آزمون رنسیمت: PAGEREF _Toc405832535 \h 543-4- روش آماری PAGEREF _Toc405832536 \h 55فصل چهارم: نتایج و بحث PAGEREF _Toc405832537 \h 564-1- انتخاب بهترین مدل PAGEREF _Toc405832538 \h 564-2- اندازه گیری محتوای ترکیبات فنولی عصاره گیاه گلرنگ PAGEREF _Toc405832539 \h 574-2-1- اثر سه فاکتور دما، زمان و pH بر روی استخراج ترکیبات فنولیک PAGEREF _Toc405832540 \h 584-2-2-اثر روش استخراج بر مقدار استخراج عصاره استحصالی و مقدار کل ترکیبات فنولیک عصاره برگ گلرنگ PAGEREF _Toc405832541 \h 624-3-اثرسه فاکتور دما، زمان و pH مختلف بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره PAGEREF _Toc405832542 \h 634-4-1-اثر روش استخراج بر قدرت رادیکال گیرندگی عصاره گلرنگ PAGEREF _Toc405832543 \h 664-5-بررسی اثر سه فاکتور دما، زمان و pH بر روی قدرت پایدارکنندگی روغن سویا PAGEREF _Toc405832544 \h 674-5-1-اثر روش استخراج بر روی میزان پایدارکنندگی روغن سویا PAGEREF _Toc405832545 \h 70فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری PAGEREF _Toc405832546 \h 71منابع PAGEREF _Toc405832547 \h 73
فهرست جدول ها
TOC \h \z \t “جدول;1” جدول2-1-واکنش های زنجیره ای اکسیداسیون PAGEREF _Toc405832548 \h 12جدول2-2-طبقه‌بندی ترکیبات فنولیک بر اساس تعداد کربن PAGEREF _Toc405832549 \h 19جدول2-3-لیست مطالعاتی که از التراسوند به عنوان تکمیل کننده روش استخراج ترکیبات غذایی مختلف استفاده شده است: PAGEREF _Toc405832550 \h 41جدول 3-1 تجهیزات مورد استفاده PAGEREF _Toc405832551 \h 46جدول 3-2- مواد مصرفی PAGEREF _Toc405832552 \h 47جدول 3-3 _تیمارهای طراحی شده در آزمون سطح پاسخ بر اساس مدل باکس بنکن در 3 فاکتور در سه سطح PAGEREF _Toc405832553 \h 50جدول 4-1Sum of squar- PAGEREF _Toc405832554 \h 57
فهرست شکل ها
TOC \h \z \t “شکل;1” شکل 2-1 تفاوت هیدروپراکسیدهای حاصل از اتواکسیداسیون و فتواکسیداسیون اسید لینولئیک PAGEREF _Toc405832578 \h 9شکل2-2- بوتیلید هیدروکسی آنیزول PAGEREF _Toc405832579 \h 12شکل2-3- بوتیلید هیدروکسی تولوئن PAGEREF _Toc405832580 \h 13شکل2-4- ترت بوتیل هیدروکینون PAGEREF _Toc405832581 \h 14شکل2-5-پروپیلن گالات PAGEREF _Toc405832582 \h 15شکل 2-6- ساختار توکوفرول و توکوتری انول PAGEREF _Toc405832583 \h 17شکل 2-7-ساختار اسید آسکوربیک PAGEREF _Toc405832584 \h 18شکل2-8-ساختار مولکولی رزورسینول PAGEREF _Toc405832585 \h 18شکل2-9-ساختار مولکولی وانیلین PAGEREF _Toc405832586 \h 20شکل2-10-ساختار مولکولی سینامیک، کافئیک و فرولیک اسید PAGEREF _Toc405832587 \h 20شکل2-11-ساختار مولکولی چالکون و دی‌هیدروچالکون PAGEREF _Toc405832588 \h 21شکل2-12-ساختار مولکولی ارون PAGEREF _Toc405832589 \h 22شکل2-13-ساختار مولکولی فلاونوئیدها PAGEREF _Toc405832590 \h 22شکل2-14-ساختار پایه فلاونوییدها PAGEREF _Toc405832591 \h 24شکل 2-15-ساختار فلاوونول، آنتوسیانیدین و فلاوان 3ال PAGEREF _Toc405832592 \h 25شکل2-16-ساختار مولکولی کوئرستین و کامفرول PAGEREF _Toc405832593 \h 26شکل2-17-اکسیداسیون کوئرستین طی انجام فرآیند آنتی اکسیدانی PAGEREF _Toc405832594 \h 27شکل2-18-ساختارشیمیایی پروآنتوسیانینها PAGEREF _Toc405832595 \h 28شکل 2-19-طبقه بندی تانن ها PAGEREF _Toc405832596 \h 31شکل2-20-دامنهامواجصوتیمختلف PAGEREF _Toc405832597 \h 36شکل 2-21-شمای تشکیل پدیده حفرگی PAGEREF _Toc405832598 \h 37شکل 2-22-گیاه گلرنگ PAGEREF _Toc405832599 \h 45شکل 3-1 بوته گلرنگ PAGEREF _Toc405832600 \h 48شکل 3-2 برگ گلرنگ خشک شده PAGEREF _Toc405832601 \h 48شکل 3-3 نمونه تحت تاثیر امواج اولتراسوند PAGEREF _Toc405832602 \h 51شکل 3-4 مرحله سانتریفوژ PAGEREF _Toc405832603 \h 51شکل 3-5 حذف حلال توسط دستگاه تبخیر گردان تحت خلا PAGEREF _Toc405832604 \h 51شکل 3-6 حذف نهایی حلال توسط آون تحت خلآ PAGEREF _Toc405832605 \h 52شکل 3-7 دستگاه رنسیمت PAGEREF _Toc405832606 \h 54شکل4-1- نمودار استاندارد تست فولین بر حسب اسید گالیک PAGEREF _Toc405832607 \h 57شکل 4-2- اثرمتقابل دو متغیر دما و زمان بر روی میزان استخراج ترکیبات فنولیک PAGEREF _Toc405832608 \h 58شکل 4-3- اثر متقابل دو متغیر زمان و pH بر روی میزان استخراج ترکیبات فنولیک PAGEREF _Toc405832609 \h 58شکل 4-4- اثر متقابل دو متغیر دما و pH بر روی میزان استخراج ترکیبات فنولیک PAGEREF _Toc405832610 \h 59شکل 4-5-desirability for total phenolic PAGEREF _Toc405832611 \h 61شکل4-6- مقایسه مقادیر مشاهده شده با مقادیر پیش بینی شده حاصل از هر تیمار PAGEREF _Toc405832612 \h 61شکل4-7- اثر نوع روش بر بازده استخراج عصاره PAGEREF _Toc405832613 \h 62شکل 4-8-اثر روش استخراج بر مقدار کل ترکیبات فنولیک عصاره PAGEREF _Toc405832614 \h 63شکل 4-9- اثر متقابل دو متغیر زمان ودما بر روی شاخص IC50 PAGEREF _Toc405832615 \h 64شکل 4-10- اثر متقابل دو متغیر زمان و pH بر روی شاخص IC50 PAGEREF _Toc405832616 \h 