وبلاگ

مطالعات اخیر، نشان می‌دهد که مصرف میوه‌ها و سبزیجات با کاهش خطر بروز بیماری‌های مزمن مثل بیماری‌های قلبی عروقی، سرطان، بیماری‌های تخریب سیستم عصبی از جمله پارکینسون و آلزایمر، التهاب و پیری پوست همراه می‌باشد(Ames et al., ۱۹۹۳).
۱-۳- پاداکساینده‌ها (Antioxidants)
پاداکساینده‌ها به ترکیبات شیمیایی خاصی اطلاق می‌شود که میزان و شدت اکسیداسیون سلول‌ها و مولکول‌های زنده را کاهش می‌دهند. اکسیداسیون نیز به واکنش‌های شیمیایی خاص اطلاق می‌شود که در جریان این فرایند، الکترون‌ها از ماده‌ای که اکسید می‌شود گرفته شده و به ماده‌ای که اکسید می‌کند افزوده می‌شود. این روند نیز موجب تغییر ماهیت جسم اکسید شده می‌گردد و همین تغییر ماهیت نیز گاه به مشکلات عدیده‌ای در بدن جانداران ختم می‌شود. رادیکال‌های آزاد مواد مضری برای سلامت هستند که در هنگام تجزیه مواد غذایی و یا در اثر عوامل محیطی مانند مصرف سیگار یا در معرض اشعه رادیواکتیو در بدن ایجاد می‌شوند (Baea and Suh, 2007). پاداکساینده‌ها موادی هستند که مانند جارو در برابر رادیکال‌های آزاد عمل می‌کنند و باعث از بین بردن رادیکال‌های آزاد و نوسازی سلول‌های تخریب شده، می‌شوند. مطالعات نشان داده‌اند که رادیکال‌های آزاد با ایجاد صدمه سلولی می‌توانند در ایجاد پیشرفت بیماری‌های مختلف از جمله بیماری‌های قلبی و عروقی، انواع سرطان موثر باشند. برای جلوگیری از عمل این رادیکال‌های آزاد، بدن باید دارای یک سد دفاعی از پاداکساینده‌ها باشد. پاداکساینده ها مولکول‌هایی هستند که جلوی عمل رادیکال‌های آزاد را گرفته و مانع از تخریب سلول‌های حیاتی بدن می‌شوند. جلوگیری از تخریب سلولی باعث پیشگیری از بروز بیماری‌هایی مانند سرطان، بیماری قلبی-عروقی، پیر شدن سریع، بیماری‌های تخریب سیستم عصبی و التهاب و دیگر بیماری‌ها می‌شود از منافع اساسی استفاده از پاداکساینده‌ها می‌توان به تقویت سیستم ایمنی نیز اشاره کرد (Ames et al., 1993).

دو کلاس از پاداکساینده‌ها شناسایی شده‌اند:
دسته اول ترکیبات با وزن مولکولی کم (LMW^[3]) مثل ویتامین E، C، β-کاروتن، گلوتاتیون، اسید اوریک، بیلی روبین و دسته دوم شامل آلبومین، ترانس فرین، سرولو پلاسمین، سوپراکسید دیسموتاز (^[۴]SOD)، گلوتاتیون پراکسیداز (^[۵]GPX)، کاتالاز (CAT^[6]) (Psotova et al., ۲۰۰۱).
در جستجو برای ضداکساینده‌های طبیعی جدید، بعضی گیاهان در سال‌های اخیر از لحاظ ترکیبات ضداکساینده‌ و جمع کننده رادیکال‌ها به طور گسترده‌ای مطالعه شده‌اند که از جمله آنها می‌توان به آنتوسیانین‌ها و ترکیبات فنولی اشاره داشت (Rice-Evans et al., ۱۹۹۷)
۱-۳-۱- ضداکساینده‌های طبیعی
با در نظر گرفتن نحوه جلوگیری از اکسیداسیون چربی‌ها، می‌توان ضد اکساینده‌های طبیعی را به ۵ دسته تقسیم نمود (Nychas, 1995).
۱-۳-۱-۱ ترکیبات دهنده هیدروژن (Hydrogen donating compounds)
فنولیک‌ها مهمترین دسته از این ترکیبات هستند که به عنوان ضد اکساینده‌های اولیه نیز در نظر گرفته می‌شوند. حضور گروه دهنده‌ی الکترون در موقعیت اورتو و پارا باعث افزایش خاصیت ضد اکسایشی می‌شود. اثر غلظت ضداکساینده‌ها بر روی سرعت اکسیداسیون تحت تاثیر ساختار ضداکساینده، شرایط و ترکیب ماده می‌باشد.
