پایان نامه ها

پایان نامهi– (114)

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد دامغان
دانشکده کشاورزی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی کشاورزی، علوم و صنایع غذایی گرایش تکنولوژی مواد غذایی
عنوان
بررسی تاثیر حلالهای مختلف بر استخراج تركيبات فنوليك از گياه زولنگ و مقایسه فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره های حاصل
استاد راهنما
دكتر علیرضا صادقی ماهونک
استاد مشاور
دكتر مرضیه بلندی
نگارنده
معصومه جامسون
بهمن 91
سپاسگزاری
سپاس بی کران پروردگار یکتا را که هستی مان بخشید و به طریق علم و دانش رهنمونمان شد و به همنشینی رهروان علم و دانش مفتخرمان نمود و خوشه چینی از علم و معرفت را روزیمان ساخت.
وظیفه خود می دانم تا صمیمانه ترین مراتب قدردانی و تشکر خودرا نیز نثار عزیزانی نمایم که به نحوی در تکمیل مراحل این پایان نامه مرا یاری نمودند.
از همسر مهربانم که با عاطفه سرشار و گرمای امیدبخش وجودش در تمامی لحظات رفیق راهم بود،صمیمانه سپاسگزارم.
از خانوداه خود و خانواده همسرم به خاطر حمایت ها و زحماتی که در انجام این پایان نامه کشیدند نهایت تشکر را دارم.
از استاد راهنمای بزرگوارم جناب آقای دکتر علیرضا صادقی ماهونک به خاطر راهنمایی ها و زحمات شکیبانه و بی دریغشان نهایت سپاس را دارم .
از استاد مشاورم سرکار خانم دکتر مرضیه بلندی به خاطر کمک های ارزنده شان بسیار سپاسگزارم.
از استاد گرانقدر و بزرگوار خانم دکتر نوری که داوری این پایان نامه را پذیرفته اند و قبول زحمت فرمودند متشکرم.
از دوست عزیزم خانم شهلا سلمانیان به خاطر کمک های بی دریغشان در مراحل آزمایشگاهی کمال تشکر را دارم.
از جناب آقای مهندس سید محمد حسن مدنی ، مهندس سید علی حسینی و سرکار خانم دکتر مازندرانی که در شناسایی گونه این گیاه مرا یاری نمودند، نیز بسیار سپاسگزارم.
فهرست
عنوان صفحه
چکیده 1
فصل اول: مقدمه وکلیات
1- مقدمه وکلیات3
1-1- اهمیت گیاهان دارویی3
1-2- گیاه شناسی زولنگ5
1-3- کاربرد گونههای مختلف ارنجیوم8
1-4- آنتیاکسیدانها10
1-5- تقسیمبندی کلی آنتیاکسیدانها13
1-6- آنتیاکسیدانهای مورد استفاده در مواد غذایی13
1-6-1- آنتیاکسیدانهای سنتزی 13
1-6-2- آنتی اکسیدان های طبیعی15
1-6-2-1- ترکیبات فنولی 16
1-6-2-2- کاروتنوئیدها20
1-6-2-3- اسید آسکوربیک (ویتامین C)21
1-6-2-4- توکوفرولها و توکوتریانولها22
1-6-2-5- تاننها22
1-6-2-6- آنزیمهای آنتیاکسیدانی23
1-6-2-7- اسید لیپوئیک و گلوتاتیونها23
1-7- فرضیهها24
1-8- اهداف24
فصل دوم: مرور منابع
2- مروری بر تحقیقات انجام شده26
2-1- استخراج ترکیبات فنولی از منابع گیاهی26 2-2-ارزیابی فعالیت آنتیاکسیدانی ترکیبات فنولی30
فهرست
عنوان صفحه
فصل سوم: مواد و روشها
3- مواد و روشها36 3-1- مواد و دستگاه‌ها36
3-1-1- مواد اولیه36 3-1-2- مواد شیمیایی36
3-1-3-دستگاه‌ها و لوازم مصرفی 37
3-2- آزمونهای شیمیایی38
3-2-1- اندازهگیری رطوبت38
3-2-2- اندازهگیری خاکستر39
3-2-3- اندازهگیری فیبرخام39
3-2-4- اندازهگیری پروتئین40
3-2-5-اندازه گیری چربی41
3-3- استخراج عصاره گیاه به روش سنتی (غرقابی)41
3-4- اندازهگیری ترکیبات فیتوشیمیایی42
3-4-1- اندازهگیری محتوای کلروفیل و کاروتنوئید کل42
3-4-2- اندازهگیری ترکیبات فنولی کل43
3-4-3- اندازه‌گیری ترکیبات فلاونوئیدی کل44
3-4-4- محاسبه بازده استخراج44
3-5- ارزیابی فعالیت آنتی‌اکسیدانی44
3-5-1- ارزیابی فعالیت مهار رادیکال آزاد DPPH44
3-5-2- ارزیابی فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره‌ها به روش ظرفیت آنتی‌اکسیدانی کل45
3-5-3- ارزیابی فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره‌‌ها به روش قدرت احیاء‌کنندگی46
3-6- تجزیه و تحلیل آماری47
فصل چهارم: نتایج و بحث
4- نتایج و بحث49
4-1- ترکیبات شیمیایی49
فهرست
عنوان صفحه
4-2- مقدار کل ترکیبات کلروفیل، کاروتنوئید 49
4-3- مقدار کل ترکیبات فنولی50