64شکل 4-11- اثر متقابل دو متغیر دما و pH بر روی شاخص IC50 PAGEREF _Toc405832617 \h 65شکل4-12-desirability for IC50 PAGEREF _Toc405832618 \h 66شکل 4-13- اثر روش استخراج بر روی میزان فعالیت خورندگی رادیکالهای آزاد (شاخص IC50) PAGEREF _Toc405832619 \h 67شکل 4-14- اثرمتقابل دو متغیر زمان و دما بر روی قدرت پایدارکنندگی PAGEREF _Toc405832620 \h 67شکل 4-15- اثر متقابل دو متغیر زمان و pH بر روی قدرت پایدارکنندگی PAGEREF _Toc405832621 \h 68شکل 4-16- اثر متقابل دو متغیر دما و pH بر روی قدرت پایدارکنندگی PAGEREF _Toc405832622 \h 68شکل4-17-همبستگی مقدار واقعی و مشاهده شده در مورد I.T PAGEREF _Toc405832623 \h 69شکل 4-18-Desirability for I.T PAGEREF _Toc405832624 \h 69شکل 4-19- اثر روش استخراج برروی میزان پایداری روغن سویا(شاخص I.T) PAGEREF _Toc405832625 \h 70
چکیدهکانون توجهات تحقیقات اخیر، مواد فتوشیمیایی مشتق شده از گیاهان بودهاند که ناشی از اثرات مثبت آنها بر سلامتی بشر بوده است. مواد غذایی را درطی فرآوری در کارخانجات میتوان با ترکیبات فعالاز قبیل ترکیبات فنولی که دارای فواید و خصوصیات فیزیولوژیکی از جمله ضدآلرژی، ضدالتهاب، ضدمیکروبی، آنتی‌اکسیدانیو… میباشند، غنیسازی نمود. اثرات سودمند موجود در ترکیبات فنولیک به خصوصیت آنتیاکسیدانی آنها مربوط میشود.در این پژوهش، بهینه‌سازی فرایند استخراج ترکیبات فنولیک از عصاره متانولی 80 درصد (حجمی-حجمی) گیاه گلرنگ با نام علمی Carthamustinctorious Lاز خانواده کمپوزیته و یا آستراسه توسط آزمون فولین سیوکالتو انجام گردید. برای بهینه سازی فرایند در آزمون ها 3 فاکتور زمان (5،20،35 دقیقه)، دما (15،30و45درجه سانتیگراد) و pH (6،7و 8) مورد بررسی قرار گرفت. این طرح از طریق Box-Behnken در 3 فاکتور و سه سطح که شامل 19 آزمون است انجام شد.در طی آزمون ها مربوط به بهینه سازی فرایند استخراجی که در شرایط (دمای 40 درجه سانتیگراد،زمان 32 دقیقهو3/7pH=)انجام شد دارای بیشترین میزان استخراج ترکیبات فنولیک به میزان 16 میلی گرم گالیک اسید (استاندارد ترکیبات فنولیک)به ازای هر 1 گرم از پودر خشک گیاه ثبت شد. در بررسی نتایج و روند نمودارها در هر دو فرایند، زمان به عنوان موثرترین فاکتور شناسایی شد.
برای بررسی فعالیت آنتی‌اکسیدانی، علاوه بر آزمون فولین، آزمون DPPH و همچنین در ادامه به بررسی قدرت پایدارکنندگی روغن سویا توسط عصاره‌های استحصالی توسط آزمون رنسیمت پرداخته شد.در آزمون‌های مربوط به بهینه‌سازی عصاره‌ای که در شرایط (دمای C˚31، زمان 40 دقیقه و 9/6pH=) و (دمای C˚34،زمان 41 دقیقه و 7= pH) استخراج شدند به ترتیب باmg/ml57/0IC50=وh7/7I.T=، دارای بیشترین قدرت آنتی‌اکسیدانی و قدرت پایدارکنندگی روغن سویا بودند.
فصل اول:مقدمه1-1-مقدمه:کانون توجهات تحقیقات اخیر، مواد فتوشیمیایی مشتق شده از گیاهان بودهاند که ناشی از اثرات مثبت آنها بر سلامتی بشر بوده است. مواد غذایی را درطی فرآوری در کارخانجات میتوان با ترکیبات فعال از قبیل ترکیبات فنولی که دارای فواید و خصوصیات فیزیولوژیکی از جمله ضدآلرژی، ضدالتهاب، ضدمیکروبی، آنتی‌اکسیدانیو… میباشند، غنیسازی نمود. اثرات سودمند موجود در ترکیبات فنولیک به خصوصیتآنتیاکسیدانی آنها مربوط میشود (61). تحقیقاتی در سالهای اخیر روی میزان ترکیبات فنولیک موجود در محصولات کشاورزی و پس‌مانده صنعتی آنها و میزان در دسترس بودن این ترکیبات انجام شده است. ترکیبات فنولیک دارای یک یا چند گروه هیدروکسیل متصل به یک حلقه آروماتیک شده میباشد. اصطلاح فنولیک دسته بسیار بزرگی از ترکیبات را تحت پوشش قرار میدهد که در دو گروه اصلی، اسیدهای فنولیک و فلاونوئیدها قرار میگیرند اسیدهای فنولیک شامل اسیدهایی چون کافئیک، گالیک، پیکوماریک، الایژیک و… هستند.از ترکیبات فلاوونوئیدی می‌توانآپژنین، لوتئولین، کوئرسیتین، ایزورامنتین، کامپفرول و… را نام برد. ازنقطه نظر استخراج ترکیبات مؤثره از محصولات کشاورزی و یا پسماندههایصنعتی، میزان استخراج ترکیبات فعالآنها از جمله ترکیبات فنولیک بسیار مهم است و میزان حضور ترکیبات فنولیک در محصولات غذایی به صورت طبیعی و یا غنی‌شده نشان دهنده ارزش غذایی آن محصول در حفظ سلامتی بشر است به همین جهت در فرایند استخراج عواملی چون نوع حلال، نسبت نمونه به حلال، مدت زمان استخراج و دما بسیار مهم هستند. همچنین نحوه عمل استخراج میتواند به صورت سنتی از طریق روشهایی مانند سوکسوله و غرقابی و یا از طریق فناوریهای جدیدی چون مایکروویو و یا امواج مافوق صوت صورت گیرد. تاثیر فرآوریهای جدید در مقایسه با روشهای سنتی از نظر صرفهجویی در زمان و انرژی و همچنین افزایش بازده استخراج مشخص شده است بررسی نتایج حاصل از تاثیر فاکتورهای مختلف در میزان استخراج با روش اولتراسوند از طریق روش آماری آزمون سطح پاسخ صورت گیرد چون در این روش آماری با حداقل آزمون انجام شده بیشترین اطلاعات ممکن از روند میزان استخراج به دست خواهد آمدگیاه گلرنگ با نام علمیL Carthamustinctorious از خانواده کمپوزیته و یا آستراسه است. در ایران این گیاه با نام های گلرنگ، کاشفه، چورک و… موسوم است.