صبحانه‌های حاوی غلات به‌عنوان منبع مهمی در رژیم‌های غذایی آنتی‌اکسیدان می‌باشند. آنتی‌اکسیدان‌های موجود در گندم که به‌صورت آزاد و ترکیبات اسیدفنولیک نقش مهمی در سلامتی دارند. اسیدفنولیکی که از غلات موجود در صبحانه به وجود آمده به‌صورت آزمایشگاهی (in vitro) فعالیت آنتی‌اکسیدانی قوی دارند. علاوه بر این شرایط اسیدی و هیدرولیز آنزیمی موجود در دستگاه گوارش باعث افزایش حلالیت و فعالیت ترکیبات فنولیکی غلات می‌گردد که این امر نقش مهمی در افزایش پتانسیل غذاهای حاوی غلات ایفا می‌نماید. برروی فعالیت آنتی‌اکسیدان ترکیبات فنولیکی گندم تحقیقات فراوانی انجام گردیده و اثر آنتی‌اکسیدان آنها در رژیم غذایی روزانه ثابت گشته است. علاوه بر این شرایط بیولوژیکی (نظیر هضم آن در دستگاه گوارش) و مراحل تهیه این چنین غذاهایی بر روی میزان فعالیت، پایداری آنتی‌اکسیدان های گندم تأثیرگذار می‌باشد.

نکات یادگیری کلیدی

  • گندم شامل چندین ترکیب می‌باشد که در آنتی‌اکسیدان های روزانه نقش مهمی دارند.
  • ترکیبات فنولیکی گندم از آنتی‌اکسیدان های مؤثر در تحقیقات بالینی می‌باشند (invivo) و نوع تغلیظ شده آن به صورت آماده در صبحانه‌های حاوی غلات نظیر کمفلکس موجود می‌باشد.
  • هضم این مواد در دستگاه گوارش باعث افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدان های گندم می‌گردد.

واکنش‌های اکسیداسیون و سلامتی

انسان‌ها در معرض مواد اکسیدکننده به اشکال مختلف می‌باشند نظیر آلاینده‌ها، پرتو تابش، مصرف مواد غذایی حاوی مواد اکسیدکننده نظیر fast food ها، کم خونی و ایجاد رادیکال‌های آزاد در محیط. علاوه بر این مواد اکسیدکننده به بافت‌های بدن از طریق فاکتورهای متعددی نظیر اکسیژن، پراکسیدنت (یعنی واکنش بین اکسیژن و نیتروژن و فلزاتی نظیر سرب، پروتئین خون و آنزیم‌ها) و مواد تغلیظ شده آنتی‌اکسیدان آسیب می‌رسانند. اگر بررسی نگردد ترکیبات اکسیدکننده باعث ایجاد واکنش‌های شیمیایی زنجیرهای می‌گردد که در نهایت باعث ایجاد رادیکال‌های آزاد، پراکسید و محصولات ناشی از تجربه ثانویه آنها می‌شود. این مواد باعث آسیب به غشاء سلولی پروتئین‌ها و اسیدهای هسته‌ای می‌گردد. کنترل سیستم‌های بیولوژیکی، فاکتورهای اکسیدکننده به‌وسیله مکانیزم‌های آنتی‌اکسیدان متنوع باعث محدودیت در واکنش‌ها بین اکسیژن ترکیبات نیتروژن و کاتالیزورهای اکسیداسیون می‌گردد. از آنجا که ترکیبات اکسیدکننده در افزایش بیماری‌های مزمن نظیر آرترواسکزوزیس و سرطان نقش مهمی دارند امروز توجه ویژه‌ای بر روی اجزای رژیم غذایی گشته که بالانس بین ترکیبات اکسیدکننده و آنتی‌اکسیدان در بافت‌ها را برقرار سازد. بدن انسان حاوی چندین سیستم آنتی‌اکسیدان درونی می‌باشد که باعث بالانس بین مواد اکسیدکننده و آنتی‌اکسیدان به‌صورت روزمره می‌گردد. مواد مغذی ضروری نظیر سلنیوم- بتاکاروتن- ویتامین C و ویتامین E حاوی آنتی‌اکسیدان‌های فراوان برای بدن می‌باشند. البته در اکثر مواد غذایی موجود در رژیم غذایی انسان مواد آنتی‌اکسیدان به میزان متفاوتی وجود دارد که برای بدن مفید می‌باشد. نظیر گوجه‌فرنگی- توت‌فرنگی- تمشک- کیوی.

