ارزیابی ترکیبات شیمیایی، خواص آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی اسانس گیاه Thymus Kotschyanus

توضیحات

ارزیابی ترکیبات شیمیایی، خواص آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی اسانس گیاه Thymus Kotschyanus
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد.
چکیده:
زمینه: اسانس ها و عصاره های حاصل از گیاهان دارویی با داشتن ترکیبات ضدمیکروبی، ضدسرطانی و آنتی اکسیدانی به عنوان ترکیبات دارویی جدید و طبیعی چه در زمینه بهداشت و درمان بیماری ها و چه محافظت از غذاهای خام و فرآوری شده از اهمیت خاصی برخوردار می باشند.
هدف: تعیین ترکیبات شیمیایی، خواص آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی اسانس گیاه Thymus Kotschyanus یا کهلیک اوتی در محیط آزمایشگاهی و مدل غذایی
روش کار: در این مطالعه اسانس گیاه کهلیک اوتی تهیه و با GC-MS ترکیبات آن شناسایی و مقدار ترکیبات فنولیک و فلاونوییدی اسانس با استفاده از روش استاندارد و خاصیت آنتی اکسیدانی آن با روش DPPH تعیین شد. خاصیت ضد میکروبی اسانس علیه باکتری E.coli O157:H7 در محیط کشت و مدل غذایی دوغ به همراه پارامترهای فیزیکو شیمیایی و حسی دوغ طی یک دوره 14روزه بررسی مورد بررسی قرار گرفت.
یافته ها: نتایج آنالیز اسانس نشان داد که تیمول با 1/51 درصد بیشترین مقدار را در بین اجزای سازنده اسانس دارد. مقدار ترکیبات فنولیکμg/mL 43/6±82 و میزان فلاونویید آنμg/mL 5/0±79/30 اسانس بود. ارزیابی آزمون آنتی اکسیدانی نشان داد که میزان IC50 اسانس μg/mL 35/32 و MIC آن که با روش میکرو دایلوشن تعیین شد μg/mL470 اسانس بود. اسانس دارای خاصیت ضد میکروبی قوی بوده و در غلظت های پایین اضافه شده به دوغ در همان روزهای اولیه باکتری E.coli O157:H7 مورد مطالعه را از بین برد. بر اساس نتایج بدست آمده اسانس تغییرات معنی داری در خواص فیزیکو شیمیایی دوغ ایجاد نمی کند به جز در مورد مواد جامد کل که دوغ فاقد اسانس با دوغ دارای ppm 100 و 200 اسانس از نظر این خصوصیت اختلاف معنی داری دارد و دوغ دارای ppm 50 اسانس بهترین طعم و مزه را ایجاد و قابلیت پذیرش بالاتری در بین داورها داشت.
نتيجه­گيري: با توجه به نتایج بدست آمده می توان از اسانس کهلیک اوتی در غلظت های پایین در تولید دوغ استفاده کرد و جهت استفاده در صنایع دیگر بایستی مطالعات بیشتری روی آن انجام گیرد و هم چنین اسانس از توان آنتی اکسیدانی مناسبی برخوردار بوده بنابراین می توان از آن در ترکیب با سایر نگه دارنده ها جهت محافظت مواد غذایی در مقابل انواع سیستم های اکسیداتیو استفاده کرد.