کشت آن در ایران سابقه طولانی دارد و بیش از 50 رقم از آن شناسایی شده که هر یک بخوبی با شرایط خاص جوی محل خود از قبیل گرم وخشک و کویری و اراضی با غلظت املاح بالا خو گرفته است.لذا با توجه به اهمیت استفاده از ترکیبات فنولیک درسیستم های غذایی و بیولوژیکی و وجود اثرات سرطان زائی در آنتی‌اکسیدان های سنتزی لزوم اهمیت بیشتر به آنتی‌اکسیدان های طبیعی مشخص است در کاربرد آنتی‌اکسیدان های طبیعی، یکی از مشکلات مهم، بازده استخراج از گیاهان و حفظ خواص موثره آنتی اکسیدانها است از این رو اهمیت کاربرد فرایندهای استخراج غیر حرارتی،افزایش صرفه جویی در میزان مصرف حلال، زمان و انرژی ودر ضمن بالا بردن میزان بازده استخراج ترکیبات فنولیک کاملا مشهود است.ازآنجا که واریته های گیاه گلرنگ در کشورهای مختلفو شرایط آب و هوایی مختلف رشد می‌‌کند در این تحقیق به عنوان گیاهی که بهینه سازی فرایند استخراج ترکیبات فنولیک آن، به عنوان تجربه‌ای درسایر کشورها، قابل استفاده است، انتخاب شد. اهداف ما در این تحقیق عبارتند از :
الف) بررسی و مقایسه استخراج ترکیبات فنولیک از عصاره گیاه گلرنگ با استفاده از دو روش اولتراسوند و غرقابی
ب) بررسی اثر همزمان 3 فاکتور زمان، دما و pH، در طرح Box- Behnken جهت دستیابی به حداکثر اطلاعات در خصوص روند فرایند استخراج ترکیبات فنولیک براساس حداقل دفعات آزمایش
پ) مقایسه نتایج حاصل از آزمون فولین و DPPH جهت تعیین قوی‌ترین عصاره از نظر داشتن ترکیبات فنولیک بیشتر و قابلیت بالای خورندگی رادیکال های آزاد
ت) مقایسه فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره های استخراجی با آنتی اکسیدان تجاری
ث) بررسی و مقایسه پایداری روغن سویا با استفاده از عصاره گیاه گلرنگ در دو روش غرقابی و اولتراسوند
فصل دوم : کلیات و بررسی منابع2- 1-رادیکال های آزاد و اکسیداسیون روغنها و چربی ها2-1-1-رادیکال‌های آزادرادیکال آزاد عبارت از یک اتم یا ملکول دارای الکترون جفت نشده به صورت آنیونی، کاتیونی یا غیر یونی می‌باشد که می‌تواند به طور مستقل وجود داشته باشد(73). رادیکال‌های آزاد از نظر انرژی ناپایدار، بسیار فعال و با عمر کوتاه هستند بنابراین با حذف یا جفت کردن الکترون های اطرافش یک رادیکال می‌تواند به پایداری برسد. حاصل جدا شدن الکترون از سوبسترا‌های متنوع منجر به ایجاد رادیکال‌های آزاد جدید در محیط می‌گردد(49).
بدین ترتیب حضور یک رادیکال آزاد می‌تواند منشاء یک سری واکنش های زنجیره ای انتقال الکترون شود. مهمترین مکانیسم آسیب رادیکال های آزاد به شرح زیر است:
_تخریب پروتئین ها
_آسیب به اسید نوکلئیک و DNA و ایجاد جهش
_اکسیداسیون باند دوگانه اسیدهای چرب در چربی‌های غشاء و تغییر در ساختمان و فعالیت غشاء(61و60).
2-1-2-پیامدهای پاتولوژیک رادیکال‌های آزادرادیکال‌های آزاد به عنوان عامل بسیاری از بیماری‌ها به شمار می‌روند که صدمات بافتی باعث افزایش تولید رادیکال‌های آزاد شده و حضور رادیکال‌های آزاد خود معلول بیماری باشد(21).
در صورتی که تولید رادیکال‌های آزاد به هر دلیلی مانند استرس‌های فیزیکی، مجاورت با اشعه و …افزایش یابد پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء نیز افزایش یافته و باعث اکسیداسیون پروتئین‌ها و مواد ژنتیکی داخل سلولی مثل DNA شده و منجر به اختلالات متابولیک وخیم، واکنش‌های التهابی در عروق محیطی و آترواسکلروز می شود(6و25).
رادیکال‌های آزاد اکسیژن‌دار به اختصار (OFRS) نامیده می شوند که قسمتی از گروه بزرگتری به نام (ROS) هستند. گروه ROS علاوه بر رادیکال‌های آزاد اکسیژن‌دار شامل پراکسیدهیدروژن، اسید هیپوکلرو و سایر ترکیبات N-chloramine می‌باشد که این ترکیبات همگی بیشتر از اکسیژن خاصیت اکسیدکنندگی دارند(61).
2-1-3-انواع رادیکال‌های آزاد2-1-3-1رادیکال های آزاد اکسیژن‌دارالف-رادیکال آزاد سوپراکسید :(o.-2)
این رادیکال‌ها از احیاء الکترونی اکسیژن تولید می‌شوند و رفتار شیمیایی آن به نوع ماده‌ای که در آن حل می‌شود بستگی دارد به عنوان مثال فعالیت آن در آب کم است این رادیکال در محلول‌های آبی اغلب به عنوان یک ماده احیاکننده عمل می‌کند به طور مثال موجب احیاشدن نمک های‌آهن فریک به فرو می‌شود(61).
ب-رادیکال آزاد هیدروکسیل :(O.H)
چلات ویژه آهن دو ظرفیتی و مس یک ظرفیتی که قادر به انتقال دادن الکترون به پراکسیدهیدروژن می باشند باعث شکسته شدن باند O-O می‌شود و آنرا به دو جزء آب و رادیکال هیدروکسیل تبدیل می کند (O_H) یکی از قوی‌ترین اکسیدان های شناخته شده است که می تواند آغازگر فرایندهایی از قبیل لیپد پراکسیداسیون زنجیر DNA و…باشد و هر ملکول ارگانیکی را با اکسیژن ترکیب می کند البته این واکنش پذیری با توکسیسته مترادف نمی‌باشد این رادیکال در اثر قرارگرفتن در برابر اشعه یونیزان هم تولید می‌شود این رادیکال فعالترین رادیکال اکسیژن‌دار شناخته شده است.(61)
(واکنش 1)H-O-H→ O.H+H
ج_رادیکال آزاد پراکسی: (ROO.)
این رادیکال در اثر پراکسیداسیون چربی‌ها و تشکیل ترکیبات پراکسیدی بوجود می‌آید. این رادیکال آزاد در فسفو لیپدهای غشاء در اثر واکنش اکسیداتیو تشکیل می‌گردد(74).