از این دسته می‌توان توکوفرول‌ها (موجود در عصاره دانه‌های روغنی) و اسید آسکوربیک (موجود در میوه‌ها و سبزیجات ) را نام برد. توکوفرول‌ها (α، β، γ، δ) دارای یک حلقه کرومانول و یک دم فیتیل هستند که معمولاً در تعداد و موقعیت قرارگیری گروه‌های متیل متفاوت هستند. به سرعت با رادیکال‌های پر اکسیل واکنش می‌دهند (Young and Woodside, 2001).
۱-۳-۱-۲- شلاته کننده های فلزات (Metal Chelators)
این ترکیبات با یون های فلزی باند تشکیل داده و از اثرات سوء فلزات جلوگیری می نمایند. از مهم‌ترین این ترکیبات اسید سیتریک می باشد که به فراوانی در گیاهان، جانوران و میکروب‌ها یافت می‌شود. علاوه بر آن می‌توان به اسیدفسفریک، اسید آسکوربیک و EDTA (Ethylene-Diamine-Tetra-Asetate) هم اشاره کرد (Mahdavi et al., ۱۹۹۵).
۱-۳-۱-۳- فرونشاننده‌های اکسیژن
از این دسته می‌توان به کاروتنوئیدها اشاره نمود. این ترکیبات به عنوان فرونشاننده‌های اکسیژن عمل نموده و در نقش ضداکساینده های محلول در چربی با جلوگیری از تشکیل هیدروژن پراکسید مصرف می‌شوند (Van Loon, 2000).
۱-۳-۱-۴- آنزیم‌ها
از این دسته می توان به آنزیم گلوکز اکسیداز^[۷]، سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز اشاره نمود.
۱-۳-۱-۴-۱- آنزیم گلوکز اکسیداز
این آنزیم گلوکز را به دلتا گلوکونولاکتون و آب اکسیژنه تبدیل می‌کند که در محیط آبی گلوکونولاکتون به اسید گلوکونیک تبدیل می‌شود. با توجه به خصوصیت این آنزیم، از آن برای حذف اکسیژن یا گلوکز از محیط ماده غذایی در مواردی که وجود اکسیژن زیان آور باشد، می‌توان استفاده کرد (Young et al., ۲۰۰۱).
۱-۳-۱-۴-۲- آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز
رادیکال سوپر اکسید (O₂^˚) یکی از ROS ها است که می‌تواند در اکسیداسیون چربی شرکت نماید. SOD با کاتالیز کردن واکنش باعث غیر فعال کردن رادیکال سوپراکسید می‌گردد (Young and Woodside, 2001).
O₂ ^- + O₂^- + ۲H⁺ H₂O₂ + O₂
۱-۳-۱-۴-۳- آنزیم کاتالاز
اولین آنزیم اکساینده‌ای است که مشخص شده تبدیل هیدروژن به آب و اکسیژن را طی دو مرحله کاتالیز می‌کند (Young and Woodside, ۲۰۰۱).
Catalase-Fe (Ш) + H₂O₂ Compound І
Compound І + H₂O₂ Catalase- Fe (Ш) +۲H₂O + O₂
۱-۳-۱-۴-۴- آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز
GPX، اکسایش گلوتاتیون را کاتالیز می‌کند. جایگاه فعال آن به سلنیوم نیاز دارد و علائم نقص آن ممکن است در کمبود شدید سلنیوم پیش آید. اگرچه GPX به طور وسیعی در همه بافت‌ها توزیع شده است، اما بالاترین غلظت را در کبد دارد. توزیع سلولی آن در سیتوزول و میتوکندری است. این امر ثابت میکند که GPX جاروب کننده اصلی هیدروژن پراکسید در این اجزاء سلولی است. فعالیت این آنزیم بستگی به قابل دسترس بودن گلوتاتیون احیا شده دارد (Young and Woodside, 2001).
۱-۳-۱-۵- گیرنده‌های اکسیژن
اسید آسکوربیک مهم‌ترین نمونه ازاین ترکیبات است که در واکنش با اکسیژن مانع از اثرات سوء اکسیژن می‌شود. در طول فعالیت ضداکسایشی، آسکوربات احیا دو الکترون را در ابتدا برای تبدیل سمی دی هیدروآسکوربیل (Semidehydroascorbyl) و سپس دی هیدرو آسکوربات (Dihydroascorbate) تحمل می‌کند که دی هیدروآسکوربات ناپایدار است و به دی کتو گولونیک اسید (Diketoglulonic acid) هیدرولیز می‌شود که این خود به اگزالیک اسید (oxalic asid) شکسته می‌شود (Young and Woodside, ۲۰۰۱).
