آنتو سیان های ِ آنتی اکسیدان

آنتوسیان ها؛ آنتی اکسیدان هائی پرقدرت در میوه ها و سبزیجات
«محصولات گیاهی رنگی بخورید!»

گیاهان دونوع مواد تولید می کنند، مواد" اولیه"که محصولات حاصل از متابولیسم گیاهی مانند کربن هیدرات ها (قندها)،چربی ها وپروتئین ها می باشند و عملکردهای بنیادین وتعیین کننده دررشد گیاهان دارند و مواد"ثانویه"که گیاهان آن ها را بیشتر"برای حفاظت از خود" تولید می کنند. مهمترین این مواد"ثانویه"گروه های موادرنگ زا هستند. یک گروه بزرگ از این رنگزا ها کارتینوئیدها - عمدتاً به رنگ های زرد، نارنجی و قرمز- بوده وگروه دیگر آنتوسیان ها می باشند که موضوع اصلی این پستِ وبلاگ است.
آنتوسیان ها Anthocyanes ترکیباتی هستند از گروه مواد "ثانویه" گیاهان که به "بیو فلاونید ها" نیز مشهورند. فلاون ها Flavones خود مشتقاتی از فنل ها می باشند. واژه Flavon ازکلمه لاتین flavus آمده و به معنی "زرد" می باشد. بسیاری از گل ها، شاخه ها و ریشه های گیاهان حاوی این ماده رنگزا بوده و یکی از مهمترین های متعلق به این گروه Quercetine است که در گل بنفشه، گل رز، و... وجود دارد.
در اینجا لازم است ابتدا به ریشه این واژه یعنی Anthocyane اشاره شود که از زبان یونانی قدیم برگرفته شده است و
متشکل از دو کلمه anthos، به معنی "گلبرگ" و cyanos به معنی "آبی تیره" (رنگ) تشکیل شده است. آنتوسیان ها مواد رنگزای گیاهی محلول در آب با ساختار گلوکوزیدی هستند که معمولاً به رنگ های آبی، ویولت، قرمز،آبی-سیاه بوده در برخی از سبزیجات و میوه ها وجوددارند. با تحقیقات انجام شده تاکنون آشکار گردیده است که آنتوسیان ها به عنوان رنگزاهائی گیاهی و محلول در آب آنتی اکسیدان هائی قوی بوده و نه فقط "حافظ" گیاهانِ تولیدکننده آنها هستند، بلکه آثاربی قید و شرط و به اثبات رسیده ای نیز در سلامتی انسان دارند. از جمله این آثار به جلوگیری از پیری زودرس و تغییرات (ژنتیکی) سلول ها اشاره کرد. به همین دلیل توصیه های کارشناسان بر استفاده هر چه بیشتر از سبزیجات و میوه های رنگی - حاوی آنتو سیان ها- در رژیم غذائی روزانه می باشد.
آنتوسیان ها و آنتوسیانیدین ها و تفاوت های آن ها
ساختارپایه درآنتوسیان ها، همانگونه که عنوان شد، فلاوُنیدها (گروه پلی فنل ها) بوده و در اکثر موارد، نمکی‌ کلریدی می باشند. از تعداد حدود 400 نوع آنتوسیانین که تا کنون شمارش شده اند، تفاوت اصلی در تعداد گروه های هیدروکسیل متصل به آن ها، تعداد ملکول های قند و در برخی از آن ها نیز گروه هائی از اسیدهای آلیفاتیک وآروماتیک می باشند. آنچه که به تفاوت (عمده) بین گروه آنتوسیان ها با آنتوسیانیدین ها مربوط می شود،دراین ویژگی است که آنتوسیان ها (در کل) حاوی ملکول هائی از قند بوده و ساختاری "گلوکوزیدی " دارند، به عبارت دیگرآنتوسیان ها آنتو سیانیدین هائی هستند که در اثر گلوکوزیدی شدن با گلوکوز، گالاکتوز و مشابه ایجاد می گردند. قندهای متصل شده می توانند از انواع مونو، دی و تری باشند، در صورتیکه آنتوسیانیدین ها فاقد ملکول های گلوکوز (ومشابه) بوده و به آگلیکُن (Aglycones) نیز مشهورند. این تفاوت ها در تصویر مربوطه نشان داده شده اند. آنتوسیانیدین ها را می توان بطور خلاصه به عنوان اجزاء تعیین کننده رنگزا در گروه آنتوسیان ها در نظر گرفت.

