1-1-پیدایش تندی اکسایشی در مواد غذایی
چربیها سوبسترای اصلی فساد اکسایشی و ایجاد طعم های بد ناشی از آن محسوب میشوند. چربیها گروه ناهمگونی از ترکیبات شیمیایی هستند که ویژگی مشترک آنها حلالیت در سیستمهای غیر قطبی یا لیپوفیل است(3). تقریبا تمام مواد خامی که صرف تولید مواد غذایی میشوند حاوی چربی هستند. بخش عمده چربیها را تریگلیسیریدها و فسفوگلیسیرید ها تشکیل میدهند. تریگلیسریدها در سلولهای ذخیرهای چربی گیاهان و جانوران تمرکز مییابند و فسفوگلیسریدها جزئی از غشاءهای بیولوژیکی هستند. ضمن تولید بسیاری از مواد غذایی، چربی به صورت بخشی از فرمولاسیون محصول به آنها اضافه میشود. چربی اضافه شده در برخی از مواد غذایی مثل مایونز و مارگارین جزء اصلی محسوب میشود. چربیها در مواد غذایی علاوه بر انرژیزایی، نقشهایی چون انتقال حرارت، ایجاد طعم و احساس دهانی و حمل ترکیبات مهمی نظیر ویتامینها و مولکولهای معطر محلول در چربی را بر عهده دارند(3،31،78).
اکسایش در مواد غذایی، تأثیر سوئی بر رنگ، بافت، طعم و بخصوص ارزش غذایی میگذارد(31،87). اکسایش لیپیدها پس از فساد میکروبی عامل اصلی کاهش کیفیت فرآوردههای گوشتی محسوب میشود(18،48). در این فراوردهها، اکسایش چربی علاوه بر اینکه باعث کاهش کیفیت حسی میشود، بر اثر واکنش محصولات اکسایشی با عوامل مغذی از قبیل پروتئینها باعث کاهش ارزش تغذیهای این محصولات نیز میگردد. واکنش محصولات اکسایشی با اسیدهای آمینه باعث نابودی آنها میشود که از این لحاظ اسیدهای آمینه ضروری اهمیت بیشتری دارند(50، 77). واکنشهای اکسایشی و پلیمری شدن بعدی پروتئینها موجب کاهش حلشوندگی پودر شیر خشک میشود(92). اکسایش ترکیبات در پنیر به بروز انواع بد طعمیهای اکسایشی میانجامد(64). ترکیبات فرار ناشی از اکسایش چربیها در آرد نیز مهمترین عامل ایجاد بدطعمی محسوب میشوند(87). از سویی اکسایش خارج از کنترل چربیها و افزایش هیدروپراکسیدهای ناشی از آن در مواد غذایی ممکن است آثار سویی بر سلامتی مصرف کنندگان بر جای گذارد(8،29،69).
واکنش خودبخودی اکسیژن اتمسفری با چربیها که تحت عنوان خوداکسایش شناخته میشود مهمترین فرآیندی است که منجر به فساد اکسایشی مواد غذایی میشود. خوداکسایشی، واکنشی زنجیرهای مبتنی بر رادیکالهای آزاد است. خوداکسایشی چربیها مانند سایر واکنشهای زنجیرهای از سه مرحله تشکیل شده است(78):
واکنشهای خوداکسایشی معمولا از خود دوره القاء[1] نشان میدهند. دوره القاء، مرحلهای است که در آن تغییرات بسیار کمی در لیپیدها به وجود میآید. در پایان مرحله القاء است که فساد اکسایشی سرعت میگیرد. غیر از خوداکسایش، اکسایش نوری، اکسایش کاتالیز شده با فلز و اکسایش آنزیمی، مسیرهای دیگر اکسایش در مواد غذایی هستند(78).
هیدروپراکسیدهای به وجود آمده از اکسایش چربیها ناپایدارند و به مولکولهای کوچکتری تجزیه میشوند که تحت عنوان محصولات ثانویه اکسایش شناخته میشوند. ترکیبات ثانویه معمولا فرارند و آستانه بویایی پایینی دارند. این ترکیبات عامل ایجاد عطر و طعم بیگانه در مواد غذایی اکسید شده هستند(73،78).
