مقاله روشهای نوین شناسایی منبع ژلاتین جهت بررسی ایمنی و کنترل کیفیت آن

بخشی از مقاله

چکیده

ژلاتین به عنوان یک منبع غذایی *5$6 در نظر گرفته میشود. با توجه به وسعت کاربرد ژلاتین، شناخت محصولات ژلاتینی موجود در بازار و نیز توجه به حلال بودن ژلاتین مصرف شده در محصولات غذایی، تولید، کیفیت و کاربردهای آن از اهمیت بسزایی برخوردار است. اگرچه ژلاتین دارای طیف گستردهای از کاربردهای مفید است، اما بدبینی و نگرانیهایی هنوز در میان مصرف کنندگان وجود دارد. پیرو ادیان اسلام و یهودیت ژلاتین حاصل از خوک را مصرف نمیکنند و ژلاتین حاصل از پوست و استخوان گاو را نیز در صورتی مصرف میکنند که کشتار مطابق الزامات دینی صورت گرفته باشد. دربسیاری از موارد لازم است که منابع مختلف ژلاتین نه تنها برای ایمنی و به دلایل مذهبی، بلکه به دلیل واکنشهای حساسیتزا به ژلاتین مشخص گردد.

به طوری که حساسیت به ژلاتین خوک و گاو وجود داشته اما نسبت به ژلاتین ماهی این حساسیت وجود ندارد. با وجود اقدامات پیشگیرانه، درجه بالایی از خطر برای بیماران حساس به ژلاتین وجود دارد، زیرا اغلب ژلاتین خوک و گاو در ترکیبات غذاها و مواد غذایی تجاری وجود دارند. برخی محققین تفاوت بین انواع ژلاتین را با استفاده از روشهای فیزیکوشیمیایی بر اساس تجزیه و تحلیل آمینواسیدها، روشهای ایمنی شناسی بر اساس آنتی بادی پلیکلونال، روش - /, $ غیر مستقیم و ساندویچی، کروماتوگرافی با کارایی بالا همراه با طیف سنجی جرمی، طیف سنجی مادون قرمز، میکروسکوپ فلورسانس، میکروسکوپ الکترونی، الکتروفورز، کالری متر روبشی افتراقی، آنالیز دیالکتریک و اخیرا استفاده از نانوتکنولوژی در مقیاس نانو ذرات مورد بررسی قرار دادهاند. در این مقاله مروری بر تحقیقات انجام شده در این زمینه میپردازیم.

کلمات کلیدی: انواع ژلاتین، ژلاتین حلال، روشهای نوین شناسایی ژلاتین

مقدمه

نام ژلاتین از کلمه لاتین Gelatus به معنی سفت یا منجمد گرفته شده و از حدود سال 1700 میلادی متداول شدهاست. در دهه 1960 تحقیقات زیادی برای دستیابی به منابع پروتئینی ارزان قیمت مغذی جهت تغذیه جمعیت انسانی در حال رشد و نیز حیوانات صورت گرفت. تاریخچه ژلاتین را حداقل با فراعنه مصر میتوان همزمان دانست، زیرا پیدا شدنتکهایازژلاتین در مقبره ملکه راتچسپات1 و کشف لوحه2در شهر قدیمی تبس3 شاهد بر این است که مصریها از قرنها پیش ژلاتین را میشناختند - شکل . - 1-

گرچه ژلاتین از زمانهای قدیم شناخته شده و به نام چسب استخوان معروف بود، ولی برای اولین بار در سال 1681پاپین3آنرا به کمک دیگ معروف خود که پیشتاز اتوکلاوهای امروزی بود، تهیه نمود - اشریبر و گرایز،2007؛ آبرومند، 1368، ایمزن، . - 1997 در تولید تجاری تقریبا تنها منابع مهم تولید ژلاتین، پوست خام گاو و گوسفند، استخوانها و پوست خوک میباشد. پیروان ادیان اسلام و یهودیت ژلاتین حاصل از خوک را مصرف نمیکنند و ژلاتین حاصل از پوست و استخوان گاو را درصورتی مصرف میکنند که کشتار مطابق الزامات دینی صورت گرفته باشد. دربسیاری از موارد لازم است که منابع مختلف ژلاتین نه تنها برای ایمنی و به دلایل مذهبی، بلکه به دلیل واکنشهای حساسیتزا به ژلاتین مشخص گردد. به طوری که حساسیت به ژلاتین خوک و گاو وجود داشته اما نسبت به ژلاتین ماهی این حساسیت وجود ندارد. با وجود اقدامات پیشگیرانه، درجه بالایی از خطر برای بیماران حساس به ژلاتین وجود دارد، زیرا اغلب ژلاتین خوک و گاو در ترکیبات غذاها و مواد غذایی تجاری وجود دارند - آبرومتد، . - 1368

