دانلود تحقیق ترکیبات شیمیایی چای

ترکیب شیمیایی اندام هوایی جدید[1] را نشان می­دهد(97).نخستین تحقیقات علمی درباره شیمی چای در سال 1827 انجام شده است که طی آن اودری[2] نوعی آلکالوئید از چای استخراج کرد.

این ماده تئین نامیده شد.

چند سال پیش از این یعنی در سال 1820، رونگه در آلمان از قهوه آلکالوئیدی به دست آورده بود که آن را تحت عنوان کافئین معرفی کرد.

بعدها مشخص گردید این دو ماده در واقع یکی هستند و فقط منشاء متفاوتی دارند.

کافئین، متیل­گزانتینی تلخ مزه با فرمول شمیایی C8H10N4O2است.

مقدار کافئین در قسمتهای مختلف گیاه متفاوت است اما متوسط آن حدود 3 درصد است.

چای علاوه بر کافئین حاوی مقادیر اندکی تئوفیلین و تئوبروم است(4).

همچنین تحقیقات نشان داده است میزان کافئین در طول دوره رشد متغیر است.

سوزوکی و همکاران (1991) نشان دادند مقدار کافئین از شروع رشد در اواخر مارس (ابتدای بهار) تا جولای (اوایل تابستان) به طور مرتب افزایش می­یابد و بعد از آن دچار کاهش می­شود(95).

ازدمیر و همکاران (1993) نیز نشان دادند میزان کافئین از چین اول تا چین آخر به طور مرتب کاهش می­یابد(74).

در بین ترکیبات مختلف چای، کاتشینها اهمیت ویژه­ای دارند.

کاتشینها زیر مجموعه ترکیبات فلاوونوئیدی هستند.

فلاوونوئیدها به همراه اسیدهای فنلی، لیگنانها و استیلبنها[3] گروه بزرگی از مواد شیمیایی به نام پلی­فنلها را به وجود می­آورند.

اثر بازدارندگی فلاوونوئیدها در جلوگیری از پراکسایش لیپیدها(82)، به دام اندازی رادیکالهای آزاد(37)، گیرندگی یونهای آهن(63) و غیر فعال کردن آنزیم لیپوکسیژنازگزارش شده است(46،81).

کاتشینها بر خلاف سایر فلاوونوئیدها معمولا به شکل غیرگلیکوزیدی و یا به شکل استر شده با اسید گالیک مشاهده می­شوند.

امروزه مشخص شده است در گیاه چای هفت نوع کاتشین اصلی و مقادیر اندکی از سایر مشتقات کاتشینی وجود دارد.

کاتشینهای اصلی عبارت از الف- کاتشینهای آزاد: (+)کاتشین، (+)گالوکاتشین[4]، (-)اپی­کاتشین[5]، (-)اپی­گالوکاتشین[6] و ب- انواع استری شده یا کاتشینهای گالوئیل: (-)اپی­کاتشین­گالات[7]، (-)اپی­گالوکاتشین­گالات[8] و (-)گالوکاتشین­گالات[9] می­باشند(شکل 1-1) (38).

زاپرومتوف بیوسنتز کاتشیتها را مورد بررسی قرار داده است(128).

حلقه A از مسیر اسید استیک – اسید مالونیک و حلقه B‌ از مسیر اسید شیکمیک – اسید سینامیک تولید می­شود.

تولید کاتشینها در گیاه چای با افزایش مواجهه گیاه با نور افزایش می­یابد.

این پدیده ناشی از فعالیت آنزیم فنیل­آلانین­آمونیا­لیاز است که در صورت پوشاندن گیاه، فعالیت آن بسرعت افت پیدا می­کند.

تولید کاتشین در گیاه با افزایش دما نیز افزایش می­یابد.

پس از تولید، کاتشینها در واکوئل سلول ذخیره و بشدت از هرگونه متابولیسم یا تجزیه­ای محافظت می­شوند(38).

