فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه 1
اندازه گیری فیبر غذایی در غذاها 2
روش های وزنی شیمیایی 3
فیبر خام 3
روش های استفاده از دترجنت 4
روش های وزنی آنزیمی 5
روش های دستگاهی آنزیمی 8
خلاصه مطلب 10
منابع و ماخذ 11
مقدمه
اندازه گیری فیبر در مواد غذایی
انواع NSP :
الف – NSP محلول : شامل برخی همی سلولزها ، صمغ و پکتین و لعاب که مصرف این نوع NSP موجب کاهش کلسترول خون می شود.
ب- NSP نامحلول : شامل سلولز و اکثر همی سلولز هاست و مصرف آن موجب حجیم شدن مدفوع و افزایش سرعت دفع و تماس کمتر مواد سمی سرطان زا با دیواره ی روده و نتیجتاً کاهش سرطان روده بزرگ می شود.
از نظر تاریخی در سال 400 قبل از میلاد پزشکی یونانی بنام Hippocrate می دانسته که سبوس به عنوان یک ماده ملین می تواند برای جلوگیری از یبوست استفاده شود ولی علت آن را شاید نمی دانسته تا اینکه تا اواسط دهه 80 دانشمندان کشورهای صنعتی متوجه شدند که بیماری هایی در این کشورها شیوع دارد که در کشورهای عقب افتاده غیر صنعتی وجود ندارد. از جمله تصلب شراین ، سرطان روده بزرگ ، سنگ صفرا ،آپاندیس ، اسهال خونی ، واریس و بیماری های قندخون و … بعد از بررسی علت این بود که در رژیم نازایی این کشورها عمدتاً توابع Pro چربی و قند بود آثاری از فیبر (کربوهیدراتهای غیر نشاسته ایی) در حالی که در رژیم غذایی کشورهای فقیر درصد عمده ایی را فیبر به عنوان ماده ایی ارزان – حجم و زود سیر کن استفاده می شود. پس ترکیباتی که به آنها در کربوهیدرات های غیر نشاسته ایی می گوییم شامل صمغ های گیاهی ، پکتین ها ، هموسلولز مثل نپتوزانها – ترکیبات mucillagenus که کربوهیدرات های سنگین بود در آب ایجاد چسبناکی می کنند پس این ترکیبات به دو دلیل باعث از بین رفتن این بیماری ها می شوند :
1- کلسترول را روی ساختمان خود جذب سطحی می کنند Capacity Absorption
(ظرفیت جذب ) و چون در سیستم گوارش هضم و جذب نمی شوند کلسترول را به همراه خود دفع می کنند.
2- خاصیت جذب آن water binohing : مثلاً سبوس تا 2 برابر وزن خود آب جذب می کند پس propertyآب نسبتاً زیادی را در دستگاه گوارش نگه داشته که حرکات دودی دستگاه گوارش بهتر انجام شده حالت ملین دارد و از یبوست جلوگیری
می کند پس به این فیبر اصطلاح Dietary fiber یابند رژیمی گویند. در حالی که تا دهه 70 تعریف فیبر از طرف موسسه (AOAC)1 عبارت بود از بقایای ترکیبات دیواره سلولی گیاهان که در مقابل آنزیم های دستگاه گوارش مقاوم بوده و مورد هضم و جذب قرار نگرفته و پس از هیدرولیز با اسید سولفوریک داغ و با سود داغ و الکل باقی می ماند.
اندازه گیری فیبر غذایی در غذاها
روشهای مورد استفاده در اندازه گیری فیبر غذایی معمولاً به تعاریف مختلفی بستگی دارد و شامل دو روش اصلی زیر می باشد :
1- روش های هضم غیر واقعی جهت کوشش برای اندازه گیری ترکیب های تشکیل دهنده دیواره سلولی که به وسیله آنزیم های جهاز هاضمه انسان هضم نشده اند ،
2- جدا کردن و اندازه گیری پلی ساکاریدهای غیر نشاسته ای ؛
اجرای این روش ها به دلیل وقت گیر بودن و نیاز به تمرین پیش از حصول درجه معنی دارای از دقت ، تا حدودی مشکل می باشد . روش های اندازه گیری با در نظر گرفتن آنهایی که از آغاز قرن حاضر ارائه شده اند ممکن است به شرح زیر طبقه بندی گردند :
روش های وزنی شیمیایی
شامل روش های هضمی هستند که به جای آنزیم از واکنش گرهای شیمیایی برای هضم غذا استفاده می شود. سپس باقی مانده حاصل از عمل هضم – با فرض اینکه نشان دهنده بخش فیبری غذا است – خشک و توزین می گردد. این روش ها در برگیرنده اندازه گیری فیبر خام اصلی و روش های مبتنی بر استفاده از دترجنت های مختلف می باشد.