جذب ماکزیمم درآنتوسیان ها
جذب ماکزیمم آنتوسیان ها در منطقه یو وی(270 - 290 nm) و جذب ماکزیمم آن ها در منطقه قابل رویت (برای انسان) (465 – 560 nm) است. توضیحاً اینکه ویژگی های جذب به عواملی مانند ساختار ملکول ها و پی اچ (PH) محیط نیز بستگی دارد. به عنوان مثال می توان به کلم قرمز اشاره کرد که اگرچه می بایست نام این کلم با توجه به ماده رنگزای درون آن یعنی سیانیدین" کلم آبی" باشد، ولی با توجه به PH محیط آن، از آبی تا قرمز است.
آزمایش
شربت کَلَم «قرمز»در محیط اسیدی قرمز رنگ و درمحیط بازی به رنگ آبی است. با افزودن مقداری سدیم کربنات به شربت قرمز رنگِ کلم قرمز، سیانیدین محلول در آن آبی رنگ می شود، حال به این محلول آبی رنگ برای اسیدی شدن مجدداً مقداری سرکه اضافه کنید و مشاهده نمائید که دویاره به رنگ قرمز برمی گردد.
سیانیدین-3-گلوکوزید؛ مهمترین نماینده گروه آنتوسیان ها
مهمترین نماینده گروه آنتوسیان ها، سیانیدین-3-گلوکوزید {Cyanidin-3-Glucosid (C3G) } است. همان ماده رنگزائی که در گل (مزارع) گندم – با نام علمی Centaurea cyanus -وجود دارد. ماده رنگزای سیانیدین را برای اولین بار در سال 1913 شیمی دان آلمانی و برنده جایزه نوبل Richard Willstaetter موفق گردید از گلبرگ های گل (مزارع) گندم، استخراج کند، دوسال پس از آن نامبرده همان ماده را از یک رز قرمز استخراج کرد و این بسی مایع تعجب او گردید!
قرمز در گل رز و آبی در گل گندم به رغم همخوانی شیمیائی
گل رز و گل گندم به رغم تفاوت فاحش در فام، هر دو دارای یک نوع ماده رنگزا هستند. این موضوع برای مدتهایک راز بود و بیش ازحدود 90 سال فکر محققین را به خود مشغول کرده بود که چگونه است که آبی- بنفشِ براق در گل گندم و قرمز درخشان در گل رز، هر دو یک ماده رنگ دهنده هستند ؟
بعد ها گروهی از محققان ژاپنی - گروه همکاران Massaki Shiono از فوکودا Fokuda - این راز را تا حدود زیادی از پرده برون افکندند! آن ها به این نتیجه رسیده اند که عوامل متعددی این تفاوت در فام - با وجود ساختار شیمیائی(مرکزی) یکنواخت- را باعث گردیده اند. همچنین مشخص گردید که برخی از این آنتوسیان ها، کاتیون های فلزی سه ظرفیتی مانند آهن و آلومینیم را درون خود جای داده و در نتیجه (عمدتاً) به درخشان تر شدن فام ها انجامیده است، همچنین گروه های شیمیائی "اضافی" (فونکسیونل) ومتفاوت دیگری به ملکول اصلی متصل می باشند، گروه های کروموفوری که طیف جذبی را به سوی فروسرخ (مادون قرمز) یا فرا بنفش سوق داده و از این طریق فام های نسبتاً متنوع (جدیدی)را به وجود آورده اند. و بالاخره اینکه PH درون گلبرگ ها نیز کمک به تنوع فام نموده است. جزئیات بیشتراین موارد، موضوع را به درازا می کشد و لذا از طرح آن در این پست خودداری می شود.