شکل از کتاب کاتشین های اصلی موجود در گیاه چای میزان کاتشین و کافئین قسمتهای مختلف گیاه در جدول 1-2 آورده شده است.

مشاهده می­شود میزان ترکیبات اصلی در چای در قسمتهای مختلف گیاه یکنواخت نیست(4).

احمد و مورالیدهاران (1998) نیز نشان دادند میزان کافئین و کاتشین برگ چای که نقش ویژه­ای در کیفیت چای دارند، از بخشهای فوقانی گیاه به سمت پایین کاهش پیدا می­کند(6).

یو­لی­لین و همکاران میزان پلی­فنل در اجزاء مختلف گیاه چای را به کمک HPLC بررسی کردند.

مشاهده شد برگ جدید 7/2 برابر بیشتر از برگ قدیمی پلی­فنل دارد.

همچنین مقدار پلی­فنلها در تابستان 4/1 برابر بهار بوده است(53).

قسمت گیاه کاتشین کافئین جوانه 5/26% 7/4% برگ اول 9/25% 2/7% برگ دوم 7/20% 5/3% برگ سوم 1/17% 9/2% ساقه قسمت بالا 1/11% 5/2% ساقه قسمت پایین 0/5% 4/1% خواص آنتی اکسیدانی ترکیبات چای قدرت آنتی­اکسیدانی ترکیبات چای با روشهای مختلفی به اثبات رسیده است.

رابینسون و همکاران (1997) با روش نورتابی شیمیایی(84) و کوماموتو و سوندا (1998) با سیستم الکترود اکسیژن این امر را نشان دادند(51).

همچنین رایس- اوانس (1999) با استفاده از روش تعیین ظرفیت آنتی­اکسیدانی بر اساس اکی­والان ترولوکس، خواص چشمگیر آنتی­اکسیدانی عصاره چای و فلاوونوئیدهای چای را نشان داد(83).

مطالعات پزشکی و آزمایشگاهی حاکی از آن است که کاتشینهای چای سبز، ارزان، غیر سمی و ضد سرطان بوده، خاصیت آنتی­ اکسیدانی دارند(115).

کاتشینهای چای و بخصوص اپی­گالوکاتشین­گالات و اپی­گالوکاتشین، آثار ممانعت­کنندگی بالایی در مقابل اکسایش لیپوپروتئین کم­چگال[1] از خود نشان داده­اند(62).

قدرت آنتیاکسیدانی ترکیبات چای با روشهای مختلفی به اثبات رسیده است.

همچنین رایس- اوانس (1999) با استفاده از روش تعیین ظرفیت آنتیاکسیدانی بر اساس اکیوالان ترولوکس، خواص چشمگیر آنتیاکسیدانی عصاره چای و فلاوونوئیدهای چای را نشان داد(83).

مطالعات پزشکی و آزمایشگاهی حاکی از آن است که کاتشینهای چای سبز، ارزان، غیر سمی و ضد سرطان بوده، خاصیت آنتیاکسیدانی دارند(115).

کاتشینهای چای و بخصوص اپیگالوکاتشینگالات و اپیگالوکاتشین، آثار ممانعتکنندگی بالایی در مقابل اکسایش لیپوپروتئین کمچگال از خود نشان دادهاند(62).

همان طور که پیشتر گفته شد کاتشینها از اجزاء اصلی ترکیب شیمیایی چای هستند که تا 35 درصد ماده خشک برگ چای را تشکیل میدهند.

کاتشینها زیر مجموعه فلاوونوئیدها، از دسته فلاوان3 – اُلها هستند.

شکل 1-4 اسکلت ساختمانی کاتشین را نشان میدهد.

شکل 1-4.

اسکلت ساختمانی کاتشینها وجود گروههای فنلی در این ساختمان قابل توجه است.

این گروهها میتوانند با دادن یک هیدروژن یا الکترون ترکیبات دیگر را احیا کنند و خود به رادیکالهای آزادی تبدیل شوند که به دلیل وجود رزونانس در حلقه آروماتیک پایدار میشوند و تمایل زیادی برای احیاء شدن ندارند.