مقدمه
یکی از مشکلات موجود در مبحث مواد غذایی اکسیداسیون روغن ها است. اكسیداسیون یكی از مهم ترین و شناخته شده ترین دلایل فساد لیپیدها طی دوره ی نگه داری یا فرآوری آن ها محسوب می شود. روغن های خوراكی گیاهی حاوی مقادیر زیاد اسیدهای چرب غیر اشباع بسیار مستعد به اكسیداسیون می باشند. این فرآیند نه تنها با گسترش طعم تند، عطر ناخوشایند و رنگ پریدگی همراه است، بلكه ارزش تغذیه ای روغن ها و چربی ها را نیز كاهش می دهد و با تولید برخی از تركیبات سمی و خطرناك، اثرات نامطلوبی را بر سلامتی انسان اعمال می نماید و اما برای جلوگیری از اکسیداسیون روغن های موجود در صنعت غذا از آنتی اکسیدان های سنتتیک که خود دارای اثرات مضری بر بدن انسان هستند استفاده می شود (Zhang et al, 2010). هم چنین حضور میکروارگانیسم ها و بخصوص باکتری‌ها در مواد غذایی اهمیت فراوانی از نظر بهداشت و سلامت عمومی و هم چنین از نظر کنترل کیفیت مواد غذایی برخوردار می‌باشد.(Demirci et al, 2008)
میکروارگانیسم های بیماری­زای موجود در مواد غذایی هر ساله خسارات جانی و مالی فراوانی در جهان به وجود می‌آورند. علاوه بر این فساد مواد غذایی در اثر رشد میکروارگانیسم ها همچنان به عنوان یک معضل در صنعت غذایی به شمار می‌رود. یکی از راه‌های جلوگیری از رشد و کنترل باکتری‌ها در مواد غذایی استفاده از نگه دارنده ها و ترکیبات ضد میکروبی است. به منظور جلوگیری از رشد یا کشتن برخی میکروارگانیسم های مضر تا مدت‌ها از نگه دارنده های شیمیایی استفاده می­شد. اما امروزه با توجه به افزایش سطح آگاهی و نگرانی‌های عمومی در خصوص عوارض نگه دارنده­های شیمیایی، تمایل به مصرف محصولات فاقد نگه دارنده یا با نگه دارنده طبیعی روبه افزایش است. بنابراین در سال‌های اخیر مطالعات زیادی پیرامون نگه دارنده­های طبیعی مانند اسانس­ها و عصاره­های طبیعی صورت گرفته است. عصاره­ها و اسانس­های گیاهان دارویی و اجزای تشکیل دهنده آن ها دارای اثرات شناخته شده ضد باکتریایی می‌باشند(Burt, 2004). کاربردهای زیاد آن ها به منظور کنترل رشد باکتری‌های بیماری­زای غذایی یا عامل فساد موجب به‌کارگیری آن ها به عنوان نگه دارنده­های غذایی شده است. چون اسانس‌ها و عصاره­های گیاهی و بسیاری از مواد غذایی جهت ایجاد طعم مطبوع بکار می‌روند، وجود هم زمان خواص ضد ­میکروبی آن ها می­تواند استفاده از آن ها را بدین منظور ترغیب نماید. اداره غذا و داروی آمریکا FDI[1] نیز استفاده از اسانس­های روغنی را به عنوان افزودنی­های غذایی که عموماً بی خطر هستند GRAS[2] به رسمیت شناخته است (Oussalah et al, 2007). امروزه ایمنی غذا یک مبحث مهم سلامت عمومی جامعه است و تخمین زده می­شود که 30 درصد مردم در کشورهای صنعتی از بیماری‌های ناشی از غذا رنج می‌برند. بنابراین هنوز به روش‌های جدید جهت کاهش یا حذف پاتوژن‌های غذایی در حد امکان با ترکیب یا روش‌های موجود نیاز است. یکی از روش‌های تولید غذای سالم استفاده از مواد با ساختار طبیعی است. استفاده از اسانس‌ها و عصاره‌های گیاهی به عنوان افزودنی‌های ضد باکتری و ضد قارچی یکی از این روش‌ها است.(Bhurinder et al, 2001 and Reiter et al, 2009)
عبارت Essentail oil برگرفته از اسم گذاشته شده توسط جنبش پزشکی سوئیس در قرن ١٦ میلادی است که این نام بخاطر ترکیبات موثر یک دارو به نام Quinta essential انتخاب شده است. اسانس ها یا روغن‌های اسانسی (روغن‌های فرار یا اتری) مایع‌های روغنی آروماتیکی هستند که از قسمت‌های مختلف یک گیاه تهیه می‌شوند (گل‌ها، شکوفه‌ها، دانه‌ها، برگ‌ها، شاخه‌ها، پوست، بوته‌ها، چوب، میوه‌ها و ریشه‌ها). اسانس­ها می‌توانند به وسیله فشار، تخمیر، درگیری یا استخراج به دست آیند اما روش تقطیر بخار عموماً برای تولید اسانس‌ها به کار برده می‌شود. با یک تخمین در حدود ٣٠٠٠ نوع اسانس شناخته شده است که در حدود ٣٠٠ نوع آن ها از نظر تجاری، مخصوصاً به هدف تجارت عطر و چاشنی مهم اند و تعدادی نیز خواص ضد میکروبی دارند. در کنار خواص ضد میکروبی اسانس‌ها یا ترکیباتشان اثرات ضد ویروسی، ضد قارچی، ضد مسمومیتی، ضد انگلی و ضد حشره آن ها نیز مشخص شده است .(Bhurinder et al, 2001)