1-2- جلوگیری از اکسایش مواد غذایی
با توجه به عوارض منفی اکسایش، جلوگیری از وقوع آن در مواد غذایی اهمیت ویژهای دارد. اکسایش مواد غذایی را میتوان با کاهش مواجهه آنها با عوامل تشدیدکننده (مانند اکسیژن، نور، دما و فلزات پراکسیدان)، نابودی آنزیمهای موثر در اکسایش و فرونشاندن اکسیژن یگانه تا حد زیادی کاهش داد اما مؤثرترین و متداولترین روش، افزودن ترکیبات ویژهای است که با مکانیسمهای مختلف از واکنشهای اکسایشی ممانعت میکنند. با دو نوع بازدارنده میتوان از واکنش زنجیرهای خوداکسایشی ممانعت به عمل آورد؛ ترکیبات زنجیرهشکن یا آنتیاکسیدانها و بازدارندههای پیشگیرانه. همه ترکیباتی را که از مواد غذایی در برابر اکسایش حفاظت میکنند باید بازدارنده اکسایش نامید و عبارت آنتیاکسیدان باید منحصرا برای آن دسته از ترکیبات به کار رود که به طور مستقیم با رادیکالهای آزاد واکنش میدهند. آنتیاکسیدانهای زنجیرهشکن، رادیکالهای آزاد را به دام میاندازند که در نتیجه مرحله انتشار اکسایش مختل میشود. بازدارندههای پیشگیرانه، ترکیبات فعال و نیز پیشسازهای احتمالی رادیکالهای آزاد را غیر فعال میکنند که در نتیجه تولید رادیکال آزاد کاهش مییابد(78).
وارد شدن ترکیبات بازدارنده (آنتیاکسیدانها) به سیستم باعث ایجاد تغییراتی در سینتیک اکسایش لیپیدها میشود. اثر بازدارنده (InH) بر سیستم اکسایش به مشارکت مولکول و رادیکالهای آن در مجموعهای از واکنشها بستگی دارد. این واکنشها در زیر نشان داده شدهاند(117):
3- آنتیاکسیدانها
از اواخر دهه 1940 توانایی ترکیبات فنلی در جلوگیری از اکسایش چربیها شناخته شد و از آن پس به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفت(58). ترکیبات فنلی مانند BHT[2]، BHA[3]، TBHQ[4] و استرهای اسید گالیک متداولترین آنتیاکسیدانهای سنتزی هستند. حد مصرف این آنتی اکسیدانها معمولا 02/0 درصد چربی یا روغن موجود در ماده غذایی است (78). آنتیاکسیدانهای سنتزی بکرات از لحاظ سمشناسی مطالعه شدهاند(27،102(. بعضی از این ترکیبات پس از دوران طولانی مصرف، مورد سؤال قرار گرفتهاند زیرا اطلاعات جدید سمشناسی توصیه میکند در مصرف این گونه ترکیبات احتیاط شود. در سالهای اخیر، استفاده از آنتیاکسیدانهای سنتزی به دلیل عوارض منفی روی سلامتی با چالش جدی مواجه شده است(17،22،35،54،93،108،109.( از این لحاظ به نظر میرسد محصولات طبیعی، سالمتر و ایمنتر باشند. لذا از حدود دهه 1980 آنتی اکسیدانهای طبیعی به عنوان جایگزین انواع سنتزی پدیدار گشتهاند. مواد مختلفی چون پوسته گیاهان (107،112،119)، پوشش دانهها (66)، هسته انگور(32،114)، پومیس میوهها(60)، زیتون (91،101)، ضایعات کاکائو(10)، برگ قدیمی چای(127) و ضایعات پالپ هویج(21) به عنوان منبع آنتیاکسیدان طبیعی مورد آزمایش قرار گرفتهاند.