قرار گرفتن دو گروه OH در موقعیت ارتو سبب میشود ثبات رادیکال حاصل از جدا شدن یک هیدروژن بیشتر شود زیرا در این حالت پس از جدا شدن هیدروژن امکان ایجاد پیوند هیدروژنی درون مولکولی وجود دارد(124).

مشخص شده است کاتشینهای چای از طریق به داماندازی رادیکال و گرفتن فلزات، آنتیاکسیدانهای بسیار موثری هستند(23،45،90).

فعالیت به دام اندازی رادیکال آزاد ترکیبات چای و مکانیسم آن بکرات و به روشهای مختلف و در شرایط متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته است.

در بعضی از این گزارشها نتایج متناقضی وجود دارد که به نظر میرسد نحوه آزمایش (نوع رادیکال، شرایط آزمایش، غلظت و نوع عصاره یا ترکیب خالص) در این خصوص نقش داشته باشند.

با اینکه بیشتر گزارشها بر اهمیت کلیدی حلقه B و حضور نیمه گالوئیل و بیاثر بودن حلقه A تأکید دارند اما در مواردی فعالیت حلقه A و اهمیت کمتر نیمه گالوئیل گزارش شده است.

نانجو و همکاران (1996 و 1999) قدرت به دام اندازی کاتشینهای چای و اپیمرها و مشتقات آنها را با استفاده از رادیکال DPPH بررسی کردند(67،68).

غلظت مورد نیاز کاتشینهای چای و اپیمرهای آن برای به دام اندازی رادیکال به میزان 50 درصد، بین 1 تا 3 میکرومولار بود.

نتایج به دست آمده در جدول 1-5 آورده شده است.

تفاوت معنیداری بین قدرت به داماندازی رادیکال در انواع کاتشین و اپیمرهای آن مشاهده نشد(38).

برای شناسایی عوامل موثر در قدرت به داماندازی رادیکال در ساختمان کاتشین، انواع آسیلدار شده و گلوکزدار شده آنها نیز بررسی شد.

نتایج حاصل از آسیلدار کردن کاتشینها در جدول 1-6 آورده شده است.

جدول 1-5.

اثر به دام اندازی رادیکال DPPH کاتشینهای چای و اپی مر آنها جدول 1-6.

توانایی به داماندازی کاتشینهای آسیلدار شده فعالیت (+)کاتشین به میزان قابل ملاحظهای با آسیلدار شدن گروههای هیدروکسیل حلقه B کاهش مییابد در حالی که تغییر در هیدروکسیلهای حلقه A کاهش چندانی به بار نمیآورد.

در (+)کاتشین و (-)اپیگالوکاتشین نیز آسیلدار کردن گروه هیدروکسیل موقعیت 3 کاهش قابل ملاحظهای به همراه دارد.

آنها نتیجه گرفتند حلقه A بخش ساختمانی مهمی در به داماندازی رادیکال آزاد محسوب نمیشود.

گلوکزدار کردن حلقه B در (-)اپیکاتشین کاهش قابل ملاحظهای را از این نظر موجب میشود.

در مورد (-)اپیگالوکاتشین که در حلقه B آن گروه ارتوتریهیدروکسیل وجود دارد، گلوکزدار کردن موقعیت ′4 قدرت را به میزان معنیداری کاهش میدهد در حالی که این عمل در موقعیت ′3 فقط کاهش اندکی را به همراه دارد.

بنابراین میتوان گفت در کاتشینها همانند سایر فلاوونوئیدها حضور گروه ارتو دیهیدروکسیل در حلقه B برای مشاهده قدرت بالای به داماندازی رادیکال آزاد لازم است؛ ضمن اینکه وجود ارتوتریهیدروکسیل موجب افزایش بیشتر قدرت میشود.