آنتی اکسیدان های روزانه در تمام غلات

به جهت کاهش پتانسیل تأثیرات مخرب واکنش‌های اکسیداسیون، سیستم‌های بیولوژیکی شامل غلات حاوی روش‌های متعدد دفاعی آنتی‌اکسیدان می‌باشد. این روش‌های دفاعی واکنش ترکیبات اکسیژن و اکسیداسیون را محدود و کنترل می‌نماید. غلات به ویژه گندم شامل ترکیباتی می‌باشند که اثر واکنش‌های اکسیداسیون را به حداقل می‌رسانند. این ترکیبات شامل فیتات- پروتئین– پلیساکاریدها- ترکیبات فنولیک- لیگان و توکوفرولز می‌باشند. از آنجا که غلات ترکیبات آنتی‌اکسیدان دارند تا آنجا که ممکن است باید این غلات را به رژیم‌های غذایی روزانه اضافه کرد. اثرات مفید آنتی‌اکسیدان‌های غیرضروری غلات که به‌صورت غذاهای آماده جهت صرف صبحانه می‌باشد. در ممانع از اکسیداسیون phosphatidy icholine ثابت گشته است. غلات محلول در آب حاوی مقادیر زیادی توکروفول و آنتی‌اکسیدان‌های ساختگی نظیر (BHT) می‌باشند که در غلات مخصوص صبحانه وجود ندارد. عصارهای که از مواد غذایی آماده حاوی غلات به‌دست می‌آید دارای مقادیر زیادی آنتی‌اکسیدان می‌باشد. برخلاف غلات تصفیه شده که مواد آنتی‌اکسیدان آنها کم می‌باشد، عصارهای که از صبحانه‌های حاوی غلات (نظیر کرنفلکس، و cereal) به‌دست می‌آید قادر به توقف اکسیداسیون لیپیدها به‌وسیله آهن و رادیکال‌های پراکسیل می‌باشد. این امر نشان می‌دهد که metal chelatio مکانیزم اصلی در فعالیت‌های آنتی‌اکسیدان نمی‌باشد.

تجزیه غلات صبحانه به اجزای مولکولی سبک وزن و سنگین وزن نشان می‌دهد که اجزای مولکولی سنگین وزن نقش بیشتری در توقف اکسیداسیون کاتالیزورهای phophatidy icholine لیپوزومها از اجزای مولکولی سبک وزن دارند. پلیساکاریدها و پروتئین‌ها بخش مولکولی سنگین وزن آنتی‌اکسیدان‌های موجود در غلات را تشکیل می‌دهد. گزانتان و صمغ عربی مثال‌هایی از پلیساکاریدهایی هستند که دارای فعالیت آنتی‌اکسیدان می‌باشند. اگرچه مکانیزم فعالیت آنها به خوبی مشخص نمی‌باشد. ترکیبات غلات شامل پلیساکاریدهایی می‌باشند که باعث توقف فعالیت اکسیداسیون لیپواکسیژناز ناشی از واکنش‌های فیزیکی بین مواد چربی، آنزیم و یا پلیساکارید با الیاف محلول (soluble fbler) می‌باشد. پروتئین‌ها می‌توانند باعث توقف اکسیداسیون چربیها به‌وسیله رادیکال‌های آزاد می‌گردد. اطلاعات ما در مورد پتانسیل فعالیت آنتی‌اکسیدان پروتئین‌های گندم کم می‌باشد. به هرحال این پروتئین‌ها شامل گروه‌های سولفوهیدریل کاهش یافته می‌باشند که حاوی مقادیر زیادی رادیکال‌های آزاد هستند. جهت تشخیص نقش الیاف محلول در توقف واکنش اکسیداسیون لیپیدها، این الیاف از غلات استخراج کرده به اضافه نمودند phosphadity icholine liposome غلظت الیاف محلول بین 0/48 و mg/ml 0/31 بود. الیاف محلولی که از غلات به‌دست می‌آیند با غلظت بیش از mg 2 فعالیت آنتی‌اکسیدانی آنها افزایش نمی‌یابد یعنی ماکزیمم فعالیت آنتی‌اکسیدانی غلات با غلظت حداکثر mg/ml 0/48 فایبرهای محلول می‌باشد.

