مقاله روش های کاهش فایتیک اسید در سبوس غلات

بخشی از مقاله

چکیده:

بر اساس پژوهش های مختلف ، سبوس غنی ترین منبع غذایی فیبر و الیاف گیاهی محسوب می شود. اما مشخص شده است که یکی از ترکیبات موجود در سبوس به نام فایتیک اسید میتواند اثرات مضر و ضد تغدیه ای را به همراه داشته باشد. این ماده با توجه به ساختار شیمیایی خود میتواند به راحتی با مواد معدنی از جمله منیزیم، آهن ،کلسیم، و روی اتصال برقرار کرده و بدین ترتیب آن ها را در روده غیرقابل جذب نماید، که این امر سبب کمبود این مواد در بدن افراد مصرف کننده شده و مشکلات دیگری را نیز برای آنها ایجاد خواهد کرد.در این مطالعه سعی بر آن بوده است که ضمن آشنایی با ساختار و عملکرد فایتیک اسید، روش های مورد استفاده جهت حذف و یا کاهش آن نیز، بررسی و معرفی گردند . تحقیقات نشان داده است که روش های گوناگونی جهت حذف و یا کاهش میزان فایتیک اسید موجود در سبوس غلات وجود دارد. از جمله روش های مورد استفاده میتوان به تخمیر، جوانه زنی، خیساندن، افزودن فایتاز، اصلاح نژاد و کارهای ژنتیکی اشاره کرد. لازم به ذکر است که اکثر موارد قید شده بر اساس عملکرد آنزیم "فایتاز" نقش خود را در جهت کاهش فایتیک اسید ایفا میکنند. بایستی بدین نکته نیز توجه گردد که انتخاب روش مناسب بستگی به عواملی از جمله ماهیت و نوع دانه مورد نظر و همچنین محصول نهایی خواهد داشت.

کلمات کلیدی: "فایتیک اسید" ، "سبوس" ، "غلات"

مقدمه

فایتیک اسید - C6H18O24P6 - که به عنوان اینوزیتول هگزا فسفات و یا فایتات که حالت نمکی آن است، شناخته میشود، حالت ذخیره ای فسفر در تمامی دانه های غلات و دانه های روغنی می باشد. - - 9 میزان فایتات در دانه های مختلف بسیار متفاوت بوده و مقادیر محاسبه و ثبت شده توسط محققین به وابسته به عواملی چون شرایط برداشت ، روش های فرایند ، روش های سنجش و حتی سن گیاه مورد ارزیابی می باشد. فایتیک اسید به احتمال زیاد در گیاهانی که در رشد آنها از کودهای دارای فسفات بالا استفاده شده است ، دارای مقادیر بیشتری خواهد بود. - - 27 محل تجمع فایتیک اسید در دانه های گندم ، جو، ارزن، و برنج لایه آلرون می باشد، اما این مسئله در ذرت متفاوت بوده و بیش از %80 فایتیک اسید دانه، در قسمت جوانه وجود دارد. میزان درصد فایتیک اسید در دانه های غلات بین 0.5 تا % 0.2 متفاوت است. فایتات غالباً به عنوان ماده ای ضد تغذیه ای درنظر گرفته می شود اما خواص مفیدی نیز برای آن ذکر شده است. - - 21 فایتیک اسید توانایی زیادی برای اتصال به یونهای فلزی به خصوص آهن، روی، و کلسیم دارد. این اتصال دسترسی زیستی مواد ذکر شده را کاهش می دهد. - - 32 روشهای مختلفی برای افزایش کیفیت تغذیهای دانهها و حذف فایتیک اسید وجود دارد. - - 16 هدف ازاین مطالعه، آشنایی با روشهای مختلف حذف فایتیک اسید و بررسی تأثیر هر کدام از روشها در از بین رفتن آن می باشد.

مفید یا مضر بودن فایتات

همانطور که ذکر شد فایتیک اسید به دلیل خاصیت اتصالی خود به برخی یون ها، به عنوان ماده ای ضد تغذیه ای شناخته می شود. برای مثال تحقیقاتی مشخص کرد که کودکان در حال رشدی که از منابع غنی فایتات استفاده کرده بودند، دچار کوتاهی قامت، نرمی استخوان ها، فک های کوچک، پوسیدگی های دندان و همچنین کم خونی شدند. - - 7 اگر چه تأثیرات منفی زیادی در استفاده بالا از فایتات دیده می شود اما موارد متعدد از فواید آنها نیز کشف شده است. Gilbert و - 1981 - Wise نشان دادند که فایتات به حالت نمک کلسیم می تواند سرب موجود در برخی غذاها را برای انسان و حیوان بی اثرکند. - - 30 فایتیک اسید ساختاری شبیه به میواینوزیتول دارد و می تواند باعث کاهش میزان چربی کبد نیز گردد. Onami و همکارانش درسال 2004 متوجه شدند که فایتیک اسید در حد 0 . 035 درصد می تواند از بیماری کبد چرب جلوگیری کند. - - 18

