مقاله بررسی امکان کاهش فعالیت آنزیم پراکسیداز در سبزیجات خوراکی با استفاده از اسانس های طبیعی

بررسی امکان کاهش فعالیت آنزیم پراکسیداز در سبزیجات خوراکی با استفاده از اسانس های طبیعی

چکیده
آنزیمهای موجود در بافتهای گیاهی میتوانند دارای اثرات مفید و مضری بر روی کیفیت میوهها و سیزیجات باشند. بنابراین مدیریت تغییرات آنها در میوهها و سبزیجات به عنوان یکی از مسائل مورد توجه در صنایع غذایی مطرح است. آنزیم پراکسیداز یکی از آنزیمهای مهم در بافت های گیاهی است که میتواند با پراکسید هیدروژن )آب اکسیژنه( ترکیب شود و تولید کمپلکس فعالی نماید که قادر به انجام واکنش با طیف گستردهای از مولکولهای دهنده الکترون میباشد. بنابراین غیر فعالسازی این آنزیم میتواند زمان ماندگاری سبزیجات خام و غیر بلنچ شده منجمد را افزایش دهد. جهت غیر و یا افزودنیهای شیمیایی aw یا pHفعالسازی آنزیم پراکسیداز از روشهای فیزیکی و شیمیایی مختلفی نظیر حرارت دهی )بلنچینگ(، کاهش استفاده میشود اما هر کدام از این روشها دارای محدودیتهای مخصوص به خود میباشند. امروزه تمایل مصرف کنندهها به سمت استفاده از محصولت غذایی تازه و یا محصولت تولید شده با حداقل فرآیند ممکن است. بنابراین تولید کنندهها به دنبال روشهای جایگزین برای افزایش عمر نگهداری محصولت هستند. هدف از این مقاله بازنگری استفاده از مواد طبیعی و غیر مضر )نظیر اسانس های طبیعی که مواد اولیه آنها در داخل کشور به فراوانی تولید شده و به سادگی قابل استحصال میباشند(، جهت جایگزینی و حذف سموم و قارچکشهای شیمیایی وارداتی )مورد استفاده در کنترل رشد قارچهای تولید کننده سموم خطرناک و کاهش ضایعات سردخانه ای محصولت کشاورزی( است. لذا اسانس های گیاهی دارای خاصیت آنتی اکسیدانی هستند و با غیر فعال کردن پراکسیداز که به عنوان پیشنیاز پلی فنل اکسیداز می باشد و در قهوه ای شدن آنزیمی نقش دارد موجب حفظ رنگ و طعم میوه ها و سبزیجات خوراکی خواهند شد.
کلید واژه: میوه، سبزیجات، اسانس، فعالیت آنزیم پراکسیداز، آنتی اکسیدان.
مقدمه
رشد روز افزون جمعیت در دهه های اخیر و استفاده بی رویه از منابع طبیعی باعث افزایش سیر تخریبی این منابع محدود شده است. بیشتر میوه ها و سبزیجات به علت داشتن آب زیاد فسادپذیر هستند و بیشتر آنها پس از برداشت باید بلفاصله مصرف شوند و یا این که به روش های خاصی نگهداری
. افزایش تقاضا برای فرآورده های تازه ]٢[شوند. تاخیر در ایجاد شرایط مناسب برای نگهداری این فرآورده ها منجر به ضایعات فراوانی می شود
کشاورزی به دلیل ارزش غذایی بالتر، ایجاب می کند که بازنگری دقیق تری در بازار رسانی فرآورده ها انجام گیرد. بازار رسانی نادرست می تواند باعث از بین رفتن مقدار زیادی از محصول شود که برای تولید آن وقت و سرمایه های زیادی صرف شده است. این ضایعات طبق برآورد مراجع گوناگون، ٢٢
. با عنایت به محدودیتهای روز افزون استفاده از مواد شیمیایی ضد میکروبی ناشی از ]٢[تا ٠٨ درصد از میوه و سبزی های تازه را شامل می شود گسترش مقاومت دارویی به نظر می رسد اسانس های فرار منابع ضد میکروبی بهتری در حفظ مواد خوراکی و کنترل بیماری های انسانی باشند. بعلوه

تمایل به استفاده از ترکیبات طبیعی برای جلوگیری از رشد میکروبی در اثر فشار مصرف کننده برای کاهش یا عدم استفاده از افزودنی های شیمیایی در میوه و سبزی ها در حال افزایش است.