پروتئین‌ها اگرچه در کاهش فعالیت اکسیداسیون لیپیدها نقش دارند اما تأثیر آنها بر روی سلامتی اندک می‌باشد زیرا آنها در طی هضم به آمینواسید و شکر تبدیل می‌شود که هیچ‌کدام فعالیت آنتی‌اکسیدانی قوی دارا نمی‌باشند. در میان اجزای مولکولی سبک وزن در صبحانه‌های حاوی غلات فیتات و فنولیکها بیشترین تأثیر را در فعالیت آنتی‌اکسیدانی روزانه دارند. اسیدفیتیک بافت‌های بدن را در برابر واکنش‌های اکسیداسیون از طریق غیرفعال نمودن پراکسیداسیون انتقالی فلزات حمایت می‌کند. غلظت فیتات در غلات موجود در صبحانه بین 0/14 تا 0/86 درصد می‌باشد. فیتات خالص که از غلات به‌دست می‌آید قدرت کافی در توقف واکنش‌های اکسیداسیون آهن و لیپید در مدل آزمایشی ندارد. علاوه بر این phosphadity icholine liposome قسمت اعظم فیتات موجود در صبحانه به همراه املاح معدنی نظیر آهن و کلسیم می‌باشد. این امر فیتاتهای اندوژنوس را در chelate واکنش پراکسیداسیون فلزات در مدل فسفاتادیلکلین لیپوزوم ناتوان می‌سازد. علاوه بر این ثابت گشته غلات فعالیت آنتی‌اکسیدانی بسیار قوی در مقابل اکسیداسیون لیپیدهای غیرفلزی نظیر رادیکال‌های پراکسیل دارد. این امر نشان می‌دهد فیتات موجود در صبحانه نقش آنتی‌اکسیدانی مهمی ندارد. مطالعات متعددی نشان داده که فعالیت آنتی‌اکسیدان موجود در میوه، سبزیجات، چای، شراب و گیاهان دارویی زیاد می‌شود. به همین خاطر توجه کمتری به پتانسیل فعالیت آنتی‌اکسیدان اسیدفنولیک موجود در غلات گشته است.

در غلات ترکیبات فنولیک به همراه فرولیک، p-coumaric و اسیدوانیلیک می‌باشد. این ترکیبات فنولیک به صورت چندین شکل متفاوت در غلات وجود دارد. از جمله اسیدهای آزاد، استرهای اسیدی، استرهای شکر و استرهای پلیساکارید. ترکیبات فنول باعث توقف اکسیداسیون لیپیدها به‌وسیله رادیکال‌های آزاد می‌گردد. این رادیکال‌های آزاد باعث کاهش میزان انرژی موردنیاز واکنشهای اکسیداسیون لیپیدی می‌گردد. هنگامی که فعالیت آنتی‌اکسیدان در اسیدهای فنولیکی آزاد تغلیظ شده موجود در گندم مقایسه می‌شود می‌توان به صورت زیر مقایسه گردد.

pcoumaric acid<vanillic acid<ferulic acid

جداسازی اسیدهای فنولیک در صبحانه‌های آماده به‌وسیله بیرون کشیدن فاز جامد در سنجش توانایی این آنتی‌اکسیدانها در جلوگیری از واکنش اکسیداسیون لیپیدها در سیستم لیپوزوم بکار می‌رود. کنستانتره اسید فنولیک با غلظت 98/3 و 93/6 و mg/ml 34/7 در الیاف موجود در غلات و غلات فرآوری شده می‌باشد. وقتی فعالیت آنتی‌اکسیدان، فنولیکهای استخراج شده از صبحانه‌های حاوی غلات در سیستم فسفاتادیدکلین لیپوزومها آزمایش گشت قدرت فنولیکها جهت جلوگیری از واکنش اکسیداسیون لیپیدها mg 0/74 بود با این نسبت بیش از 90 درصد واکنش اکسیداسیون لیپیدها بازداشته می‌شود. از آنجا که استرفیکاسیون ترکیبات فنلویک بر روی فعالیت آنتی‌اکسیدان به‌وسیله شراکت فنولها در فازلیپید تأثیرگذار می‌باشد، فعالیت آنتی‌اکسیدان ترکیبات استری و غیراستری فنولها مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