امروزه بیمارهای قلبی از عوامل اصلی مرگ و میر در مناطق مختلف دنیا به حساب می آیند. میزان بالای کلسترول خون می تواند یکی از موارد مربوط به این مشکل باشد ، نشان داده شده است که فایتات که یکی از ترکیبات فیبر می باشد می تواند تاحدی سبب کاهش مقادیر آن گردد. Jariwalla و همکاران وی در سال 1990 نشان دادند که استفاده از فایتات می تواند باعث کاهش کلسترول سرم ومقادیر تری گلسیرید گردد. استفاده ا زفایتیک اسید به منظور حذف دسترسی به مواد معدنی می تواند درعین حال باعث محروم کردن سلول هایی دربدن شود که به آن ها نیاز دارند. برای مثال حذف آهن توسط فایتات ها روی گلبول های قرمز خون تأثیر دارد. - 10 -

اما باز هم بایستی میزان فایتات ها تا حدامکان کاهش داده شوند - درحد 25 میلی گرم در 100 گرم - 18 - - میزان توصیه شده برای مصرف آن در کشورهای مختلف متفاوت است . همچنین براساس سن، شرایط جسمانی، ونیازهای بدن مقدار قابل مصرف این ماده متغیر می باشد. برای مثال کودکان زیر6 سال ، زنان باردار و افراد دارای بیماریهای خاص بایستی از رژیمی استفاده کنند که میزان فایتیک اسید آن در حداقل مقدار ممکن باشد.

آنزیم فایتاز

فایتاز آنزیمی است که فایتیک اسید را خنثی کرده و فسفر را آزاد می کند. این آنزیم در گیاهانی که فایتیک اسید دارند حضور دارد. حیوانات نشخوار کننده مانند گاوها، گوسفندان و بزها مشکلی با مصرف فایتیک اسید ندارند، زیرا آنزیم فایتاز به وسیله میکروارگانیسم های شکمبه تولید می شود. حیوانات تک معدهای نیز فایتاز تولید می کنند. موش درحدود سی برابر بیش تر از انسان تولید فایتاز می کند. - - 8 به طور کلی انسان ها به مقدار کافی فایتاز تولید نمیکنند که بتوانند به راحتی مقادیر زیادی از غذاهای دارای فایتیک اسید را مصرف کنند. اگر چه لاکتوباسیل های پروبیوتیک ، و همچنین گونه های دیگر میکروفلور طبیعی دستگاه گوارش می توانند تا حدی تولید فایتاز کنند. - - 6

بنابراین انسان هایی که فلور میکروبی مناسبی دارند راحت تر می توانند این غذاها را مصرف کنند. تمامی دانه ها به اندازه کافی فایتاز تولید نمی کنند. دراین میان گندم و چاودار از میزان فایتاز بیشتری برخوردارند. گندم چهارده برابر بیشتر از برنج دارای این آنزیم می باشد و چاودار دو برابر گندم فایتاز دارد. - - 3 فایتاز به وسیله حرارت 176 درجه فارنهایت در عرض 10 دقیقه از بین می رود و در حالت آبی، فایتاز در149-131 درجه فارنهایت تخریب می شود. - - 19 بنابراین فرآیندی مانند اکستروژن ، می تواند به طورکلی باعث نابودی این آنزیم گردد. نشان داده شده است که آرد تازه میزان بیشتری فایتاز نسبت به آردی که مدتی نگهداری شده دارد.

روش های حذف فایتیک اسید

به منظور حذف فایتیک اسید از غلات روش های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. لازم به ذکراست که هرکدام از این روش ها مزایا ومعایبی را به همراه داشته و با توجه به نوع ماده اولیه و محصول نهایی می توان روش مورد نظر را انتخاب کرد.