جایزه نوبل شیمی برای کاشف آنتوسیان ها
کارهای تحقیقاتی عمیق و متمرکز توسط ریچارد ویل شتِتر (Richard Willstaetter) در سال 1915 در زمینه مواد رنگزای گیاهی بخصوص آنتو سیان ها و آنتوسیانیدین ها به سرانجام رسید و نامبرده برای آن موفق به دریافت جایزه نوبل در شیمی در سال 1917 گردید.
انواع و (میزان) فراوانی آنتوسیانیدین
از تعداد 17 نوع آنتو سیانیدین های مهم، تعداد 6 نوع بطور عمده که در طبیعت یافت می شوند می باشند.مهمترین این ها سیانیدین است با حدود 50%؛ سپس دلفینیدین با 12%؛ پلارگونیدین نیز با 12%؛ پنوایدین 12%؛ پِتونیدین 7% و مالویدین با 7%

از میان این آنتو سیانیدین ها، سیانیدین، پلارگونیدین و دلفینیدین در 80% برگ های رنگی، 60% گل ها و 50% کلیه میوه ها یافت می شوند.
نوع و میزان آنتوسیانیدین ها در میوه ها وسبزیجات

آنتوسیان ها در مواد خوراکی گیاهی

آنتوسیان ها در دنیای گیاهان از جمله در مواد غذائی گیاهی از بطور نسبی متوسط تا به وفور وجود دارند، بخصوص در میوه های قرمز و آبی رنگ مانند بلو بری یا " سیاه گیله کبود" (از ویکی پدیا فارسی)، انواع تمشک ها، انگور قرمز، سیب، هلو، گیلاس، آلبالو و همچنین در بسیاری از سبزیجات برگی و صیفی جات مانند لوبیا، کلم و نوع قرمزآن، بادمجان، پیاز قرمز، تربچه و... مصرف آبِ میوه جات و شراب قرمز نیز امکانی دیگر برای استفاده از آنتو سیان ها می باشند. همچنین استفاده از آنتوسیان ها به عنوان یک رنگزای طبیعی در افزودنی مجاز برای مواد غذائی فراوری شده (ذیلِ شماره E163) در اتحادیه اروپا مجاز می باشد. میزان (وجود) آنتوسیان ها در مواد غذائی (گیاهی) براساس پارامترهای متعددی از جمله فاکتورهای ژنتیکی، درجه "رسیدگی یا نارسی " میوه جات، زمان و شرایط انبارداری، نوع و میزان کودهای مصرف شده، نوع خاکِ کشت، شرایط جوی و بالاخره روش های آنالیز، تست واندازه گیری، مشخص می گردد.

میزان مصرف روزانه آنتوسیان ها
میزان جذب (مصرف) روزانه برای هر فرد به چگونگی عادت های مصرف خوراکی ها و نوشیدنی ها وهمچنین شرایط فصلی و
محلی میوه ها و سبزیجات، بستگی دارد. در گزارشی نسبتاً قدیمی از سال 1976 توسط (Kuhnau) به میزان مصرف حدود 180 تا 215 میلی گرم آنتوسیان در روز اشاره شده است. در گزارش دیگری از گروه پژوهشگران در(,Wu et al. J Agric Food Chem, 2006) از مصرف روزانه متوسط یک فرد آمریکائی به میزان 12.5 میلی گرم، صحبت به میان آمده است. در آلمان این میزان در رنج 0تا 76 میلی گرم و بطور متوسط 2.7 میلی گرم در روز، برآورد شده است.
آنتی اکسیدان ها
آنتی اکسیدان ها ترکیباتی هستند که به خنثی کردن رادیکال های آزاد - و در نتیجه آثار مضر آن ها- مانند استرس اکسیداتیو (oxidative stress) کمک می کنند. استرس اکسیداتیو (خود) زمانی رخ می دهد که رادیکال های آزاد وآسیب رساننده به سلول های سالم، در بدن ایجاد و انباشته می شوند. رادیکال های آزاد (توضیح داده می شود)که عموماً عاملی برای شروع و بروز برخی از بیماری ها می باشند، ترکیباتی هستند فعال از جمله ترکیبات حاوی اکسیژن مانند پراکسید رادیکال؛ هیدروکسیل رادیکال و... و در کل تحت عنوان ROS (reactive oxygen species) نام گذاری می شوند.
