رادیکال، ترکیبات، استخراج، فنولیک، اکسیژن، رادیکال‌های

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 اسی

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 *