از این رو در دههی اخیر، اهمیت و ارزش محصولات جانبی صنعتی باعث تحقیق در گونههای مختلف و بهینهسازی شرایط استخراج کلاژن و ژلاتین توسط محققین شدهاست. فراوانترین منابع تولید ژلاتین پوست خوک، پوست گاو و استخوان گاو و خوک میباشند ولی استفاده صنعتی از ژلاتین و کلاژن غیر پستانداران نیز در حال رشد است - گومز گیلن و همکاران، . - 2011 اخیراًپیشرفت در علوم مربوط به اسیدهایآمینه و پروتئینها به ویژه کلاژن و ژلاتین به همراه معرفی تکنیکهای نوین تولید، امکانات ساخت ژلاتین عاری از عوامل میکروبی و منطبق بر استانداردهای بین المللی و ویژگیهای کاملاً مشخص را فراهم ساخته است. در ادامه به بررسی انواع روشهای نوین شناسایی منبع ژلاتین انجام شده توسط محققین میپردازیم - فرحناکی و همکاران، . - 1388

اهمیت شناسایی منبع ژلاتین اگر چه ژلاتین دارای طیف گستردهای از کاربردهای مفید است، بدبینی و نگرانیهایی هنوز درمیان مصرف کنندگان وجود دارد. این عمدتا به دلیل احساسات مذهبی - اسلام و یهودیت مصرف هرگونه محصول وابسته به گوشت خوک را ممنوع کردند، در حالی که هندوها محصولات مربوط به گاو را ممنوع کردند - و افزایش و تمایل به گیاهخواری در سراسر جهان است. علاوه بر این در میان محققین نیز نگرانیهایی وجود دارد که آیا کلاژن و ژلاتین مشتق شده از بافت حیوانی ناقل پاتوژنهای مانند پریونها میباشد. با این حال مطالعات انجام شده توسط محققان اروپایی نشان میدهد که فرآیند تولید ژلاتین مانع موثری در برابر انتقال پریونهایBSE میباشد.

به عنوان مثال در ماه مارس 2003، کمیته علمی اتحادیه اروپا بیان کرد که خطر مرتبط با ژلاتین استخوان گاو نزدیک به صفر است. البته باید توجه داشت که عدم انتقال این خطر هنوز مورد تایید تمام جامعهی جهانی قرار نگرفته و این نگرانیها منجر به تحقیقات فشرده برای شناسایی و توسعهی جایگزینهایی برای ژلاتین مشتق شده از منابع پستانداران شدهاست. علاوه بر این با افزایش تقاضا و قیمت ژلاتین، رقابت شدیدی بین تولید کنندگان به منظور تهیه پوست خوک و دیگر منابع پستانداران ایجاد کرده است و این باعث اهمیت شناسایی منبع ژلاتین شده است. روشهای تشخیص منابع ژلاتین در صنایع داروسازی ژلاتین در تهیه کپسولهای سخت و نرم، پوشش قرصها در درمان زخمها و به عنوان کلوئید در گسترش پلاسما بعد از خونریزیهای شدید به کار میرود. با شیوع %6 - در سال 1986

در انگلستان و گسترش آن به کشورهای دیگر باعث محدودیت استفاده از ژلاتین گاوی برای مصرف انسان، محصولات آرایشی، بهداشتی و دارویی شد. از طرف دیگر برخی از مذاهب استفاده از ژلاتین خوک برای مصرف انسان را ممنوع کردند. بنابراین توسعه روشهای تشخیص منبع ژلاتین مورد بررسی قرار گرفت - ایمزن،. - 2010در بسیاری از موارد لازم است که منابع مختلف ژلاتین نه تنها برای ایمنی و به دلایل مذهبی، بلکه به دلیل واکنشهای حساسیتزا به ژلاتین مشخض گردد. به طوری که حساسیت به ژلاتین خوک و گاو وجود داشته اما نسبت به ژلاتین ماهی این حساسیت وجود ندارد. با وجود اقدامات پیشگیرانه، درجه بالایی از خطر برای بیماران حساس به ژلاتین وجود دارد، زیرا اغلب ژلاتین خوک و گاو در ترکیبات غذاها و موادغذایی تجاری وجود دارند - گومز-گیلن و همکاران، . - 2011

