صمغ ها و آلکالوئید ها

[azarafrooz 14221]

صمغ ها گروه بزرگی از پلی ساکارید هایی هستند که بوسیله توانایی شان در تولید محصولاتی باویسکوزیته بالا در غلظت های پایین مشخص می شوند. تقسیم بندی صمغ ها و موسیلاژ به این دلیلاست که اولین بار که آنها را از پلی ساکارید ها جدا کردند محلول آنها حالت لیزی داشت که صمغ(Gum) نامیده شدند و دسته ای دیگر که محلول های آنها حالت لزج و چسبناک داشت موسیلاژ نامیدهشدند. اما این ترکیبات پلی ساکاریدی بر حسب تغییرات ایجاد شده در ساختمانشان می توانند به هردو شکل لیز و چسبناک وجود داشته باشند.

صمغ ها بطور وسیع در صنایع غذایی برای تهیه ژل و به عنوان پایدار کننده و عوامل سوسپانسیونمورد استفاده قرار می گیرند. صمغ ها از منابع مختلفی بدست می آیند و شامل صمغ های ترشحی ،صمغ های جلبکی ، دانه ای ، میکروبی و مشتقات نشاسته و سلولز هستند. تمام این مواد مولکولهای هیدروفیلیک دارند که می توانند با آب برای تشکیل محلول های ویسکوز یا ژل ها ترکیب شوند.

ماهیت مولکول ها تا حد زیادی بر روی خواص صمغ ها تاثیر می گذارد. مولکول های پلی ساکاریدیخطی فضای بیشتری را اشغال می کنند و ویسکوز تر از مولکول های بسیار انشعابی با همان وزنمولکولی هستند.

ترکیبات انشعابی آسانتر ژل تشکیل می دهند و پایدارتر هستند چون بر هم کنش وسیع در امتدادزنجیر هایشان ممکن نیست. پلی ساکارید های خطی خنثی به آسانی تشکیل فیلم چسبنده رویمواد خشک می دهند و عوامل پوششی خوبی هستند و محلولشان چسبناک نیست. محلول هایپلی ساکاریدی انشعابی به خاطر گیر افتادن وسیع زنجیر های جانبی شان چسبناک هستند و محلولهای خشک شده آنها به آسانی فیلم تشکیل نمی دهند. پلی ساکارید های خنثی فقط به صورتجزئی بوسیله تغییر PH تحت تاثیر قرار می گیرند و همچنین نمک ها در غلظت کم اثر کمی بر روی آنها

دارد. غلظت بالای نمک ممکن است منجر به جدا سازی آب پیوسته و رسوب پلی ساکارید شود.تعدادی از پلی ساکارید ها دارای زنجیره های مستقیم دراز با انشعابات کوتاه هستند. چنین ترکیباتیدارای نواحی پلی ساکاریدی خطی و انشعابی هستند. به عنوان مثال صمغ دانه خرنوب و صمغ گوار ازاین دسته هستند. تعدادی از صمغ ها دارای مولکول هایی با گروه های کربوکسیل زیاد در امتدادزنجیره ها می باشند. به عنوان مثال پکتین و صمغ آلژینات از این نوع هستند. این مولکول ها در PHهای زیر 3 وقتی گروه های کربوکسیل آزاد تشکیل می شوند رسوب می کنند. درPH بالاتر نمک های فلزی قلیایی این ترکیبات به مقدار زیادی یونیزه می شوند و مولکول را در شکلگسترده و شدیدا هیدراته شده نگه می دارند. این امر موجب ایجاد محلول های پایدار می شود.

فورسلران و کاراگینان مثال هایی برای پلی ساکارید هایی با گروه های اسیدی قوی هستند. این صمغها در PH های پایین پایدار می باشند. چون اسید سولفوریک یونیزه نمی شود. خصوصیات صمغ ها رابا وارد کردن جایگزین های خنثی مانند : متیل ، اتیل ، هیدروکسی متیل و یا گروه های اسیدی مانند

سولفات و فسفات با توجه به نوع کاربرد تغییر داد.

 

 

صمغ عربی یا صمغ اقاقیا (Arabic Gum or Acacia)

 

این صمغ ماده مترشحه از از درختی از انواع اقاقیا می باشد. صمغ عربی در آب بسیار محلول است واز محلول هایی که تا 50 درصد حاوی این مواد هستند می توان تهیه کرد. واحد های ساختمانی آنعبارتند از :

L- آرابینوز ، L- رامنوز ، D- گالاکتوز و D- گلوکرونیک اسید.

