پایان نامه ها

رادیکال، تركيبات، استخراج، فنوليك، 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 (دماي C˚31، زمان 40 دقيقه و 9/6pH=) و (دماي C˚34،زمان 41 دقيقه 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:كانون توجهات تحقيقات اخير، مواد فتوشيميايي مشتق شده از گياهان بودهاند كه ناشي از اثرات مثبت آنها بر سلامتي بشر بوده است. مواد غذايي را درطي فرآوري در كارخانجات ميتوان با تركيبات فعال از قبيل تركيبات فنولي كه داراي فوايد و خصوصيات فيزيولوژيكي از جمله ضدآلرژي، ضدالتهاب، ضدميكروبي، آنتي‌اكسيدانيو… ميباشند، غنيسازي نمود. اثرات سودمند موجود در تركيبات فنوليك به خصوصيتآنتياكسيداني آنها مربوط ميشود (61). تحقيقاتي در سالهاي اخير روي ميزان تركيبات فنوليك موجود در محصولات كشاورزي و پس‌مانده صنعتي آنها و ميزان در دسترس بودن اين تركيبات انجام شده است. تركيبات فنوليك داراي يك يا چند گروه هيدروكسيل متصل به يك حلقه آروماتيك شده ميباشد. اصطلاح فنوليك دسته بسيار بزرگي از تركيبات را تحت پوشش قرار ميدهد كه در دو گروه اصلي، اسيدهاي فنوليك و فلاونوئيدها قرار ميگيرند اسيدهاي فنوليك شامل اسيدهايي چون كافئيك، گاليك، پيكوماريك، الايژيك و… هستند.از تركيبات فلاوونوئيدي مي‌توانآپژنين، لوتئولين، كوئرسيتين، ايزورامنتين، كامپفرول و… را نام برد. ازنقطه نظر استخراج ترکيبات مؤثره از محصولات كشاورزي و يا پسماندههايصنعتي، ميزان استخراج تركيبات فعالآنها از جمله تركيبات فنوليك بسيار مهم است و ميزان حضور تركيبات فنوليك در محصولات غذايي به صورت طبيعي و يا غني‌شده نشان دهنده ارزش غذايي آن محصول در حفظ سلامتي بشر است به همين جهت در فرايند استخراج عواملي چون نوع حلال، نسبت نمونه به حلال، مدت زمان استخراج و دما بسيار مهم هستند. همچنين نحوه عمل استخراج ميتواند به صورت سنتي از طريق روشهايي مانند سوكسوله و غرقابي و يا از طريق فناوريهاي جديدي چون مايكروويو و يا امواج مافوق صوت صورت گيرد. تاثير فرآوريهاي جديد در مقايسه با روشهاي سنتي از نظر صرفهجويي در زمان و انرژي و همچنين افزايش بازده استخراج مشخص شده است بررسي نتايج حاصل از تاثير فاكتورهاي مختلف در ميزان استخراج با روش اولتراسوند از طريق روش آماري آزمون سطح پاسخ صورت گيرد چون در اين روش آماري با حداقل آزمون انجام شده بيشترين اطلاعات ممكن از روند ميزان 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 اهميت استفاده از تركيبات فنوليك درسيستم هاي غذايي و بيولوژيكي و وجود اثرات سرطان زائي در آنتي‌اكسيدان هاي سنتزي لزوم اهميت بيشتر به آنتي‌اكسيدان هاي طبيعي مشخص است در كاربرد آنتي‌اكسيدان هاي طبيعي، يكي از مشكلات مهم، بازده استخراج از گياهان و حفظ خواص موثره آنتي اکسيدانها است از اين رو اهميت كاربرد فرايندهاي استخراج غير حرارتي،افزايش صرفه جويي در ميزان مصرف حلال، زمان و انرژي ودر ضمن بالا بردن ميزان بازده استخراج تركيبات فنوليك كاملا مشهود است.ازآنجا که واريته هاي گياه گلرنگ در کشورهای مختلفو شرايط آب و هوايي مختلف رشد مي‌‌كند در اين تحقيق به عنوان گياهي كه بهينه سازي فرايند استخراج تركيبات فنوليك آن، به عنوان تجربه‌اي درساير كشورها، قابل استفاده است، انتخاب شد. اهداف ما در اين تحقيق عبارتند از :
الف) بررسي و مقايسه استخراج تركيبات فنوليك از عصاره گیاه گلرنگ با استفاده از دو روش اولتراسوند و غرقابي
ب) بررسي اثر همزمان 3 فاكتور زمان، دما و pH، در طرح Box- Behnken جهت دستيابي به حداكثر اطلاعات در خصوص روند فرايند استخراج تركيبات فنوليك براساس حداقل دفعات آزمايش
پ) مقايسه نتايج حاصل از آزمون فولين و DPPH جهت تعيين قوي‌ترين عصاره از نظر داشتن تركيبات فنوليك بيشتر و قابليت بالاي خورندگي راديكال هاي آزاد
ت) مقايسه فعاليت آنتي اكسيداني عصاره هاي استخراجی با آنتي اكسيدان تجاري
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

متن کامل پایان نامه ها در 40y.ir

دیدگاهتان را بنویسید

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