وبلاگ

در میان آنتی اکسیدان­ها، ترکیبات فنولی از همه موثرتر می باشند، این ترکیبات به خوبی اتم هیدروژن را اهداء می­ کنند ، همچنین حد واسط رادیکالی آنها بواسطه رزونانس پایدار است (فنما، ۱۹۹۶). مطالعات نشان داده است که فعالیت آنتی اکسیدانی بعضی از میوه ها و سبزیجات به مقدار کل ترکیبات فنلی آنها بستگی دارد (مور و همکاران،۲۰۰۱). ترکیبات فنلی یک گروه متابولیت­های ثانویه آروماتیک گیاهی هستند که به طور گسترده ای در سراسر گیاه پخش شده اند و دارای تاثیرات بیولوژیکی متعدد همچون فعالیت آنتی اکسیدانی و فعالیت ضد باکتریایی هستند. فعالیت آنتی­اکسیدانی ترکیبات فنولی در گیاهان عمدتاً به دلیل ویژگی های اکسایش-کاهش[۱۷] و ساختار شیمیایی آنها است که می­توانند نقش های مهمی را در خنثی کردن رادیکال های آزاد، احاطه کردن فلزات انتقالی و فرونشاندن[۱۸] مولکول های اکسیژن یگانه[۱۹] و سه گانه[۲۰] از طریق تغییر مکان یا تجزیه پراکسید­ها بازی کنند. این ویژگی­ها با تاثیرات مفید آنتی اکسیدان های فنولی بر روی سلامت در ارتباط است که به دلیل تاثیرات بازدارندگی این ترکیبات در مقابل پیشرفت بسیاری از بیماری­های وابسته به تنش-اکسایشی، همچون بیماری­های قلبی- عروقی، سندرم روده التهابی[۲۱] و بیماری آلزایمر است (لی و لیم[۲۲]، ۲۰۰۰). ۲-۶-۱- ویژگی های لازم برای آنتی اکسیدان های غذایی - موثر بودن در غلظت های کم - نداشتن اثر حسی و یا ارگانولپتیکی بر روی غذا - سمی نبودن برای مصرف کننده - محلول در چربی - مقاوم به حرارت - مناسب بودن قیمت (پوکورنی و کورزاک، ۲۰۰۱) ۲-۶-۲- طبقه بندی آنتی اکسیدان ها آنتی اکسیدان­ها را می توان بر اساس نحوه عمل به ۳ دسته تقسیم نمود: ۲-۶-۲- ۱- آنتی اکسیدان های اولیه به اینها آنتی اکسیدان های شکننده زنجیر[۲۳] هم می گویند. این گروه از آنتی اکسیدان ها واکنش های زنجیره ای رادیکال­های آزاد را از طریق اهداء اتم های هیدروژن به رادیکال های آزاد لیپید و تشکیل محصولات پایدار متوقف می کنند و از این رو به آنها، آنتی اکسیدان های رهگیر یا متوقف کننده های[۲۴] رادیکال آزاد نیز می گویند. این ترکیبات دو مرحله مهم را در توالی زنجیره ای رادیکال آزاد اکسیداسیون لیپیدها مهار می کنند. در مرحله نخست با رادیکال­های پروکسیل (LOO*) واکنش داده و باعث توقف مرحله انتشار زنجیره می شود از این رو از تشکیل پرکسیدها جلوگیری می کند(معادله ۱-۹) و در مرحله بعد در اثر واکنش با رادیکال­های آلکوکسیل (LO*)، تجزیه هیدروپرکسیدها به محصولات تجزیه ای مضر را کاهش می دهند (معادله ۱-۱۰). (۱-۹) LOO* + AH LOOH + A* (۱-۱۰) LO* + AH LOH + A* لازم به ذکر است که آنتی اکسیدان­های اولیه در غلظت های بسیار پایین موثرند و اما در غلظت­های بالاتر نه تنها مفید نبوده بلکه می توانند به صورت پراکسیدانت عمل کنند (اسکین و رابینسون[۲۵]، ۲۰۰۰). ۲-۶-۲- ۲- آنتی اکسیدان های ثانویه آنتی اکسیدان­های ثانویه یا ممانعت کننده[۲۶] سرعت مرحله آغازین زنجیره را به وسیله یک سری مکانیسم هایی که شامل غیر فعال کننده­ های فلزات، تجزیه کننده­ های هیدروپرکسید، جاذب­های اکسیژن و سینرژیست­ها می باشند، کاهش می دهند. عمل آنتی اکسیدان­های ثانویه تجزیه پرکسیدهای لیپید به محصولات نهایی پایدار است. این گروه شامل اسید تیوپروپیونیک و مشتقات آن است (اسکین و رابینسون، ۲۰۰۰). ۲-۶-۲- ۳- آنتی اکسیدان های تشدید کننده آنتی اکسیدان­های تشدید کننده را می توان به دو گروه جاذب­های اکسیژن و احاطه کننده های[۲۷] فلزات تقسیم نمود. مکانیسم عمل آنها شامل احیای آنتی اکسیدان­های اولیه از طریق اهداء اتم­های هیدروژن به رادیکال­های فنوکسیل و یا ایجاد یک محیط اسیدی پایدار برای این آنتی اکسیدان­ها است. اسید اسکوربیک، سولفیت­ها و اسید اریتوربیک[۲۸] مثال­هایی برای جاذب­های اکسیژن هستند که با اکسیژن آزاد واکنش داده و آنرا از محیط واکنش خارج می کنند و از طرف دیگر EDTA ، اسید سیتریک و فسفات ها که به عنوان احاطه کننده­ های فلزات هستند و کمپلکس های پایداری با فلزات پراکسیدانت مانند مس و آهن تشکیل داده و در نتیجه نقش این فلزات را در شروع اکسیداسیون لیپید خنثی می کنند. تعداد زیادی از ترکیبات در بافت های گیاهی و حیوانی یافت شده اند و به عنوان مولکول­های سنتزی قابل دسترس بوده و در صنایع غذایی استفاده می شوند. این ترکیبات شامل توکوفرول و اسیدهای اسکوربیک و سیتریک هستند و اغلب در ترکیب با یکدیگر و یا دیگر آنتی­اکسیدان ها استفاده می شوند (اسکین و رابینسون، ۲۰۰۰). ۲-۶-۳- طبقه بندی آنتی اکسیدان­ها از جنبه های دیگر: ۲-۶-۳-۱- آنتی اکسیدان­های سنتزی آنتی اکسیدان­های فنولی مهم سنتزی که در اکثر کشورها مجاز شناخته شده اند، BHA (بوتیلات هیدروکسی آنیزول)، BHT (بوتیلات هیدروکسی تولوئن)، TBHQ (ترت بوتیل هیدروکینون) و پروپیل، اکتیل و دودسیل گالات ها، اتوکسی کین و اسکوربیل پالمیتات می باشند. آنتی اکسیدان­های پلیمری مانند آنوکسومر[۲۹]، یونوکس [۳۰]۳۳۰ و یونوکس [۳۱]۱۰۰ نیز معرفی شده اند که به طور تجاری مورد استفاده قرار نمی گیرند. استفاده از این آنتی اکسیدان­ها معمولاً بر طبق مقررات هر کشور تعیین می شود. مثلاً در بعضی کشورها مقدار مجاز هر یک از آنتی اکسیدان ها به تنهایی ۰۱/۰ % و مقدار مجاز ترکیبی از آنتی اکسیدان­ها ۰۲/۰ % می باشد. واضح است که این مقررات از کشوری به کشور دیگر متفاوت است (اسکین و رابینسون، ۲۰۰۰). ۲-۶-۳-۲- آنتی اکسیدان های طبیعی در طول دو دهه اخیر تاکید تحقیقات بیشتر بر روی کشف آنتی اکسیدان های طبیعی جدید از منابع گیاهی بوده است. بیشترین عامل محرک که در پشت این تحقیقات وجود دارد تلاش برای محدود ساختن استفاده از آنتی اکسیدان های سنتزی در مواد غذایی است که دارای پتاسیل خطر برای سلامتی انسان هستند. حامیان ترکیباتی با منشأ گیاهی به عنوان ترکیبات مطمئن و طبیعی آنتی اکسیدانی در مواد غذایی مصرفی رو به افزایش است و بیشتر این علاقه به دلیل این است که سعی می­ کنند از استفاده از مواد افزودنی سنتزی اجتناب کنند. کوشش­های ممتد برای کشف آنتی اکسیدان های طبیعی جدید در طول ۲۰ سال گذشته کمک کرده تا بتوانند مدل های کارآمد برای نمایش فعالیت، تشخیص ارتباط بین ساختار و عملکرد، طبقه بندی منابع گروه های آنتی اکسیدانی، ابداع روش هایی برای خالص سازی این مواد آنتی اکسیدانی از منابع طبیعی آنها و تولید مواد غذایی جدید بدست آورند.