اسانس ها و فعالیت ضد میکروبی آنها
تقسیم بندی مواد موثره گیاهان دارویی که امروزه مورد تائید می باشند به صورت چهار گروه اصلی آلکالوئیدها، گلیکوزیدها، روغن های فرار )اسانس ها( و سایر مواد موثره است. منظور از مواد موثره ترکیباتی نظیر مواد تلخ، فلون ها، فلونوئیدها، موسیلژها و کربوهیدراتهای خاص مشابه آن، ویتامین ها و تانن ها، اسید سالیسیک و اسیدهای خاص مشابه آن میباشد. اسانس ها علیرغم این که از نظر ترکیب شیمیایی همگن نبوده و به صورت
ترکیبات مختلفی مشاهده میشوند اما به طور کلی جزء گروه شیمیایی موسوم به ترپن ها بوده و یا منشاء ترپنی دارند. این ترکیبات معمولً دارای بو و
. یکی از مهمترین مسائل ]١[مزه تندی بوده و وزن مخصوص آنها غالبا از آب کمتر است و به ندرت برخی از آنها وزن مخصوص بیشتر از آب دارند گیاهان دارویی مطالعه و تحقیق در مورد اسانس موجود در اندامهای مختلف یک گیاه و مقایسه آنها از نظر کمیت و کیفیت با یکدیگر میباشد. اسانس ها معمولً در داخل سلول های گیاهی به شکل قطرات کروی و گلبول مانند قرار دارند. در صد سال گذشته مطالعات زیادی روی ویژگی های ضد قارچی اسانس های گیاهی متداول انجام شده که نتایج بدست آمده حاکی از اثرات ضد میکروبی رضایت بخش اسانس های گیاهی میباشد. آثار محافظت کنندگی بعضی اسانس های طبیعی از دیرباز شناخته شده است و استفاده از اسانس ها و ادویهجاتی مانند دارچین، میخک و کاسیا به وسیله مصریان قدیم در مومیایی کردن اجساد دارای مستندات تاریخی زیادی است. در پژوهش هایی انجام دادند تاثیر اسانس دارچین، میخک، آلدئید سینامیک و اوژنول بر کنترل رشد آسپرژیلوس پارازیتیکوس و تولید آفلتوکسین در محیط کشت مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که اثر این مواد در کنترل رشد کپک بیشتر از کنترل تولید سم میباشد. همچنین مقادیر ٢٢٨ میکروگرم در لیتر سینام آلدئید و ٢٨٨ میکروگرم در لیتر اوژنول به همراه اسید استیک و کلرید سدیم دارای آثار سینرژیستی در کنترل رشد کپک و تولید آفلتوکسین می باشد. فعالیت ضد باکتریایی ترکیبات معطره حاصله از ۴٨ گیاه بررسی و فعالیت ۴٨ اسانس طبیعی و ٢١ ترکیب موثره بر علیه اشریشیاکلی و باسیلوس سابتیلیس در دو محیط مایع و گاز ارزیابی
. ]۴[و مشخص شد که اکثر اسانس ها و ترکیبات معطره دارای فعالیت کمی بر علیه باکتری اشریشیاکلی در فاز بخار نسبت به شرایط معمولی هستند در یک پژوهش آزمایشگاهی تاثیر اسانس های آویشن و زنیان را در کنترل رشد قارچ کپک سیاه روی گلبی در سردخانه مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج نشان داد که اسانس هر دو گیاه دارای مقادیر متفاوتی از ترکیبات ضد میکروبی مانند ترکیبات فنلی و از جمله تیمول و کارواکرول می باشند.