بیماری­های حاصل از مصرف غذاهای آلوده به باکتری‌های پاتوژن از اهمیت فراوانی در بهداشت عمومی برخوردار بوده و سالانه خسارات جانی و مالی فراوانی را به جوامع تحمیل می‌نماید. به عنوان مثال در کشور کانادا هزینه درمان بیماری‌های ناشی از مصرف گوشت آلوده به پاتوژن های غذایی بالغ بر ۵٠٠ میلیون دلار در سال است. در سال ١٩٩٩ مرکز کنترل و پیش گیری بیماری‌ها اعلام کرد که سالانه ٧٦ میلیون نفر در ایالات متحده بر اثر پاتوژن های غذایی بیمار می‌شوند. چنین بیماری‌هایی سالانه منجر به ٢٢۵٠٠٠ مورد بستری در بیمارستان و ۵٠٠٠ مورد مرگ می‌گردد. مطابق ارزیابی دپارتمان کشاورزی ایالات متحده آمریکا (USDA) هزینه های پزشکی و زیان های اقتصادی ناشی از دور­ ریزی مواد غذایی که ایجاد­کننده بیماری‌های غذایی هستند در محدوده ٥/٦ تا ٩/٣٤ بیلیون دلار در هر سال است (رجحان، 1378).
کاهش تعداد میکروارگانیسم ها در مواد غذایی هم از نظر صنایع غذایی و کنترل کیفیت و هم از نظر بهداشت و سلامت عمومی حائز اهمیت فراوان است. یکی از راه‌های کنترل رشد باکتری‌های پاتوژن در مواد غذایی استفاده از نگه دارنده ها و ترکیبات ضد میکروبی می باشد. افزودن مواد شیمیایی به منظور نگه داری مواد غذایی معمولاً بر مبنای جلوگیری از رشد میکروبی یا کشتن و از بین بردن گروه هایی از میکروارگانیسم های مضر می باشد (Bhurinder et al, 2001).
بیان مسئله و ضرورت اجرای طرح
بیماری‌های حاصل از مصرف غذاهاي آلوده به باکتری‌های پاتوژن و غذاهای فاسد از اهميت فراواني در بهداشت عمومي برخوردار بوده و سالانه خسارت‌های مالي و جاني فراواني را به جوامع تحميل مي نمايد. به عنوان مثال در کشور آمریکا در سال ٢٠٠٧ گزارش شده که هزينه درمان بیماری‌های ناشي از مصرف غذای آلوده به پاتوژن‌های غذايي بالغ بر ٣٠٠ میلیارد دلار مي باشد (Oussalah et al, 2007). در طول دهه گذشته وقوع بیماری‌های میکروبی ناشی از مواد غذایی نه تنها در کشورهای در حال توسعه یا فقر بهداشتی بلکه در کشورهای توسعه یافته با استاندارد بالای بهداشتی نیز رو به افزایش بوده و این در حالی است که وقوع عفونت‌ها و مسمومیت های غذایی اغلب گزارش نشده باقی مانده و آمار دقیق از میزان ابتلا خصوصاً در کشورهای در حال توسعه امکان پذیر نمی_ باشد .(Sing, 2007) بیماری‌های غذایی از نظر تقسیم بندی جزء بیماری‌های روده ای تقسیم بندی می‌شوند و از نظر اهمیت در آمریکا بعد از بیماری‌های ریوی در مقام دوم قرار دارند. باکتری ها مهم‌ترین عامل میکروبی بیماری‌های ناشی از مواد غذایی می باشند. دو تیپ باکتری مولد بیماری در مواد غذایی وجود دارند، تیپ اول تحت عنوان باکتری‌های عامل مسمومیت غذایی است که از طریق مصرف مواد غذایی حاوی سم باکتری منتج از رشد باکتری در غذا حاصل می­ شود که نمونه های مهم آن کلستریدیوم بوتولینوم و استافیلوکوکوس ارئوس می‌باشد. تیپ دوم باکتری تحت عنوان باکتری های عامل عفونت غذایی است که از طریق مصرف غذای حاوی باکتری های زنده باعث بیماری می گردد و باکتری با تکثیر خود یا تولید متابولیت های خاص عوارضی در بدن میزبان ایجاد می کند مثل اکثر باکتری های عامل عفونت غذایی (Bhurinder et al, 2001). يکي از راه‌های کنترل رشد باکتری‌های پاتوژن در محصولات غذايي استفاده از نگه دارنده ها و ترکيبات ضد ميکروبي مي باشد (Kamkar et al, 2010).