اگر از این متابولیت های ثانویه مقدار زیادی به مواد غذایی اضافه شود ممکن است از حالت مطمئن بودن برای سلامتی خارج شوند (ابوطالبیان، ۱۳۸۵). آنتی اکسیدان های طبیعی به تولید کنندگان مواد غذایی اجازه می دهند تا محصولات پایداری با بر چسب­های “Clean” که نشان دهنده طبیعی بودن همه اجزای ترکیبات است، تولید کنند. تولید این محصولات با مشکلات و موانعی همراه است که شامل سطوح بالای استفاده از آنتی اکسیدان­های طبیعی، ایجاد طعم و رنگ نامطلوب و کاهش پایداری به دلیل کم بودن کارایی آنتی اکسیدانی است. ترکیبات طبیعی زیادی هستند که قابلیت استفاده به عنوان آنتی اکسیدان در مواد غذایی دارند اما فقط تعداد محدودی از آنها در حال حاضر مجاز به استفاده در مواد غذایی می باشند. به طور کلی آنتی اکسیدان­های طبیعی را می توان در گروه های عمده زیر طبقه بندی نمود: ۲-۶-۳-۲-۱- توکوفرول ها و توکوتری انول ها توکوفرول[۳۲] ها و توکوتری انول[۳۳]­ها ترکیبات منوفنول طبیعی با فعالیت­های آنتی اکسیدانی متغیر می­باشند و هر دو مرکب از ایزومرهای هستند که تفاوت این­ها در تعداد گروه های متیل موجود در حلقه آروماتیک است (شکل ۲-۳). توکوفرول ها در روغن های گیاهی تصفیه شده در سطوح ما بین۶۰ تا ۱۱۰ میلی گرم در صد گرم روغن وجود دارند. توکوتری انول­ها در مقادیر خیلی کم در بیشتر روغن های گیاهی به جزء پالم حضور داشته و همچنین در سبوس و جوانه غلات و بعضی دانه­ها یافت شده اند. فعالیت آنتی اکسیدانی توکوفرول ها ۲۵۰ مرتبه بیشتر از BHT است. در سراسر جهان، منبع اصلی توکوفرول های طبیعی در صنعت تصفیه روغن، سویا است. توکوفرول ها یک منبع آنتی اکسیدانی طبیعی مناسب برای غذاهای با برچسب all-natural فراهم می کنند و در غذاها مطابق قوانین GMP[34] مجاز شمرده شده اند. توکوفرول ها با دادن یک اتم هیدروژن از گروه هیدروکسیل حلقه به یک رادیکال آزاد به عنوان آنتی اکسیدان عمل می کنند. توکوفرول های طبیعی تا ۰۳/۰% در چربی های حیوانی قابل استفاده اند و در روغن های گیاهی به دلیل بالا بودن مقدار ویتامین E ، افزودن توکوفرول­ها می تواند منجر به فعالیت پراکسیدانی شود. فعالیت ایزومر های توکوفرول با دما و غلظت تغییر می کند و در دماهای پایین و ملایم، فعالیت آنتی اکسیدانی به صورت δ> γ> β> α است در حالی که عکس این حالت در دماهای بالا اتفاق می­افتد. همچنین گزارش شده که در دماهای بالاتر تاثیر پروکسیدانی توکوفرول­ها در غلظت­های بالاتر کاهش می یابد که به دلیل قابلیت حل شدن اکسیژن در روغن­ها می باشد. توکوفرول­ها در چربی های حیوانی نسبت به روغن­های گیاهی بیشتر مؤثرند و می توانند به وسیله این آنتی اکسیدان­ها بهتر محافظت شوند (کاسیمیر و مین[۳۵] ، ۲۰۰۸). شکل ۲-۳- ساختار شیمیایی توکوفرول ها