رادیکال، آنتیاکسیدانی، ویتامین، اسید، رادیکالهای، آنتیاکسیدانهای

گونههای رادیکال آزاد، به طور متوسط 105 بار هدف قرار گرفته و متحمل استرس میشود (کرکو و فریرا، 2013). اهداف اصلی رادیکالهای آزاد، پروتئینها، اسیدهای نوکلئیک، قندها و چربیها هستند (کرافت و همکاران، 2012) (کرکو و فریرا، 2013).
2-2-2-1 رادیکال هیدروکسیل
فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته، همواره منجر به تولید رادیکالهای بسیار فعال هیدروکسیل میگردند که این رادیکالها، پتانسیل بالایی برای اکسیداسیون ترکیبات آلی دارند. یکی از فرایندهای اکسیداسیون شیمیایی، فنتون است که در آن، یون آهن به عنوان کاتالیزور در یک محیط اسیدی با اکسیدان وارد واکنش شده و تولید رادیکال هیدروکسیل مینماید. این واکنش از نوع واکنشهای اکسایش-احیا میباشد، به این ترتیب که یون فلزی، انتقال یک الکترون را میپذیرد (توماس و همکاران، 2009). این واکنش شامل احیاء (کاهش) H2O2 با آهن (II) میباشد، اما میتواند در حضور مس نیز رخ دهد. نیمه عمر رادیکال هیدروکسیل بسیار کوتاه است (9-10 ثانیه) و این موضوع باعث شده روشهای شناسایی آن محدود و غیر مستقیم گردد مانند روشهای الکتروشیمیایی، فلوریمتری و اسپکتروفوتومتری (میر و همکاران، 2014).
2-2-2-2 رادیکال DPPH (1و1-دی فنیل 2-پیکریل هیدرازیل)
این ترکیب یک رادیکال پایدار با رنگ بنفش میباشد که با احیاء شدن توسط عناصر دهنده الکترون یا هیدروژن (ترکیبات آنتیاکسیدانی) به دی فنیل پیکریل هیدرازین زرد رنگ تبدیل میشود. توانایی دادن اتم هیدروژن یا الکترون توسط ترکیبات و عصارههای مختلف، به وسیله آزمونی با همین نام، با میزان بیرنگ کردن یا کاهش میزان جذب نوری محلول بنفش رنگ DPPH در متانول مورد بررسی قرار میگیرد (بیوریتس و بوکار، 2000).
2-2-3 آنتی اکسیدانها
آنتیاکسیدانها موادی هستند که باعث به تاخیر انداختن اکسایش و افزایش ماندگاری و مطبوع بودن غذاهای چرب میشوند. این مواد ممکن است به طور طبیعی در ترکیبات چرب حضور داشته باشد، مانند توکوفرولها، فلاونوئیدها، ال-اسکوربیک اسید، کاروتنوئیدها، و یا به صورت صنعتی تولید و به ماده غذایی افزوده گردند. ترکیباتی چون بوتیلیتد هیدروکسیآنیزول (BHA)، بوتیلیتد هیدروکسیتولوئن (BHT)، ترشریبوتیل هیدروکینون (TBHQ) از این گروه میباشند. روغنهای گیاهی نسبت به روغنها و چربیهای حیوانی، بهطور طبیعی دارای آنتیاکسیدانهای بیشتری بوده و در نتیجه پایدارترند (فاطمی، ۱۳۸۱).
2-2-3-1 سیستم آنتیاکسیدانی بدن انسان
سیستم آنتی اکسیدانی موجود در بدن انسان به دو گروه تقسیم میشود :
آنزیمی
غیر آنزیمی
سیستم آنتیاکسیدانی آنزیمی به دو سیستم دفاعی اولیه و ثانویه تقسیم میشود. سیستم دفاعی اولیه از سه آنزیم مهم تشکیل شده که باعث خنثی سازی و یا جلوگیری از تشکیل رادیکالهای آزاد میشوند:
1. آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز که با اهدای 2 الکترون، باعث احیاء پراکسیدها شده و در نتیجه پراکسید، که بستر بالقوهای برای واکنش فنتون (Fenton) میباشد را از بین میبرد.
2. کاتالاز که پراکسیدهیدروژن را به آب و اکسیژن مولکولی تبدیل میکند و یکی از بزرگترین تغییر و تبدیل کنندهها در بدن انسان است به طوریکه یک مولکول کاتالاز باعث تغییر 6 بیلیون مولکول پراکسید میشود.
3. سوپراکسید دسموتاز که با تبدیل سوپراکسید آنیونی به پراکسیدهیدروژن، آن را به سوبسترایی برای آنزیم کاتالاز تبدیل میکند (کرکو و فریرا، 2013).