د_رادیکال آزاد نیتریک اکسید: (NO.)
اکسید نیتریک (NO) و دی اکسید نیتروژن (NO2) در ساختمان خود الکترون جفت نشده دارند.NO. در دمای بدن با اکسیژن ترکیب و NO2 به وجود آورد که قادر به گرفتن اتم‌های هیدروژنی چربی‌های غشاء و آغاز پراکسید شدن چربی‌ها است در ضمن می‌تواند با گرفتن رادیکال سوپراکسید تولید رادیکال هیدروکسید نمایند(4661).
(واکنش 2)NO.+O.-2→ONOO-(Peroxynitrite)
(واکنش3)ONOOH →ONOO-+H+
(واکنش4)O.H+NO.→ONOOH
ه_رادیکال‌های : (RO-)
این رادیکال‌ها در اثر Autooxidation چربی‌ها و واکنش‌های اکسیداتیو در فسفولیپدهای غشا به وجود آمده و باعث ایجاد زنجیره متیلن در چربی‌ها و سپس شکسته شدن آن و تولید مالون‌دی‌آلدهید (MDA) می‌شوند رادیکال RO. مشابه ROO. می باشد و اثرات مخرب آنها یکسان است(4).
و_اکسیژن منفرد: (O2)
آرایش الکترون‌ها در O2به نحوی است که با وجود اینکه دارای دو الکترون جفت نشده است اغلب مواد را با سرعت بسیار کمتریدر دمای اتاق اکسید می کند. با یک تغییر ساده در آرایش الکترون‌ها می‌توان فعالیت اکسیژن را به میزان زیادی افزایش داد وآن را به دو اکسیژن منفرد که یک اکسید کننده قوی است تبدیل کرد. بطور مثال سرعت اکسید شدن چربی ها توسط O2 فوق العاده آهسته است در حالیکه اکسیژن‌های منفرد قادرند چربی‌ها را با سرعت زیادی به پراکسیدهای چربی تبدیل کنند(61).
ز_ازن: (O3)
ازن گازی است به رنگ آبی کم رنگ که سپر محافظتی مهمی را در مقابل تشعشع فرابنفش خورشید فراهم می‌سازد و ازن در سطح زمین ماده سمی ناخواسته‌ای است که در اثر تابش نور بر بعضی از مواد شیمیایی در هوای آلوده شهری تولید می شود. ازن موجب تحریک و سوزش چشم ها، بینی و ریه‌ها می‌شود این گاز قادر به اکسیدکردن و تخریب پروتئین‌ها،DNA و چربی‌ها می باشد. این پدیده از اکسیداسیون‌های مستقیم محسوب نمی‌شوند زیرا ازن یک رادیکال آزاد به مفهوم خاص کلمه نیست و تنهایی موجب شروع و انجام واکنش‌های زنجیره ای رادیکال آزاد نمی‌شود(7).
2-1-3-2-رادیکال‌های آزاد فلزیاجزای زنجیره انتقال الکترونی و آنزیم‌هایی که از اکسیژن استفاده می کنند حاوی فلزاتی از قبیل آهن و گاهی مس هستند که نقش مهمی را در واکنش های Autooxidation ایفا می کنند. بعنوان مثال واکنش های اپی‌نفرین و اسید اسکوربیک با O2در غیاب بودن آهن یا مس، بسیار آهسته است پس وجود آهن و مس آزاد در بدن انسان به علت سرعت بخشیدن به واکنش‌های Auto oxidation خطرناک می‌باشد در ضمن این یون‌ها در اثر واکنش با پراکسیدهیدروژن رادیکال‌های فوق‌العاده خطرناک O.H را بوجود می آورند(48و60)
فلزات یاد شده در مواد غذایی نیز قادر به انجام چنین واکنشهایی هستند.
(واکنش 5) Mn++H2O2→ M(n+1)++ O.H+O-H
2-2-اکسیداسیون روغن‌ها و چربی‌ها2-2-1-فتواکسیداسیونفتواکسیداسیون یا اکسیداسیون حساس شده به نور در مواد غذایی اساسا از طریق مکانیسم زیر انجام می شود.
(واکنش 6) 3S*→1s*→1S+hv
(واکنش 7)1O2+1S→2S +3O2
(واکنش 8)LOOH→1O2+LH
در این مکانیسم 1S که یک حساس کننده4 نظیر کلروفیل است انرژی ماوراء بنفش (hv) را جذب کرده و برانگیخته می شود. حساس کننده برانگیخته شده می‌تواند به حساس کننده یگانه تبدیل شود. یا اینکه انرژی خود را به ملکول پایه اکسیژن که به فرم سه گانه 3O2 می‌باشد منتقل کرده و تولید اکسیژن یگانهنماید (1O2) (26). اکسیژن یگانه که به شدت الکتروفیل است می‌تواند به طور مستقیم به اسیدهای چرب غیر‌اشباع حمله کرده و به خاطر چگالی الکترونی بالای پیوندهای مضاعف، تولید رادیکال پراکسی،(LOO.)و نهایتا هیدروپراکسید (LOOH)می نماید.
(واکنش9) LOOH→LOO.→1O2+LH
مشخص شده که اکسیژن یگانه 1000 تا 1500 بار سریعتر از اکسیژن سه‌گانه واکنش می‌دهد(44). به این ترتیب در مقایسه با اتواکسیداسیون، فتواکسیداسیون واکنشی بسیار سریعتر است. هم چنین مکانیسم اکسیداسیون از نظر نوع و مقدار هیدروپراکسیدهای حاصله متفاوت می باشد.
این فتواکسیداسیون که به فتواکسیداسیون نوع دوم معروف است توسط غیرفعال‌کننده‌های نور از جمله کاروتنوئیدها کند یا متوقف می‌شود. این ترکیبات مانع از انتقال انرژی نور به ملکول‌های حساس کننده می‌شوند.
در نوع دیگر فتواکسیداسیون که به فتواکسیداسیون نوع اول معروف است، حساس کننده بعد از تحریک شدن توسط نور مستقیما توسط نور واکنش داده و رادیکال آزاد به وجود می آید. که در صورت حظور اکسیژن در محیط، مشابه با اتوکسیداسیون، تولید هیدروپراکسید می کند. ترکیبات آنتی‌اکسیدان قادر به به تاخیر یا توقف این نوع از فتواکسیداسیون می‌باشند(73و1).
Linoleic Acid
↓↓
Auto-oxidation Photo-oxidatiOn
8-00H∆9,12(1.5%) 9-00H∆10,12(32%)
9-00H∆10,12(46.5%) 10-00H∆8,12(17%)
10-00H∆8,12(0.5%) 12-00H∆9,13(17%)
12-00H∆9,13(0.5%) 13-00H∆9,11(34%)
13-00H∆9,11(49.5%)
14-00H∆9,12(1.5%)
شکل 2-1 تفاوت هیدروپراکسیدهای حاصل از اتواکسیداسیون و فتواکسیداسیون اسید لینولئیک2-2-2-اکسیداسیون آنزیماتیکاین نوع اکسیداسیون در واقع اکسیداسیون اسیدهای چرب از طریق اکسیژن فعال حاصل از واکنش های آنزیماتیک می باشد.