صمغ عربی یکی از معدود صمغهایی است که برای افزایش ویسکوزیته نیاز به غلظت های بالا دارد و به عنوان جلوگیری کننده ازکریستالیزاسیون و امولسیفایر استفاده می شود که از این طریق عملا از جدا شدن چربی یا رشدبلورهای شکر در محصولات قنادی یا بلورهای یخ در بستنی جلوگیری می گردد.

این صمغ با بعضیترکیبات و پلی مری غذایی نظیر ژلاتین یا آلژینات سدیم سازگار و مناسب نیست. از این صمغ بهمنظور تثبیت اجزای طعم زا در سیستم های غذایی نیز استفاده می شود. در این حالت صمغ بهصورت لایه ای این اجزا را در بر می گیرد و بدین ترتیب از جدا شدن آنها عمدتا به دلیل فراریت و خشککردن جلوگیری می کند (آرومای اینکپسوله شده encapsulated).

[azarafrooz 14221]

(Alginate) : آلژینات

آلژینات ها از اجزای ساختمانی دیواره سلولی الگ های قهوه ای از طبقه فئوفیسه (Phaeophyceae)هستند و دلیل اطلاق این نام به این گروه از صمغ ها این است که اینها از مشتقات اسید آلژینیکهستند. از واحد های ساختمانی B- D- مانورونیک و a- L- گلوکرونیک اسید تشکیل شده اند. نمکهای فلزات قلیایی و آمونیاک آلژینات به سهولت در آب گرم یا سرد محلول هستند. اما نمک فلزات 2 یا3 ظرفیتی آنها نا محلول می باشند. آلژینات ها در اثر حرارت منعقد نمی شوند و با سرد کردن نیزتشکیل ژل نمی دهند. ویسکوزیته محلول آلژینات ها با افزایش درجه حرارت کاهش می یابد ولی ازنقطه نظر PH فقط به میزان کمی در PH = 4-10 تغییر می کند. آلژینات ها در دما های معمول در حضودمقادیر کمی از کلسیم تشکیل ژل می دهند و در PH =3 این عمل در غیاب کلسیم هم صورت میگیرد. آلژینات خواص ضخامت دهندگی ، سوسپانسیونی ، امولسیفایری ، پایدار کنندگی و تشکیل ژلو فیلم را داراست.

کاراگینان (Carrageenan) :

از جلبک های قرمز دریایی طبقه Phodophyceae استخراج می شود که به صورت پلی مری از استرسولفاته مولکول های هگزوز است که در آن نسبت سولفات به هگزوز ها در حدود یک می باشد. 3بخش ایزوله شده از کاراگینان کاپلا (k) لامبدا و آیوتا کاراگینانمب باشند که به صورت کلی شاملزنجیره های پلی ساکارید شامل گالاکتوز و 3 و6 آنهیدروگالاکتوز می باشند که می توانند سولفاتهباشند ویا زنجیر سولفاته باشند و با پیوند های آلفا (1- 3) و بتا (1- 4) به طور متناوب برحسب تعدادگروه های سولفاته به هم متصل شده اند.

قسمت سولفات یا آنیونی کاراگینان با پروتئین ها وارد واکنش می شود و به این ترتیب یک کمپلکسکلوئیدی پایدار را به وجود می آورد. کاراگینان می تواند ژل های قابل برگشتی (از طریق حرارت)تشکیل دهد که قدرت آن و دمای ژلاسیون به کاتیون های خاص پتاسیم و آمونیوم بستگی دارد.

4- آگار (Agar) :

از الگ دریایی قرمز رنگ از طبقه Phodophyceae بدست می آید که اجزای اصلی ساختمانی آن B- D-گالاکتوز و 3 و6 آنهیدرو L- گالاکتوز می باشد. دارای ساختمانی است که از نوع پلی ساکارید ساختهشده است :

1- آگاروز : پلی ساکاریدی خنثی است که ممکن استاز جزئی تا صفر استر سولفات

داشته باشد.

2- آگاروپکتین : در ساختمان آن 10- 5 درصد گروه های سولفات وجود دارد. آگاروپکتینمتشکل از آگاروز و استر سولفات است که می تواند حاوی اسید D- گلوکرونیک و مقدار کمی اسیدپیرویک هم باشد. این صمغ در آب جوش محلول است ولی در آب سرد نا محلول است. ژل حاصل ازصمغ بسیار به حرارت مقاوم بوده و به طور وسیع به عنوان امولسیفایر ، تشکیل دهنده ژل و عواملپایدار کننده در مواد غذایی مورد استفاده واقع شود. یک کاربرد مشخص آگار استفاده از آن در محیطهای کشت میکروبی است. صمغ آگار قوی ترین تشکیل دهنده ژل است که تا کنون شناخته شدهاست. به صورتی که ژلاسیون در غلظت 04/0 درصد قابل مشاهده است.