۱-۴- ترکیبات فنولی در گیاهان
ترکیبات فنولی دگرگوهره‌های^[۸] ثانویه ای هستند که مشتقات مسیرهای پنتوز فسفات، شیکیمات و فنیل پروپانوئید در گیاهان می باشند (Randhir et al., ۲۰۰۴). ازنظر ساختمانی ترکیبات فنولی از یک حلقه آروماتیک که حامل یک یا تعداد بیشتری زیر واحدهای هیدروکسیل می باشد تشکیل می‌شوند و از مولکول‌های فنولی ساده تا ترکیبات بسیار پلی‌مریزه شده را در بر می‌گیرند (Bravo, 1998). اغلب به طور طبیعی بیشتر ترکیبات فنولی در اتصال با مونو و پلی ساکاریدها (به یک یا تعداد بیشتری از گروه‌های فنولی متصل می‌شوند) هستند. همچنین ممکن است به عنوان مشتقات عملکردی مثل استرس‌ها و متیل استرها وجود داشته باشند. به هر حال آن‌چنان تنوع ساختاری طیف وسیعی از ترکیبات فنولی را نتیجه می‌دهد که در طبیعت وجود دارند (Harborne, 1989). ترکیبات فنولی گروه پیچیده و بزرگی هستند (حدود ۸۰۰۰ ترکیب شناخته شده) که فنول‌های ساده تا ترکیبات با پلی مریزاسیون بالا از جمله تانن‌ها را شامل می‌شوند (Bravo, 1998). ترکیبات فنولی به چندین رده تقسیم می‌شوند. که اسیدهای فنولیک، فلاوونوئیدها و تانن‌ها به عنوان ترکیبات فنولی اصلی در رژیم غذایی مورد توجه قرار گرفته‌اند (King and Young, 1999).
۱-۴-۱- اسیدهای فنولیک
اسیدهای فنولیک شامل دو گروه زیر می باشند: هیدروکسی بنزوئیک و هیدروکسی سینامیک اسیدها
اسیدهای فنولیک گونه‌های شیمیایی نسبتاً دفاعی هستند، آنها در خاک متحمل ترانسفورماسیون می‌شوند، زیرا بعضی میکروارگانیسم‌ها توانایی استفاده از آن‌ها را به عنوان منبع کربن دارا هستند (Kefeli et al., ۲۰۰۳). ترکیبات فنولی ساده، مانند متوکسی و هیدروکسی و اسید سینامیک، عموماً در بقایای گیاهی در حال تجزیه تشکیل می شوند (Whitehead et al., ۱۹۸۳).
۱-۴-۲- فلاونوئیدها
فلاونوئیدها به گروهی از مواد طبیعی با ساختارهای فنلی متنوع تعلق دارند و در میوه‌ها، سبزی‌ها، دانه، ریشه، ساقه گیاهان و در گل‌ها وجود دارند. عمل مهم فلاونوئیدها بدام انداختن رادیکال‌های آزاد ناشی از اکسیژن می‌باشد. فلاونوئیدها اثرات ضد آلرژی، ضد ویروسی و ضد سرطانی دارند. فلاون‌ها و کاتچین‌ها قویترین فلاونوئیدها جهت محافظت بدن در برابر گونه‌های اکسیژن فعال می‌باشند. فلاونوئیدهای متعلق به کاتچین‌ها عمدتاً در چای سبز و چای سیاه وجود دارند، در حالی‌که آنتوسیانین‌ها در توت فرنگی و توت‌های دیگر، انگور و چای یافت می‌شوند. در شکل (۲) ساختار ۴ گروه مهم فلاونوئیدی نشان داده شده است (Robert et al., 2001). فلاونوئیدها علاوه بر این‌که فرایند آنتی اکسیدانی بدن را تسریع می‌کنند، قادر هستند به سه طریق، ۱) به دام انداختن رادیکال‌ها به طور مستقیم ۲) اکسید نیتریک ۳) زانتین اکسیداز تولید کننده‌های رادیکال آزاد را مهار کنند (Middleton, 1998).