اکسیژن در واکنش‌های آنزیماتیک سه نوع ترکیب حدواسط ایجاد می کند که می‌توانند احیا و به آب تبدیل شوند.
(واکنش 10)H2O →OH. e→H2O2 e→O2(-) e→O2 e 1
اکسیژن با جذب یک الکترون به آنیون سوپراکسید O2(-) تبدیل می شود. این آنیون به عنوان یک عامل احیاکننده محسوب می شود که قادر است در واکنش های نوکلئوفیلی شرکت نمایند.
(واکنش 11)H2O2 +O2→2O2(-) +2H+
آنیون سوپراکسید نمی‌تواند مستقیما اتم هیدروژن را از ملکول اسید‎‌‌چرب جدا کند و در نتیجه، پراکسیداسیون چربی ها را شروع نمایند. فعالیت این رادیکال، تنها در محیط‌های اسیدی دیده می‌شود که در آن H+ به کمک آنزیم سوپراکسیددیسموتاز با آنیون مذکور ترکیب شده، آب اکسیژنه تولید می‌نماید. آنیون سوپراکسید توسط آنزیم‌های گروه فلاوین، از جمله گزانتین اکسیداز به وجود می آید. بر خلاف آنیون سوپر اکسید رادیکال هیدروکسی می‌تواند. به یک ملکول اسید چرب حمله کرده و یک اتم هیدروژن از آن جدا نماید(1).
(واکنش 12) R. +H2O→R-H + HO.
2-2-3-اکسیداسیون اسید های چرب به وسیله آنزیم لیپوکسی ژنازبه محض اینکه ساختمان سلول شکسته شود، آنزیم لیپوکسی‌ژناز، اکسیداسیون را تحریک خواهد کرد. عقیده بر این است که طعم مطبوع در هنگام هیدراتاسیون جو دوسر خردشده که تثبیت نشده است، در نتیجه فعالیت لیپوکسی‌ژناز است(31).
آنزیم لیپوکسی‌ژناز به سهولت اسیدهای لینولئیک و لینولنیک که دارای سیستم باند مضاعف غیرکنژوگه هستند را اکسید کرده به دنبال آن طعم بینی (طعم لوبیائی) در روغن ایجاد می کنند(38).
آلدهیدهایی به وسیله اویس و وارکوکس از سبزیجات جدا شده است. این افراد اظهار داشتند که در حقیقت اسیدهای چرب با چندین باند دوگانه که در مقادیر زیاد در دیواره سلولی میوه ها و سبزیجات وجود دارد، در امر جذب آنزیماتیک وارد می‌شود، که در درجه اول لیپاز و بعد لیپوکسی ژناز جذب می‌شود(61) و منجر به تشکیل انواع آلدئیدها می‌گردد. که طعم‌های اولیه و مطلوب هستند اما با باقی ماندن در گیاه و یا انجام فرایند، مقدار آنها افزایش می یابد. و در مدت کوتاهی مخلوط‌هایی ناخواسته حاصل می‌شود. که همان بوهای زننده و نامطلوب می باشند. البته دیگر گروهها نظیر ترکیبات فرار حاوی سولفور نیز گسترش می‌یابند و واکنش داخلی آنها منجر به تشکیل موادی می‌شود که حتی از مواد اولیه فرارتر نیز هستند(31و38).
2-2-4-اکسیداسیون خود‌به‌خودیبا اینکه راه‌های فتواکسیداسیون و اکسیداسیون آنزیماتیک در موارد خاصی مهم می‌باشند، اما مهمترین راه اکسیداسیون روغن‌ها و چربی‌ها که به صورت انبوه نگهداری می‌شوند اتواکسیداسیون نام دارد. مراحل اکسیداسیون (اکسیداسیون خود به خودی) در واکنش های زنجیره ای رادیکالی آزاد در زیر آورده شده است. در مرحله آغازی در اثر گسسته شدن جور ملکول اسیدچرب در محل اتم‌های هیدروژن در موقعیت ά نسبت به پیوند دوگانه، رادیکال های آزاد تشکیل می‌شوند. از این رو روغن‌ها و چربی‌های حاوی اسیدهای چرب غیراشباع مانند، اسید اوائیک، لینولئیک و لینولنیک به اکسیداسیون حساس می‌باشند.
(واکنش 13) R. +H.→R-H
در مرحله انتشار رادیکال‌های آزاد با اکسیژن واکنش داده و رادیکال پراکسی تشکیل می شود:
(واکنش 14)R-O-O .→R. + O2
(واکنش 15) R-O-OH +R.→R-O-O. +RH
در مراحل تجزیه این هیدروپراکسیدها تولید شده که خیلی ناپایدار هستند، تجزیه شده سپس در مرحله پایانی ترکیباتی مثل الکل ها، کتون ها و آلدهیدها تولید می شود.(19)
(واکنش 16) RO2.+O.H→ROOH
(واکنش 17) RO.2 + H2O→2ROOH
(واکنش 18)R-R →2R
ROOR→R.+RO2.
→2RO2.
2-3- آنتی‌اکسیدان‌هاآنتی‌اکسیدان‌ها در سیستم‌های زنده دارای نقش‌های زیادی هستند. نقش عمده این ترکیبات جلوگیری از فعالیت مضر ترکیبات رادیکالی است. این ترکیبات مخرب (ترکیبات رادیکالی) با مکانیسمی واحد باعث اکسیدشدن چربی‌ها و همچنین در سیستمهای زنده، باعث برهم خوردن روند طبیعی متابولیسم میشود که این خود باعث ایجاد بیماری و یا در شرایط خاص باعث اختلال در تقسیم سلول (سرطان) میانجامد. اکسیداسیون چربییکی از اصلیترین تغییرات شیمیایی است که میتواند در طی فرآوری، ذخیره سازی و آمادهسازی مواد غذایی اتفاق بیافتد. ملکول‌های چربی در حضور اکسیژن به سرعت اکسید شده و در صورت غیراشباع بودن اسید چرب این اکسید شوندگی با سرعت بیشتری انجام میشود. هم اکنون مشخص شده است که یک زنجیره سه فاز مسئول اکسید شدن چربیها در حضور اکسیژن میشود (12).
جدول2-1-واکنش های زنجیره ای اکسیداسیونRH+ آغاز کننده→R.
ROOH + آغاز کننده→ROO. آغازی
R. + O2→ROO.
ROO. + RH→ROOH + R. تکثیری
R. + R. → R-R
ROO· + R· → ROOR پایانی
آغازکنندهها در واقع عوامل شیمیایی یا فیزیکی هستند که این واکنشها را که منجر به اکسید شدن چربی‌ها میشوند را آغاز میکنند. این ترکیبات شامل حرارت، انواعی از رادیکالهای اکسیژنی فعال، ترکیبات حساس به نور مثل کلروفیل، یونهای فلزی ناقل و اشعهها میباشند.
