بخشی از مقاله
چکیده:
در این تحقیق جزءبهجزءسازي بسیارقندي صمغ فارسی جمعآوري شده از درختان بادام کوهی استان فارس به منظور شناسایی اجزاء مختلف آن انجام گردید. براي شناسایی اجزاء بسیارقندي، میزان حلالیت آنها در آب و سود با غلظتهاي 0/1، 0/5 و 1 مولار تعیین و سپس به منظور خالصسازي بیشتر از روش تجزیه اسمیت استفاده شد. اندازهگیريهاي رئولوژیکی نیز با استفاده از گرانرويسنج کانن–فنسک در دماي ثابت صورت پذیرفت. جزءبهجزءسازي صمغ فارسی، منجر به جداسازي یک جزء محلول در آب و 3 جزء محلول در قلیا گردید که طبق نتایج حاصله از تجزیه اسمیت، این صمغ حاوي تقریبا %88/70 قند کل و %10 اسید اورونیک است که قسمت اعظم آن در انشعابات شبکه بسپاري قرار دارند. اجزاء بسیارقندي صمغ فارسی داراي گرانروي ذاتی متفاوتی بوده، بنابراین داراي جرمهاي مولکولی و احیانا هندسه ساختاري مختلفی نیز میباشند که از شکل فضایی مولکول بسیارقندي و همچنین ترکیب تکقندي آن ها نشأت میگیرد.
واژه هاي کلیدي: صمغ فارسی، جزءبهجزءسازي، گرانروي ذاتی .
مقدمه:
هیدروکلوئیدها یا صمغها، بسیارقنديهاي محلول یا معلق در آب هستند که به سبب توانایی در افزایش گرانروي و یا تشکیل ژل در سامانههاي آبی، به خوبی شناخته شدهاند . - Garti and Leser, 2001 - صمغهاي تراوشی، ترشحات طبیعی هستند که از گونههاي مختلف درختان بهدست میآیند و در دامنه وسیعی داراي کاربرد بوده و خواص بینظیري را از خود نشان میدهند. این صمغها از قدیمیترین صمغهاي طبیعی هستند که از 5000 سال پیش تاکنون بهعنوان عامل غلیظ کننده و پایدارکننده مصرف شدهاند . - Verbeken et al., 2003 - خانواده Rosaceae و جنس Prunus، شامل درختانی نظیر هلو، آلو، زردآلو، آلبالو و بادام است که تمامی آنها قادر به تراوش صمغ هستند.
بادام کوهی با نام علمی Amygdalus scoparia Spach، درخت یا درختچهاي از این خانواده است که صمغی که از تنه یا شاخههاي آن تراوش میشود را صمغ فارسی و یا به زبان محلی، زدو یا صمغ شیرازي مینامند - عباسی و رحیمی، 1387؛ Rahimi et al ., 2013a؛ . - Rahimi et al., 2013b از آنجاییکه تجزیه ساختاري بسیارقنديها امري پیچیده و طاقتفرساست بنابراین، وجود یک راهحل مناسب قبل از شروع آزمون الزامی است. تعیین خصوصیات محصولات تجزیهشده بسیارقندي اغلب اطلاعات ساختاري قابل توجهی را ارائه میدهد و روش تجزیه اسمیت - Smith degradation - یک تکنیک تجزیهاي ویژه است که متداولترین شیوه در شیمی ساختاري بسیارقنديها محسوب میگردد . - Lindberg et al., 1975 -
با جداسازي اجزاء مختلف یک بسیارقندي طی جزءبهجزءسازي، میتوان به ترکیبات سادهتري دست یافت که تعیین ساختار را تسهیل نموده و بهبود میبخشند. بهمنظور جداسازي بسیارقنديهاي مختلف، روشهاي گوناگونی بر مبناي ساز و کار اختلاف در حلالیت یا ترسیب انتخابی به کمک ترکیبات مختلف قلیایی، نمکی، الکلی و یا تجزیه اسمیت که از مجموعه واکنشهاي متوالی اکسیداسیون پریدات، احیاء و آبکافت اسیدي ملایم تشکیل شده است، مورد استفاده قرار میگیرند . - Cui, 2006 ;Izydorczyk, 2006 - تاکنون تعداد معدودي گزارش علمی در خصوص شناسایی اجزاء 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 صمغ فارسی موجود نیست که اهمیت انجام این پژوهش را روشن می سازد.
