بخشی از مقاله
چکیده
پکتینها و مواد پکتیکی در دیوارهاولیه سلولها و در قسمت حد فاصل بین دیوارههای سلولها - میدل لاملا - در میوهها و سبزیها حضور دارد. این بیوپلیمرها دارای کاربردهای متعدد و مزایای مؤثر بر سلامتی زیادی هستند. این مقاله مروری توضیحات خلاصهای را فراهم آورده است
در مورد: ساختار و منابع پکتین، استخراج و اصلاح پکتین، آثار پکتین بر سلامت دستگاه گوارش، کاربرد ژلهای پکتین در بازسازی بافت در پزشکی، استفاده از ژلهای قابل تزریق پکتین،استفاده از پکتین به صورت ریزکٌره در بازسازی بافت و استخوان، سوخت و ساز پکتین به عنوان یک ماده پری-بیوتیک توسط میکروارگانیسمهای روده، تولید اسیدهای چرب کوتاه زنجیره - SCFAs - از پکتین و آثار سلامت بخش آن، کاربرد پکتین برای درون پوشانی و تثبیت مواد مختلف، استفاده از پکتین در سیستمهای رهایش داروهای خوردنی و نقش سلامت بخش و نگهدارنده پکتین.
مقدمه
واژه پکتین - - Pectin به مفهوم لغوی غلیظ - Dense - ، قوام - ضد سیالیت وشلی - - Thick و منعقد - Curdled - است. پکتینهانقش ساختاری و عملکردی در گیاهان داشته و از مشتقات پلیساکاریدها هستند . - Mohnen, 2008 - این مواد در دیواره اولیه سلولهای گیاهی و حدفاصل سلولها - میدللاملا - - - Middle lamellaحضور دارند و حدود یک سوم وزن خشک سلول را تشکیل میدهند و به همراه موادی مانند سلولز، همیسلولز و لیگنین نقش ساختاری را ایفا میکنند.
بخش عمده تولید صنعتی این ماده، امروزه از پوست مرکبات و تقاله سیب صورت میگیرد و عمدتاً به عنوان ماده قوام-دهنده و ایجادکننده ژل در مواد غذایی و نیز به عنوان ماده تثبیتکننده در نوشیدنیهای شیر اسیدی شده - Acidified milk drinks - و ماست بکار میرود . - Willatset al., 2006 - از نظر ساختار شیمیایی بخش عمده پکتین شامل زنجیره-های خطی از حدود 300-1000 واحد گالاکترونیک اسید - حدود 70 درصد کل پکتین را شامل میشوند - است که برخی از آنها متیله - Methylated - شدهاند و اتصالات آنها از نوع کووالانتی - الفا - 1-4 است
شکل .1 ساختار اصلی پکتین.
مصرف جهانی پکتین را حدود 45 میلیون کیلوگرم تخمین میزنند که ارزش آن بالاتر از 400 میلیون دلار است. برخی پژوهشها نشان میدهد که پکتین نقش ممانعتکننده از فعالیت آنزیمهای لیپاز داشته و نیز در ضمن فرآیند مواد غذایی نقش حفاظتی برای اسکوربیک اسید و برخی دیگر از مواد شیمیایی گیاهی سلامت بخش دارد. به نظر میرسد که در آینده استفاده از پکتین به عنوان فیبر رژیمی محلول در غذاهای معمول و سنتی افزایش مییابد و همچنین پکتین میتواند که به عنوان ریزپوشانیکننده برای رهایش کنترل شده مواد زیست فعال و دارویی عمل کند.بر اساس درجه استری شدن - DE - ، پکتینها را به دو دسته پکتین یا درجه استری بالا - 60-75 - - High methoxyl pectin درصد - DE= و پکتین با درجه استری کم - 20-40 - - Low methoxyl pectin درصد - DE = تقسیمبندی میکنند
برای مشخص کردن مقدار پکتین در گیاهان روشهای مختلفی وجود دارد. در پرکاربردترین روش، در ابتدا پکتین در محیط اسیدی داغ هیدرولیز میشود - Anthon and Barrett, 2008 - و انیدروگالاکترونیک اسیدهای باقیمانده با روش رنگسنجی اندازهگیری میشوند . - Guryet al., 2014 - تخمین زده میشود که پکتین دریافتی روزانه در کشورهای غربی حدود 4-5 گرم باشد . - Pilnik, 1990 - میوههایی مانند آووگادو، مرکبات - پرتغال، نارنگی، لیمو - و سیب و سبزی-هایی مانند کلم بروکلی، آرتیشو، هویج، کدوتنبل، بادمجان، چغندر، کلم سر از منابع خوب پکتین هستند، گرچه بقولات و مغزهای خشکباری - - Nuts نیز حاوی مقدار زیادی پکتین هستند