در حضور نیمه گالوئیل حتی گلوکزدار کردن موقعیت ′3 یا ′4 کاهش معنیداری به بار نمیآورد در حالی که این عمل در خصوص (-)اپیکاتشین و (-)اپیگالوکاتشین سبب غیر فعال شدن آنها میشود.

بنابراین، وجود استر اسید گالیک در موقعیت 3 تاثیر چشمگیری دارد(38).

والکیک و همکاران نیز با مطالعه محصولات واکنش اپیگالوکاتشین و اپیگالوکاتشینگالات با رادیکالهای پراکسیل نشان دادند جایگاه اصلی فعالیت آنتیاکسیدانی در این سیستم گروه تریهیدروکسیل حلقه B است(100).

یِئوب و همکاران (2000) هم با روش دیگری فعالیت به داماندازی رادیکال را در چندین گیاه از جمله چای بررسی کردند.

نتایج نشان داد تعداد هیدروکسیل موجود در حلقه B بر فعالیت تاثیر میگذارد.

همچنین در بین هشت کاتشین جدا شده از عصاره چای، (-)کاتشین کمترین اثر و (-)اپیگالوکاتشینگالات بالاترین فعالیت را داشت(120).

سنبا و همکاران (1999) قدرت به داماندازی کاتشینها و ترکیبات مدل را بررسی کردند.

آنها نشان دادند تعداد رادیکالهای DPPH که توسط مولکولهای پلیفنل به دام افتادهاند، بیش از تعداد گروههای هیدروکسیل موجود است و نتیجه گرفتند هیدروژنهایی که مستقیما به حلقه آروماتیک پیوند یافتهاند نیز در به داماندازی رادیکالها مشارکت دارند.

آنها با تجزیه و تحلیل ثابتهای سرعت و پارامترهای فعالسازی واکنش DPPH و پلیفنلها در مراحل اولیه واکنش، نشان دادند این مقادیر به تعداد گروههای هیدروکسیل و موقعیت متقابل آنها بستگی دارد.

همچنین فعالیت حلقه A را نسبت به حلقه B ناچیز گزارش کردند(88).

گیو (1997) رابطه ساختمان شیمیایی و فعالیت آنتیاکسیدانی کاتشینهای چای و اپیمرهای آنها را به روش ESR مورد مطالعه قرار داد.

آنها از سیستمهای سوپراکسید، اکسیژن یگانه، رادیکال آزاد DPPH و AAPH استفاده کردند.

نتایج حاکی از آن بود که قدرت به داماندازی کاتشینهای گالوئیلدار (اپیگالوکاتشینگالات و اپیکاتشینگالات) در هر چهار سیستم بیشتر از انواع بدون نیمه گالوئیل است.

همچنین مشخص شد اثر اپیگالوکاتشین و گالوکاتشین بیشتر از اپیکاتشین و (+)کاتشین است.

بنابراین نتیجه گرفتند علاوه بر حضور گالوئیل در موقعیت 3 که بیشترین اثر را دارد، وارد شدن یک گروه هیدروکسیل در موقعیت ´5 حلقه B نیز تأثیر بسزایی در فعالیت آنتیاکسیدانی این ترکیبات دارد(36).

تینگ سان و هو(2001) نیز کارایی ضد رادیکالی ترکیبات چای را بررسی کردند.

آنها از سیستم مدل DPPH استفاده کردند و نتایج را به صورت غلظت آنتیاکسیدان لازم برای کاهش غلظت سوبسترا (رادیکال9) به میزان 50 درصد گزارش کردند.

بر این اساس ترتیب فعالیت به صورت زیر بود : EGCG از سویی، ژو و همکاران (2000) محصولات واکنش اکسایشی (-) اپیگالوکاتشینگالات (2 محصول) و (-) اپیگالوکاتشین (یک محصول) با پراکسید هیدروژن را بررسی و شناسایی کردند.

نتایج نشان داد این ترکیبات از اکسایش و دکربوکسیله شدن حلقه A در مولکول کاتشین به دست آمدهاند(129).

