مقاله تعیین ساختار شیمیایی بسیارقندی صمغ فارسی

بخشی از مقاله

چکیده:

در این تحقیق ویژگیهاي ساختاري صمغ فارسی، جمعآوري شده از درختان بادام کوهی استان فارس، بر مبناي آزمونهاي شیمیایی و دستگاهی تعیین گردید. در مرحله نخست به منظور جداسازي و تخلیص بسیارقندي، صمغ فارسی تحت فرآیندهاي جزءبهجزءسازي بر مبناي میزان حلالیت در آب و قلیا NaOH - با غلظتهاي 0/1، 0/5 و 1 مولار - و روش شیمیایی تجزیه اسمیت قرار گرفته و در نهایت نوع تکقنديها و همچنین پیوندهاي مابین آن ها با کمک روشهاي دستگاهی نظیر HPLC، 1H–NMR و 13C–NMR تعیین گردیدند. مطابق با نتایج به دست آمده، قسمت اعظم زنجیره اصلی بسیارقندي صمغ فارسی از نسبت تقریبی 1:2

گالاکتوز:آرابینوز ساخته شده است که حضور احتمالی بقایاي قندي –D-β

گالاکتوپیرانوزیل پیوندشده - 1→3 - و رامنوز در ستون فقرات بسیارقندي صمغ فارسی و بقایاي قندي –D-

βگالاکتوپیرانوزیل پیوندشده - 1→6 - ، –L-α

آرابینوفورانوزیل پیوندشده - 1→3 - و –L-αآرابینوفورانوزیل پیوند شده →1 - در شاخهها اثبات گردید.

مقدمه:

از نقطه نظر تکنیکی و صنعتی، صمغها بسیارقنديهاي گیاهی یا میکروبی و مشتقاتشان هستند که در آب سرد یا داغ پخش شده و سوسپانسیون یا محلولهاي گرانرویی را ایجاد مینمایند 

صمغ فارسی، صمغ شیرازي یا زدو طبق تعریف صمغی شفاف است که از درخت بادام کوهی با نام علمی Amygdalus scoparia Spach و خانواده Rosaceae بهدست میآید و پراکندگی آن در ایران شامل مناطق ایرانی- تورانی است. این صمغ در شکل، اندازه و رنگهاي متنوعی یافت میگردد که داراي کاربردهاي طب سنتی، دارویی و صنعتی متعددي می باشد

ساختار مولکولی صمغها غالبا به صورت هتروگلیکانهاي اسیدي پیچیدهاي است که ممکن است با پروتئین یا مواد ترپنوئیدي همراه باشند . - Sims and Furneaux, 2003 - تاکنون تعداد معدودي گزارش علمی در خصوص شناسایی ساختار صمغ هاي تراوشی از درختان خانواده گلسرخیان نظیر هلو و شلیل گزارش شده است - Simas et al., 2008; Simas-Tosin et al., 2009; Qian et al., 2011 - ولی هیچ گونه مستنداتی در مورد ساختار صمغ فارسی موجود نیست که اهمیت انجام این پژوهش را دو چندان می سازد.

مواد و روش ها:

طی ماههاي مرداد و شهریور 1388، صمغهاي فارسی تراوششده از درختان بادام کوهی در استان فارس جمعآوري شدند. سپس صمغهاي سفیدرنگ و خالص، جداسازي و در آسیاب Falling number AB مدل Box 5101 ساخت کشور سوئد پودر شدند. در مرحله نخست به منظور جداسازي و تخلیص بسیارقندي، صمغ فارسی تحت آزمون هاي شیمیایی نظیر جزءبهجزءسازي بر مبناي میزان حلالیت در آب و قلیا NaOH - با غلظتهاي 0/1، 0/5 و 1 مولار - و تجزیه اسمیت قرار گرفت. براي تعیین نوع تکقنديها از دستگاه Knauer - HPLC، ساخت آلمان - استفاده شد که بدین منظور، در ابتدا براي آبکافت نمونهها، مقداري برابر با 0/050 g نمونه درون لولههاي سرپیچدار توزین و سپس 8 ml اسید سولفوریک 4% به هر لوله اضافه و براي 4 ساعت در حمام 100 C نگهداري شدند. سپس 1 g از کربنات باریم به هر لوله اضافه و تا یک شب در دماي اتاق هم خوردند.

در ادامه محلول آبکافت شده پس از عبور از صافی سرسرنگی 0/45 μm، به دستگاه تزریق شد . - Flindt et al., 2005 - براي تزریق نمونهها و استانداردها از 100% آب بهعنوان فاز متحرك و سرعت جریان 0/3 mL/min، حجم تزریق 20 μL، دماي ستون 50 C و آشکارساز ضریب شکست با دمایی در حد دماي اتاق استفاده گردید. به منظور شناسایی نوع پیوندهاي مابین تکقنديها، نمونهها درون پروب 5 mm و اکسید دوتریوم حل شده، سپس طیفهاي 1H–NMR و Bruker - 13C–NMR، مدل Avance DRS 500، ساخت آلمان - بهترتیب در فرکانسهاي 500/13 و MHz 125/77 در دماي 25 Cگرفته شدند که جابهجاییهاي شیمیایی - δ - آنها بر حسب ppm نسبت به تترامتیلسیلان بهعنوان استاندارد داخلی تعیین گردید.