مواد و روش ها:
طی ماه هاي مرداد و شهریور 1388، صمغ هاي فارسی تراوش شده از درختان بادام کوهی در استان فارس جمع آوري شدند. سپس صمغهاي سفیدرنگ و خالص، جداسازي و در آسیاب Falling number AB مدل Box 5101 ساخت کشور سوئد پودر شدند. در ادامه تعلیقهاي غلیظی از صمغ تهیه شد که پس از ترسیب با اتانول، رسوب سفیدرنگی از آن حاصل گردید. از این پودر، تعلیق 4% w/v تهیه و بر مبناي میزان حلالیت در آب مقطر به دو بخش محلول - جزء - WE و نامحلول تقسیمبندي شد. در مرحله بعد بر مبناي میزان حلالیت بخش نامحلول در قلیا NaOH - با غلظتهاي 0/1، 0/5 و 1 مولار - ، اجزاء بعدي بهترتیب استخراج شدند Qian et al., 2011 - ؛ . - Guo et al., 2008 براي آزمون تجزیه اسمیت، مقدار g 2 از اجزاء محلول در آب - WE - ، محلول در قلیا AE0.1 - ، AE0.5 و - AE1 و جزء نهایی نامحلول باقی مانده - RES4 - در ml 200 آب مقطر حل، سپس با ml 200 از متاپریدات سدیم M 0/1 به مدت 72 ساعت در تاریکی و در دماي یخچال اکسید شدند. در ادامه ml 35 اتیلن گلیکول اضافه و پس از 2 ساعت، محلول ها به کیسه هاي دیالیز انتقال و در برابر آب روان براي 48 ساعت دیالیز گردیدند.
سپس بوروهیدرید سدیم تا رسیدن به 10 pH اضافه و تا یک شب نگهداري شدند و مجددا تا 48 ساعت دیگر دیالیز شدند. سپس هر محلول تا حجم ml 20 در تبخیرکننده گردشی Heidolph - ، مدل Laborota 4000، ساخت کشور آلمان - تغلیظ و pH آن با افزودن تريفلورواستیک اسید M 0/5 به حدود 2 رسانیده شد که در ادامه در حمام 96 C براي 40 دقیقه آبکافت، سپس با هیدروکسید سدیم M 1 تا رسیدن به 5 pH تیمار شد. مجددا محلول تا رسیدن به حجم ml 15 تغلیظ یافته و در نهایت با افزودن حداقل 3 برابر حجمی اتانول رسوب داده شد Simas et al., 2004 - ؛ . - Karácsonyi and Kunaik, 1994 از روش فنل–سولفوریک اسید براي تعیین قند کل استفاده شد که در آن در ابتدا g 0/0010 نمونه توزین و به لوله آزمایش منتقل شد.
سپس ml 1 آب مقطر، ml 1 از محلول فنل آبی 5% w/v و هم چنین ml 5 از اسید سولفوریک غلیظ به هر لوله اضافه شد. لوله ها براي 10 دقیقه باقی ماندند و پس از هم خوردن، براي 10 تا 20 دقیقه در حمام آب 25 تا C 30 قرار داده شدند. جذب رنگ زرد–نارنجی براي نمونهها و همچنین استانداردهاي گلوکز به کمک دستگاه طیفنورسنج Scinco - مدل UVS-2100، ساخت کشور کره جنوبی - با آشکارساز UV، در طول موج 490 nm خوانده شد . - Dubois et al., 1956 - براي اندازه گیري اسیدهاي اورونیک از روش متاهیدروکسیديفنیل برگرفته از روش Blumenkrantz & Asboe-Hansen استفاده گردید.