استرس اکسیداتیو یا "فشار اکسیداتیو" می تواند به اکسیداسیون و رسوب لیپوپروتئین یا همان کلسترین (یا کلسترول)و به ویژه نوع کم تراکمِ آن یعنی LDL(Low Density Lipoprotein) که به "کلسترول بد" مشهوراست، بخصوص در دیواره رگ ها رسوب کند؛ پروسه ای که عاملی تعیین کننده در بروز برخی از بیماری های قلب و عروق مانند آرتریواسکلروز (Arteriosklerose) می باشد. استرس اکسیداتیو می تواند همچنین انواع سرطان ها را" راه اندازی" کرده و یا به تسریعِ پیشرفت آن ها بیانجامد. حداقل تخریبی که استرس اکسیداتیو (به عنوان عامل) درشناسنامه اش ثبت شده، این است که پروسه "پیر شدن " سلولی (aging) را به میزان قابل ملاحظه ای،"جلو می اندازد "
گروه های ترکیبات آنتی اکسیدان
آنتی اکسیدان ها بر اساس " مبدأ "در کل دو گروه را شامل می شوند. گروه اول در ارگانیسم ایجاد می گردند، مانند برخی از آنزیم ها، هورمون ها، مواد و ترکیبات حاصل از متابولیسم. گروه دوم آندسته هستند که از طریق مواد غذائی به بدن وارد می شوند؛ مانند ویتامین های سی، ای، سلنیوم، مواد گیاهی " ثانویه" (در بالا اشاره شد) از جمله در سبزیجات، میوه ها، مغز ها (آجیل وخشکبار)!
رادیکال های آزاد
رادیکال های آزاد، اتم ها، گروه های اتمی وترکیباتی هستند بسیار رِاکتیو و ناپایدار، با حداقل یک الکترون (جفت نشده) درآخرین اوربیتال خارجی. عمده ترین این نوع ترکیبات دردو گروه بسیار مهم ِحامل رادیکال های آزاد، عمدتاً از نوع ترکیبات اکسیژن ROS (reactive oxygen species) و در رده بعدی، ترکیبات ازت یا نیتروژن حاوی رادیکال های آزاد از نوع RNS (reactive nitrogen species) قراردارند. این ترکیبات ترجیحاً با ملکول های بزرگ آلی در سلول های بدن ترکیب می شوند واز این طریق انجام وظایف سلول ها را مختل می کنند. ویژگی ساختاری مهم رادیکال های آزاد در این است که (یا) یک الکترون " اضافی" دارند و یا اینکه یک الکترون " کم " دارند. این رادیکال ها با انرژی بالا و ویژگی تهاجمی که دارند، در " تلاش" هستند که الکترون اضافی خود را به ملکول دیگری که در نزدیکی آن ها است منتقل کرده و یا یک الکترون از همان ملکول ها " کش رفته" یا شکار کنند تا ازاین طریق به یک موقعیت " پایدار" دسترسی پیدا کنند. سوژه های جذاب و قابل دسترسی آسان برای تهاجم رادیکال های آزاد،(معمولاً) ملکول های آلی بزرگ مانند اسید های چرب غیر اشباع (در کل) و در ساختار پروتئین ها، آنزیم ها، ممبران یا پوسته سلولی و ترکیبات حامل عوامل ژنتیکی، می باشند. اسید های چرب غیر اشباع در این شرایط یا یک الکترون به رادیکال آزاد واگذار می کنند ویا اینکه آلکترون " اضافی" رادیکال آزاد را پذیرا شده و با این کار رادیکال آزاد " اولیه " را به آرامش می رسانند. اکنون ولی این اسید های چرب، با داشتن یک الکترون اضافی " آرامش " خود را از دست داده و مهم تر اینکه، به عنوان جزء مهمی از پوسته سلولی (یا ممبران) عملکِرد خود به عنوان محافظ برای سلول " مادر" را نیز از دست می دهند. در ادامه ماجرا، این اسید چرب با یک الکترون اضافی برای رسیدن به "آرامش" سعی در جذب یک الکترون " از ملکولی دیگر" می کند و در نتیجه کل پروسه بصورت یک واکنش زنجیره ای ادامه می یابد. نتیجه نهائی وجود این واکنش های زنجیره ای بخصوص در شرایطی که مقابله آنتی اکسیداتیوی با آن نا توان باشد، بروز پدیده ایست که به "اِسترس اکسیداتیو" (oxidative stress) معروف است
مهم: در اینجا یک آنتی اکسیدانِ پرقدرت، در صورت وجود، به کمک می آید و واکنش زنجیره ای را قطع می کند!