نتایج و بحث:

بر مبناي کروماتوگرامهاي به دست آمده از HPLC، مقدار تک قندي گالاکتوز در صمغ کامل فارسی برابر با %28/20 محاسبه گردید

که متاسفانه به دلیل عدم توانایی دستگاه در شناسایی تمامی پیک هاي ظاهرشده در کروماتوگرام نمونه ها، تنها تک قندي گالاکتوز در دقیقه 24/00 شناسایی گردید. مطابق با متون موجود، محتواي بالاي گالاکتوز یک مشخصه بسیار متداول براي بسیاري از صمغهاي بسیارقندي است - Gutiérrez de G et al., 2005؛ - Añez et al., 2007؛ از سوي دیگر، ساختار صمغهاي مشابه نظیر هلو و شلیل نیز به صورت آرابینوگالاکتانی اسیدي پیشبینی شده است .

شکل : 1 کروماتوگرام HPLC صمغ کامل فارسی

بر مبناي مشاهدات صورتگرفته، مقدار گالاکتوز در تمامی بسیارقنديهاي به دست آمده از تجزیه اسمیت صمغ فارسی، بیشتر از صمغ کامل آن بود که از آن می توان اینگونه نتیجهگیري نمود که احتمالا گالاکتوز در ستون فقرات صمغ قرار دارد که طی انجام مراحل مختلف جزءبهجزءسازي و همچنین فرآیند تجزیه اسمیت و پس از حذف انشعابات، هسته داخلی بسیارقندي نمایان گشته است. طی پژوهشی ثابت شد که پس از انجام یک مرحله تجزیه اسمیت کنترل شده روي بسیارقندي صمغ تراوشی Anacardium occidentale، واحدهاي رامنوز و اسید گلوکورونیک از ساختار آن حذف شدند

اگرچه مقدار تکقندي گالاکتوز در تمامی نمونههاي حاصلشده از فرآیندهاي شیمیایی جزءبهجزءسازي و تجزیه اسمیت، بیش از صمغ کامل برآورد گردید که ممکن است ناشی از اثرات فرآیندهاي اکسیداسیون، احیاء، آبکافت و دیالیز طی تجزیه اسمیت و حذف انشعابات هسته بسیارقندي باشد؛ لذا مشخص است که قسمت اعظم ستون فقرات صمغ فارسی از تکقندي گالاکتوز همراه با مقدار کمتري از یک تکقندي مجهول دیگر - با نسبت تقریبی 1:2 براي گالاکتوز و تکقندي مجهول - ، ساخته شده شده است.

بهطور کلی، مقدار کم چرخش ویژه بسیارقندي، بهطور برجستهاي، حضور پیوندهاي β را در ساختار آن پیشنهاد میکند - León de Pinto et al., 2001 - که مطابق با نتایج رحیمی و همکاران در سال 1391، براي صمغ فارسی کامل - سفید رنگ - ، مقدار چرخش ویژه برابر با -5/99° به دست آمد - Rahimi et al., 2013a - که مطابقت خوبی با نتایج بهدستآمده از بررسی طیفهاي 1H–NMR و 13C–NMR آن داشته و غالب بودن پیوندهاي β را در ساختار ارائه مینماید.

علاوه بر این، با مقایسه سیگنالهاي طیفهاي 13C–NMR با دادههاي موجود در مراجع - جدول - 1، حضور بقایاي قندي –D-βگالاکتوپیرانوزیل پیوندشده - 1→6 - و - 1→3 - و همچنین –L-αآرابینوفورانوزیل پیوندشده - 1→3 - و –L-αآرابینوفورانوزیل پیوند شده →1 - و مقادیر کمی از تکقندي رامنوز در ساختار صمغ کامل فارسی و بسیارقندي حاصله از تجزیه اسمیت اجزاء آن ثابت شد؛ لذا در اینجا میتوان پیشبینی کرد که احیانا تکقندي مجهول در طیفهاي HPLC، می تواند مربوط به واحدهاي آرابینوز باشد؛ در این راستا حائري شاه باغ - 1326 - نیز گزارش نمود که بر اثر آبکافت صمغ فارسی با اسید سولفوریک، قندهاي پنج و ششتایی و اسید اورونیک ایجاد شدند که عموما شامل گالاکتوز و آرابینوز بودند.

بنابراین بهطور کلی میتوان بیان نمود که احتمالا قسمت اعظم ستون فقرات بسیارقندي صمغ فارسی از بقایاي قندي –D-βگالاکتوپیرانوزیل پیوندشده - 1→3 - و انشعابات آن نیز از بقایاي قندي –D-βگالاکتوپیرانوزیل پیوندشده - 1→6 - ، -L-αآرابینوفورانوزیل پیوندشده - 1→3 - و –L-αآرابینوفورانوزیل پیوند شده →1 - ساخته شده اند.

جدول : 1 تطابق دادههاي بهدست آمده از طیفهاي 13C–NMR بسیارقنديصمغ فارسی با جابهجاییهاي شیمیایی گزارش شده در منابع

صمغ کامل فارسی → 1 - β-D-Galp - 6 →b

صمغ کامل فارسی → 3 - α-L-Araf - 1 →c

صمغ کامل فارسی α-L-Araf - 1 →d

نتیجه گیري کلی:

صمغ فارسی یک نوع صمغ تراوشی با ساختار شیمیایی آرابینوگالاکتانی و بسیار منشعب است که با آگاهی از ساختار آن، میتوان کاربردهاي بالقوه آن را در صنایع مختلف نظیر صنعت غذا، دارو و غیره پیش بینی نمود.