مقاله عوامل مؤثر بر افزایش محتوای لینولئیک اسید کونژوگه ( CLA ) در محصولات لبنی

بخشی از مقاله

چکیده:

لینولئیک اسید کونژوگه - CLA - یک اسید چرب سودمند می باشد و شناخت فاکتور های مؤثر بر افزایش تولید آن در مواد غذایی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. جستجو در PubMed،Science Direct وMedline با استفاده از واژگان Conjugated linoleic acid، Dairy products، Microbial production صورت گرفت و27 مقاله منتشر شده در سالهای2000 الی2013 انتخاب شدند.

یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر تولید CLA، اثر استارتر می باشد. پروپیونی باکترها، بیفیدو باکترها و باکتری های اسید لاکتیک توان بالقوه ای در تولید CLA از لینولئیک اسید دارند. غلظت بهینه روغن آفتابگردان برای تولید بیشترین میزان CLA،0/2 g/Lمی باشد. کاهش PH فرآیند تولید CLA را متوقف می کند. PH بالاتر از 5/5 برای تولید CLA مطلوب می باشد. همچنین با افزایش سن رسیدگی پنیر، تولید CLA در آن افزایش می یابد. بررسی عوامل ذکر شده می تواند روشهایی را جهت افزایش سطح CLA در محصولات غذایی در اختیار ما قرار دهد.

مقدمه:

لینولئیک اسید کونژوگه - CLA - ، به گروهی از ایزومرهای لینولئیک اسید گفته می شود که دارای دو پیوند دوگانه مزدوج می باشند CLA . - 1 - به خانواده اسیدهای چرب امگا-6 تعلق دارد . - 1 - این اسید چرب به میزان کم در منابع غذایی از جمله شیر و گوشت وجود دارد CLA . - 1 - در بدن دام از دو مسیر تولید می شود. مسیر اول بیوهیدروژناسیون جزئی لینولئیک اسید در شکمبه توسط باکتری ها به خصوص Butyrivibrio fibrisolvens می باشد. همچنین CLA می تواند از غیر اشباع شدن واکسنیک اسید توسط آنزیم 9 -دسچوراز در برخی از بافت ها مانند غدد پستانی دام تولید شود . - 2 -

شکل های فعال این اسید چرب ایزومر های -9سیس -11ترانس و -10ترانس -12سیس و عمده ترین ایزومر موجود در رژیم غذایی ایزومر -9 سیس -11ترانس می باشد . - 2 - کشف CLA به عنوان یک ماده غذایی فرا سودمند - Functional Food - به سال 1979 میلادی بر می گردد . - 3 - در این زمان Pariza و همکارانش پی بردند که گوشت گاو حاوی ترکیبات ضد سرطان می باشد و ایزومرهای CLA را در گوشت شناسایی کردند . - 3 -

در سال های اخیر محققان توجه زیادی به این اسید چرب به عنوان یک ترکیب غذایی ویژه داشته اند. مطالعات نشان داده اند CLA دارای اثرات مفید متعددی بر سلامتی انسان می باشد 1 - و . - 2 چندین پژوهش نقش CLA را درکاهش توده چربی بدنی گزارش کرده اند 1 - و . - 2 بر اساس نتایج مطالعات، CLA اثر بازدارنده در برابر برخی سرطان ها دارد . - 4 -

همچنین این اسید چرب می تواند در افزایش جذب کلسیم و معدنی شدن استخوان ها و کاهش مقاومت انسولینی نقش داشته باشد 1 - و . - 5 امروزه با توجه به سودمندی های CLA در سلامتی انسان، شناخت فاکتور های مؤثر بر افزایش تولید آن در مواد غذایی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف مطالعه حاضر مرور عوامل مؤثر بر افزایش محتوای CLA در محصولات لبنی بوده است.

مواد و روش ها:

برای یافتن مطالعات مرتبط، جستجو در PubMed،Science Direct وMedline با استفاده از واژگانی از جمله Conjugated linoleic acid، Dairy products، Microbial production صورت گرفت و مقالات انگلیسی زبان منتشر شده در سالهای2000 الی2013 که اثرات فرآیندهای صنعتی را بر تولید CLA در محصولات لبنی و نه در سایر مواد غذایی مورد بررسی قرار داده بودند جستجو شدند. واژه های کلیدی از طریق پایگاه MeSH انتخاب شدند. پس از مطالعه عنوان و چکیده و با در نظر گرفتن ارتباط دقیق موضوعی با هدف مطالعه حاضر، در نهایت 29 مقاله برای بررسی دقیق تر و استخراج نتایج مرور شدند.

نتایج و بحث:

اگرچه شیر از مهمترین منابع غذایی CLA می باشد اما میزان CLA موجود در شیر چشمگیر نمی باشد . - 1 - فاکتورهای مربوط به جیره غذایی دام از جمله نوع علوفه، میزان و نوع چربی رژیم، افزودن یونوفورها و بافرهای رژیمی بیشترین تأثیر را بر مقدار CLA موجود در شیر دارند . - 6 - محتوای CLA در فرآورده های لبنی تخمیری بیشتر از شیر می باشد. تحقیقات در این زمینه برای نخستین بار توسط Kim و Liu در سال 2002 آغاز شد . - 7 - پس از آن محققان دیگری نیز نقش عوامل مؤثر بر افزایش سطح این اسید چرب را در لبنیات مورد بررسی قرار دادند.