گوار (Guar) :

 

این صمغ از دانه گیاه گوار بدست می آید و از واحد های B- D- مانوپیرانوزیل که با پیوند های 1- 4 بهیکدیگر متصل شده اند تشکیل شده است. این واحد به صورت یک در میان به یک واحد D-گالاکتوپیرانوزیل متصل هستند. این صمغ در غلظت های کم تشکیل محلول های ویسکوز را می دهد وغلظت 3- 2 درصد آن تشکیل ژل می دهد. این صمغ با پروتئین ها و دیگر پلی ساکارید ها ناسازگارینشان نمی دهد. صمغ گوار فیلم های قابل انعطاف و با دوام تشکیل می دهد.

صمغ لوبیای لوکاست (Locust bean Gum)

 

این صمغ از لوبیای لوکاست یا دانه خرنوب که به طور وسیع در اطراف دریای مدیترانه پرورش می یابدبدست می آید و دارای حدود 88 درصد گالاکتوز و مانوز و 4 درصد پلی ساکارید های دیگر ، 6 درصدپروتئین ، 1 درصد سلولز و 1 درصد خاکستر است. این صمغ تشکیل فیلم های قابل انعطاف و با دوام را

می دهد. از این صمغ برای ایجاد ویسکوزیته و اتصال و پایداری در سیستم های مختلف غذایی نظیربستنس ، سوسیس ها و غیره استفاده می شود.

[azarafrooz 14221]

تراگاکانت (Tragacanth)

این صمغ نیز طک صمغ گیاهی است. ماده ای بی مزه و بی بوست و استفاده از آن قدمتی طولانیدارد. در ایران اطن صمغ کتطرا نامیده می شود.از واحد های ساختمانی اسید گالاکتورونیک ، L- فوکوز، D- گالاکتوز ، D- گزیلوز و L- آراکبینوز تشکیل شده است. این صمغ حتی در غلظت 5/0 درصد در

محلول ویسکوزیته زیادی ایجاد می کند و در برابر حرارت نیز مقاوم است.

 

 

گزانتان (Xanthan) :

این صمغ پلی ساکارید خارج سلولی است که توسط انواعی از گزانتوموناس تولید می شود. واحدهای اصلی سازنده این صمغ گلوکز ، مانوز و اسید گالاکتورونیک می باشند. صمغ گزانتان علی رغموزن مولکولی زیاد به سادگی در آب سرد و گرم حل می شود و حتی در مقادیر کم محلول بسیار غلیظ

تولید می کند. اما در اثر بهم زدن از ویسکوزیتهآن کاسته می شود. تغییرات PH اثر چندانی بر روی آنندارد. این صمغ در انواع مختلفی از نوشابه ها ، کنسرو ها و مواد غذایی منجمد مورد استفاده قرارمی گیرد.

 

 

 

آلکالوئید ها

 

alkaloid یا alkaloid ترکیبات آلی باحداقل یک اتم نیتروژن در حلقه‌ی هتروسیکلیک هستند. تعریفآلکالوئیدها مشکل‌زا است زیرا از هر نظر چه شیمیایی، بیوشیمیایی و چه فیزیولوژیایی گروهمتجانسی از ترکیبات نمی‌باشند.به غیر از این اصل که تمامی آلکالوئیدها حاوی ترکیبات نیتروژنیهستند، تعریف عمومی مناسبی برای تمامی آلکالوئیدها وجود ندارد. این ترکیبات دارای تنوعساختاری بسیار و فعالیت فیزیولوژیائی متنوع می‌باشند. بیش از ۱۰.۰۰۰ آلکالوئید شناسایی شدهاست و هر روز قریب یک آلکالوئید جدید در مقالات علمی شرح داده می‌شود.به خلاف اشکال در تعریف آلکالوئیدها، این ترکیبات دارای خواص فیزیکی و شیمیایی مشترکمی‌باشند. آلکالوئیدها معمولاً در آب نامحلول یا به صورت پراکنده محلول می‌باشند و املاح آنها کمیمحلول است. بسیاری از آلکالوئیدها جامدات بلوری می‌باشند ولی تعداد اندکی از آنها بی‌شکل(آمورف amorphous) هستند. تعداد اندکی از آلکالوئیدها که فاقد اکسیژن در ملکول خود هستند(کونی‌ئین Coniine، نیکوتین و اسپارتئین sparteine) مایع می‌باشند. بسیاری از آلکالوئیدها ولی نهتمامی آنها به علت وجود یک آمینو نیتروژن، قلیایی بوده و بسیاری دارای فعالیت فیزیولوژیائیمی‌باشند.