برخی محققین تفاوت بین ژلاتین گاو و خوک را با استفاده از تجزیه و تحلیل ترکیب آمینواسیدها و یا روش افت S+ پس از رسوب با کلسیم فسفات مورد بررسی قرار دادند. با این حال، روشهای دقیقتری برای ردیابی منشاء گونههای ژلاتین در محصولات غذایی تجاری صورت گرفته - است - ایمزن،. - 2010 خصوصیات فیزیکوشیمیایی ژلاتین شامل اجزاء تشکیل دهنده، حلالیت، رنگ، بو، مزه و شفافیت میباشد.رفتار فیزیکوشیمیایی ژلاتین اصولا از طریق توالی اسید آمینه مولکولهای آن، ساختار فضایی مولکولی، توزیع وزن مولکولی و همچنین شرایط محیطی از قبیل pH، قدرت یونی و واکنش با اجزاء دیگر تعیین میشود. شرایط استخراج بیشتر از ترکیب اسیدهای آمینه، خواص فیزیکی را تحت تاثیر قرار میدهد - اشریبر و گرایز، . - 2007

با توجه به شباهت زیاد در ساختار و خصوصیات ژلاتین از منابع مختلف، روشهای فیزیکوشیمیایی بر اساس تجزیه و تحلیل آمینواسیدهای باقی مانده پس از هیدرولیز اسیدییا رسوب کلسیم فسفات، قادر به تشخیص مخلوط ژلاتین گاوی در خوک نمیباشد از این رو روشهای ایمنی شناسی بر اساس آنتی بادی پلی کلونال4 برای تشخیص منشا بافت حیوانی موجود در غذا و محصولات دارویی با مشکل مواجه است. هافمن و همکاران در سال 1999 از روش - /, $ برای شناسایی گونهها در ژلاتین و محصولات ژلاتینی - شیرینیهای حاوی ژلاتین - استفاده کردند. نتایج این تحقیق نشان داد که تشخیص گونه ژلاتین تحت تاثیر غلظت و کیفیت ژلاتین نیز قرار گرفته و باعث خطا در آزمایش میشود. بنابراین از این روش نمیتوان با اطمینان کامل برای شناسایی گونه در ژلاتین تجاری استفاده کرد - گومز-گیلن و همکاران، . - 2011

لوو و نینوکسدر سال 2005، برای تولید انتیبادی خاص گاو، خرگوش را در مقابل توالی خاصی از زنجیره از زنجیره - , - ژلاتین گاوی واکسینه کردند. استفاده از این آنتیبادیها باعث توسعه روش - /, $ غیر مستقیم و تمایز سریع و آسان بین ژلاتین گاوی و خوکی میشود. این روش - /, $ می-تواند به طور مداوم توسط تولید کنندگان دارویی و غذایی برای تشخیص ژلاتین خوک از گاو به منظور ایمنی محصولات استفاده شود که در سطح آزمایشگاهی تا رقتهای 2-4 در 1000 قابل شناسایی میباشد ولی در صنعت و در مخلوطهای بزرگی از ژلاتین، تا رقت 8 در 100، تشخیص ژلاتین گاوی از خوک میسر میباشد - گومز-گیلن و همکاران، . - 2011

به طور مشابه، روشELISA ساندویچی مبتنی بر آنتی بادی خرگوش و بز واکسینه شده با ژلاتین گاو که برای ژلاتین گاو و خوک بسیار خاص بوده اما تا به حال واکنش کمی با ژلاتین ماهی داشته است گومز-گیلن و همکاران، . - 2011 روش جدید برای تمایز گونه ها با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا همراه با طیف سنجی جرمی5 ، بر اساس تشخیص و شناسایی پپتیدهای شاخص خاص در ژلاتین گاو و خوک ارائه شده است و هیدروکسیله کردن پرولین به عنوان یک عامل اصلی و موثر در شناسایی پپتید است.