اكسیداسیون یكی از مهم ترین و شناخته شده ترین دلایل فساد لیپیدها طی دوره ی نگه داری یا فرآوری آن ها محسوب می شود. این فرآیند نه تنها با گسترش طعم تند، عطر ناخوشایند و رنگ پریدگی همراه است، بلكه ارزش تغذیه ای روغنها و چربیها را نیز كاهش می دهد و با تولید برخی از تركیبات سمی و خطرناك، اثرات نامطلوبی را بر سلامتی انسان اعمال می نماید (Zhang et al, 2010).
برای جلوگیری از این اثرات نامطلوب در صنعت غذا از آنتی اکسیدان های سنتتک استفاده می شد ولی امروزه با مطالعات انجام شده در مورد این آنتی اکسیدان ها ثابت شده که خود این مواد شیمیایی برای سلامتی مضر هستند .(Zhang et al, 2011 and wojcik et al, 2010)
از طرفی امروزه نگراني عمومي در مورد عوارض نگه دارنده هاي شيميايي موجب تمايل مصرف کنندگان به استفاده از محصولاتي شده که يا فاقد نگه دارنده بوده و يا در آن ها از نگه دارنده هاي طبيعي استفاده شده باشد. به همين علت در سال‌های اخير مطالعات بسياري پيرامون نگه دارنده‌های طبيعي صورت گرفته است. از جمله اين نگه دارنده‌ها می‌توان به اسانس ها و عصاره های گياهي اشاره نمود. اسانس ها و عصاره های گياهي و اجزاي تشکيل دهنده آن ها داراي اثرات شناخته شده ضد باکتریایی مي باشند. کاربردهاي زياد آن ها به منظور کنترل رشد باکتری‌های بیماری‌زای غذايي و يا عامل فساد و آنتی اکسیدان های طبیعی موجب به‌کارگیری آن ها به عنوان نگه دارنده هاي غذايي شده است. استقبال از اين موضوع از يک طرف به علت رويکرد جديد عموم مردم و از طرف ديگر سازمان های بین‌المللی و ملي مسئول در زمينه بهداشت مواد غذايي و نيز صنايع غذايي در استفاده از نگه دارنده هاي طبيعي مختلف به جاي شيميايي (که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرد) می‌باشد .(Maleki et al, 2009)
از جمله گیاهان دارویی می توان بهThymus از تیره نعناع (Labiatae ) و شامل 14 گونه در ایران، که بصورت محلی آویشن گفته می شوند و یکی از گونه های آن Thymus kotschyanus(کهلیک اوتی) است (مظفریان، 1375). بررسی فیتوشیمیایی گونه های مختلف آویشن بیانگر وجود ترکیبات فنولی مانند تیمول، کارواکرول، اسید کافئیک، ایگنول، ترپنوئیدها، ساپونین، فلاونوئیدها و غیره در آن ها است که از آن ها بطور گسترده در صنعت غذا و مواد آرایشی و بهداشتی استفاده می شود و دارای خاصیت ضد باکتریایی، ضد قارچی، ضد درد، آنتی اکسیدانی و حشره کشی می باشند .(Puertas et al, 2002 and Ultee et al, 2001 and Aydin et al, 1996)
علاوه بر این در بخش های مختلف ایران از گل های انواع گونه های آویشن نوشیدنی های ضد نفخ، ضد اسپاسم، ضد سرفه، ضد خلط و هضم کننده غذا در دستگاه گوارش تهیه و استفاده می شود (زرگری، 1377). نتايج اثربخشي Thymus kotschyanus بر بيماران مبتلا به سندروم روده تحريك پذير طي دو مطالعه كارآزمايي باليني بيانگر اين بوده كه علايم شايعي نظير شدت درد شكمي، نفخ، اسهال و يبوست در گروه دريافت كننده دارو به ميزان معني داري كاهش يافته است (صابرنوایی، 1389).