برخی از ویتامین ها، فلاوُنیدها و آنتوسیان ها، سولفید ها، هورمون ها مانند ملاتونین و برخی از آنزیم ها قادرند واکنش زنجیره ای مذکور را از طریق جذب الکترون های آزادِ "نا محبوب"، متوقف کرده و از تخریب بیشتر سلول ها جلوگیری نماید. آنتی اکسیدان های "مشارکت کننده" در این پروسه، خود به نوعی تغییر یافته و عملاً از بین می روند. قابل ذکر اینکه آنتی اکسیدان ها ازجمله ویتامین ها ی آنتی اکسیداتیو (بعضاً) به " شکارچیان رادیکال های آزاد " نیز معروفند. ویتامین C، E، بتا کاروتین و برخی از عناصر در مواد معدنی مانند (selenium, zink) در این دسته ترکیبات قرار دارند.
آنتی اکسیدان ها در مقابله با رادیکال های آزاد
معمولاً یک تعادل یا بالانس بین آنتی اکسیدان ها و عوامل اصلی انتقال دهنده رادیکال های آزاد مانند انواع ترکیبات اکسیژن های واکنش پذیر یا ROS وجود دارد. جهت برهم زدن این تعادل یا بالانس، مسابقه یا نبردی بین دوگروه که در مقابل یکدیگر قرار دارند در جریان است؛ گروه اول شامل ترکیبات حامل رادیکال های آزاد، (عمدتاً)از نوع ترکیبات رِاکتیو اکسیژن ROS (reactive oxygen species)و گروه دوم شامل آنتی اکسیدان ها ی طبیعی و سنتزی می باشند. حال هرگاه وضعیت بالانس بین این دوگروه به نفع گروه اول تغییر کند، یعنی تهاجم به وسیله تعداد زیادی رادیکال های آزاد صورت گیرد، دراین صورت این اجزاء به عنوان برنده مسابقه، آثار مخرب خود را بجا می گذارند. این آثار عبارتند از ضایعات ملکولی، (پروتئین ها، لیپید ها، دی اِن ای و تغییرات در انتقال پیام به وسیله سنسور های پیام رسان)که حداقل نتیجه آن پیر شدگی (aging)؛ و در مواردی، بیماری و مرگ سلولی است. با این توصیف لازم است که از تغییر این " بالانس" به نفع گروه یک، جلوگیری شود، آن هم به وسیله گروه آنتی اکسیدان ها!

ویتامین C، یک آنتی اکسیدان
آزمایش:
یک سیب را از وسط دونیم کرده؛ یکی از این نیمه ها را با یک بُرش لیمو ترش آغشته و نیمه دیگر را بدون آغشته کردن در هوای آزاد قرار می دهیم. بعد ازچند دقیقه مشاهده می کنیم که نیمه آغشته شده به لیمو ترش (حاوی ویتامین C ) بدون تغییر رنگ باقی مانده (اکسید نشده) و نیمه آغشته نشده به لیمو ترش، اکسید و کاملاً قهوه ای رنگ شده است.
اثرات آنتی اکسیدانیِ آنتوسیان ها
آنتوسیان ها قادرند با استرس اکسیداتیو (oxidative stress) مقابله کرده و از ضایعات احتمالی به پروتئین ها، چربی ها و دی اِن ای جلوگیری نموده ویا آن را کاهش دهند. مقالات بسیاری در خصوص مکانیزم های این موضوع تا کنون منتشرشده است که در مجموع و بصورت بسیار خلاصه شده می توان به شرح زیر عنوان نمود.