عرضه تعریفی مناسب برای آنتیاکسیدانهای طبیعی چندان آسان نیست اما عموماً عبارت آنتیاکسیدانهای طبیعی ترکیباتی را در بر میگیرد که در بافتهای گیاهی و جانوری وجود دارند یا از آنها ترشح میشوند. همچنین ترکیباتی که پس از پخت یا نگهداری بافتهای حیوانی یا گیاهی به وجود میآیند نیز در این مجموعه قرار میگیرند. توکوفرولها، فلاوونوئیدها و اسیدهای فنلی، مهمترین دسته آنتیاکسیدانهای طبیعی محسوب میشوند(78).
1-4-آنتیاکسیدانهای طبیعی و تغذیه
مطالعات گسترده اپیدمی شناسی و آزمایشگاهی نشان داده است آنتی اکسیدانها نقش موثری در تأمین و حفظ سلامتی دارند و نباید از نقش حیاتی آنها در رژیم غذایی چشمپوشی کرد(125). امروزه تلقی عمومی بر آن است که تنش اکسایشی[5] در بروز بسیاری از بیماریها عامل تعیین کنندهای به شمار میرود. تنش اکسایشی شرایطی است که در آن غلظت رادیکالهای آزاد در بدن بر اثر به هم خوردن توازن غلظت آنتیاکسیدان - پرواکسیدان افزایش مییابد و متابولسیم سلولی را دچار اختلال میکند(33).
نقش رادیکالهای آزاد و اکسیژن فعال در بروز عوارض مختلفی چون سرطان(12)، تصلب شرائین(78) و تغییرات سلولی که منجر به پیری میشود(9) روز بروز اهمیت بیشتری مییابد. هر چند موجودات زنده هوازی سیستمهای آنتیاکسیدانی کارآمدی دارند اما رژیم غذایی قادر است با تأمین آنتیاکسیدان، نقش موثری در کاهش آثار تنش اکسایشی ایفاء نماید(11). مثال بارز آن تناقض فرانسوی[6] است. علیرغم رژیم غذایی پرچرب، مرگ و میر ناشی از امراض قلبی و عروقی در بین مردم جنوب فرانسه بسیار پایین است. به نظر میرسد این امر ناشی از مصرف زیاد آب انگور و نوشیدنیهای تخمیری آن باشد که سرشار از آنتیاکسیدانهای طبیعی است(14). در بین ساکنان ناحیه شیزوکای ژاپن که در آن چای سبز تولید و مصرف میشود، میزان مرگ و میر ناشی از سرطان معده، شش و کبد نسبت به مناطقی از ژاپن که چای سبز تولید نمی شود کمتر است(102).
1-5-گیاه چای
چای در کنار قهوه یکی از پرمصرفترین نوشیدنیهای جهان است. چای از نهالهای جوان گیاه چای[7] به دست میآید. لینه هنگام تألیف کتاب گونههای گیاهی (سال 1753م) دو نوع گیاه چای تشخیص داده بود : تئا[8] و کاملیا[9]. وی در مورد اول فقط گونه تئا سیننزیس و از دومی دو گونه کاملیا ژاپونیکا و کاملیا بوهنا را نام برده بود. در سال 1762 به نظرش رسید تئا نیز دو گونه دارد، تئا ویریدیس مولد چای سبز و تئا بوهنا مولد چای سیاه. مدتهاست این وجه تمایز مردود شناخته شده است. روبر فرتون در سال 1843 به طور قطعی نشان داد از یک بوته چای میتوان انواع چای را تولید کرد. همچنین سالهاست که به دلیل وابستگیهایی که بین اقسام مربوط به دو نوع کاملیا و تئا وجود دارد، این دو نام را به طور یکسان برای هر دو نوع به کار میبرند. یعنی در حال حاضر فرض بر آن است که چای تنها از یک گونه گیاهی به دست میآید که میباید تحت عنوان کاملیا سیننزیس ال. (اُ. کونتز)[10] خوانده شود. ال. مخفف لینه است که نخستین بار چای را نامگذاری کرد. اُ. کونتز نخستین کسی بود که دو نام مربوط به چای سیاه و سبز را ادغام کرد(4). جایگاه گیاه چای در سلسله گیاهان به صورت زیر است (76):