ترکیبات فنولیاستری و غیراستری به‌وسیله HPLC از غلات گندم استخراج می‌گردد. غلظت استرهای فنولیک بین 3/4 تا 5/3 بیشتر از ترکیبات اسیدی آزاد می‌باشد. به جهت آزمایش فعالیت آنتی‌اکسیدان استرهای فنولیک آزاد و غیرآزاد، استرهای فنولیک را به‌وسیله HPLC از پیش آماده شده استخراج نموده و به‌وسیله HPLC ترکیبات فنولیک آزاد تغلیظ گشته‌اند. فعالیت آنتی‌اکسیدان با اضافه نمودن مقادیری از کنستانتره فنولیک مورد ارزیابی قرار گرفت. ترکیبات فنولیکاستری اثر آنتی‌اکسیدانی بیشتری نسبت به ترکیبات اسیدی آزاد دارد و این امر بیانگر فعالیت آنتی‌اکسیدانی مهم آنها در رژیم غذایی روزانه می‌باشد.

تأثیر دستگاه گوارش بر روی آنتیاکسیدانهای گندم

تغییر ترکیبات فنولیک در مواد غذایی حاوی غلات در صبحانه به‌وسیله دستگاه گوارش باعث ایجاد تغییراتی در فعالیت آنتی‌اکسیدان و سازگاری حیاتی آنها می‌گردد. ترکیبات فنولیک نظیر روتین و نارینگین از طریق جریان خون جذب نمی‌شوند تا زمانی که به‌وسیله مواد قندی‌شان هیدرولیز شوند. فرآیندی که به‌وسیله آنزیم‌های درون میکروبی تسریع می‌گردد. کرون و همکارانش اسید فرولیک را به‌وسیله هیدرولیز آنزیم‌های میکروبیال از گندم استخراج نموده‌اند. در انسان‌ها بیش از 95 درصد اسیدفرولیک در روده وجود دارد.

مکانیسمی که باعث هیدرولیز arabinoxy lansبه‌وسیله xylanase می‌شود باعث تولید فرولی الگیوساکارید بهنگام هیدرولیز اسیدفرولیک می‌شود و در نهایت ایجاد اسیدهای آزاد فرولیک می‌کند. فرولیتهای الیگوساکارید و اسیدهای آزاد فرولیک فعالیت آنتی‌اکسیدانی بیشتری نسبت به فرولیتهای پلیساکارید دارند. ارزش غذایی palnt lignaus در دسته‌ای دیگر از ترکیبات فنولیک که فعالیت آنتی‌اکسیدان دارند). در دستگاه گوارش به‌وسیله باکتری‌های مخمرکننده در روده تغییر می‌یابد و این ترکیب به mammalian lignans نظیر انترولاکتنها و انترودیولها تبدیل می‌گردد. به جهت تعیین نقش PH دستگاه گوارش بر روی فعالیت آنتی‌اکسیدان مواد غذایی صبحانه حاوی غلات، این مواد ابتدا در دمای اتاق به مدت 30 دقیقه انکوباسیون گشته (6/5-7 PH) سپس PH را تا 2 کاهش داده و در دمای 37 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه نگاه داشته شده (تقلید شرایط معده) و سپس PH را تا حد 6 بالا برده و به مدت 30 دقیقه در دمای 37 درجه سانتیگراد نگاه داشته (تقلید شرایط روده کوچک) شرایط PH دستگاه گوارش باعث افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدان غلات به ویژه غلات با وزن مولکولی کم (l,m.w) می‌گردد.

نتیجه

غلات حاوی آنتی‌اکسیدان‌های مهمی در رژیم غذایی روزانه می‌باشد. نظیر ترکیبات فنولیک استری و اسید فنولیک آزاد. این ترکیبات نقش مهمی در سلامتی انسان ایفا می‌کنند. ترکیبات فنولیک که از غلات صبحانه به‌دست می‌آید دارای مقادیر زیادی فعالیت آنتی‌اکسیدان می‌باشد. علاوه بر این به عملیات دستگاه گوارش. هیدرولیز آنزیمی باعث افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدان غلات می‌گردد. با توجه به مطالب فوق می‌توان گفت مواد غذایی حاوی غلات و گندم نقش مهمی در فعالیت آنتی‌اکسیدان روزانه بدن ایفا می‌کند و با تحقیق و تشخیص فعالیت دستگاه گوارش بر روی غلات و افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدان آنها مشابه‌سازی آن در بیرون از بدن انسان می‌توان فعالیت آنتی‌اکسیدان غذا را افزایش داد.

این مطلب اولین بار در ماهنامه کشاورزی و غذا به قلم آتوسا و علیرضا فرخ منتشر شده است.