بخشی از مقاله
اندازهگیري ویتامین ث در نمونههاي غذایی با استفاده حسگرهاي الکتروشیمیایی اصلاح شده با نانومواد
چکیده: در این کار نانوکامپوزیت نانولوله کربنی/نانوذره اکسید روي با استفاده از روش رسوب دهی مستقیم سنتز شد. در ادامه با استفاده از نانوکامپوزیت سنتزي و مایع یونی -1متیل--3بوتیل ایمیدازولینیوم برماید حسگر الکتروشیمیایی حساس تهیه شده و براي اندازهگیري ویتامین ث در نمونههاي آب میوه و آب سبزیجات استفاده شد. حسگر اصلاح شده سیگنال الکتروشیمیاي ویتامین ث را در پتانسیل 610 میلی ولت ظاهر ساخته که نسبت به حسگر اصلاح نشده حدود 100 میلی ولت بهبود در پتانسیل اکسایش را نشان می دهد. حد تشخیص 0/07 میکرومولار براي ویتامین ث در سطح این حسگر اصلاح شده حاصل شده است. در نهایت حسگر اصلاح شده براي آنالیز ویتامین ث در نمونه آب میوه، آب سبزیجات و قرص هاي مکمل استفاده شد.
واژه هاي کلیدي: اسکوربیک اسید، اندازهگیري، آنالیز نمونههاي غذایی، نانومواد
مقدمه:
ویتامینها ترکیبات آلی هستند که در مواد غذایی طبیعی یافت میشوند، به مقدار کمی براي رشد و تغذیه طبیعی لازمند و نقش مهمی در متابولیسم بدن دارند. این ترکیبات بر خلاف پروتئینها، قندها و چربیها انرژيزا نیستند، ولی براي تنظیم بعضی از مکانیسمها و فرایندهایی که در بدن اتفاق می-افتد ضروري میباشند. ویتامین ث یکی از مهمترین محلول در آب میباشد. این ویتامین در بعضی گیاهان و حیوانات سنتز میشود، اما بعضی موجودات از جمله انسان قادر به سنتز آن نمیباشند. لذا بایستی به همراه رژیم غذایی روزانه به مقدار نیاز وارد بدن شود، در غیر این صورت فقدان آن عوارضی را متوجه انسان می کند. فرمول این ترکیب C6H8O6 و وزن مولکولی آن 176/13 میباشد. شکل 1 ساختار این ترکیب را نشان میدهد. در واقع اسکوربیک اسید داراي دو جفت انانیتومر مزدوج به نام –D و –L اسکوربیک اسید و –D و –L ایزواسکوربیک اسید است. –D اسکوربیک اسید و –L ایزواسکوربیک اسید فاقد فعالیتهاي ویتامین ث هستند و در ترکیبات طبیعی وجود ندارند. همچنین –D ایزواسکوربیک اسید نیز تنها در کنار میکروارگانیزم هاي مشخصی یافت میشود و خاصیت احیا کنندگی مشابه –L اسکوربیک اسید دارد، اما فقط %5 خاصیت ضد اسکوربوتی –L اسکوربیک اسید را از خود نشان میدهد. [1]
شکل :1 ساختمان اسکوربیک اسید
-L اسکوربیک اسید یک مولکول -α لاکتون میباشد و داراي باند دوگانه بین (α)C-2 و (β)C-3 میباشد. این ترکیب قابل یونیزه شدن در آب میباشد. ساختمان حلقهاي آن از طریق هضم شدن به وسیله %8 HCI در دماي 50˚C به یک زنجیره بار تبدیل میشود. یون اسکوربات به وسیله افزودن قلیا به مقدار معادل با محلول اسکوربیک اسید، تشکیل میشود.[1] ویتامین ث چه به طور طبیعی از موادغذایی گرفته شود و چه به صورت مصنوعی در قرصها و کپسولها عرضه شود، داراي ساختمان شیمیایی مشابهی میباشد. بلورهاي اسکوربیک اسید سفید رنگ و بدون بو میباشند. مزهاش ترش شبیه به سیتریک اسید و نقطه ذوب آن 190-192˚C میباشد. خلوص –L اسکوربیک اسید تجاري حدود %99 است. چرخش نوري آن در آب = +23˚ [α] و در متانول [α] = +48˚ است.
با وجودي که اسکوربیک اسید ترکیب نسبتاً سادهاي است که به طور خالص و به قیمت مناسب حدود 50 سال است که در دسترس عموم قرار گرفته اما بیوشیمیستها، متخصصین علم تغذیه و فیزیولوژیستها نتوانستهاند کاملاً به نقش فیزیولوژیکی ویتامین ث پی ببرند.[2] به نظر میرسد این ترکیب براي انجام اعمال طبیعی سلولهاي گیاهی و حیوانی ضروري است. بر خلاف اغلب ویتامینهاي محلول در قسمتی از آنزیم یا ساختمان آن شرکت دارد یا خیر؟
راجع به نقش آن در بدن چند نظریه مورد قبول است که در ذیل به بیان برخی از آنها مبادرت ورزیده و در ادامه به برخی از کاربردهاي صنعتی آن نیز اشاره میکنیم.
الف) تشکیل بافت کلاژن:
کلاژن ماده پروتئینی است که بافتها را به هم متصل میکند و به مثابه سیمانی است که موقع روي هم گذاشتن آجر جهت پیوند آنها به یکدیگر مصرف میشود. با وجودي که در تمام بافتها یافت میشود ولی جزء اصلی پوست، غضروف، دندان و استخوان است. این پروتئین از سه زنجیره پپتیدي که دور یکدیگر پیچیده و یک رشته محکم به وجود آوردهاند، تشکیل شده است.