4-4- مقدار کل ترکیبات فلاونوئیدی57
4-5- ارزیابی فعالیت ضدرادیکالی، آنتیاکسیدانی و قدرت احیاءکنندگی عصارههای زولنگ59
4-5-1- توانائی مهار رادیکالهای DPPH59
4-5-2- ظرفیت آنتی اکسیدانی کل 66
4-5-3- قدرت احیاءکنندگی71
فصل پنجم: نتیجهگیری کلی و پیشنهادات
5- نتیجه گیری کلی و پیشنهادات 78
5-1- نتیجهگیری کلی78
5-2- پیشنهادات 79
5-2-1- پیشنهادات پژوهشی و اجرایی79
فهرست منابع81
چکیده انگلیسی91
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 4-1- میانگین میزان ترکیبات شیمیائی سبزی زولنگ49
جدول 4-2- میانگین مقدار کل ترکیبات کلروفیل و کاروتنوئید زولنگ50
جدول 4-3- مقایسه میانگین مقدار کل ترکیبات فنولی عصاره های مختلف زولنگ53
جدول 4-4- مقایسه میانگین بازده استخراج عصاره های حاصل از حلالهای مختلف زولنگ54
جدول4-5- مقایسه میانگین 50EC برای عصاره های مختلف زولنگ و BHT در روش مهار رادیکال های آزاد DPPH64
جدول4-6- مقایسه میانگین 50EC برای عصاره های مختلف زولنگ و BHT در روش ظرفیت آنتیاکسیدانی کل69
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل 4-1- مقایسه میانگین مقدار کل ترکیبات فنولی عصاره متانولی زولنگ51
شکل 4-2- مقایسه میانگین مقدار کل ترکیبات فنولی عصاره اتانولی زولنگ52
شکل 4-3- مقایسه میانگین مقدار کل ترکیبات فنولی عصاره استونی زولنگ53
شکل -4-4- مقایسه میانگین مقدار کل ترکیبات فلاونوئیدی عصارههای مختلف زولنگ58
شکل 4-5- مقایسه میانگین درصد مهار رادیکالهای آزاد DPPH غلظتهای مختلف عصارههای زولنگ وآنتیاکسیدان سنتزی BHT60
شکل 4-6- مقایسه میانگین ظرفیت آنتیاکسیدانی کل غلظتهای مختلف عصارههای زولنگ و آنتی اکسیدان سنتزی BHT68
شکل 4-7- مقایسه میانگین قدرت احیاءکنندگی غلظتهای مختلف عصارههای زولنگ و آنتی اکسیدان سنتزی BHT72
چکیده
زولنگ سبزی خوراکی از خانواده آپیاسه و جنس ارنجیوم است که در نواحی جنگلی شمال کشور به وفور یافت میشود. هدف از این پژوهش، بهینهسازی استخراج ترکیبات فنولی کل از سبزی محلی زولنگ به روش استخراج غرقابی با سه حلال مختلف (استون، متانول و اتانول)، در دو غلظت متفاوت (50 درصد و 80 درصد)، در دو سطح دمایی (25 و 50 درجه سانتیگراد) و در طی زمان 24 ساعت بود. مقدار فنول کل عصارهها توسط روش فولین سیوکالتو سنجش و بر اساس میلیگرم گالیک اسید بر گرم عصاره بیان گردید. بیشترین میزان فنول کل در کلیه عصارهها، در غلظت 80 درصد و دمای 25 درجه سانتیگراد استخراج گردید که میزان فنول کل عصارههای استونی، اتانولی و متانولی به ترتیب 80/23، 85/25و36/26 میلیگرم گالیک اسید بر گرم عصاره بود(05/0 > P). در شرایط بهینه استخراج، میزان فلاونوئید کل عصارهها نیز به ترتیب 77/12، 17/13 و 73/17 میلیگرم کوئرستین بر گرم عصاره اندازهگیری شد. سپس فعالیت آنتیاکسیدانی عصارههای فنولی مختلف و نیز آنتیاکسیدان سنتزی BHT با آزمون های مهار رادیکالهای آزاد DPPH، ظرفیت آنتیاکسیدانی کل و قدرت احیاءکنندگی مورد بررسی قرار گرفت. تمامی عصارهها فعالیت آنتیاکسیدانی وابسته به غلظت را نشان دادند. در بین عصارههای فنولی زولنگ در هر سه آزمون ارزیابی ظرفیت آنتیاکسیدانی، عصارهی متانولی بالاترین فعالیت ضدرادیکالی و آنتیاکسیدانی را به خود اختصاص داد. این عصاره تنها در آزمون ظرفیت آنتیاکسیدانی کل کمترین میزان 50EC (96 میکروگرم در میلیلیتر) را نسبت به آنتیاکسیدان سنتزی BHT (22/140 میکروگرم در میلیلیتر) دارا بود و از این نظر قابل رقابت با آنتیاکسیدان سنتزی BHT بود (05/0 > P). در این آزمون در غلظتهای 50 و 100 میکروگرم در میلیلیتر عصارههای زولنگ بیشترین فعالیت آنتیاکسیدانی را داشتند. با توجه به مطالب بیان شده، میتوان گیاه محلی زولنگ را به عنوان منبع جدید و بالقوهای از ترکیبات فنولی و آنتیاکسیدانهای طبیعی معرفی و در فرمولاسیون مواد غذایی استفاده نمود.
واژههای کلیدی: ترکیبات فنولی، سبزی زولنگ، فعالیت آنتیاکسیدانی، قدرت احیاءکنندگی، DPPH.