با توجه به نقش گیاهان دارویی در سلامتی و درمان بیماری ها از دیدگاه طب سنتی، گستردگی منابع طبیعی در کشور، سهل الوصول و مقرون به صرفه بودن آن ها برای مصرف، رواج مصرف در عامه مردم و هم چنین مضرات ترکیبات و نگه دارنده های شیمیایی مصرفی در صنایع غذایی در این تحقیق بر آن شدیم که اجزای تشکیل دهنده و خواص کاربردی اسانس کهلیک اوتی را مورد بررسی قرار دهیم تا بدین طریق ضمن استفاده بهینه از این منابع گسترده امکان استفاده از یک منبع گیاهی به جایگزینی منابع شیمیایی را فراهم آورده و در نهایت گامی جهت پیشرفت بهداشت و ایمنی مواد غذایی جامعه برداشته شود.
1-3- هدف اصلی:
تعیین ترکیبات شیمیایی، خواص آنتی اکسیدانی و ضدمیکروبی اسانس گیاه کهلیک اوتی Thymus)
(kotschyanus در محیط آزمایشگاهی و مدل غذایی دوغ
اهداف فرعی:
تعیین ترکیبات موجود در اسانس گیاه مورد نظر
تعیین خاصیت ضد باکتریایی اسانس گیاهی در محیط کشت
تعیین خاصیت ضد باکتریایی اسانس گیاهی مدل غذایی
تعیین خاصیت آنتی اکسیدانی ترکیبات فنولی موجود در اسانس گیاهی
تعیین تأثیر اسانس بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی دوغ
تعیین تأثیر اسانس بر خصوصیات ارگانولپتیکی دوغ
اهداف کاربردی 1-5-
با توجه به نگرانی­های عمومی در خصوص عوارض نگه دارنده ­های شیمیایی تمایل به مصرف محصولاتی است که فاقد نگه دارنده بوده و یا در آن ها از نگه دارنده های طبیعی استفاده شده است. به همین دلیل در سال­های اخیر مطالعات زیادی پیرامون نگه دارنده های طبیعی صورت گرفته است. بنابراین نیاز به شناسایی ترکیبات طبیعی جدید با خواص نگه دارندگی در محصولات غذایی روز به روز بیشتر می شود تا علاوه بر افزایش ماندگاری غذا، مصرف کننده را از اثرات مضر نگه دارنده های شیمیایی و سنتتیک مصون نگه دارد. حال با توجه به اینکه کشور ما از نظر گیاهان دارویی غنی و این منابع بصورت گسترده در بیشتر مناطق جغرافیایی کشور در دسترس می باشند لذا با انجام تحقیق و پژوهش در این زمینه می توان انواع گونه های گیاهی جدید و اسانس های حاصل از آن ها را با خاصیت آنتی اکسیدانی و ضدباکتریایی و نگه دارندگی بهتر به صنعت مواد غذایی کشور معرفی کرد تا با استفاده از این مواد، مصرف کننده مواد غذایی را از اثرات مضر ترکیبات نگه دارنده سنتتیک و شیمیایی مصون نگه داشت و علاوه بر افزایش ماندگاری غذا، خوصیات ارگانولپتیکی آن را ارتقا بخشید و متولیان صنعت غذا را از هزینه های بالای واردات ترکیبات نگه دارنده شیمیایی خلاص کرده و صرف جویی اقتصادی بیشتر در این صنعت انجام گیرد.