جوانه زنی

اولین مرحله درفرآیند جوانه زنی، خیساندن است که معمولا در دمای اتاق انجام میگیرد. این خیساندن باعث می گردد که رطوبت دانه در حدی قرار گیرد که فرآیند تنفس و فعالیتهای متابولیکی به مقداری برسد که شرایط را برای انجام عمل جوانه زنی مهیا کند. دانههای غلات دربرخی مواقع، قبل و یا بعد از خیساندن، درمعرض بعضی مواد شیمیایی مانند فرمالدهید %0.2 ، سدیم هیپوکلریت % 1 ، و اتانول %70 قرار می گیرد تا از رشد کپک جلوگیری شود. عوامل محیطی نظیر اکسیژن، آب، نور و دما در فرآیند جوانه زنی نقش مهمی را ایفا می کنند. مقادیر قابل توجهی از فایتیک اسید دربسیاری از دانه هایی که جوانه زده اند از بین خواهد رفت. در تحقیقی نشان داده شد که با افزایش دوره جوانه زنی، کاهش میزان فایتیک اسید از %4 به %60 افزایش یافت. - - 12 در بررسی دیگری مشخص شد که بیشترین میزان مربوط به دانه های چاودار و کمترین مربوط به ذرت بوده است. - - 20 Agostini و همکارانش - - 2010 دریافتند که میزان فعالیت آنزیم فایتاز در چهارمین روز جوانه زنی به حداکثر خود رسید - 1 - . به طورکلی محققین بر این باورند که نقش جوانه زنی در از بین رفتن فایتیک اسید بیشتر مربوط به تشدید فعالیت آنزیم فایتاز می باشد. جوانه زنی باعث آزادسازی ویتامین ها شده و همچنین قابلیت هضم دانه ها را افزایش می دهد.

تخمیر

تخمیر می تواند به عنوان فرآیندی که درطی آن کربوهیدرات ها اکسید شده و انرژی در عدم حضور پذیرنده الکترون خارجی آزاد می گردد ، درنظر گرفته شود. تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها می توانند در فرآیند تخمیر دخیل باشند. تخمیر باعث به وجود آمدن pH مناسب برای فعالیت آنزیمی فایتیک اسید می گردد.Eltayeb و همکارانش درسال 2007 دربررسی های خود نشان داده اند که تخمیر دانه های گندم برای 12 و24 ساعت می تواند میزان فایتیک اسید را تاحد زیادی کاهش دهد. - - 4 برخی محققین با دانستن نوع میکروارگانیسم های فعالیت کننده در تخمیر، سعی کرده اند که با افزودن مستقیم این میکروارگانیسم ها به آرد غلات ، اثرات آن ها را درکاهش میزان فایتیک اسید مورد بررسی قرار دهند. - 24 -

میزان pH مناسب برای از بین رفتن فایتات ها و یا به عبارتی فعال شدن آنزیم فایتاز درحدود 5 .5 ارزیابی شده است و باکتری های اسید لاکتیک اثر خود را بیشتر ازطریق کاهش pH اعمال می کند. Sanz-Penella و همکارانش در سال 2009 مشاهده کردند که نان هایی که با باکتری های بیفید وباکتریوم تخمیر شدهاند میزان فایتیک اسید درآن ها کمتر می باشد. - - 26 قاضی و همکارانش درسال 2003 درطی مطالعات خود نشان داده اند که تخمیر آردکامل به مدت 45 دقیقه می تواند مقادیر فایتیک اسید را تا حدقابل توجهی کاهش دهد. - 21 - به نظر می رسد که تخمیر یکی از به صرفه ترین و موثرترین روش های کاهش مواد ضدتغذیه ای به خصوص فایتیک اسید باشد. تحقیقات نشان داده اند که تخمیر خود به خودی همانند تخمیر با افزودن استارتر به طور چشمگیری مقدار فایتیک اسید را کاهش می دهد. - - 5 همچنین تخمیر با افزودن باکتری های - استارتر - تا حدی موثر واقع شده است. - - 14 می دانیم که فرآیند تخمیر درطی تولید محصولاتی مانند نان می تواند به دو صورت تخمیر با مخمر و تخمیر با خمیرترش انجام پذیرد که در این رابطه نیز مشخص گردید که روش خمیر ترش تأثیر بیشتری درکاهش میزان فایتیک اسید داشته است.

خیسانیدن

خیسانیدن یکی از مهم ترین مراحل فرآیند های جوانه زنی وتخمیر می باشد. درطی این عمل فعالیت آنزیم فایتاز افزایش پیداکرده وهمچینن میزان مشخصی از فایتیک اسید نیز به داخل آب وارد می شود.Mahgoub و Elhag درسال 1998 نشان دادند که خیسانیدن آرد سورگوم - ذرت خوشه ای - در دمای اتاق به مدت 24 ساعت مقادیر فایتیک اسید را تاحد 21 - 16 درصد کاهش می دهد. - 13 - در مواقعی که محدودیت زمانی وجود دارد ، ترکیبی از روش خیسانیدن وپخت می تواند بسیار موثرتر از فرآیند خیسانیدن به تنهایی باشد. - - 31 اگرچه اعمال دما می تواند تاحدی باعث از بین رفتن و غیرفعال شدن آنزیم فایتاز گردد. درطی فرآیند خیسانیدن توجه به این نکته ضروری است که دانه هایی که خیسانده می شوند می توانند به