فصل اول
مقدمه و کلیات
فصل اول
مقدمه
1-1- اهمیت گیاهان دارویی
مواد موثره ترکیباتی هستند که در برخی گیاهان ساخته می شوند و تاثیر فیزیولوژیکی بر پیکر موجودات زنده بر جا میگذارند. این گیاهان برای مداوای برخی از بیماریها مورد استفاده قرار میگیرند. مواد فعال مذکور در طی یک سلسله فرایندهای ویژه و پیچیده بیوشیمیایی، به مقدار بسیار کم- معمولاً کمتر از وزن خشک گیاه ساخته میشوند و به متابولیتهای ثانوی نیز معروفند. کاشت، داشت و برداشت گیاهان دارویی، صرفاً به خاطر استفاده از مواد موثره آنها صورت میگیرد. اساسا از گیاهان حاوی مواد موثره استفادههای مختلفی به عمل می آید و این گیاهان به سه گروه اصلی شامل: گیاهان دارویی، گیاهان ادویهای و گیاهان عطری طبقهبندی میشوند. گاهی اوقات از یک گیاه به تنهایی میتوان هر سه استفاده را نمود (امید بیگی، 1384).
بعد از جمع آوری گیاهان دارویی، اندامهای جمعآوری شده را باید تحت تاثیر عملیات مناسبی قرار داد تا به صورت قابل استفاده درآید(خشک کردن، استخراج ماده موثره، بسته بندی و …). در حال حاضر استفاده از مواد موثره گیاهان دارویی در صنایع غذایی، رشد روز افزونی پیدا نموده است. اگرچه استفاده از مواد مذکور در صنایع غذایی از گذشته معمول بوده، ولی اکنون در صنایع نوپای نوشابه سازی، کنسروسازی، شیرینی سازی و … از مواد موثره گیاهان دارویی برای بهتر شدن طعم و بو و رنگ محصولات در سطح دقیقتر و حساب شدهتری استفاده میشود. تقسیم بندی مواد موثره ( دارویی) گیاهان که امروزه نیز مورد تایید میباشد، شامل چهار گروه اصلی آلکالوئیدها، گلیکوزیدها، روغنهای فرار و سایر مواد موثره است. منظور از سایر مواد موثره، ترکیباتی چون مواد تلخ، فلاونها، فلاونوئیدها ، موسیلاژها (و کربوهیدراتهای خاص مشابه آنها)، ویتامینها، تاننها، اسید سالیسیلیک (و اسید های خاص مشابه آن) و بالاخره ترکیبات دیگر امثال آن است که به دلیل نا همگونی و گستردگی ساختمانهای شیمیایی، در سه گروه قبلی جای نمیگیرند (امید بیگی، 1384).
امروزه با پيشرفتهاي حاصل در شيمي آلي و تحولات چشمگير در روشهاي استخراج، تخليص و تعيين ساختمان تركيبات طبيعي گياهان، ارزشداروهاي حاصل از منابع گياهي روز به روز آشكارتر شده است (والن، 2002). به طوري كه در حال حاضر حدود يك سوم تا نيمي از فرآورده هاي دارويي موجود در آمريكا داراي منشاء گياهي هستند (کلارک، 1996). همچنين در انگلستان توليدات گياهي و مكملهاي فراواني به شكل سالم و بيخطر توليد شده است (کورنز، 2004). مطالعات نشان ميدهد كه تمايل زياد، به استفاده از اين داروها جهت درمان بیماریها، به علت عوارض پايينتر اين داروها نسبت به داروهاي شيميايي است (کوان، 1999).
در كشور ايران نیز، بعلت تنوع آب و هوايي و داشتن شرايط اكولوژي منحصر به فرد زمينه رشد و نمو گياهان حاوي مواد مؤثره و داروئي فراهم است. یکی از این گیاهان Eryngium Caucasicum است که نام محلی آن در استان گلستان زوله یا زولنگ میباشد این گیاه از دیر باز مورد توجه بومیان این منطقه قرار گرفته است.
1-2-گیاه شناسی زولنگ

گیاه زولنگ با نام علمی Eryngium caucasicum ، از راسته آرالیالها ( امید بیگی، 1384) و تیره جعفری یا چتریان می باشد ( مظفریان، 1382؛ قهرمان، 1372). سرزمین ایران از مراکز اصلی تجمع و پراکنش انواع بیشماری از گیاهان تیره اومبلیفر (جعفری) است که تقریبا بیش از 100 جنس با گونههای بسیار در آن انتشار دارند ( قهرمان، 1372).
اغلب گونههای تیره چتریان یک ساله، دو ساله یا چند ساله میباشند. گل آذین به شکل چتر است. برگها غیرمتقابل، بی زبانه و دارای بریدگیهای عمیق میباشند که در قاعده دارای غلاف هستند. اندامهای گل مضربی از پنج و از ناحیه پائینی تخمدان دو برچه چسبیده به هم نمو مینمایند. پس از نمو، برچهها از هم جدا میشوند و میوه به صورت فندقه دو قسمتی تشکیل میگردد ( امید بیگی، 1384).
این گیاهان عمدتاً در نواحی معتدل میرویند و در طول رویش به آب فراوان نیاز ندارند. ساقه برخی گیاهان متعلق به این تیره طویل میباشد. با وجود اینکه برخی دیگر از این گونه ها در زمینهای شور میرویند، گونههای دیگری زندگی آبزی را برگزیدهاند ( امید بیگی، 1384) .
جنس ارنجیوم گیاهانی غالباً پایا هستند. گلها در چترهای بدون پرتو به صورت کپههای محصور در گریبانی متشکل از برگکهای بلند و خارمانند مجتمعاند. همه گلها نر ماده، بدون دمگل و شامل کاسهای با 5 دندانه نوکتیز و و جامی متشکل از گلبرگهای ایستاده است که در بالا و انتها به هم میچسبند. میوه تخم مرغی، پولک دار یا تکمهای، فاقد پره و مجرای ترشح کنندهاند. کارپوفور دو بخشی و به فندقه چسبیده است. این جنس در ایران 9 گونه دارد که در تهران و اطراف آن، غرب، شمال (گیلان و مازندران)، نواحی جنوبی (بلوچستان و غیره) میرویند (قهرمان،1372) .