نقش استارتر در تولید :CLA استارتر مورد استفاده برای انجام فرآیند تخمیر از مهترین عوامل تأثیرگذار بر افزایش میزن CLA در محصولات لبنی می باشد. پروپیونی باکترها، بیفیدو باکترها و باکتری های اسید لاکتیک توان بالقوه ای در تولید CLA از لینولئیک اسید آزاد دارند. پروپیونی باکترها حدود %90 از لینولئیک اسید موجود در شیر را به CLA تبدیل می کنند. Xu و همکارانش گزارش کردند که سه رده از پروپیونی باکترها شامل Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii 56 ، P. freudenreichii ssp. shermanii 51 و P. freudenreichii ssp. freudenreichii 23 قادر به تولید بیشترین میزان CLA هستند . - 8 -

بر اساس یافته های مطالعه Coakley و همکارانش 9 بیفیدوباکتر قادر به تولید ایزومر -9سیس -11ترانس CLA هستند. B. breve و B. dentium به طور مؤثرتری لینولئیک اسید آزاد را به CLA تبدیل می کنند B. breve NCFB 2258 . - 9 - حدود %65 لینولئیک اسید را به CLA تبدیل می کند . - 9 - پیشنهاد شده است یکی از مکانیسم هایی که بیفیدوباکترها از طریق آن اثرات مطلوب خود را بر سلامتی انسان اعمال می کنند تولید CLA می باشد . - 9 - از میان 300 کلونی بیفیدوباکتر جدا شده از نوزادان، دو باکتری B. breve و B. Pseudocatenulatum قادر به تولید میزان بیشتری CLA بودند Kim . - 10 - و Liu گزارش کردند از میان 13 باکتری اسید لاکتیک، Lactococcus lactis l-01 قادر به تولید بیشترین میزان CLA می باشد . - 7 -

اثر نوع و غلظت سوبسترای در دسترس بر تولید :CLA لینولیئیک اسید سوبسترای اصلی برای تولید CLA در محصولات لبنی می باشد. به نظر می رسد لینولئیک اسید آزاد و استریفیه به عنوان سوبسترا برای تولید CLA توسط Lactococcus lactis l-01 به یک اندازه مؤثر باشند. زمانی که لینولئیک اسید آزاد به محیط کشت باکتری های در حال رشد اضافه می شود، رشد باکتری ها در غلظت بالاتر از0/5 mg/mLلینولئیک اسید، کاملاً مهار می گردد. غلظت بهینه روغن آفتابگردان - منبع غنی و ارزان لینولئیک اسید - برای تولید بیشترین میزان CLA، 0/2 g/L گزارش شده است . - 7 -

بنابراین میزان لینولئیک اسید افزوده شده به محصولات لبنی به منظور افزایش تولید CLA باید به دقت تحت کنترل قرار گیرد. زیرا سطوح بالای اسیدهای چرب غیراشباع با زنجیره بلند اثر مهاری هم بر روی رشد سلولها و هم بر روی مراحل بیوهیدروژناسیون به خصوص در مورد باکتری های گرم مثبت دارد. از طرفی لینولئیک اسید آزاد طعم نامطلوبی به محصولات تخمیری شیر می دهد و برای افزایش پذیرش محصول توسط مصرف کننده، نیاز به افزودن کاکائو یا طعم دهنده های دیگر می باشد . - 7 -

اثر PH محیط بر تولید :CLA تبدیل لینولئیک اسید به CLA تحت تأثیر PH محیط قرار می گیرد. اگرچه پروتئین های شیر تا حدودی خاصیت بافری دارند اما تخمیر لاکتیک اسیدی در شیر سبب کاهش PH تا 4/6 می شود. کاهش PH می تواند آنزیم ایزومراز را غیر فعال و تولید CLA را متوقف کند. با توجه به اینکه آنزیم ردوکتاز نوعی اسید پروتئاز است، PH اسیدی برای ردوکتاز اثر مهاری کمتری نسبت به ایزومراز دارد.