اخیرا یک روش جدید بر اساس استفاده از طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه6 در ترکیب با بازتابش کلی ضعیف7، تجزیه و تحلیل ترکیبات اصلی و تفکیک آن برای ارائه تمایز کیفی سریع و ساده ژلاتین خوک مورد استفاده قرار گرفتهاست - گومز-گیلن و همکاران، . - 2011 ویژگیهای ساختاری ژلاتین با استفاده از روشهای مختلف مانند کروماتوگرافی اندازه8، ویسکوالاستیسیتی9، میکروسکوپ فلورسانس 10، میکروسکوپ الکترونی، الکتروفورز، کالری متر روبشی افتراقی11، آنالیز دیالکتریک تعیین میشود. اخیرا استفاده از نانوتکنولوژی در مقیاس نانو ذرات در صنایع غذایی مانند ژلاتین به کار برده شدهاست که در این رابطه میکروسکوپ نیروی اتمی12 برای مطالعه ساختار ژلاتین بدست آمده از منابع پستانداران و اخیرا ژلاتین پوست ماهی به کار برده شدهاست - گومز-گیلن و همکاران، . - 2001

نتیجهگیری

ژلاتین به عنوان یک ترکیب غذایی13GRAS در نظر گرفته میشود. در سال 1993 سازمان غذا وداروی ایالت متحده امریکا - - $ - مقرر کرد که هیچ منعی در استفاده از ژلاتین از هر منبع و از هر کشوری وجود نداشته باشد، مشروط براینکه ماده اولیه مورد استفاده دارای علائم بیماری-هاینرولوژیکی نباشد. در زمان آغاز شیوع پدیده جنون گاوی در اروپا، عموم مردم به همهی محصولات با منشا گاوی به دلیل انتقال احتمال بیماری به انسان، مشکوک بودند.

در طول چند سال گذشته مقامات ملی و بینالمللی قوانین و مقررات افزایش ایمنی ژلاتین با توجه به انتقال بیماریهای مغزی انگلی 14 - 76 - - مطرح کردهاند. در اکثر موارد این قوانین باعث ایجاد نگرانیهایی در کشورهای با منشا مواد خام و یا تولید کنندگان ژلاتین شدهاست. در حال حاضر کمیته علمی اتحادیه اروپا، کاهش 76 - در حین فرآیندهای تولید ژلاتین بیش از 4/5/RJ بیان کردهاند. با این وجود آزمایشات نشان میدهد که فرآیند تولید باعث نابودی کامل 76 - در نمونهها نمیشود.

با توجه به اینکه ژلاتین محیط رشد مناسبی برای اکثر باکتریهاست، رعایت برنامههای مستند 15+$&&3در تولید آن ضروریمیباشد. در سالهای اخیر شناخت بیشتر اسیدهایآمینه و مخصوصا کلاژن و ژلاتین همراه با روشهای جدید تولید، امکان تولید ژلاتین را فراهم ساختهاست که از نظر میکروبی ایمن و مطابق با استانداردهای جهانی است.

در سراسر جهان ، ژلاتین یکی از مواد غذایی موجود در بازار است که با دقت و کامل مورد بررسی و کنترل قرار می گیرد. ژلاتین خوراکی باید مطابق با تمام قوانین مربوط به مواد غذایی باشند و این قوانین شامل مقررات خاص مربوط به ژلاتین است.ژلاتین دارویی که از نظر شیمیایی برای کاربردهای خاص اصلاح شده نیز باید مطابق قوانین مربوط به داروسازی باشد.بنابراین تولید کنندگان ژلاتین باکیفیت تکنولوژی خاص و بالاترین درجه قابل قبول تولید کنند.

این ویژگی ها در رابطه با محصول،به طور کامل در استانداردهای بین المللی ارائه شده است.به منظور اطمینان از تطابق ژلاتین با تمام استانداردهای فیزیکی ، شیمیایی، میکربیولوژی، فنی و کیفی ، تمام تولید کنندگان معتبر ژلاتین در سراسر جهان استانداردهایی مطابق با استاندارد ISO9000 ارائه کردند - جدول - در این قوانین تمام مراحل فرایند باید مطابق قوانین بین المللی و ویژگی های کیفی مخصوص مشتری باشد.