ارنجیوم بزرگترین و تقریباً پیچیدهترین جنس خانواده چتریان است و حدود 250 گونه دارد. در نواحی معتدل هر قاره پراکنده شده است، به طوری که پراکندگی گونهها در میان دو نیم کره شرقی و غربی بطور نامنظمی وسعت یافته که در هر نیم کره دو مرکز مشخص شده است : مکزیک مرکزی – غربی و آمریکای مرکزی- شمال شرقی (برزیل جنوبی، آرژانتین شمالی و اوروگوئه)، و غرب مدیترانه و جنوب غربی آسیا (تورمل، 1948 و 1949) حدود دو سوم گونههای آن در شمال، مرکز و جنوب آمریکا پراکنده شده است. ارنجیوم به راحتی از جنسهای خانواده آپیاسه از طریق شکل سرگل و تک برگچههای هر گل قابل تشخیص است، به طوری که این جنس از نظر شکل تنوع زیادی دارد. برخی از گونهها روی زمین خوابیده و فقط چند سانتیمتر طول دارند و بعضی دیگر به صورت قائم و ایستادهاند. اکثر گونهها، گیاهی پایا هستند. تعدادی از آنها نیز چوبی بوده، این گیاهان ممکن است برگهای ساقه بلند و یا بدون ساقه داشته باشند، همچنین تیغههای جدا جدا، یکپارچه، لبه پوشیده از خار، دارای برگ در دو سوی دمبرگ شبیه برگ نخل یا به شکل پر و براکتهای خاردار دارند (کارولینا و همکاران، 2008).
در گونههای مشابه تفاوت ممکن است بر اساس تعداد کروموزوم یا مقدار پلوئید باشد. بر طبق اکثر نظریهها تعداد کروموزوم 8 =x است اما تعداد کمی هم کروموزوم 7-5 =x وجود دارد (بل و همکاران، 1957و1960؛ کانستنس و همکاران، 1971؛ کانستنس وبای، 1976).
تحقیقات ولف در رابطه با ارنجیوم بسیار جامع و کامل است او گونهها را به 34 بخش و چندین زیر بخش گروهبندی کرد، به طوریکه دو گروه در جنس ارنجیوم مشخص نمود: شامل 12 بخش از دنیای قدیم (آفریقا، اروپا، آسیا) و گونههایی که شامل 22 بخش از دنیای جدید (امریکا و استرالیا) هستند ( کارولینا و همکاران، 2008).
از رایجترین گونههای ارنجیوم که در ایران وجود دارد میتوان E.bungei ، E.billardieri ، E.caucasicum را نام برد (مظفریان، 1382).
زولنگ يك گياه شناخته شده جديد از خانواده چتریان است که به علت افزایش تقاضا، میوههای آن در قسمتهای آفتابگیر برخی باغهای خانگی در شمال ایران بویژه مازندران و گیلان در اواخر زمستان یا اوایل بهار کشت میشود. این گیاه عمدتاً در خاکهای لومی با زهکشی خوب رشد میکند (خوشبخت و همکاران، 2006).
گونههای مختلف این جنس علاوه بر ایران در ماوراء قفقاز، عراق، جزایر اژه، سوریه، فلسطین، لبنان، عربستان، ترکمنستان، افغانستان، پاکستان، آسیای مرکزی و شرق نواحی مدیترانهای میرویند (مظفریان، 1382). برخي گونهها كمياب و يا در خطر انقراض هستند(رودریگز و همکاران، 2009 ؛ بویس، 1996). زمان مناسب برای برداشت آن اوایل اردیبهشت است و در مرحله انتهای رشد و هنگام گلدهی خوراکی نیست (هاشم آبادی و همکاران، 2010).
1-3-کاربرد گونههای مختلف ارنجیوم
در حال حاضر در خانواده چتریان به جز گياهان زينتي 117 گونه زراعي گزارش شده است. در
درجه اول 41% آنها بعنوان گياهان دارويي، 1/23% سبزيجات وگياهان سالادي، 7/19% گياهان ادويهاي و همچنين 1/11% گياهان علوفهاي ، 3/4% گياهان اسانسي و 8/0% بعنوان گياهان حصار و پرچين استفاده ميشوند (پیستریک، 2002 و 2005).
گونههای ارنجیوم بعنوان گیاه زینتی، سبزی یا گیاهان دارویی بکار میروند. موارد استفاده از گونههای مختلف متعلق به تیره چتریان، متفاوت میباشد. عمدتاً در صنایع غذایی و دارویی مورد استفاده قرار میگیرند. برخی از آنها زینتیاند و کاشت و تکثیر میشوند و بعضی دیگر علف هرز میباشند (قهرمان، 1372).
گونههای مختلف این گیاه بعنوان غذا و دارو استفاده میشود. بعنوان مثال E.caucasicum به مقدار زیادی در غذاهای محلی کاربرد دارد. از برگهای پخته شده آن در سوپ و یا به همراه ماست مصرف میشود. همچنین در مرغ سرخ شده بعنوان خوش طعم کننده استفاده میگردد. برگهای این گیاه جهت خوش عطر و بو کردن، همراه سبزیجات پخته در غذاهای محلی به کار میرود و همچنین دارای خاصیت آنتیاکسیدانی میباشد(خوشبخت وهمکاران،2006). E.caucasicum دارای چند خصوصیت دارویی شامل تقویت قوای باروری، مدر، مسکن و آرامبخش، اشتها آور میباشد (ترات، 2004). در واقع با افزایش تحقیقات شیمیایی و بیولوژیکی، ارنجیوم نقش بالقوه خود را بعنوان محصولات دارویی نشان داده است (پینگ وانگ و همکاران، 2012).