درباره‌ی علت پیدایش آلکالوئیدها در گیاهان و عملکرد آنها مطالب زیادی نوشته شده است.

 

● وظایف اثبات شده‌ی آلکالوئیدها

ـ داروهای سمی که گیاه را در برابر حشرات و علفخواران حفظ می‌کنند.

ـ فرآورده‌های انتهایی واکنش‌های دتوکسیفیکاسیون که ترکیباتی را از بین می‌برند که ممکن است به

گیاه آسیب رسانند.

ـ فاکتورهای رشد تنظیم‌کننده.

ـ ذخیره‌ی نیتروژن یا سایر عناصر ضروری برای گیاه.

● بروز و توزیع

 

با وجودی که آلکالوئیدها در بعضی حیوانات مانند مورچه‌های آتشین و وزغ وجود دارند، ولی بسیاری ازآلکالوئیدها در گیاهان گلدار دیده می‌شوند و ۴۰% تیره‌های گیاهی حداقل حاوی یک گونه‌ی گیاهیدارای آلکالوئید هستند. آلکالوئیدها در ۱۵ تا ۲۰ درصد گیاهان آوندی و بیشتر دولپه‌یی‌ها و نیز درتیره‌های تک لپه‌یی تیره‌ی یاس بنفش Liliaceae، آماریلیس Amaryllidaceae و Poaceae هم دیدهمی‌شود.

 

 

توزیع این ترکیبات نامشخص است: این ترکیبات همیشه در بعضی تیره‌ها وجود دارد (مثل تیره‌یخشخاش Papaveraeceae) در سایرین شایع (مثل تیره‌ی آماریلیس و سداب) و در بعضی دیگر نادر(آپیاسه Apiaceae) است. این ترکیبات به ندرت در بازدانگان، خزه‌های club mosses و دم اسب‌ها دیدهمی‌شوند و با این وجود در قارچ‌ها، شایع نیستند. موارد نادری هم مثل قارچ ارگو (Claviceps) ergot fungus و قارچ‌های «جادویی» magic mushrooms (گونه‌های psilocybe) دیدهمی‌شود.

 

 

به طور کلی، گیاهان یک ساله دارای مقدار زیادی آلکالوئید نسبت به گیاهان پایا هستند. مقدار کمیآلکالوئید در درختان دیده می‌شود که معمولاً ساختمان ساده‌تری دارند. این ترکیبات ممکن است درتمام گیاه موجود باشند یا محدود به بعضی بافتها مثل ریشه یا پوست تنه باشند. غلظت این ترکیبات

از یک بخش کوچک ۰۱/۰ درصد تا بیش از ۱۲ درصد وزن خشک گیاه متفاوت است. هر گیاهی که در آنبیش از ۵/۰ درصد وزن خشک، آلکالوئید وجود داشته باشد گیاه دارای آلکالوئید نامیده می‌شود.مقدار آلکالوئید در میان اعضای گونه‌های مفروض گیاه نیز متفاوت است و نیز برحسب محل رشد گیاهتغییر می‌کند. انواع پرورشی گیاهان خودرو حاوی نسبت‌های متفاوت با گیاهان خودرو می‌باشند ولیآلکالوئیدهایی که در گیاه اولیه یافت می‌شوند معمولاً در یک کشت موجود است. مقدار آلکالوئیدبخش‌های متفاوت یک گیاه نیز متغیر است. به عنوان مثال، نیکوتین در ریشه‌ی تنباکو تولید می‌شودولی در برگها تجمع می‌یابد و بنابراین در برگها، مقدار آلکالوئید بیشتری یافت می‌شود.