2-3-1-آنتی‌اکسیدانهای سنتزیالف-بوتیلیتد هیدروکسی آنیزول(BHA)
این آنتی‌اکسیدان از اواخر دهه 1940 شناخته شد و مورد مصرف قرار گرفت. BHA یک آنتی اکسیدان موثر در چربی‌های حیوانی می‌باشد و نظیر اغلب آنتی‌اکسیدان های فنلی در روغن های گیاهی غیر اشباع میزان تاثیر محدودی دارد.
BHA فرار است و به همین خاطر از نظر بسته بندی مواد غذایی مناسب است اما در مورد چربی هایی که برای سرخ کردن عمیق به کار می روند نامناسب و نامطلوب می باشد.از میان کاربردهای متعدد BHA در کنترل اکسیداسیون اسید های چرب کوتاه زنجیر نظیر آنهایی که در روغن نارگیل و روغن هسته پالم وجود دارند و همچنین اسیدهای چرب موجود در فراورده های قنادی و فراورده‌هایی که از غلات تهیه می شود، موثر است. علاوه بر آن BHA یک سینرژیست مناسب برای پروپیلن گالات محسوب می‌شود(51و43و75).

شکل2-2- بوتیلید هیدروکسی آنیزولب- اثرات سوء BHA:
آنتی‌اکسیدانهای سنتزی که به صورت وسیعی در مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند از نظر بیوشیمیایی و خواص سمی در حیوانات آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. این مطالعات نشان داده است که برخی از آنها باعث ایجاد سرطان، تومور و اختلالاتی در قسمت‌های مختلف بدن موجود زنده می گردند.
BHA سبب بروز عوارض توکسیکولوژیدر دستگاه گوارش جوندگان می‌شود. همچنین در موش صحرایی عامل خونریزی پرده جنب و صفاق در دوران جنینی می‌باشد. خوراندن رژیم غذایی حاوی BHA به سگ‌ها منجر به واکنش های آلرژیک و اختلال در سیستم متابولیکی می‌شود. BHA نیز مانند BHT قادر به افزایش وزن کبد در موش است.(88و18و87).
پ-بوتیلیتد هیدروکسی تولوئن(BHT)
این آنتی‌اکسیدان در دهه 1950 در روغن‌ها و چربی‌ها مورد استفاده قرار گرفت. BHT تنها آنتی‌اکسیدان معمول و رایج است که جانشین اورتو و پارا در پلی‌فنل ها نمی‌شود.
BHT خواصی مشابه با BHA دارد، اما پایداری حرارتی آن به مراتب بیشتر است. به طور مثال در درجه حرارت 150 درجه سانتیگراد، 60 تا 70 درصد از فعالیت BHA کاسته می‌شود در حالی که حتی در فرایندهای حرارتی بالای 175 درجه سانتیگراد تنها 25 تا 30 درصد BHT غیرفعال می باشد.
BHA و BHT ممکن است زمانی که در حرارت‌های بالا (حرارت‌های سرخ کردن) به مدت طولانی مورد استفاده قرار گیرند، در مواد غذایی بوی خاصی تولید کنند.(43و69و75)

شکل2-3- بوتیلید هیدروکسی تولوئنت – اثرات سوء BHT:
BHT در حیوانات آزمایشگاهی منجر به صدمات بافتی از جمله بافت‌های ریه، قلب، کبد، دستگاه تولید مثل، غدد فوق کلیوی و کلیه‌ها می گردد. همچنین اختلالاتی در مکانیسم انعقاد خون بوجود می‌آورد. خوراندن رژیم حاوی BHT (دز 1 درصد) به موش، سبب کاهش وزن بدن و افزایش اندازه کبد و مغز می‌شود.از اثرات متابولیت‌های BHT مانند BHT-OOH، به عنوان تشدیدکننده تومور‌های پوستی در موش و BHT-QM، به عنوان عامل ایجاد مسمومیت ریوی گزارش‌هایی در دست است. تاثیر بر روی تیروئید، اختلال در سنتز DNA و سرطان‌زایی BHT در موش و تشکیل غدد سرطان پیش معده و غدد پوستی در موش صحرایی و خوکچه هندی نیز گزارش شده است(18و79و87و86).
ج-ترت بوتیل هیدروکینون(TBHQ)
این آنتی‌اکسیدان در سال 1972 توسط USFDA به عنوان یک آنتی‌اکسیدان مجاز معرفی شد.TBHQنسبت به سایر آنتی‌اکسیدانهای سنتزی از قدرت آنتی‌اکسیدانی بیشتری برخوردار است. بر خلاف BHA، BHT فراریت نسبتا کمی دارد، همچنین بر خلاف گالات‌ها، در حضور یون‌های آهن باعث تغییر رنگ روغن نمی‌شود. این آنتی‌اکسیدان مشابه BHT در حرارت‌های بالا (100 تا 200 درجه سانتیگراد) مقاوم است.
TBHQ از نظر افزایش پایداری اکسیداتیو، به عنوان یک جایگزین یا یک مکمل برای عمل هیدروژناسیون روغن‌ها در نظر گرفته می‌شود(43و69و74).

شکل2-4- ترت بوتیل هیدروکینوند- اثرات سوء TBHQ
بر اساس گزارش‌های کمیته بین‌المللی تخصصی مواد افزودنی، شواهدی مبنی بر جهش‌زا بودن TBHQ در بدن موجود زنده بدست آمده است(17).
و-گالات ها و اسید گالیک
اسید گالیک(3،4،5 تری هیدروکسی بنزوئیک) پراکندگی زیادی در گیاهان دارد و اغلب به عنوان جزئی از تانن های گیاهی در نظر گرفته می‌شود. یک ترکیب فوق از این نظر که به صورت یک آنتی‌اکسیدان فنلی اولیه و یک سینرژیست رفتار می‌کند، منحصر به فرد و مخصوص می‌باشد گالات‌هایی نظیر اتیل، پروپیل و بوتیل‌گالات در آب و چربی تا حدی محلول هستند اما گالات‌هایی با تعداد کربن بیشتر مانند اکتیل، دسیل و دودسیل عملا در آب نامحلول هستند، ولی به آسانی در روغن‌ها و چربی‌ها حل می شوند.پروپیل گالات در به تاخیر انداختن یا کند کردن اکسیداسیون لینولئات توسط لیپواکسیداز موثر می‌باشد. اما در ممانعت از فساد اکسیداتیو توسط هماتین کاتالیز می‌شود و اثر ندارد. گالات‌ها نظیر توگوفرول از نظر فعالیت آنتی‌اکسیدانی دارای تراکم یا غلظت بهینه هستند و اگر در ترازهای بالاتر مورد استفاده قرار گیرند ممکن است به صورت پراکسیدان عمل کنند. پروپیل گالات تنها استر اسید گالیک است که برای مواد غذایی در ایالات متحده مجاز می‌باشد اما عده‌ای از کشور‌های اروپایی اجازه استفاده از آلکیل گالات هایی بالاتر رانیز داده‌اند. هنگامی که گالات های مختلف در غلظت های اکی‌مولار به کار گرفته شوند، فعالیت آنتی‌اکسیدانی تقریبا مساوی دارند اما افزایش حلالیت استرها با تعداد کربن بیشتر یک مزیت مشخص آنها می‌باشد. گالات ها آنتی‌اکسیدان های Carry-Through نیستند و لذا در شرایط پختن، کبابی کردن و سرخ نمودن افت زیادی پیدا می‌کنند. گالات‌ها با یون‌های فلزی چلات نشده مثل مس و با آهن کمپلکس رنگی ایجاد می‌کنند(31).