گونه E.foetidum خواص درمانی زیادی دارد، در درمان سوختگی، گوش درد، تب، فشار خون، یبوست، تشنج، آسم، نازایی و اسهال موثر است (پاول و همکاران، 2011). ميوه هاي E.foetidum بعنوان غذا در نيجيريه مصرف ميشوند (لی کلیر و همکاران، 2005). از E.foetidum در درمان چند نوع التهاب، در چين استفاده ميشود (بنکائو، 1999).
گونه دیگر آن E.maritimum بعنوان ضد انگل، خلط آور، ممانعت کننده از سنگ کلیه، معرق ومدر کاربرد وسیعی دارد (لیتشیا و همکاران، 2008).
عصاره گونههايی از Eryngium فعاليتهايي نظير نابود کردن سلولهاي تومور انساني، عمل ضد التهابي، ضد سموم مار و عقرب، ضدباكتري، ضد قارچ، ضد مالاريا، خاصیت آنتي اكسيداني و اثرات ضد ديابتي را نشان دادهاند (پینگ وانگ و همکاران، 2012).
E.campestre در داروهاي سنتي تركي استفاده ميشود. دم كرده اندامهاي هوايي و ريشه آن بعنوان دارویي جهت تقویت باروری، ضد سرفه، مدر، اشتها آور، محرك و مهيج استفاده ميشود (کارتل و همکاران، 2005 ؛ بایتاپ، 1999).
E.creticum در داروهاي سنتي جهت درمان عقرب زدگي در مناطق روستايي اردن و بعنوان يك عامل بالابرنده قند خون استفاده شده است (جگبیر، 1991). E.elegons بعنوان داروي مدر در آرژانتين كاربرد دارد ( گولنیووسکی و همکاران، 2006).
برخی بوميان آمريكا از همه قسمتهاي گياه E.alismifolium جهت درمان اسهال استفاده ميكنند، ريشه E.aquaticum بعنوان داروي تهوع، القاء دستگاه گوارش، پادزهر سموم، كرمك، كرم كدو، مدر و ريشه هاي E.yucciflium Michx در درمان مارگزيدگي و دندان درد و همچنين دردهاي عصبي، مشكلات مثانه و كليه بكار ميروند (مورمن، 2009).
1-4-آنتیاکسیدانها
راديكال آزاد مانند راديكالهاي آنيوني سوپر اكسيد، راديكال هيدروكسيل و انواع بدون راديكال آزاد مثلH2O2 و اكسيژن تنها، فرم هاي مختلف اكسيژن فعال هستند (ایلهامی و همکاران، 2003). تخريب اكسيداتيو ناشي از فعاليت اين مولكولها موجب بروز و پيشرفت بيماريهايي از قبيل سرطان، بيماري قلبي- عروقي، ديابت، آلزايمر، التهاب، پيري و … در انسان ميشود (لیو، 2003). از دیگر آسیبهای عمدهای که رادیکالهای آزاد در آنها دخالت دارند، عبارتند از اختلالات عصبی، آب مروارید (کرر و اسمیت، 1994) و مشکلات ریوی نظیر آسم (گرین، 1995).
ورزش شدید، سوخت و ساز سریع سلولها، التهاب مزمن، عفونتها و دیگر بیماریها، قرار گرفتن در معرض مواد آلرژیزا، سندروم روده ای و مواد مخدر یا سمومی مانند دود سیگار، آلودگی هوا، آفت کشها و حشره کشها همگی در افزایش عوامل اکسید کننده در بدن نقش دارند (پرسیوال، 1998).
راديكالهاي آزاد توليد شده ناشي از اكسيداسيون چربيها در موادغذايي باعث اكسيداسيون خود به خودي و توليد تركيبات شيميايي نامطلوب و در نتيجه باعث تندي و بدطعمي غذا نیز ميشوند (اسپین و همکاران، 2000). خوشبختانه تشکیل رادیکالهای آزاد بطور طبیعی بوسیلهی ترکیبات مفیدی به نام آنتی اکسیدانها کنترل میشوند (بوسکو، 2006).
در واقع آنتي اكسيدانها تركيباتي هستند كه با حذف راديكال آزاد از اكسيداسيون چربيها در مواد غذايي جلوگيري ميكنند (ابدالا و روزن، 1999). اثر آنتي اكسيداني اين تركيبات به دليل اثر احيا كنندگي آنهاست. آنها بعنوان دهنده هيدروژن و شلاته كننده فلزات عمل ميكنند (کاویارسان و همکاران، 2007، کتالینیک و همکاران، 2006).
در کل آنتی اکسیدانها برای دو هدف مشخص به مواد غذایی افزوده میشوند:
1-ممانعت از اکسیداسیون لیپیدها وتشکیل رادیکالهای آزاد در مواد غذایی تحت شرایط نگهداری طولانی یا حرارتدهی نظیر سرخ کردن عمیق یا بیبو کردن.
2-جلوگیری از افزایش غلظت رادیکالهای آزاد پس از صرف غذا در شرایط بدن (پوکورنی، 2007).