تولید صنعتی پکتین معمولاً شامل مرحله استخراج پکتین - برای مثال با استفاده از آب گرم اسیدی شده تا حدود - 3 1/5 در دمای 60-100 درجه سانتیگراد - و سپس مرحله جداسازی پکتین - برای مثال رسوب دادن پکتین با الکل و صاف کردن سانتریفیوژ - و در نهایت اصلاح ساختار و بهینهسازی - برای مثال مناسب کردن درجه استری یا متیلیشن - - Methylation ، استیلیشن - - Acetylation، آمیدیشن - - Amidation و تنظیم انشعابات - - Branching است
تولید صنعتی پکتین اغلب به عنوان محصول جانبی کارخانههایی که در فرآوری میوهها و سبزیها فعال هستند، انجام میشود و برای این تولید، بویژه از پسماندهای این کارخانه مانند تفاله سیب، پوست مرکبات، پسماند میوههای گرمسیری، پوست سیبزمینی، پوست پیاز، پوست نخود سبز، تفاله چغندر قند استفاده میشود. پسماندهای مربوط به پوست میوهها، بخصوص میوههای گرمسیری منبع خوبی برای پکتین هستند . - Sun-Waterhouse et al., 2014 - تفاله سیب حدود 10-15 درصد، پوست مرکبات 20-30 درصد و تفاله چغندرقند 15-30 درصد وزن خشک پکتین دارند . - Lvet al., 2013; Mesbahiet al., 2005 - پکتین به عنوان مادهای افزودنی فعال و تثبیتکننده در محصولات غذایی، دارویی و بهداشتی کاربرد دارد.
هدف این مقاله مروری آن است که برخی از ویژگیها و کاربردهای تازه مطرح شده پکتین، بویژه در زمینه پزشکی، دارویی و سلامت بخشی را بررسی کند.
تأثیر مصرف پکتین بر سلامت دستگاه گوارش - روده -
روده انسان ایستگاه اجتماع زیاد و متنوعی از میکروارگانیسمها است که حضور اولیه آنها در این جایگاه به زمان تولد انسان بر میگردد و این اجتماع میکروبی تحت تأثیر عواملی در قبل و بعد از زایمان مانند نحوه زایمان و عادات تغذیه-ای قرار دارد . - Johnson et al., 2012 - این میکروارگانیسمهای روده با استفاده از میوسینها - - Mucins و الیگوساکاریدهای غیرقابل هضم و فیبرهای رژیمی مانند پکتین، محصولات متابولیکی مانند اسیدهای چرب کوتاه زنجیره - - SCFAs - - Short chain fatty acids تولید میکنند که مزایای سلامت بخش زیادی برای میزبان - انسان - دارد
به نظر میرسد که فیبرهای رژیمی مختلف، تأثیرهای متفاوتی بر نوع محصولات متابولیکی و فعالیت میکروارگانیسم-های روده دارند. بخش غیرقابل حل فیبرهای رژیمی تنها در حد کمی تخمیر میشوند و غالباً نقش حجمدهنده داشته و سهیل حرکات غذا روده را سبب میشوند که در جلوگیری از یبوست مؤثر است - Anderson et al., 2009 - ، اما فیبرهای رژیمی محلول مانند پکتین راحتتر و بیشتر توسط میکروارگانیسمهای طبیعی روده تخمیر شده و محصولات متابولیکی مفیدی را حاصل میکنند، مانند اسیدهای چرب کوتاه زنجیره - SCFAs - ، لاکتات، سوکسینات، متان و مواد دیگر که برخی از این مواد متابولیکی با فعالیتهای بیولوژیکی مهمی در میزبان - انسان - مرتبط هستند.
واژه فیبر رژیمی شامل گروه گستردهای از ترکیبات رژیمی میشود که منشأگیاهی دارند و معمولاً در برابر هضم توسط آنزیمهای گوارشی انسان مقاوم هستند. پکتینها از فیبرهای رژیمی محلولی هستند که از میوههایی مانند مرکبات و سیب و برخی از سبزیها تولید میشوند و در دهههای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند، زیرا مصرف آنها در جلوگیری از بیماریهای قلبی و عروقی، دیابت نوع دو، سرطان روده بزرگ و راست روده و بیماریهای دستگاه گوارش مؤثر است. پکتینها در برابر آنزیمهای گوارشی انسان مقاومت کرده و بخش عمده آنها پس از مصرف، مستقیماً وارد روده بزرگ شده و در آنجا توسط برخی از باکتریهای پروبیوتیک روده متابولیزم میشوند، این پدیده با افزایش تولید اسیدهای چرب کوتاه زنجیره همراه خواهد بود