شکل ۱-۲: ساختار مولکولی ۴ گروه مهم از فلاونوئیدها (Robert et al., 2001)
۱-۴-۳- تانن‌ها
ترکیبات با وزن مولکولی نسبتاً بالا هستند که سومین گروه مهم از ترکیبات فنولی را تشکیل می‌دهند و می‌توان آنها را به دو گروه قابل هیدرولیز و تانن‌های متراکم تقسیم‌بندی کرد. شکل ساختاری گروه اول استرهایی از گالیک اسید در حالی که گروه دوم پلیمرهایی از مونومرهای پلی هیدروکسی فلاوان ۳- ال هستند. زیر گروه سوم فلوروتانن‌ها هستند که تماماً از فلوروگلوسینول تشکیل شده و از چندین جنس جلبک قهوه‌ای جداسازی شده‌اند اما اینها در رژیم غذایی انسان مفید واقع نمی‌شوند (Bravo et al., ۱۹۹۸).
۱-۴-۴- بیوسنتز ترکیبات فنولی و عملکرد آن‌ها
بیوسنتز این ترکیبات از مسیر فنیل پروپانوئید و از فنیل آلانین صورت می‌گیرد. این همان مسیر بیوسنتز کومارین‌ها، استیلبن‌ها، اسیدهای فنولی و لیگنین‌ها می‌باشد. درصد عظیمی از ترکیبات فنولی منشا فنیل آلانین دارند و برخی منشا تیروزین دارند. کلیدی‌ترین آنزیم این مسیر فنیل آلانین آمونیا لیاز (PAL) است. مقابله با عوامل بیماریزا ترکیبات فنولی در مقابله بسیاری از عوامل استرس‌زای محیطی کوئینون‌ها را بوجود می آورند که نوعی فنل با فعالیت بالا هستند. کوئینون‌ها به چندین روش گیاهان را در مقابل عوامل بیماریزا محافظت می‌کنند: ۱) با ظرفیت بالایشان در واکنش با دیگر ترکیبات سلولی قادرند توسعه بیماری را در محل آلودگی محدود کنند در نتیجه با سرعت بخشیدن به مرگ سلولی در محل آلودگی و یا با ایجاد یک محیط سمی از پیشرفت آلودگی به سلول‌های اطراف می‌کاهند. ۲) با واکنش با پروتئین‌ها به خصوص با ایجاد پیوند با جایگاه‌های فعال اسیدهای آمینه آلکیله شونده مانند لیزین، هیستیدین، سیستئین و متیونین به نحوی دسترسی به این مولکول‌ها را کاهش می‌دهند باعث کاهش منابع غذایی مورد نیاز پاتوژن می‌شوند. ۳) با توانایی در پیوند با دیگر ترکیبات فنلی و تشکیل پلیمرهای فنلی و همچنین پیوند با پروتئین‌ها و متراکم کردن دیواره‌های سلولی، سدهای ممانعتی زیادی را در برابر نفوذ پاتوژن ایجاد می‌کنند (Macheix et al., 1990). فراورده نهایی از شاخه‌ی فلاونوئیدها و آنتوسیانین‌ها هستند که با تشکیل کالکون‌ها شروع می‌شود و بقیه فلاوونوئیدها از حد واسط‌های مسیر بیوسنتزی آنتوسیانین‌ها بوجود می آیند (Schijlen et al., ۲۰۰۴).
۱-۵- کلیات گیاه‌شناسی
۱-۵-۱- منشاء و تاریخچه انگور
انگور یکی از مهمترین میوه‌هایی است که از زمان های بسیار قدیم مورد استفاده قرار گرفته است. عده‌ای عقیده دارند که انگور پیش از پیدایش غلات مورد استفاده بشر بوده است. بنا به نظریه مراکز تنوع که توسط واویلوف ارائه شده است، خاستگاه اصلی آن منطقه قفقاز بین دریای سیاه و دریای خزر می‌باشد که هنوز در این ناحیه انگورهای وحشی فراوان و قابل دسترس‌اند. این گونه‌ها خزان‌دار و دو پایه بودند.(Negrul, 1936) ارقام تجاری انگور عمدتاً از گونه‌ی viniferaهستند که منشاء آن منطقه‌ای در جنوب اروپا بین دریای سیاه و دریای خزر گزارش شده است و در این ناحیه هنوز گونه‌های وحشی انگور یافت می‌شوند. مناطق عمده پرورش انگور در ناحیه‌‌ای بین عرض‌های جغرافیایی ۵۱-۳۰ درجه شمالی و ۴۰-۳۰ درجه جنوبی واقع شده اند. برطبق نظر متخصصان، کاشت انگور در ایران از حداقل ۶۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح آغاز گردیده است (دولتی بانه، ۱۳۸۷).