واژه آنتیاکسیدان به علم شیمی برمیگردد، در علم شیمی آنتیاکسیدان به مادهای شیمیایی اطلاق میشود که از جذب اکسیژن جلوگیری میکند. در اواخر قرن 19 و اوایل قرن 20 مطالعات زیادی به استفاده از آنتیاکسیدانها در فرآیندهای صنعتی مهم، مثل جلوگیری از زنگ زدگی وخوردگی فلزات اختصاص دادهشد. تحقیقات اولیه در زمینه نقش آنتیاکسیدانها درعلوم زیستی به استفاده آنها در جلوگیری از اکسید شدن چربیهای غیراشباع که منجر به فساد آنها میشود متمرکز شد. تحقیق در مورد اینکه چگونه ویتامین E باعث پیشگیری از فرایند پراکسید شدن چربیها میشود، به شناسایی آنتیاکسیدانها به عنوان مواد احیا کننده منتهی شد. در واقع آنتیاکسیدانها موادی هستند که با کاهش سرعت اکسیداسیون، مشخصاً دوره اکسیداسیون کند را افزایش میدهند. این مواد ممکن است به طور طبیعی در ماده غذایی وجود داشته باشند و یا در طبیعت موجود نباشند و به صورت سنتزی تهیه و به ماده غذایی اضافه شوند. مکانیسم اثر آنتیاکسیدانها به این ترتیب است که با دادن یک اتم هیدروژن به رادیکال آزاد تشکیل شده، از گسترش واکنش های زنجیرهای اکسیداسیون جلوگیری میکنند. به این ترتیب کارایی و درجه تاثیر یک آنتیاکسیدان به سهولت جدا شدن این اتم هیدروژن از آن مربوط میشود بدیهی است که رادیکال آزاد به جا مانده از آنتیاکسیدان پس از دادن هیدروژن باید حتیالامکان خود سبب تولید رادیکال آزاد اسید چرب و آغاز اکسیداسیون آن نشود و در ضمن سریعاً توسط اکسیژن اکسید نگردد.
آنتیاکسیدانهایی که در حال حاضر استفاده میشوند اساساً دارای ساختمان فنولی با یک یا چند عامل هیدروکسیل هستند. آنتیاکسیدانهای فنلی از هر سه ویژگی فوقالذکر برخوردار هستند که دلیل آن وجود رزونانس پایدار در رادیکال تشکیل شده از آنها میباشد (فاطمی، 1387).
ترکیبات آنتیاكسيدانی علاوه بر درمان يا پيشگيري از سرطان، بيماريهاي قلبي و عروقي، اختلالات مغزي و سيستم ايمني، در جلوگيري از پيري زودرس ناشي از عوامل اكسيداتيو نيز موثرند (آمز و همکاران، 2003).
به طور کلی آنتیاکسیدانها گروهی از ترکیبات شیمیایی هستند که قادرند اکسیداسیون لیپید را به تأخیرانداخته، متوقف ساخته و یا از بروز آن جلوگیری کنند. این ترکیبات با دادن H به رادیکالهای آزاد، آنها را به ترکیبات غیررادیکال تبدیل کرده و خود به صورت رادیکال آنتیاکسیدان اکسید شده در میآیند. این نکته قابل ذکر است که ساختمان آنتیاکسیدانها به گونهای است که اگرچه اتم هیدروژن را آزاد میکنند و خود تبدیل به رادیکال میشوند ولی از واکنشپذیری کمی برخوردارند به طوری که احتمال واکنش آنها با لیپید و انجام واکنش زنجیرهای اکسیداسیون وجود ندارد. البته گروههای مختلف آنتیاکسیدانها ممکن است به صورتهای دیگری بجز توقف واکنش زنجیرهای رادیکالهای آزاد عمل کنند (پوکورنی و کرزاک، 2001).
1-5- تقسیمبندی کلی آنتیاکسیدانها
به طور کلی ترکیبات آنتیاکسیدان میتوانند به صورت زیر تقسیمبندی شوند:
1- آنتیاکسیدانهای ممانعتکننده که از تشکیل رادیکالهای آزاد لیپید جلوگیری میکنند.
2- آنتی اکسیدانهای شکننده زنجیر که موجب پایان زنجیره انتشار میشوند.
3- خاموش کنندههای اکسیژن یگانه (کاروتنها به ویژه لیکوپن).
4- تقویت کنندههای آنتی اکسیدان که به تنهایی به عنوان آنتیاکسیدان عمل نمیکنند اما فعالیت آنتی اکسیدانها را تشدید میکنند. بهترین مثال در این مورد اسید سیتریک میباشد.
5- عوامل احیاکننده مثل پروتئین و آمینواسیدها که موجب تبدیل رادیکالهای آزاد به یک ترکیب غیر رادیکالی میشوند.
6- کمپلکس کنندههای فلزات که با فلزات پراکسیدان به ویژه آهن و مس کمپلکس داده و آنها را غیرفعال میکنند (فیتات، کوئرستین، تانن).
7- مهارکنندههای آنزیمهای پراکسیدان به ویژه لیپوکسیژناز (پوکورنی، 2007).
1-6-آنتیاکسیدانهای مورد استفاده در مواد غذایی
1-6-1- آنتیاکسیدانهای سنتزی
استفاده از آنتیاکسیدانهای طبیعی از سالهای قبل از جنگ جهانی دوم، جهت پایدارسازی چربیها در مواد غذایی مورد توجه قرار گرفت. اما از آنجایی که آمادهسازی این آنتیاکسیدانها کار دشواری بود و از طرفی کارآیی چندانی در پیشگیری از فرآیند اکسیداسیون نداشتند، لذا پس از مدت زمان کوتاهی جای خود را به آنتیاکسیدانهای سنتزی دادند (پورکونی، 2007). آنتیاکسیدانهای سنتزی ارزان و در دسترس بوده و به دلیل ثبات و کارآیی بالا، مورد توجه قرار گرفتهاند. شناخته شدهترین آنتیاکسیدانهای سنتزی شامل بوتیلات هیدروکسی تولوئن(BHT)، بوتیلات هیدروکسی آنیزول(BHA)، ترت بوتیلات هیدروکسی کینون(TBHQ) و پروپیل گالات ها( PG) میباشند (شهیدی و وانا سوندارا، 1992).