در این آزمون، پس از توزین g 0/0010 نمونه، ml 1 آب مقطر اضافه و سپس لوله ها به حمام آب یخ منتقل شدند. پس از چند دقیقه، ml 6/0 از محلول تترابورات M 0/0125 تهیه شده در اسید سولفوریک غلیظ، اضافه و دوباره لولهها به حمام یخ انتقال و بهشدت هم زده شدند. سپس در حمام 100 C براي 5 دقیقه حرارت داده و دوباره در حمام آب یخ غوطه ور شدند. سپس μL 100 از محلول متاهیدروکسی دي فنیل 0/15% w/v تهیه شده در محلول هیدروکسید سدیم 0/5% w/v، به هر لوله اضافه و محلول ها دوباره هم زده شده و براي 20 دقیقه باقی گذاشته شدند. نمونه هاي استاندارد نیز با اسید گالاکتورونیک تهیه و جذب تمامی نمونهها بهوسیله دستگاه طیفنورسنج در طول موج 520 nm خوانده شد . - Brummer and Cui, 2006 - براي اندازه گیري گرانروي ذاتی در ابتدا محلولهاي 1% w/v در آب مقطر تهیه و پس از جذب کامل آب، غلظتهاي 0/01، 0/03، 0/05، 0/07، 0/09 و g/dL 0/11 از هر نمونه فراهم شد. سپس با کمک گرانرويسنج کانن–فنسک Fisher - ساخت کشور آلمان، سایز - 150 ASTM در حمام آب 28 0/5 C و با توجه به ضریب ثابت گرانروي سنج و مدت زمان عبور نمونه از بخش لوله موئین بر حسب ثانیه، گرانروي جنبشی اندازهگیري و سایر محاسبات براي یافتن گرانروي ذاتی انجام شد . - Renner-Nantz, 2001 -
نتایج و بحث:
معمولا ترکیبات با جرم مولکولی کم و همچنین گونههاي چندپاري بر اثر دیالیزي که طی انجام تجزیه اسمیت صورت میگیرد، حذف میشوند - de Paula et al., 1998 - و تعدادي از ترکیبات، تکقندي ها و یا چندقنديهایی که در شاخهها وجود دارند نیز طی مراحل گوناگون تجزیه اسمیت کنترلشده نظیر اکسیداسیون، احیاء و آبکافت اسیدي از ساختار بسیارقندي جدا میگردند، لذا مطابق با جدول 1 مشاهده میگردد که بازده بهدستآمده از یک مرحله تجزیه اسمیت براي تمامی اجزاء مورد آزمون، نسبتا کم بوده و اختلافات کمی را با یکدیگر با روند AE1<AE0.5<RES4< AE0.1<WE نشان میدهند. چنانچه بازده تجزیه اسمیت بسیارقندي، بالا باشد نشاندهنده پایداري آن نسبت به گسستگی اکسایشی است - León de Pinto et al., 2001 - بنابراین بهترتیب بسیارقنديهاي اجزاء محلول در آب - WE - و محلول در قلیا - AE1 - 1 صمغ فارسی، داراي بیشترین و کمترین پایداري اکسایشی هستند که بدون شک مرتبط با ساختار و پیوندهاي موجود در بسیارقنديآنها است.
طبق گزارشات موجود، با انجام تجزیه اسمیت کنترلشده بر جزء بسیارقندي استخراجشده با قلیا - هیدروکسید پتاسیم - 1% صمغ تنه درخت هلو، در ابتدا بسپاري با بازده 19% حاصل شد که پس از انجام مجدد تجزیه اسمیت روي آن، هسته داخلی بسیارقندي با بازده بسیار کم - 0/45% - بهدست آمد که اساسا از واحدهاي β-D-Galp ساخته شده بود . - Simas et al ., 2008 - مقدار قند کل در صمغ فارسی برابر با 88/37 0/53 محاسبه گردید؛، این در حالی است که مطابق با جدول 1 مقدار قند کل بسیارقنديهاي حاصله از تجزیه اسمیت اجزاء صمغ فارسی، کاهش یافته است که علت آن حذف یا شکسته شدن برخی از واحدهاي قندي از ساختار صمغ کامل اولیه طی تجزیه اسمیت است. با کمی دقت مشاهده میشود که در میان بسیارقنديهاي اجزاء مختلف صمغ فارسی، جزء باقیمانده - S-RES4 - 4 داراي کمترین میزان قند کل است که احتمالا به سبب ناخالصیها یا ترکیبات غیرقندي است که طی مراحل متعدد از ساختار آن قابل جداسازي نبودهاند.
محتواي اسید اورونیک صمغ فارسی آزمونشده برابر با 9/70 0/09 به دست آمد درحالی که به غیر از جزء باقیمانده 4 که هنوز مقداري از اسیدهاي اورونیک در ساختار بسیارقندي آن باقی مانده است، حضور اسید اورونیک در سایر اجزاء صمغ فارسی مشاهده نشد. این مطلب میتواند نشان دهد که احتمالا اسیدهاي اورونیک موجود در ساختار بسیارقندي صمغ فارسی اغلب در شاخههاي جانبی آن متمرکز بودند که طی تجزیه اسمیت کاملا حذف گردیدهاند. از سوي دیگر، میتوان پیشبینی نمود که احتمالا جزء باقیمانده 4، ساختار پیچیده و منشعبتري از سایر اجزاء محلول در آب و یا محلول در قلیا دارد. بهطور مشابه، طی گزارشی نشان داده شد که هر سه جزء محلول در قلیا 0/5، محلول در قلیا 1/2 و محلول در قلیا 2/0 صمغ دانه اسفرزه، عاري از اسیدهاي اورونیک بودند و این درحالی است که مقدار آن در هر یک از اجزاء محلول در آب و جزء باقیمانده نهایی، بهترتیب برابر با 15/9% و 1/9% اندازهگیري شد . - Guo et al., 2008 -