دومین سیستم دفاع آنزیمی شامل آنزیمهایی است که به طور مستقیم باعث خنثی سازی رادیکالهای آزاد نمیشوند اما نقش حمایت کننده برای آنتیاکسیدانهای داخلی دارند. این آنزیمها شامل موارد زیر میباشند :
1. گلوتاتیون ردوکتاز: باعث تبدیل گلوتاتیون اکسید شده، به فرم احیاء آن میگردد و در نتیجه آن را بازیافت کرده و برای خنثی سازی رادیکالهای آزاد بیشتر، آماده میسازد.
2. گلوکز-6- فسفات دهیدروژناز باعث احیاء NADPH که کوآنزیم مورد استفاده در واکنشهای آنابولیک میباشد، میگردد.
اما سیستم آنتیاکسیدانی داخلی غیرآنزیمی شامل موارد متعددی از جمله ویتامین A، کوفاکتورهای آنزیمی (Q10)، ترکیبات نیتروژنی (اوریک اسید) و ترکیبات پپتیدی (گلوتاتیون) میباشد:
1. ویتامین A از شکستن بتا-کاروتن در کبد تشکیل میشود. حدود 12 فرم ویتامین A ایزوله شده و میدانیم که اثرات مفیدی بر پوست، چشم و اعضای داخلی بدن ایجاد میکنند. توانایی آنتی اکسیدانی آن مربوط به قدرت بالای آن در واکنش با رادیکال پروکسیل ( ROO.(تیرا و همکاران، 2015)) و جلوگیری از گسترش پراکسیداسیون در چربیهاست.
2. کوآنزیم Q10 در تمام سلولها و غشاها حضور داشته و نقش مهمی در زنجیره تنفسی و دیگر متابولیسمهای سلولی ایفا میکند. این کوآنزیم باعث جلوگیری از تشکیل رادیکال پروکسیل میشود و حتی در مواردی گزارش شده که پس از شکل گیری این رادیکالها، باعث خنثیسازی آنها گشته و همچنین توانایی بازسازی ویتامین E را داراست.
3. اوریک اسید محصول نهایی متابولیسم نوکلئوتید پورینی در بدن انسان است، غلظت آن به تدریج افزایش یافته و پس از فیلتراسیون کلیوی، 90 درصد اوریک اسید باز جذب میشود که نشان دهنده نقش مهم آن در بدن است. اسید اوریک از تولید بی رویه اکسیدانهای Oxo-hem که محصول واکنش هموگلوبین با پراکسیدها هستند جلوگیری میکند. همچنین مانع تحلیل رفتن گلبولهای قرمز توسط پراکسیدانها گشته و قدرت مهار کنندگی بالایی نسبت به اکسیژن یگانه و رادیکال هیدروکسیل دارد.
4. گلوتاتیون یک تریپپتید داخلی است که از سلولها در برابر رادیکالهای آزاد محافظت میکند و این کار را با دادن یک اتم هیدروژن یا یک الکترون انجام میدهد و در نتیجه نقش مهمی در بازسازی سایر آنتیاکسیدانها از جمله آسکوربات دارد.
با وجود این سیستم آنتیاکسیدانی درونی، بدن انسان به انواع مختلف آنتیاکسیدانهای خارجی نیاز دارد و این نیاز را از طریق رژیم غذایی مرتفع میسازد تا بتواند غلظت رادیکالهای آزاد را در سطح پایینی نگه دارد (کرکو و فریرا، 2013).
2-2-3-2 آنتیاکسیدانهای طبیعی
ویتامین C نامی عمومی است که برای اسید آسکوربیک استفاده میشود. اسید آسکوربیک دارای 2 فرم است که دارای خاصیت آنتیاکسیدانی هستند: L- اسکوربیک اسید و L- دهیدرواسکوربیک اسید، که هر دو از طریق دستگاه گوارش جذب میشوند. اسید آسکوربیک در مهار آنیون رادیکال سوپراکسید، پراکسیدهیدروژن، رادیکال هیدروکسیل، اکسیژن یگانه و اکسید نیتروژن فعال مؤثر است (باروس و همکاران، 2011).
ویتامین E دارای 8 ایزوفرم است که 4 تای آنها توکوفرول و 4 فرم دیگر آن توکوتریانول میباشند. در بین آنها آلفا-توکوفرول بیشترین فراوانی را داراست. ویتامین E پراکسیداسیون لیپیدی را با اهدای هیدروژن فنولی به رادیکال پروکسیل و تبدیل شدن به رادیکال توکوفروکسیل، متوقف میکند. رادیکال توکوفروکسیل با وجود داشتن ساختار رادیکالی، غیر فعال بوده و نمیتواند به واکنش زنجیرهای اکسیداتیو ادامه بدهد. ویتامینهای C و E دارای رفتار هم افزایی هستند به طوریکه ویتامین C میتواند ویتامین E را از فرم رادیکال توکوفروکسیل به یک فرم حد واسط تبدیل کند که تا حدودی خاصیت ضداکسیدانی خود را باز یابد.