BHA و BHTآنتیاکسیدانهای سنتزی منوهیدریک میباشند که حلپذیری آنها در چربی بالاست و اثرات پوشش دهندگی خوبی از خود نشان میدهند. همچنین BHA از پایداری حرارتی خوبی برخوردار است اما در حرارتهای بالا یک بوی فنلی ایجاد میکند به همین دلیل به مقدار کم و همراه با آنتی اکسیدانهای دیگر استفاده میشود. BHT در برابر حرارت ناپایدار است و تجزیه میگردد. گالاتها (استر اسید گالیک با الکل ها) در شرایط قلیایی در فرایند حرارتی نابود میشوند و در حضور رطوبت با آهن تشکیل کمپلکس آبی–سیاه میدهند. TBHQ، بهترین آنتیاکسیدان برای محافظت از روغنهای سرخ کردنی در مقابل اکسیداسیون میباشد که استفاده از آن در اروپا ممنوع است. نوع و میزان مصرف مجاز آنتیاکسیدانهای سنتزی، طبق قوانین کشورهای مختلف، متفاوت است (گوردن و کوریمسکا، 1995). مثلاً در بعضی کشورها مقدار مجاز هر یک از آنتیاکسیدانها به تنهایی 01/0% و مقدار مجاز ترکیبی از آنتیاکسیدانها 02/0% میباشد. واضح است که این مقررات از کشوری به کشور دیگر متفاوت است (ایسکین و رابینسون، 2000). بدليل اثرات تغذيهاي نامناسب و سرطانزا بودن اين تركيبات و همچنين تمايل مصرفكنندگان به استفاده از تركيبات طبيعي، كاربرد آنتياكسيدانهاي طبيعي موردتوجه محققين قرار گرفتهاست (فرانکل، 1991). به عنوان مثال کاربرد آنتياكسيدانهاي سنتزي نظير بوتيلات هيدروكسي تولوئن، بوتيلات هيدروكسي آنيزول و پروپيل گالات در حين فرآوري مواد غذائي منجر به بروزآثار جانبي نامطلوبي ميگردد كه از آن جمله ميتوان به سرطانزائي و بزرگ شدن كبد اشاره نمود (ابراهیم آبادی و همکاران، 2009). سميت احتمالي و جهشزايي اين آنتياكسيدان ها سالهاي زيادي است كه مورد بررسي قرار گرفته است (یو وهمکاران، 2007).
بنابراین آنتیاکسیدانهای سنتزی فرار و حساس به گرما هستند و برای ثبات و پایداری مواد غذایی مطلوب نیستند. از طرفی استفاده از آنها سلامتی انسان را تهدید میکند و باعث بروز سرطان میشود (ایکس هو، 2003). در نتيجه اين محدوديتها، امروزه يافتن آنتياكسيدانهاي طبيعي كه قادر به مهار واكنشهاي زنجيري راديكالهاي آزاد، كند كردن روند تند شدن اكسيداتيو روغنها و محافظت از بدن انسان در مقابل بيماريها ميگردند، از اهميت زيادي برخورداراست (ابراهیم آبادی و همکاران،2009).
1-6-2- آنتیاکسیدانهای طبیعی
در سالهای اخیر نقش رژیمهای غذایی در سلامت انسان مورد توجه قرار گرفته است. به ویژه این که برخی مواد غذایی در نتیجه حضور برخی از ترکیبات بیوشیمیایی خاص، تأثیر مثبتی روی سلامت فردی، وضعیت جسمانی و روحی افراد دارند. همچنین به دلیل اثرات جانبی نامطلوب برخی از ترکیبات دارویی شیمیایی و نیاز مصرفکنندگان برای استفاده از محصولات طبیعی و بدون افزودنی، تلاش برای یافتن چنین منابعی در حال افزایش است. یافتههای علمی حاکی از آن است که میوه ها، سبزیجات، دانهها، بذرها، مغزها و چای حاوی انواع مختلفی از مواد مغذی و غیرمغذی میباشند که اصطلاحاً به آنها ترکیبات شیمیایی گیاهی گفته میشود. این اصطلاح برای تمامی ترکیبات با منشأ گیاهی به ویژه آنهایی که از نظر بیولوژیکی فعال میباشند، به کار میرود. ترکیبات شیمیایی گیاهی فعالیتهای زیستی متنوعی دارند که به واسطه آنها میتوانند اثرات مفیدی را بر سلامتی انسان اعمال و از ابتلا به برخی از بیماریهای مزمن نظیر انواع سرطان، بیماریهای قلبی-عروقی و دیابت جلوگیری کنند. از مهمترین عملکردهای این ترکیبات می توان به مهار رادیکالهای آزاد، جلوگیری از اکسیداسیون LDL و شکستن DNA ، تقویت سیستم ایمنی بدن، اثرات ضد میکروبی، آنتیاکسیدانی و ضدسرطانی آنها اشاره کرد (دیلارد و جرمن، 2000).