نتایج تجزیه و تحلیل آماری نشان داد، علی رغم این که مقدار ماده موثر تیمول )که یک میکروب کش قوی است( در اسانس زنیان بالتر از اسانس آویشن بود ولی اسانس آویشن بهتر توانست از رشد قارچ جلوگیری نماید که این امر ممکن است به علت وجود آثار سینرژیستی ترکیبات فنلی دیگر مانند کارواکرول باشد که به مقدار بیشتری در اسانس آویشن وجود دارد. در بررسی اثر اسانس ها بر طعم میوه در آزمون چشایی مشخص شد که نمونه های تیمار شده با اسانس زنیان از نمونه های دیگر حتی شاهد دارای طعم بهتری تشخیص داده شدند. در نتیجه می توان از دو اسانس فوق به عنوان دو منبع قارچ کش قوی و طبیعی بدون ضرر برای انسان و محیط زیست به جای قارچ کش های شیمیایی و مضر که آثار سوء مصرف آنها نیز اثبات شده است، استفاده نمود. فعالیت ضد میکروبی اسانس در ارتباط با ترکیبات فنلی موجود در محصولت بوده و این مواد در غیر فعال کردن
. کاربرد اسانس های گیاهی ]۴[میکروارگانیسم های هوازی نقش های واسطه ای داشته و بدین شکل در سلمت انسان می توانند نقش داشته باشند پس از برداشت موجب تاخیر در پیک فرازگرایی و حفظ شاخص های کیفی میوه در حین و پس از انبارداری میگردد. نقش کلیدی اسانس ها در سیستم دفاعی محصولت تازه بر ضد فساد میکروبی به حضور بعضی از ترکیبات معطر نسبت داده شده است. تاثیر ضد میکروبی اسانس های گیاهی به خاصیت آبگریزی و انحلل پذیری آنها در غشاء سیتوپلسمی میکروارگانیسم ها وابسته است. نقش اسانس آویشن در جلوگیری از رشد باکتری به دلیل خاصیت آبگریزی و تشکیل باندهای هیدروژنی توسط ترکیبات فنلی آن با پروتئین های غشاء سیتوپلسمی میکروارگانیسم ها بعد از تجزیه در قسمت لیپیدی غشاء است. از دست رفتن انتقال الکترون و نفوذ پذیری در سطح غشاء سیتوپلسمی میکروارگانیسم ها دلیل خاصیت ضد میکروبی آویشن عنوان گردید. سلولهای هدف اولیه برای ترکیبات موثره اسانس ها، سلولهای غشای سیتوپلسمی بوده که تخریب غشاء سیتوپلسمی باکتری و قارچ توسط مواد ترپنی مشاهده گردیده است. همچنین ترکیبات فنلی وظایف غشا سیتوپلسمی را مختل می کنند. آبگریزی ترکیبات آروما روی حللیت آنها در غشاء سیتوپلسمی اثر می گذارد و فعالیت آنها در ابتدا به انحلل پذیری در غشاء سیتوپلسمی وابسته می باشد. خاصیت چربی دوستی
منوترپن های غیرخطی، انحلل پذیری آنها را در غشاء سیتوپلسمی افزایش داده که منجر به جلوگیری از فعالیت آنزیم های داخل غشاء سیتوپلسمی داخل سلولی، فشار ATP. مواد موثر برخی ترکیبات آروما در اثر کمبود یونهای خاص روی توان حرکت پرتون در غشاء سلولی، کاهش ]٢[می شود

اسمزی، انتقال مواد محلول و متابولیسم موثر است. اسانس آویشن هم با تغییر در نفوذ پذیری غشاء میکروارگانیسم ها سبب کمبود پرتون، فسفات و
ATPپتاسیم داخلی سلول می گردد. کارواکرل یک ترکیب ترپنی بوده و در اسانس گیاهان آویشن و میخک و زنیان یافت می گردد که سبب حذف می گردد. فعالیت ضد باکتریایی ATPداخل سلول باکتری به سبب کاهش سنتز یا هیدرولیز بدون تغییر در نفوذ پذیری غشاء نسبت به ورود
ترکیبات فرار در درجه اول به قدرت انحلل پذیری آنها در غشاء سیتوپلسمی سلول باکتری و در درجه بعدی به فشار بخار این ترکیبات و به طور غیر مستقیم به خاصیت آبگریزی آنها نیز وابسته است که سبب افزایش فعالیت ضد باکتریایی آنها می گردد. پس وجود هر عاملی که سبب افزایش فشار بخار گردد مثل افزایش دما، سبب افزایش فعالیت ضد باکتریایی این ترکیبات می گردد. خاصیت آبگریزی ترکیبات فرار با افزایش طول زنجیر یابد. میوه های رسیده نسبت به مواد خام و گونه های گیاهی آماده، بیشتر در معرض فساد قرار دارند. ایمنی این هیدروکربنی آنها افزایش می محصولت عمدتاً بر اساس زنجیر سرمایی و عوامل بهداشتی صحیح می باشد که اجرا و کنترل آن مشکل به نظر میرسد. در سالهای اخیر نیز فشار قابل توجهی توسط مصرف کنندگان جهت کاهش یا دفع تجمع ترکیبات شیمیایی در غذاها بوجود آمده است. این رویکردها جهت کنترل تشدید قهوه هدف گذاری شده اند. سایر نگهدارنده های طبیعی، به عنوان مثال مواد تولید شده توسط باکتری اسید لکتیک نیز به SO2ای شدن و کاهش کاربرد
. ]١[عنوان باز دارنده های قهوه ای شدن آنزیمی پیشنهاد شده اند
خواص آنتی اکسیدانی اسانس ها و قهوه ای شدن آنزیمی
فعال شدن سیستم های آنزیمی می تواند تغییرات رنگ، نرم شدن، تغییرات طعم و از دست رفتن ارزش غذایی محصولت کشاورزی را سبب شود. این واکنش اغلب در اثر فعالیت دو آنزیم پلی فنل اکسیداز و پراکسیداز حاصل می شود. هر دو آنزیم منجر به تعداد زیادی از واکنشها میگردند و روی مواد زیادی اثر میگذارند که نه تنها موجب قهوه ای شدن می گردند بلکه سبب تغییر رنگ، کاهش طعم و خسارات تغذیهای نیز می شوند. پراکسیداز می تواند به پرکسید هیدروژن متصل شده و ایجاد یک کمپلکس فعال نماید که می تواند با دامنه وسیعی از مولکولهای دهنده الکترون واکنش دهد
بنابراین غیرفعال کردن این آنزیم سبب افزایش مدت نگهداری محصولت کشاورزی می شود. جلوگیری از فعالیت این آنزیم و بالطبع جلوگیری از قهوه – ای شدن آنزیمی در میوه ها و سبزیجات معمول با تیمارهای فیزیکی و شیمیایی مختلف صورت میگیرد که برخی از این تیمارها شامل: ١( اسیدی و کاهش آب آزاد ٢( استفاده از مواد چلته کننده ۴( استفاده از افزودنیهای شیمیایی ٠( استفاده از تیمار حرارتی که pHکردن و در واقع کاهش روش اخیر روش خوبی برای غیرفعال کردن آنزیم پراکسیداز بوده ولی خسارت حرارتی به مواد تغذیه ای و کیفیت محصول ممکن است رخ دهد. از طرف دیگر مصرف کننده، محصول تازه، بدون کاهش خصوصیات کیفی نظیر

Facebook Twitter LinkedIn Pinterest Print