● طبقه‌بندی و نامگذاری

 

طبقه‌بندی آلکالوئیدها معمولاً براساس نوع سیستم حلقه‌ی موجود (به عنوان مثال پیرولیدین یاپیپریدین) و منشا بیوسنتتیک آنها از پروتئین آمینواسیدها انجام می‌گیرد. بعضی از ساختارها رامی‌توان در بیش از یک دسته جای داد و به این ترتیب یک طبقه‌بندی سلسله مراتبی نامناسب بهوجود خواهد آمد. بعضی از گروه‌های آلکالوئیدی با شیمی خود توجیه می‌شوند مثل طبقه‌ی پپتید،طبقه‌ی پیرولیزیدین، طبقه‌ی کینولیزیدین و تروپان tropan. بعضی گروه‌ها به طور ناقص منشا ترپنوئیدیدارند و عده‌یی از طریق توزیع گیاهی خود تعریف می‌شوند.

 

نام‌های رایج برای آلکالوئیدها مثل نیکوتین، معمولاً به این ine ختم می‌شوند. بسیاری از این نام‌ها ازجنس گیاهی مشتق شده‌اند که آلکالوئید در آن وجوددارد مثل آتروپین که از آتروپا Atropa یا ازگونه‌های گیاهی مانند کوکائین که از Erythroxylum coca به دست می‌آید. نام‌های آلکالوئیدی دیگر ازنام گیاهدارو (به عنوان مثال ارگوتامین از ارگو) یا از فعالیت فیزیولوژیکی (امتین emetine به خاطر اثراتاستفراغ‌آور) مشتق می‌شود. گاهی نام آلکالوئید به خاطرآورنده‌ی نام کاشف آن ترکیب است مثللوبلین lobeline که به افتخار گیاه شناس فرانسوی Lobel نامگذاری شده است.

● خواص فارماکولوژیک

 

به علت خواص خود، آلکالوئیدها مسایل فرهنگی اساسی ایجاد می‌کنند. این گروه مواد سازنده برایانسانیت چالش‌هایی برمی‌انگیزند مانند نیکوتین، هروئین و کوکائین و نیز موهبتی عمیق برای افرادروشن بین visionary entheogens می‌باشند مثل پسیلوسیبین و سکالین بعضی آلکالوئیدها بسیارسمی هستند، مثل کونی‌ئین و استریکنین، حال آن که سایرین از جمله آتروپین، کدئین، مرفین ووینکریستین به عنوان دارو مورد استفاده‌اند.

در عین حال که تمامی آلکالوئیدها بر عملکرد بدن تاثیر اساسی ندارند ولی تنوع آثار فارماکولوژیک آنهاتوسط آلکالوئیدهای مختلف نشان داده شده که عبارتند از ضددرد، بی‌حسی موضعی، تقویت قلب،تحریک و انبساط تنفس، وازوکنستریکسیون، آرامی عضلات و سمیت و نیز خواص آنتی‌نئوپلاستیک،

ضدفشار خون و پائین آورنده‌ی فشار خون.

 

● مرفین و کدئین ضددرد

analgesic و مخدر narcotic و کوکائین محرک دستگاه عصبی مرکزی است. آتروپین دارای آثار ایجادمیدریاز است حال آن که فیزوستیگمین اثر ایجاد میوز miotic دارد. افدرین سبب افزایش فشار خونمی‌شود ولی رزرپین از فشار خون می‌کاهد. بعضی آلکالوئیدها entheogen هستند و گیاهان یا مواد

شیمیایی موثر بر روان سبب آسان شدن تجربه‌ی مذهبی می‌شوند به عنوان مثال کاکتوس پیوت بهاین منظور توسط کلیسای بومیان آمریکا Native American Church مورد استفاده است.

● آلکالوئیدهای پیرولیدینی و پیپریدینی

اتم نیتروژن آلکالوئیدی پیرولیدین در حلقه‌ی پنج عضوی جای دارد و آلکالوئیدهای پیپرینی دارای حلقه‌ی۶ عضوی هستند. در آلکالوئیدهای ایندولیزیدینی Indolizidine، اتم نیتروژن بین حلقه‌ی پنج عضوی وشش عضوی جای دارد و در این گروه قرار می‌گیرد.آلکالوئیدهای پیپریدینی را از حلقه‌ی هتروسیکلیک اشباع شده‌ی آنها می‌شناسند (هسته‌یپیپریدین). آلکالوئیدهای پیرولیدین مشابه آلکالوئیدهای پیپریدینی هستند به جز آن که هسته‌ی

هتروسیکلیک حلقه‌دار حاوی نیتروژن اشباع شده نیست. شاید معروف‌ترین آلکالوئید پیپریدینیسم‌های موجود در Conium maculatum باشند که به نام شوکران سمی poison hemlock معروفند