اسکوربیک اسید فعل و انفعالات مربوط به سنتز این ترکیب را در بدن کاتالیز میکند لذا حضورش در سنتز این ترکیب و نتیجتاً بهبود زخم ها ضروري است.[3]
ب) اثر اسکوربیک اسید روي میزان آهن و کلسیم بدن:
در مجاورت ویتامین ث جذب آهن از رودهها به سهولت صورت میگیرد. چون ویتامین ث به عنوان یک عامل احیاءکننده عمل میکند و آهن فرو را به صورت احیاء شده (Fe2+) در میآورد که به سهولت جذب میشود. همچنین اسکوربیک اسید از طریق انتقال آهن ترانسفرین به فرییتین، کمک به ذخیره آهن میکند.
ویتامین ث در فعال نمودن بعضی از آنزیمهاي حاوي آهن نقش به سزایی دارد. نقش ویتامین ث در تسهیل جذب کلسیم به دلیل ایجاد محیط اسیدي در روده و در نتیجه ممانعت از رسوب کلسیم به شکل کمپلکس غیر محلول است.
ج) ایمنی بدن:
برانگیختگی یا تحریک سیستم ایمنی به وسیله ویتامین ث میتواند دلیل اثر احتمالی آن در جلوگیري و درمان عفونتها باشد. این ترکیب فعالیت گلبولهاي سفید را افزایش داده و از اکسید شدن خود به خودي آنها جلوگیري میکند و در نتیجه سطح اسمونوگلبولهاي سرم خون و تولید آنتیبادي را افزایش می دهد.[4]
د) سایر عملکردهاي اسکوربیک اسید در بدن:
اعمال متعدد دیگري به اسکوربیک اسید نسبت داده شده است، ولی مکانیسم بیوشیمیایی آن روشن نیست. تصور میشود که مقدار زیاد آن در غدد فوق کلیوي منعکس کننده احتیاج به این ویتامین در ساختن هورمون نورایی اپینفرین در پاسخ به استرس باشد. این ویتامین ممکن است سبب به حرکت درآمدن کلسترل از دیواره عروق گردد و یا سبب کاهش رها شدن چربیها از ذخائر چربی و در نتیجه منجر به پایین آمدن چربی خون گردد.
نقش اسکوربیک اسید در جلوگیري از بروز سرطان از طریق جلوگیري از تشکیل ترکیبات سرطان زاي نیتروزآمین مشخص و به اثبات رسیده است. از نظر بیوشیمیایی شواهدي موجود است که نشان میدهد اسکوربیک اسید عمل صرفه جویی را در رابطه با چندین ویتامین گروه B، تیامین،ریبوفلاوین، نیاسین، بیوتین و پیریدوکسین دارد. به نظر میرسد که ویتامین ث میتواند در برخی موارد از تخریب آنها جلوگیري کند.[4]
پ) کاربردهاي صنعتی:
از آنجا که اسید اسکوربیک خاصیت ضداکسید کنندگی دارد، در صنعت کاربرد فراوانی پیدا کرده است. بیشترین کاربرد آن در صنایع غذایی است. جایی که نقش محافظ را براي موادغذایی ایفا میکنددر. این زمینه معمولاً اسکوربیک اسید را ترکیبی بیخطر و ایمن میدانند. علاوه بر اینکه اسکوربیک اسید در دوام محصولات غذایی موثر است، باعث میشود در حین پخت و نگهداري موادغذایی رنگ آنها حفظ شود، لذا تا حدود زیادي جایگزین سولفیت شده است.
در کشاورزي از این ویتامین به عنوان عاملی که مانع از افتادن پیش از موعد میوه از درخت میشود، استفاده میگردد. در عکاسی این ترکیب به عنوان عامل ظهور عکس و نیز در صنایع متالوژي به عنوان احساءکننده به کار میرود.[4] نظر به اهمیت اسکوربیک اسید که در بخش قبل به آن اشاره شد، اندازهگیري آن در محصولات غذایی، نمونههاي دارویی و مواد بیولوژیکی حائز اهمیت فراوان است. لذا در طی سالیان گذشته روشهاي متنوع و زیادي جهت این امر پیشنهاد شده است. مرور مختصر این روشها و مقایسه آنها از لحاظ سادگی، حساسیت، گزینش پذیري، گستره خطی و دامنه کاربرد عملی میتواند هم به لحاظ انتخاب روشی مناسب و هم به لحاظ آنها با دو روش گزارش شده فعلی مفید باشد. با نگاهی به مقالات چاپ شده در این زمینه متوجه شدیم که روشهاي پیشنهادي براي اندازه گیري اسکوربیک شامل روشهایی از قبیل: تیتراسیون، روشهاي مختلف تجزیه الکترو-شیمیایی، لومینسانس شیمیایی، روشهاي کروماتوگرافی و اسپکتروفتومتري میباشد. در این بین روشهاي الکتروشیمیایی به علت سرعت آنالیز بالا و هزینه پایین بیش از روشهاي دیگر مورد توجه میباشد. لذا در این کار ما به بررسی یک حسگر الکتروشیمیایی اصلاح شده براي آنالیز ویتامین ث در نمونههاي حقیقی میپردازیم.