ویتامین K یک ترکیب محلول در چربی است که ساختار 1و4-نفتوکوئینون (1,4-naphtoquinone) آن به این ویتامین خاصیت ضداکسیدانی بخشیده است. 2 ایزوفرم طبیعی این ویتامین K1 و K2 هستند (وروورت و همکاران، 1997).
فلاوونوئیدها یک گروه آنتیاکسیدانی متشکل از فلاونولها، فلاوانولها، آنتوسیانینها، ایزوفلاونوئیدها، فلاوانونها و فلاونها هستند. همه این ترکیبات از ساختار مشابهی به نام دیفنیل پروپان (diphenylpropane) مشتق شدهاند. فلاوانون و فلاون معمولاً در میوههای مشابهی یافت میشوند و توسط آنزیم خاصی ارتباط برقرار میکنند. این در حالیست که فلاون و فلاونول از این پدیده مستثنی بوده و به ندرت در کنار هم یافت میشوند. همچنین آنتوسیانینها در گیاهان غنی از فلاوانون یافت نمیشوند. خاصیت آنتیاکسیدانی فلاونوئیدها مربوط به گروههای هیدروکسیل فنولیک متصل به ساختار حلقوی است که آنها را قادر میسازد به عنوان عامل احیاء کننده، دهنده هیدروژن، خاموش کننده اکسیژن یگانه، مهار کننده رادیکال سوپراکسید و شلات کننده فلزات فعالیت کنند. همچنین میتوانند باعث فعالسازی آنزیمهای آنتیاکسیدانی و احیاء رادیکالهای توکوفرول (توکوفروکسیل) گردند.
اسیدهای فنولیک از هیدروکسی سینامیک و هیدروکسی بنزوئیک اسید تشکیل شدهاند و دارای خاصیت ضداکسیدانی بوده و به عنوان شلاته کننده و مهار کننده رادیکالهای آزاد عمل میکنند. یکی از ترکیبات این گروه که بسیار مؤثر بوده و مطالعات زیادی بر روی آن صورت گرفته، گالیک اسید است که پیشساز بسیاری از تاننهاست (ترپینک و همکاران،2011).
کاروتنوئیدها گروهی از رنگدانههای طبیعی هستند که بوسیله گیاهان و میکروارگانیسمها سنتز میشوند و حیوانات قادر به سنتز آن نیستند. بتاکاروتن یک کاروتنوئید مهم بوده و یکی از رنگدانههای طبیعی با خاصیت آنتی اکسیدانی قوی است (اج و همکاران، 1997). و به دلیل خاصیت آنتی اکسیدانی و ضدسرطانی این رنگدانه
از آن در تهیه مکملهای غذایی و مواد دارویی استفاد میشود (تیم و همکاران، 2007).
مواد معدنی در مقادیر بسیار کم در بدن حیوانات یافت شده، بخش کوچکی از آنتیاکسیدانها در رژیم غذایی انسان را تشکیل میدهند و نقش بسیار مهمی در سوخت و ساز بدن ایفا میکنند. در بین مواد معدنی سلنیوم و روی بیشترین خاصیت آنتیاکسیدانی را دارا هستند.
عنصر سلنیوم را میتوان در هر دو فرم آلی (سلنوسیستئین و سلنومتیونین) و معدنی (سلنیت) در بدن انسان یافت. سلنیوم به طور مستقیم بر رادیکالهای آزاد اثر نمیگذارد ولی بخش مهمی از آنزیمهای آنتیاکسیدانی نظیر گلوتاتیونپراکسیداز را تشکیل میدهند (تبیسوم و همکاران، 2010).
عنصر روی یک ماده معدنی است که در مسیرهای مختلف متابولیسم شرکت میکند. این فلز نیز مانند سلنیوم رادیکالهای آزاد را مستقیماً مورد حمله قرار نمیدهد اما از تشکیل آنها کاملاً جلوگیری میکند. روی همچنین از عمل NADPH-اکسیداز ممانعت به عمل آورده و از نقش کاتالیزوری آن در استفاده از NADPH به عنوان دهنده الکترون برای تبدیل اکسیژن به اکسیژن یگانه جلوگیری میکند. علاوه بر آن روی در ساختار آنزیم سوپراکسید دسموتاز شرکت دارد. سوپراکسید دسموتاز یک آنزیم آنتیاکسیدانی مهم است که باعث تبدیل رادیکال اکسیژن یگانه به پراکسید هیدروژن میشود و در نهایت روی با مس در اتصال به دیواره سلولی رقابت میکند که این عمل کاهش تولید رادیکال هیدروکسیل را در پی خواهد داشت (پراساد و همکاران، 2004).