و توکوتری انول ها (کاسیمیر و مین، ۲۰۰۸) ۲-۶-۳-۲-۲- اسید اسکوربیک و نمک های اسکوربات اسید اسکوربیک به عنوان یک آنتی اکسیدان به دلیل [۳۶]GRAS بودن و استفاده نامحدود آن قابل توجه است. در بافت های زنده اسید اسکوربیک از طریق اهداء اتم­های هیدروژن به عنوان آنتی اکسیدان­های اولیه عمل کرده و قادر است رادیکال ها را به طور مستقیم جذب نموده و هیدروپرکسیدها را به محصولات مقاوم تبدیل نماید. اسید اسکوربیک یک آنتی اکسیدان مهم در بافت های گیاهی است و برای جلوگیری از آسیب سلولی اکسیداتیو به وسیله پرکسید هیدروژن ضروری است. در غذاها اسید اسکوربیک به عنوان یک آنتی اکسیدان ثانویه با عملکرد چندگانه بوده و با جذب اکسیژن، پتانسیل اکسیداسیون احیاء سیستم های غذایی را تا محدوده احیاء بالا می برد. همچنین می تواند به عنوان یک سینرژیست با دادن اتم­های هیدروژن به آنتی اکسیدان های اولیه همچون توکوفرول استفاده شود. اسید اسکوربیک و نمک­های آن (سدیم اسکوربات و کلسیم اسکوربات) محلول در آب هستند (شکل ۱-۳) و از این رو قابل استفاده به عنوان آنتی اکسیدان برای روغن­ها و چربی­ها نیستند و به طور وسیعی از آنها برای پایدار کردن نوشیدنی­ها استفاده می شود (کاسیمیر و مین، ۲۰۰۸). شکل ۲-۴- ساختار شیمیایی L- اسید اسکوربیک، اریتوربیک اسید و آسکوربیل پالمیتات(کاسیمیر و مین، ۲۰۰۸) ۲-۶-۳-۲-۳- کاروتنوئیدها کاروتنوئیدها پیگمان­های زرد، نارنجی و قرمز محلول در چربی هستند که در گیاهان سبز ، میوه­جات و سبزیجات وجود دارند. کاروتنوئیدها می توانند به عنوان آنتی اکسیدان­های اولیه با به دام انداختن رادیکال های آزاد و یا به عنوان آنتی اکسیدان­های ثانویه با فرونشاندن اکسیژن یگانه عمل کنند. کاروتنوئید ها در غذا ها معمولا آنتی اکسیدان­های ثانویه هستند و در غیاب اکسیژن یگانه (در فشار اکسیژن کم)، با به دام انداختن رادیکال های آزاد از اکسیداسیون جلوگیری می کنند و به عنوان آنتی اکسیدان­های شکننده زنجیر عمل می کنند. کاروتنوئیدها خاموش کننده­ های خیلی موثری هستند و یک مولکول کاروتنوئید قادر است که با تعدادی اکسیژن یگانه واکنش دهد. کاروتنوئیدها دارای ۹ یا تعدادی بیشتر باندهای دوگانه کنژوگه بوده و آنتی اکسیدان­های مؤثری به شمار می آیند. درباره فعالیت آنتی اکسیدانی کاروتنوئیدها تحقیقات زیادی صورت گرفته است. گزارش شده که لوتئین[۳۷]، لیکوپن[۳۸]، بتا­کاروتن از فتواکسیداسیون روغن های تصفیه شده جلوگیری می کنند. رنگ آناتو محتوی کاروتنوئید بیکسین[۳۹] است که دارای فعالیت آنتی اکسیدانی می باشد. ترکیب کاروتنوئیدها و توکوفرول­ها با همدیگر به طور سینرژیستی عمل می کنند. بتاکاروتن به دلیل اینکه به آسانی در بیشتر حلال­ها حل نمی شود و واکنش پذیری بالایی دارد، کمتر به عنوان آنتی اکسیدان به کار برده می شود. پایداری کاروتنوئیدها با اکسیژن، گرما، pH، نور و حضور فلزات تحت تاثیر قرار می گیرد. با بهبود پایداری کاروتنوئیدها می توان از آنها به طور وسیعی به عنوان آنتی اکسیدان استفاده کرد(کاسیمیر و مین، ۲۰۰۸).