چگونگی جذب رادیکال های آزاد به وسیله آنتوسیان ها
آنتو سیان ها - از گروه بزرگ فلاوُنیدها- قادرند الکترون ها و یا اتم های هیدروژن از گروه های هیدروکسیل فنولیِ خود را به رادیکال های (آزاد) منتقل کرده و از این طریق از واکنش های زنجیره ای جلو گیری نمایند.

فلاونید ( OH)+ ( R – رادیکال) > فلاونید (O - رادیکال) + RH

R• یک رادیکال آزاد است و (O•) نیز؛ با این تفاوت که بسیار کمتر از R•" تها جمی" بوده بصورت بخشی از یک پراکسو نتیرید، سوپر اکسید رادیکال و یا زینگولت اکسیژن با واکنش گرائی نسبتاً محدود(تر)، به وسیله R• "شکار" می گردد.
(با از میان برداشته شدن R• -رادیکال، واکنش های زنجیره ای نیز متوقف می گردند)
جزئیات بیشتری از این موضوع در این جا نمی گنجد.
لیستی از اثرات مثبت آنتوسیان ها
پژوهش های متنوع و متعددی تا کنون در خصوص وجود آنتوسیان ها و چگونگی مقابله آن ها با رادیکال های آزاد در ارگانیسم زنده صورت گرفته است. گزارش هائی از این تحقیقات که بخصوص در سال های اخیررسانه ای شده اند، به موضوعاتی اشاره دارد که مهم ترین آن ها به شرح زیر هستند.
* بهبود قدرت بینائی:
اولین گزارش های منتشر شده در خصوص آثار مثبت آنتو سیان ها روی قدرت بینائی به جنگ جهانی دوم مربوط می شود.در این گزارشات آمده است که به خلبانان نیروی هوائی انگلستان (RAF) Royal Air Force مربای بلو بری در جیره غذائی داده می شد تا دید آن ها در شب را بهبود بخشد! گزارشات دیگری مبنی بر آثار مثبت آنتوسیان ها در تقویت شبکیه چشم و جلوگیری از بروز "آب مروارید" نیز وجود دارند.
سایر جنبه های مثبت وجود آنتوسیان ها در رژیم های غذائی را می توان به شرح زیر عنوان نمود:
* آثار آنتی اکسیداتیوی
* اثرات ضد سرطانی
* آثارضد میکروبی و آنتی ویروسی
* آثار ضد التهابی
* آثار محافظتی در مقابل بیماری های قلبی و عروقی
*اثرات آرام بخشی اعصاب و روان
* آثار ضد دیابتی
* آثار مثبت در مقابله با افزایش وزن
برخی از منابع:
Modulation oxidativen Stresses in vivo und in vitro,Theresa Irina Arnaudov
Medizinische Fakultät der Julius-Maximilians-Universität W-rzburg , Dezember 2017
رساله دکترا؛ تِرِزا ایرینا آرنادوف؛ دانشکده پزشکی؛ دانشگاه وُرتزبورگ(آلمان)؛ دسامبر 2017
https://www.zentrum-der-gesundheit.de/autoren (Aktualisiert: 13 Juli 2021)
http://www.farbimpulse.de/Wie-aus-dem-Rot-einer-Rose-das-Blau...
farbimpulse.de © Brillux GmbH & Co.KG 2006, in Zusammenarbeit mit wissenschaft.de
https://www.heilungsberichte.de/lebensmittel-meisten-antioxidantien/
Gesundheitswissen , www.fid-gesundheitswissen.de
https://www.heilungsberichte.de/lebensmittel-meisten-antioxidantien/
Doc Medicus Vitalstofflexikon , Anthocyan-Gehalt ausgewählter Lebensmittel
http://www.vitalstoff-lexikon.de/Sekundaere-Pflanzenstoffe/-Anthocyane
https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/lebensmittel
https://www.lebensmittelwissen.de/lexikon/a/anthocyane.php
https://www.heilungsberichte.de/lebensmittel-meisten-antioxidantien/
Wu, X., et al., Concentrations of anthocyanins in common foods in the
United States and estimation of normal consumption. J Agric Food
Chem, 2006. 54(11): p. 4069-75.
Kuhnau, J., The flavonoids. A class of semi-essential food components:
their role in human nutrition. World Rev Nutr Diet, 1976. 24: p. 117-91.