در PH بالاتر از 5/5، CLA بیشتری در مقایسه با PH پایین تر تولید می شود. افزودن بافر فسفات پتاسیم به میزان 50 mM می تواند از کاهش سریع PH جلوگیری کند و به مدت طولانی تری PH را در محدوده خنثی حفظ کند. استراتژی افزودن بافر فسفات پتاسیم به محیط می تواند سبب افزایش تولید CLA در شیر تخمیر شده گردد . - 7 -

نقش افزودنی های محیط کشت در تولید :CLA شیر بدون چربی محیط بهتری برای تولید CLA توسط Lactococcus lactis l-01 می باشد. در حضور پروتئین های شیر مانند آلفا- لاکتآلبومین و بتا-لاکتآلبومین اثرات منفی اسیدهای چرب کاهش می یابد و از اکسیداسیون CLA جلوگیری می شود. نشان داده شده است که افزودن پودر شیر خشک بدون چربی به محیط کشت سبب افزایش تولید CLA می شود 11 - و . - 12 این اثر تنها ناشی از افزایش رشد سلولی نمی باشد بلکه تا حدودی به کاهش اکسیداسیون CLA توسط رادیکال های آزاد مربوط می باشد، به خصوص زمانی که hemin - آهن - اضافه شده باشد . - 11 -

اضافه کردن افزودنی هایی بر پایه شیر مانند کازئینات سدیم وپروتئین وی می توانند غلظت CLA را در پنیرهای فرآوری شده افزایش دهند. پروتئین های شیر از جمله آلبومین به عنوان دهنده هیدروژن برای تولید CLA در فرآیند تولید پنیر عمل می کنند و هیدروژن را به باندهای دوگانه لینولئیک اسید حین حرارت دادن در فرآیند بی هوازی، اضافه می کنند و در واقع تولید CLA را کاتالیز می کنند. Iversen و همکارانش نشان دادند زمانی که لینولئیک اسید در حضور آلبومین تحت تاثیر تابش اشعه فرابنفش قرار می گیرد، میزان بیشتری ایزومر -9 سیس -11ترانسCLA تولید می شود. پنیرهای غنی شده با لاکتآلبومین و لاکتوگلبولین به طور چشمگیری میزان CLA بیشتری نسبت به پنیرهای غنی نشده دارند . - 7 -

از طرف دیگر وجود گلوکز در محیط کشت به طور معنی داری رشد باکتری ها را تحریک می کند و تأثیر بیشتری در تولید CLA نسبت به لاکتوز دارد . - 11 - این اثر ممکن است ناشی از این باشد که در حضور یک منبع غنی انرژی که به آسانی قابل مصرف است رشد سلولها و بیوهیدروژناسیون تحریک می شود. Lin و همکارانش گزارش کردند که افزودن شکر به برخی از محیط کشت های لاکتیک سبب کاهش غلظت CLA شد اما در مورد L. lactis sp اینطور نبود. بنابراین افزودن شکر، همیشه سبب حمایت از تولید CLA توسط تخمیر لاکتیک اسیدی نمی شود . - 12 -

تبدیل لینولئیک اسید به CLA تحت تأثیر یون های فلزی در محیط کشت قرار می گیرد. hemin شایعترین فرم آهن در معده نشخوارکنندگان می باشد و به عنوان دهنده الکترون و یا کوفاکتور بیوهیدروژناسیون باکتریایی در بدن نشخوار کنندگان عمل می کند. hemin در محیط کشت لاکتیک علاوه بر افزایش ایزومریزاسیون، مرحله احیا را نیز تحریک می کند. از طرفی رشد باکتریایی و بیوهیدروژناسیون در غلظت های بالای hemin مهار می شود.

روشن نیست که افزایش تولید CLA ناشی از نقش hemin به عنوان کوفاکتور در واکنش های آنزیمی خاص است یا به عنوان دهنده الکترون در واکنش های شیمیایی عمومی . - 7 - اثر مدت زمان انکوباسیون محصول لبنی بر میزان :CLA پیشنهاد شده است که ایزومریزاسیون لینولئیک اسید بسیار سریعتر از مرحله احیا در مسیر بیوهیدروژناسیون، پیش می رود.

انکوباسیون طولانی مدت با غلظت پایین لینولئیک اسید سبب می شود که تمامی CLA به محصولات هیدروژنه تبدیل شود. به خصوص زمانی که منبع انرژی کافی است. بنابراین ضروری است که مدت انکوباسیون به اندازه کافی کوتاه باشد و غلظت سوبسترا بهینه باشد تا مؤثرترین توانایی ایزومریزاسیون باکتری ها به دست آید . - 7 - اثر مدت زمان رسیدگی محصول بر میزان :CLA با افزایش سن رسیدگی پنیر، تولید CLA در آن افزایش می یابد. با توجه به آزادسازی بیشتر اسیدلینولئیک توسط لیپاز حین رسیدگی، CLA بیشتری می تواند تولید شود. همچنین PH پنیر در حال رسیدگی 5/6-5/8 می باشد که برای تولید CLAمناسب است.

از سایر عوامل مؤثر بر محتوای CLA محصولات لبنی می توان به فرآیندهایی مانند حرارت و پاستوریزاسیون، میکروفیلتراسیون، سن باکتری های مسئول فرآیند تخمیر و تراکم آنها اشاره کرد . - 10 - در نهایت، تولید CLA حاصل بر هم کنش تمامی عوامل فوق می باشد. نتیجه گیری: بررسی دقیق تر عوامل ذکر شده می تواند روش هایی را جهت افزایش سطح اسید چرب سودمند CLA در محصولات لبنی در اختیار ما قرار دهد.