سانگ و همکاران (2002) نیز نشان دادند بسته به سیستم آزمایش، جایگاه فعالیت در ساختمان کاتشین متفاوت است.

این محققین دو محصول واکنش از (+) کاتشین و دو محصول از (-) اپیکاتشین را جداسازی و به روش رزونانس مغناطیسی هسته شناسایی کردند.

نتایج حاکی از آن بود که در سیستم پراکسیداز و DPPH حلقه B و در سیستم پراکسید هیدروژن حلقه A موثر است(86).

چن و چان (1996) با بررسی کاتشینهای چای گزارش کردند وجود استر گالات موجب افزایش فعالیت آنتیاکسیدانی این ترکیبات نمیشود.

در آزمایش این محققین که در روغن کانولا صورت گرفت، ترتیب فعالیت به صورت زیر بود : EGC>EGCG>EC>ECG .

همگی این ترکیبات از BHT قویتر بودند.

همچنین EGC و EC کاراتر از مشتقات گالاتدار خود بودند که این امر با نتایج هارا مطابقت داشت.

او نشان داد حضور 20 پی.

پی.

ام.

ترکیب EGC در چربی خوک، اثر حفاظتی بیشتری از همین مقدار EGCG دارد.

حضور گالات ممکن است با افزایش وزن مولکولی موجب کاهش تحرک ترکیب شود.

ضمن اینکه حضور گالات باعث افزایش آبدوستی ترکیب و کاهش حلالیت آن در چربی میشود(24).

محققین دیگری بر اهمیت ترکیباتی غیر از کاتشینها در فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره چای تأکید کردهاند.

پنمن و گوردون با توجه به عدم پایداری EGC، EC، ECG و EGCG نتیجه گرفتند ترکیبات حاصل از کاتشینها مثل دیمرهای آنها و نیز عوامل دیگری غیر از کاتشینها نقش اصلی در ممانعت از اکسایش سیستم امولسیونی روغن آفتابگردان در آب را بر عهده دارند.

اندازهگیری اندیس پراکسید و دیانهای مزدوج نشان داد فعالیت آنتیاکسیدانی عصاره آبی (استخراج در آب M C90 به مدت 8 دقیقه) در حضور کلرید فریک، همچنان معادل BHT است اما فعالیت عصاره متانلی علیرغم افزایش کاتشینهای آن بر اثر شستشو با هگزان و کلروفرم به طور معنیداری (05/0 فعالیت پراکسیدانی عصاره و کاتشینهای چای را محققین دیگری نیز مطالعه کردهاند.

هوآنگ و فرانکل نشان دادند پراکسیدان یا آنتیاکسیدان بودن کاتشینهای چای به سیستم لیپیدی و حضور کاتالیزورهای فلزی بستگی دارد.

همه کاتشینهای چای در تریگلیسریدهای روغن ذرت و لیپوزوم بدون مس لستین، آنتیاکسیدان هستند، اما همگی در امولسیون روغن ذرت در آب اثر پراکسیدانی دارند؛ ضمن اینکه EGC و EGCG در حضور مس، در لیپوزوم لستین فعالیت پراکسیدانی نشان می دهند.

اثر پراکسیدانی کاتشینها در حضور مس را می توان ناشی از توانایی این ترکیبات در احیاء مس به ظرفیت پایینتر نسبت داد(44).

با توجه به اکسایش ترکیبات کاتشینی طی مرحله تخمیر، انتظار میرود توانایی هیدروژندهی چای سیاه از چای سبز کمتر باشد.

گادو و همکاران توانایی هیدروژندهی عصاره های چای را به صورت زیر گزارش کردند : سبز ترکیبات عصاره چای به عنوان افزودنی غذایی موارد زیادی از استفاده از ترکیبات چای برای نگهداری مواد غذایی به ثبت رسیده است(15،19،28،39،40،56،66،99،116).

یکی از قدیمیترین گزارشها در این زمینه به سال 1902 میلادی بر میگردد.

در این سال هرمان وان روم، روشی را برای نگهداری