شکل2-5-پروپیلن گالاته- اثرات سوء گالات‌ها
تماس با گالات‌ها منجر به عوارض پوستی می‌شود. رژیم غذایی حاوی گالات‌ها در موش موجب کاهش وزن بدن شده که در دراز مدت محدودیت رشد و تخریب بافت کلیه‌ها را به دنبال دارد. در مجموع سمیت BHT از سایر آنتی‌اکسیدان ها بیشتر بوده و گالات ها اثر سوء کمتری را دارا می‌باشند.
2-5-2- ترکیبات آنتیاکسیدانی در گیاهان
ترکیبات آنتیاکسیدانی میتوانند از فعالیت اکسیداسیونی جلوگیری کرده یا حداقل روند فعالیت آنرا کند کنند. آنتیاکسیدانها قادرند حتی در مقدار و یا غلظت بسیار پایین نیز اینکار را انجام دهند. مکانیسم عمل این ترکیبات شامل حذف رادیکالهای آزاد و عمل بعنوان یک عامل احیاءکننده، چلاتکنندهو یا جمعکننده اکسیژن منفرد است.ترکیبات آنتیاکسیدانی که در گیاهان بطور طبیعی وجود دارند شامل ترکیبات زیر هستند
2-3-2-1- کاروتنوئیدهااین ترکیبات، جزء ترکیبات محلول در چربی است که تقریبا در همه بخشهای گیاهییافت می‌شوند. این ترکیبات عموماً در سیستمهای غشای سلولها نقشهای گوناگونی( نظیر شرکت در فتوسنتز) را بر عهده دارند. این ترکیبات مسئول رنگ قرمز، نارنجی و زرد در میوهها، برگها و گل‌ها هستند (22). علاوه براین، کارتنوییدها در قارچ، باکتریهای فتوسنتز کننده و بدون فتوسنتز، مخمرها و کپکها وجود دارند(22). این ترکیبات قادرند غشاهای سلولی را در مقابل آسیبهای ناشی از نورهای مضر و اکسیژن رادیکالی محافظت کنند. لازم به ذکر است که بیشتر ترکیباتی که توسط متخصصین صنایع غذایی، به منظور محافظت از مواد غذایی، مورد استفاده قرار میگیرند ترکیبات کاروتنوئیدی خصوصاً از نوع بتا- کاروتن است.
کاروتنوئیدها دارای باندهای مضاعف زیادی در خود هستند که در آن الکترونهای بسیاری در حال گردش میباشند. این الکترونها به ترکیبات کاروتنوئیدی اجازه میدهند تا انرژی قابل دسترس دیگر مولکولها را جذب و برای خنثی کردن رادیکالهای اکسیژن از آن استفاده کنند از طرفی، کاروتنوئیدهای خالص موجود در محلولهای آبی از نظر حرارتی ناپایدارند و در مدت زمان اندکی بی رنگ و فاسد میشوند ولی در محیط آزمایشگاهی مدت زمان بیشتری پایدارند(76).
2-3-2-2-توکوفرولهاتوکوفرولها ترکیباتی هستند تک فنولیک، که از چند دهه قبل در صنعت غذا بعنوان ترکیبات ضداکسیدانی اسیدهای غیراشباع، در غذاهای روغندار مورد استفاده قرار میگرفتهاند(40). این نوع از آنتیاکسیدانها به وفور در بعضی از منابع گیاهی نظیر روغنهای گیاهی، برگ تازه سبزیجات، غلات و گیاهان با بذور روغنی مانند کنجد، برنج، ذرت و سویا یافت میشوند.بطورکلی توکوفرولها شامل هشت ترکیب متفاوت هستند که در دو گروه اصلی، شامل توکولها و توکوترینولها، قرار میگیرند. هر خانواده دارای چهار عضو است. خانواده اول شامل آلفا توکول، بتا توکول، گاما توکول و سیگما توکول و خانواده دوم شامل آلفا توکوترینول، بتا توکوترینول، گاما توکوترینول و سیگما توکوترینول میباشد که در آن فعالیت آنتیاکسیدانی از سیگما به آلفا کاهش مییابد(66). مکانیسم عمل توکوفرولها با جزییات دقیقی روشن شده است. این مولکولها اکسیژن رادیکالی را جستجو و شناسایی کرده و هیدروژن فنولیک خود را به این رادیکالها منتقل و آن را غیر فعال میکنند(50).
2-3-2-3-اسید اسکوربیکاسید اسکوربیک در روغنها و چربیها نامحلول است. لذا غالبا از استر پالمیتات آن استفاده می‌شود که به کمک حرارت و یک حلال مناسب در فاز چربی پراکنده می‌گردد.
اسید آسکوربیک یکی از مهمترین گیرنده‌های اکسیژن و یون های فلزی محسوب می‌شود و در برخی موارد به همراه توکوفرول به روغن‌ها اضافه می‌گردد(6).

شکل 2-6- ساختار توکوفرول و توکوتری انول
شکل 2-7-ساختار اسید آسکوربیک2-3-2-4-ترکیبات فنولیکترکیبات فنولیک، داراییک یا چند گروه هیدروکسیل متصل به یک حلقه آروماتیک شده هستند. فنول‌ها از جهاتی شبیه الکل‌های آلیفاتیک هستند که گروه هیدروکسیل به یک زنجیره کربنی متصل است. با این وجود در ترکیبات فنولیک گروه هیدروکسیل تحت تاثیر حلقه آروماتیک است. حلقه آروماتیک موجب می‌شود که هیدروژن گروه هیدروکسیل ناپایدار باشد و در نتیجه فنول‌ها اسیدهای ضعیفی باشند.ترکیباتی که دارای بیشتر از یک گروه هیدرکسیل متصل شده به یک یا چند حلقه بنزنی باشند را پلی‌فنول گویند. اصطلاح (پلی‌فنول) گاهی اوقات گمراه کننده است چون بعضی از افراد فکر می‌کنند پلی‌فنول‌ها پلی مری از مولکول‌های منفرد فنول‌ها هستند. اصطلاح فنولیک دسته بسیار زیادی از ترکیبات را تحت پوشش قرار می‌دهد. (جدول2-2)
2-3-2-4-1-فنولیک‌های سادهفنولیک‌های ساده در واقع فنول‌های تعویضی هستند. در این حالت موقعیت گروه‌های هیدروکسیل موجود روی حلقه به صورت اورتو، متا و پارا است. به عنوان مثال رزورسینول(1 و3- دی‌هیدروکسی بنزن) یک فنولیک ساده متا-دی‌هیدروکسی است (شکل2-8) (5).