2-2-3-3 آنتی اکسیدانهای سنتزی
با افزایش مصرف روغنهای گیاهی چند غیراشباع بسیار حساس به اکسایش، در فرآوری غذا و رژیم غذایی انسان، نیاز به آنتیاکسیدانهای با پتانسیل بیشتر احساس شد. در نتیجه تولید ترکیباتی با خاصیت آنتیاکسیدانی بالا، بسیار مورد توجه قرار گرفت. از آنتیاکسیدانهای سنتزی رایج میتوان به TBHQ، BHA، BHT و گالاتها اشاره نمود.
TBHQ در سال 1970 معرفی شد. این ترکیب گرد متبلور سفید یا قهوهای مایل به زردی است که در چربیها و روغنها حل پذیری متوسطی دارد. در آب اندکی محلول است و با آهن و مس کمپلکس تشکیل نمیدهد. به عنوان بهترین آنتیاکسیدان برای محافظت روغنهای سرخ کردنی و فراوردههای سرخ شده در نظر گرفته میشود و هیچ تغییری در طعم و رنگ محصول ایجاد نمیکند (کراکو و فریرا، 2013).
بوتیلیتد هیدروکسی آنیزول (BHA) ماده جامد پرکی سفید مومی بسیار محلول در لیپیدها و نامحلول در آب است. از پایداری حرارتی بالایی برخوردار است اما در حرارتهای بالا یک بوی فنولی ایجاد میکند. این موضوع باعث شده از آن به میزان کم و همراه با سایر آنتیاکسیدانها استفاده گردد (کراکو و فریرا، 2013).
بوتیلیتد هیدروکسی تولوئن (BHT) یکی از پرمصرفترین آنتیاکسیدانها در صنعت غذاست که در سال 1954 در آمریکا، بر اساس نتایج آزمایشهای زهر شناختی، مصرف آن در روغنهای خوراکی بیزیان شناخته شد. این ماده، پودر جامد متبلور سفید رنگی است که در چربیها و روغنها به آسانی حل میشود ولی در آب نامحلول است. همراه بخار آب تبخیر میشود و طی فرآوری در معرض اتلاف قرار میگیرد. BHT و BHA با توجه به شباهت ساختار مولکولی آنها، در عمل وجه تشابه دارند، از آن جمله ضعف نسبی آنها به عنوان آنتیاکسیدان در روغنهای گیاهی است. BHT در فراوردههای غذایی کم چرب، فرآوردههای ماهی، مواد بسته بندی، پارافین و روغنهای معدنی به کار میرود. همچنین به همراه آنتیاکسیدانهای دیگری چون BHA، پروپیل گالات و سیتریک اسید در پایدار سازی روغنها و غذاهای پرچرب کاربرد گستردهای دارد (کراکو و فریرا، 2013) .
گالاتها (Galates) دارای ساختاری سه هیدروکسیلی هستند که انتظار میرود قدرت آنتیاکسیدانی بالایی داشته باشند. استفاده از گالاتهای بالاتر، مانند اکتیلگالات (OG) و دودسیلگالات (DG)، دشواری حل پذیری (بیشتر در آب و کمتر در روغن)، که استرهای بوتیل و پروپیل ممکن است دارا باشند را برطرف میسازد ولی گرایش شدید همه استرهای گالاتها به کمپلکس شدن با مقادیر ناچیز آهن و تغییر رنگ آبی-سیاه، مصرف این آنتیاکسیدانهای نسبتاً نیرومند را به حداقل میرساند. گالاتها تا اندازهای به گرما حساس هستند، به ویژه در شرایط قلیایی و در دماهای بالای روغنهای پخت و پز، به ویژه روغنهایی که برای فرپزی و سرخ کردن عمیق استفاده میشوند، نسبتا به سرعت از دست میروند. پروپیل گالات (PG) به صورت گرد بلوری سفید در دسترس است و در آب بسیار کم حل میشود. در جلوگیری از اکسایش روغنها، چربیهای جانوری و فرآوردههای گوشتی سودمند است. در فرآیندهای سرخ کردن که از دمای بالاتر از 190 درجه سانتیگراد استفاده میشود، نامناسب بوده و اثر محافظت کننده آن به غذای سرخ شده منتقل نمیشود (کراکو و فریرا، 2013).
اگرچه آنتیاکسیدانهای سنتزی مثل BHA و BHT کاربر

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 *