امروزه بیشتر تحقیقات صورت گرفته در این زمینه بر استفاده از آنتیاکسیدانهای جدید و بدون خطر از منابع گیاهی، حیوانی، میکروبی و غذایی، تمرکز یافتهاند. بیشتر آنتیاکسیدانهای طبیعی قابل پذیرش، اجزای غذایی معمولی هستند که انسان همواره آنها را از طریق رژیم غذایی خود مصرف میکند. از مهمترین منابع آنتیاکسیدانی موجود در رژیم غذایی می توان به توکوفرولها، اسید آسکوربیک و نمکهای آسکوربات، کاروتنوئیدها و ترکیبات فنولی( پوکورنی، 2007) و دیگر ترکیبات با وزن مولکولی پایین نظیر گلوتاتیون و لیپوئیک اسید اشاره کرد (پرسیوال، 1998). از دیگر آنتیاکسیدانهای طبیعی نیز میتوان آنزیمهای آنتیاکسیدانی و پروتئینهای متصل شونده به فلزات مثل لاکتوفرین و آلبومین را نام برد (سایز و همکاران، 1992). به طور کلی آنتیاکسیدانهای طبیعی را می توان در گروههای عمده زیر طبقهبندی نمود:
1-6-2-1 -ترکیبات فنولی
فنولها یکی از مهمترین گروه آنتیاکسیدانهای طبیعی بوده و غنیسازی غذاهای فراوری شده
با این ترکیبات باعث محافظت آنها در برابر اکسایش میشود که به معنی حفظ کیفیت محصول است و از تشکیل فراوردههای سمی اکسایش جلوگیری میشود (جوانمردی و همکاران، 2003). ترکیبات فنولی تقریباً در تمام گیاهان وجود دارند و وقتی گیاهان به عنوان مواد غذایی مورد مصرف انسان قرار میگیرند این ترکیبات فیتوشیمیایی به ورود آنتیاکسیدانهای طبیعی به رژیم غذایی انسان کمک میکنند. در واقع منشاء بسیاری از ترکیبات دارای خواص درمانی از گیاهان، به سبب متابولیسم ثانویه در آنها میباشد (خان و همکاران، 2010). منبع دريافت فنلها و فلاوونوئيدها در نقاط مختلف جهان به نوع رژيم غذايي مردم منطقه وابسته است. مثلا در كشورهايي مانند ژاپن و چين، مصرف چاي سبز تامين كننده اين تركيبات موردنياز بدن است. در حاليكه در كشورهاي غربي، مصرف سيب و پياز و در كشورهاي شرقي مصرف سبزيجات و مواد غذايي تخميري تامين كننده اين مواد هستند (واچ و همكاران، 2005).
واژه ترکیبات فنولی، شامل یک گروه وسیع و متنوع از ترکیبات شیمیایی است. این ترکیبات میتوانند به روشهای مختلفی بر اساس تعداد کربنهای موجود در مولکول طبقهبندی شوند (ورمریس و نیکولسون، 2006). ترکیبات فنولی گروه بزرگی از متابولیتهای ثانویه بوده و شامل محدوده وسیعی از موادی است که حلقه آروماتیک داشته و یک گروه هیدروکسیل یا بیشتر روی این حلقه موجود است (ریان و روباردز، 1998). بر اساس تعداد و موقعیت گروههای هیدروکسیل و حضور ترکیبات دیگر، آنها به چند گروه تقسیم میشوند و از نظر حلالیت به دو صورت ترکیبات فنولی محلول (اسیدهای فنولی، فنیل پروپانوئیدها، فلاوونوئیدها، کینونها) و ترکیبات فنولی نامحلول (تاننهای متراکم، لیگنین و …) میتوان آنها را طبقهبندی نمود (ریسپیل و همکاران، 2005).
همچنین تركيبات فنولي داراي تاثيرات بيولوژيكي متعددی همچون فعاليت آنتياكسيداني و فعاليت ضدباكتريايي هستند .فعاليت آنتياكسيداني تركيبات فنوليك در گياهان عمدتاً به دليل ويژگيهاي اكسايش-كاهش و ساختار شيميايي آنها است كه ميتوانند نقشهاي مهمي را در خنثي كردن راديكالهاي آزاد، احاطه كردن فلزات انتقالي و فرونشاندن مولكولهاي اكسيژن يگانه و سهگانه از طريق تغيير مكان يا تجزيه پراكسيدها داشته باشند. اين ويژگيها با تاثيرات مفيد آنتياكسيدانهاي فنوليك بر روي سلامت در ارتباط است كه به دليل تاثيرات بازدارندگي اين تركيبات در مقابل پيشرفت بسياري از بيماريهاي وابسته به تنش-اكسايشي، همچون بيماريهاي قلبي-عروقي، سندرم التهاب روده و بيماري آلزايمر است (لی و لیم، 2000).
از بین ترکیبات فنولی فلاوونوئیدها ترکیبات آنتیاکسیدانی قویتری محسوب میشوند (ماناچ و همکاران، 2004 ). ترکیبات فنولی شامل فلاونوئیدها و اسیدهای فنولی تا فنولهای با وزن مولکولی بالا یعنی تاننها هستند. در ساختار تاننها گروههای فنولی زیادی وجود دارد. تاننها در دانههای غلات، بقولات، میوهها و نوشیدنیهایی مانند چای و قهوه وجود دارند. اسیدهای فنولی از نظر ساختار با فلاونوئیدها ارتباط داشته و به عنوان پیشسازهای بیوسنتزی آنها به کار برده میشوند و به مقدار قابل ملاحظهای در غلات وجود دارند و از جمله آنها میتوان اسیدهایفرولیک، کافئیکاسید، پاراهیدروکسی بنزوئیک، پروتوکاتکوئیک، پاراکوماریک، وانیلیک و سیرینجیک را نام برد(اسکین و رابینسون، 2000).
فلاونوئیدها گروه بزرگی از ترکیبات فنولی بوده که بیشتر از سایر گروهها مورد بررسی قرار گرفتهاند و پس از کلروفیل و کاروتنوئیدها، فراوانترین رنگدانههای گیاهی محسوب



قیمت: 11200 تومان

متن کامل پایان نامه ها در 40y.ir

پاسخی بگذارید

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