شکل2-8-ساختار مولکولی رزورسینول2-3-2-4-2-اسید و آلدهیدهای فنولیکهیدروکسیبنزوئیک اسیدها ترکیباتی هستند که یک گروه کربوکسیل روی حلقه فنول جانشین شده است. از این دسته ترکیبات می‌توان به گالیک اسید، پروکاتچوئیک اسید، سالیسیلیک اسید و وانیلیک اسیداشاره کرد. آلدهیدهای هیدروکسی بنزوئیک اسید همانند وانیلین داراییک گروه آلدهید به جای گروه کربوکسیل هستند (شکل2-9) (5).
جدول2-2-طبقه‌بندی ترکیبات فنولیک بر اساس تعداد کربنساختار گروه
C6 فنولیک‌های ساده
C6-C1 فنولیک اسیدها و ترکیبات وابسته
C6-C2 استوفنون‌ها و فنیل استیک اسیدها
C6-C3 سینامیک اسیدها، سینامیل آلدهیدها و سینامیل الکل‌ها
C6-C3 کومارین‌ها، ایزوکومارین‌ها و کورومن‌ها
C15 چالکون‌ها، ارون‌ها و دی‌هیدروچالکون‌ها
C15 فلاوان ها
C15 فلاون‌ها
C15 فلاوانون‌ها
C15 فلاوانونول‌ها
C15 آنتوسیانیدین‌ها
C1 آنتوسیانین‌ها
C30 بی‌فلاونیل‌ها
C6-C1-C6, C6-C2-C6 بنزوفنون‌ها، زانتون‌ها و استیلبن‌ها
C6, C10, C14 کینون‌ها
C18 بتاسیانین‌ها
لیکنان، نئولیکنان دیمر یا الیگومر
لیکنین بسپار
تانن‌ها الیگومر یا بسپار
فلوبافن‌ها بسپار
2-3-2-4-3-استوفنون‌ها و فنیل استیک اسیدهااین ترکیبات دارای ساختار C6-C2 هستند و به‌ندرت در طبیعت یافت می‌شوند.
2-3-2-4-4-سینامیک اسیدهامعمولاً در طبیعت شش سینامیک اسید با ساختار C6-C3یافت می‌شود. تمام گیاهان احتمالاً دارای حداقل سه تا از این‌ها هستند. این شش ترکیب شامل: سینامیک اسید، کوماریک اسید، کافئیک اسید، فرولیک اسید، 5-هیدروکسی فرولیک اسید و سیناپیک اسید است (شکل 2-10).

شکل2-9-ساختار مولکولی وانیلین
(سینامیک اسید ) ( کافئیک اسید) ( فرولیک اسید)
شکل2-10-ساختار مولکولی سینامیک، کافئیک و فرولیک اسیدسینامیک اسیدها در گیاهان بیشتر به صورت کوینیک اسید (همانند کلروژنیک اسید که استر کافئیک اسید و کوینیک اسید است) یا متصل به اسیدهای آلی شیکمیک اسید، تارتاریک اسید یا قندها هستند (5).
2-3-2-4-5-کومارین‌هاکومارین‌ها دارای اسکلت C6-C3 هستند، اما داراییک اکسیژن در واحد C3 هستند. کومارین‌های متعددی وجود دارد که تعدادی از آن‌ها در مقاومت به افت و بیماری و همچنین تحمل به اشعه ماورای بنفش نقش دارند (5).
2-3-2-4-6-فلاونوئیدهافلاونوئیدها ترکیبات C15 هستند که همه آنها دارای ساختار C6-C3-C6 می‌باشند. فلاونوئیدها می‌توانند به سه دسته بزرگ بر اساس ساختار کلی‌شان تقسیم شوند. در هر مورد، دو حلقه بنزنی به وسیلهیک گروه سه کربنه به هم وصل شده‌اند. نحوه قرارگیریC3 تعیین کننده گروه ترکیب است.
2-3-2-4-6-1-چالکون‌هاچالکون‌ها و دی‌هیدروچالکون‌ها داراییک زنجیرهC3 خطی متصل شده به دو حلقه بنزنی هستند‌ (شکل2-11). چالکون‌ها، همانند بوتئین دارای رنگ زرد در گل‌ها هستند. یک مثال از دی‌هیدروچالکون، فلوریدزین است که در برگ‌های سیب پیدا شده و گزارش شده که دارای خاصیت ضد تومری است.

شکل2-11-ساختار مولکولی چالکون و دی‌هیدروچالکون2-3-2-4-6-2-ارون‌هاارون‌ها به‌وسیله حلقه‌ای شدن زنجیرهC3 چالکون‌ها ایجاد می‌شوند که به موجب آن گروه متاهیدروکسیل با α- کربن واکنش داده و یک حلقه پنج ضلعی تشکیل می‌دهد (شکل 2-12).

شکل2-12-ساختار مولکولی ارون2-3-2-4-6-3- فلاونوئیدهافلاونوئیدهای معمولی همانند، فلاوانون داراییک حلقه شش ضلعی (حلقه C) هستند. فلاونوئیدها دارای سه حلقهA، B و C می‌باشند، که حلقهA معمولاً حلقه سمت چپ است (شکل2-13). عضو شش ضلعی (حلقه C) می‌تواند پیران، پیریلیوم یا پیرون باشد.

شکل2-13-ساختار مولکولی فلاونوئیدهافلاوونویید به همه ترکیبات فنولی موجود در تمام بخشهای گیاهی اشاره دارد،(52). که شامل فلاونولها، ایزوفلاونها، آنتوسیانیدین‌ها، فلاونونها و فلاون هاهستند. اینها از نظر ساختار شیمیایی با هم متفاوتاند. تا کنون بیش از 4000 فلاونویید شناخته شده که در تعدادی از آنها فعالیت آنتیاکسیدانی گزارش گردیده است. این ترکیبات بر ضد رادیکالهای آزاد، اکسیژن فعال و چلات کنندههای آهن عمل میکنند و عقیده براین است که کتچین دارای فعالیت آنتیاکسیدانی بیشتری نسبت به بقیه ترکیبات فلاونوییدی است (34). توانایی آنتیاکسیدانی فلاونوییدها بهویژگیهای ساختار مولکولی آن بر میگردد. بعنوان مثال هیدروکسیلاسیون حلقه B خصوصا برای این فعالیت مهم است. برای مثال ترکیباتی نظیر روبینتینو میریستین بدلیل وجود یک گروه هیدروکسیل در موقعیت’5 در حلقه B نسبت به ترکیبات مشابه (از نظر ساختاری) که گروه هیدروکسیل


بهینه سازی مصرف عصاره‌ی متانولی برگ گیاه گلرنگ توسط دستگاه پایان نامه ها
قیمت: 11200 تومان

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *