استخراج پلی ساکارید از برگ گیاه هفت کول و بررسی فعالیت ضد-اکسایشی و ضد میکروبی آن

فصل اول

مقدمه

فصل اول

مقدمه

1-1 بیان مساله

محصولات غذايي سرخ شده با وجود محتواي چربي بالاي خود كه باعث افزايش كلسترول خون، افزايش فشار خون و بيماري­هاي مربوط به انسداد شريان­هاي قلب مي­شوند، هنوز مورد توجه مصرف كنندگان هستند (کستر[1] و همکاران، 1986). همچنین چربی­ها در سلول­ها نقش مهمی به عنوان ترکیبات ساختاری ایفا می­کنند (رجایی[2] و همکاران، 2005).

تغييرات اكسيداتيو علاوه بر اثرات نامطلوب در سيستم­هاي بيولوژيك، مسئول ايجاد طعم و پايين آمدن كيفيت غذا و فساد مواد غذايي است (کانگ^[3] و همکاران، 2006). مثلاً یکی از مهم­ترین مشکلات صنعت گوشت، اکسیداسیون چربی گوشت مخصوصاً در زمان نگهداری می­باشد. اکسیداسیون چربی در طول زمان نگهداری باعث بد طعم شدن گوشت، و اکسیداسیون میوگلوبین، باعث تغییر رنگ آن درحین نگهداری می­شود (گرای^[4] و همکاران، 1996).

آنتی اکسیدان­ها از طرفی باعث کاهش خطر ابتلاء به بیماری­های قلبی، عروقی و سکته می­شوند و از سوی دیگر از آسیب به DNA و ایجاد سرطان جلوگیری می­کنند (نوگوچی و نیکی[5]، 2000). با وجود آنتی اکسیدان­های مختلف در پلاسما، سیستم دفاعی بدن به تنهایی قادر به از بین بردن رادیکال­های آزاد ایجاد شده در بدن نیست، به همین جهت نیاز به تأمین آنتی­اکسیدان از منابع خارجی وجود دارد که از طریق مواد غذایی تأ­مین می­شود (یانگ و وودسایت[6]، 2001).

اگرچه ضد­اکسیدان­های صنعتی طی زمان طولانی برای جلوگیری از اکسیداسیون به موادغذایی اضافه می­شوند، اما به علت خاصیت سرطان­زایی بعضی از این افزودنی­ها (نیتو^[7] و همکاران، 2010)، و آسیب­های کبدی ناشی از مصرف BHTو BHA(کریشنایا[8] و همکاران، 2007)، افزودن آن­ها به موادغذایی محدود و بعضاً ممنوع شده است (نیتو و همکاران، 2010).

امروزه نیاز به آنتی­اکسیدان­های قوی با سمیت کمتر و اثر بخشی بیشتر یک ضرورت اجتناب ناپذیر است. متخصصین تغذیه برای تأمین آنتی­اکسیدان­های مورد نیاز بدن، مصرف گیاهان، میوه­جات و سبزیجات را توصیه می­کنند زیرا آنتی­اکسیدان­های گیاهی عوارض جانبی کمتر و خواص درمانی بهتری دارند (متئو و آبراهام[9]، 2006).

از سوی دیگر بروز مقاومت دارویی در انواع میکروارگانیسم­های بیماری­زا از یک سو و اثرات مضر نگهدارنده­های غذایی شیمیایی و سنتزی از سوی دیگر به عنوان یک چالش مهم در هر دو زمینه بهداشت و درمان انسان و دام تبدیل گردیده است. بنابراین یک نیاز مستمر در زمینه شناسایی ترکیبات ضد­میکروبی جدید جهت به حداقل رسانیدن مقاومت دارویی میکروارگانیسم­ها و استفاده از آن­ها به عنوان جایگزین نگهدارنده­های شیمیایی احساس می­شود (گراگ^[10] و همکاران، 1997). امروزه با اینکه بخش عظیمی از دارو­هاي مصرفی شیمیایی هستند اما برآورد می­شود دست کم یک سوم کلیه فرآورده­هاي دارویی منشأ گیاهی دارند یا پس از استخراج از گیاه تغییر شکل یافته­اند (بشارت[11] و همکاران، 2009).

متابولیت­های ثانویه مشتق شده از گیاهان مانند فنل و فلاوونوئید دارای پتانسیل قوی برای پاک­سازی رادیکال­های آزاد می­باشند که در تمام قسمت­های گیاه مانند برگ، میوه، دانه و ریشه وجود دارند (متئو و آبراهام، 2006). به طور مثال ماروبیوم ولوتینوم[12] دارای درصد بالایی از ترکیبات حفاظت کننده و ضد­اکسایشی نظیر فلاوونوئید­ها می­باشد (کاریوتی[13] و همکاران ، 2003)، که خود می­تواند در کاهش استرس اکسیداتیو ناشی از اثر رادیکال­های آزاد اکسیژن که در بیماری رایج دیابت به علت افزایش سطح گلوگز خون اتفاق می­افتد، مؤثر واقع شود (کوکاک[14] و همکاران 2000). همچنین دارچین به عنوان ادویه غذایی کاربرد زیادی دارد و مطالعات نشان می­دهد که بی اثر کننده خوبی برای رادیکال سوپراکسید می­باشد (مورشیا و همکاران 2004). در مطالعه­ای دیگر اسانس پونه کوهی به روغن آفتابگردان افزوده شد و روند اکسیداسیون را مهار نمود (اولمدو[15] و همکاران 2014). همچنین ارزیابی خواص ضد­میکروبی و ضد­اکسایشی اسانس گیاهان کرفس­، ریحان و گشنیز در کشور پرتغال، حاکی از تأثیر فوق العاده بالای آن­ها در حفاظت اکسایشی و میکروبی (به ویژه میکروبی) بوده است و می­توانند در صنایع آرایشی و بهداشتی، دارویی و غذایی در جهت کاهش نگرانی ناشی از به خطر افتادن سلامت مصرف کننده، جایگزین مواد مصنوعی گردند (جورج و همکاران ، 2013). به همین علت استفاده از ترکیبات طبیعی به جای افزودنی­های سنتزی، رواج پیدا کرده است. مثلاً اسانس آویشن حاوی بیش از 10 ماده می­باشد که دارای خواص مفیدی از جمله، ضد­عفونی­کننده، ضد­­­نفخ، ضد­اکسیدانی و ضد­­میکروبی است (بوزین^[16] و همکاران، 2006). همچنین پلی­ساکارید استخراج شده از برگ گیاهانی چون پاریس پلیفیلا^[17] در شرایط آزمایشگاهی خاصیت ضد­­اکسیدانی بالایی نشان داد (شین^[18] و همکاران، 2014). پلی ساکارید محلول در آب استخراج شده از کدوتنبل، بوسیله سلولاز فعالیت ضد­میکروبی زیادی نشان داده است (جیان^[19]، 2014). همچنین خاصیت ضد­میکروبی پلی­ساکارید محلول در آب گیاه تراکساکوم افیسینال^[20] بر باسیلوس سوبتیلیس، استافیلوکوکوس­اورئوس و اشرشیا­کلی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که دارای فعالیت ضد­باکتریایی بالایی بوده و می­تواند به عنوان یک ماده نگهدارنده در مواد غذایی مورد توجه قرار گیرد (وانگ^[21]، 2014). مطالعات موجود نشان می­دهند که بسیاری از پلی­ساکارید­های استخراج شده از گیاهان، به طور قطع دارای خواص ضد­­اکسیدانی هستند و توان مهار رادیکال­های

آزاد را دارند و می­توانند به عنوان پتانسیل­های جدید در زمینه آنتی­­­اکسیدانی استفاده شوند (جیان و همکاران، 2013).

1-2 ضرورت و اهمیت اجرای طرح

با توجه به اثبات خواص ضد­میکروبی و ضد­اکسیدانی پلی­ساکارید پاره­ای از گیاهان دارویی و همچنین به دلیل اینکه گیاه هفت­کول با وجود دارا بودن خواص درمانی، موضوع تحقیقات نبوده و مورد بررسی قرار نگرفته است، مبنای این پژوهش، بهینه­سازی شرایط استخراج پلی­ساکارید گیاه هفت­کول، شناسایی ساختار آن و بررسی خواص ضد­اکسایشی و ضد­میکروبی آن قرار گرفته است.

1-2-1 گیاه هفت­کول و محل رویش آن

هفت­کول از رده دیپساکال­ها و جنس ویبورنوم بوده و دارای نام علمیViburnum lantana L. می­باشد. در مازندران (آمل و لاهیجان) با نام­ هفت­کول، در نور و کجور با نام مخرا، در ارسباران، گرمه­شو، در زیارت، زنیدار، در درفک، پلاخور، در آذربایجان غربی، آغاجی و در مناطق کرد نشین آذربایجان با نام ته­تهو شناخته می­شود (میرحیدر، 1382).

گیاه هفت­کول درختچه­ای است به ارتفاع 2-1 متر، که در آناتولی، قفقاز و شمال ایران یافت می­شود (زرگری، 1371) و در ایران در حد فوقانی جنگل­های شمال، در ارتفاعات 2000 تا 3000 متری (میر­حیدر، 1382)، در جنگل­های نواحی شمال تا پل زنگوله (در ارتفاعات 2600 متری)، کوه شاهوار نزدیک حاجی­لنگ در ارتفاعات 2400 تا 2600 متری (گرگان)، دره چالوس در ارتفاعات 2400 متری، دره هراز، کوه­های نزدیک تنکابن (گیلان)، قره داغ نزدیک حسن بیگلو و کلیبر (آذربایجان) می­روید (زرگری، 1368).

1-2-2 خواص درمانی هفت­کول

در استعمال خارجی از جوشانده هفت­کول به صورت غرغره در رفع آنژین­های ساده و ورم لثه استفاده می­کنند. در ضمن پزشکان در گذشته عقیده داشتند که برای ترمیم لثه­های فرسایش یافته می­توان از جوشانده آن بهره گرفت (زرگری، 1371). میوه گیاه هفت­کول در درمان دیابت و اسهال استفاده شده و به صورت جوشانده و یا عصاره­گیری از آن، مورد مصرف قرار می­گیرد (آلتونداگ و ازترک^[22]، 2011).با توجه به پراکندگی جغرافیایی این گونه در ارتفاعات و شناخت کم اطباء سنتی از آن، به نظر می­رسد در پزشکی سنتی ایران جایگاه لازم را نیافته است و برای آشنایی واقعی با ارزش­های دارویی آن نیازمند تحقیق و تفحص بیشتر می­باشیم (مظفریان، 1391).

شکل 1-1 گیاه هفت کول (ویبورنوم لانتانا)

1-3 اهداف

1-3-1 اهداف اصلی

هدف از این مطالعه تعیین شرایط بهینه استخراج پلی­ساکارید برگ گیاه هفت­کول و بررسی خواص ضد­­اکسیدانی و ضد­میکروبی آن می­باشد.

1-3-2 اهداف فرعی

1. تعیین غلظتی از پلی­ساکارید که بهترین عملکرد ضد­اکسیدانی را خواهد داشت.
2. تعیین غلظتی از پلی­ساکارید که بهترین عملکرد ضد­میکروبی را خواهد داشت.
3. شناسایی ساختار پلی­ساکارید استخراج شده از گیاه هفت­کول.

1. Kester ². Rajaie ³. Kang

⁵. Noguchi & Niki 4. Gray

1. Young & Woodside 2. Nieto ³. Krishnaiah

4.Mathew S, Abraham ⁵. Gragg ⁶. Besharat

7. Marrubium velutinum

1. Karioti ². Kocak ³. Olmedo

⁴. Bozin ⁵. Paris polyphylla ⁶. Shen

⁷. Qian ⁸. Taraxacum officinale ⁹. Wang

¹. Altundag & Ozturk