فیبر خام
روش اندازه گیری فیبر خام توسط ویندی 2 در قرن گذشته معرفی و به عنوان روش رسمی برای مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفت. امروزه در تجزیه فیبر در غذای انسانی اهمیت چندانی نداشته و بیشترین کاربرد آن در تجزیه غذاهای دامی می باشد.
در این روش ابتدا چربی غذاهای پرچرب را جدا کرده و باقیمانده را با اسیدسولفوریک رقیق جوشان شسته و با محلول هیدروکسیدسدیم رقیق می جوشانند. سپس آن را مجدداً شستشو داده و باقی مانده را ابتدا با الکل و بعد با اتر شستشو می دهند. آنگاه باقی مانده نهایی را که فیبر خام می باشد صاف و توزین می نمایند.
در این عملیات مقدار زیادی از ترکیب های فیبری تلف می گردد و در نتیجه فیبر اندازه گیری شده مقدار واقعی فیبر غذایی را نشان نمی دهد.
روش های استفاده از دترجنت
در دهه 1960 اصلاحات مختلفی در جهت کاهش ضایعات ترکیبهای فیبری در مراحل مختلف اندازه گیری فیبر خام که در بالا اشاره شد، توسط افرای چون ون سوئست3 و اسکالر4 پیشنهاد گردید. این اصلاحات شامل جایگزین کردن مراحل فرآوری با اسید و قلیا با دترجنت های مختلف و نهایتاً توزین باقی مانده بود. که پس از انجام اصلاحاتی برای خاکستر و پروتئین موجود در نمونه به عنوان معیاری از فیبر غذایی محسوب می گردد.
استفاده از دترجنت هایی نظیر ستیل تری متیل آمونیوم بروماید5 و سدیم لوریل سولفات 6 در محلول اسیدی ( فیبر دترجنت اسیدی) و متعاقب آن در محلول های خنثی (فیبر دترجنت خنثی) تلفات فیبر را در مقایسه با روش فیبر خاک کاهش داده ، ولی ضایعات دیگر بویژه ضایعات همی سلولزی را کاملاً از بین نبرده و بنابراین هنوز به نظر می رسد که مقدار واقعی فیبر را نشان نمی دهد.
روش های وزنی آنزیمی
این روش ها براساس تعریف فیزیولوژیکی فیبر غذایی استوار بوده و فیبر را پس از هضم غیر واقعی ماده غذایی به وسیله آنزیم ها ، و متعاقباً توزین مواد باقی مانده ای که نشان دهنده بخش فیبری است اندازه گیری می کنند.
چنین روش هایی اگر چه به وسیله AOAC مورد قبول واقع شده اند، ولی همیشه از اینکه معرف مقدار واقعی جزء فیبر غذایی نیستند مورد انتقاد بوده اند، زیرا فیبر اندازه گیری شده محتوی نشاسته مقاوم ، مواد آلوده کننده نامحلول نظیر کثافت و مو و اجزای نامحلول نظیر محصولات واکنش میلارد می باشد . این روش وقت گیر بوده و برای انجام آن 16 ساعت وقت لازم است.
این روش ها که شامل هضم غیر واقعی غذا با استفاده از آنزیم ها به جای مواد شیمیایی می باشد در جهت کوشش برای غلبه بر نادرست بودن روش های قدیمی تکامل یافته است . این روش ها از سال 1984 به عنوان روش رسمی در آمریکا مورد استفاده بوده و به نظر می رسد که اصلاح با ارزشی در اندازه گیری فیبر بوده است.
روش های فوق شامل مراحل عمومی زیر می باشند :
(I) غذا خشک می گردد.
(II)اگر چربی موجود در غذا از 5٪ تجاوز نماید ، چربی با استفاده از حلال استخراج
می گردد.
(III)غذا با آنزیم های مختلفی نظیر ترمامیل7 ، پروتئاز و آمیلوگلوکوزیداز8 هضم
می گردد ؛
ترمومیل (یک آمیلاز مقاوم به حرارت است که در Ph معادل 0/6 و دمای به مدت 30 دقیقه برای هضم نشاسته به کار می رود). حرارت بالا موجب ژلاتینه شدن نشاسته شده و در این حال آمیلاز ، به عنوان یک آمیلاز داخلی اتصالات 4 : 1 a داخل زنجیر نشاسته و محل اتصال شاخه های جانبی را شکسته و گلوکز ، مالتوز و دکسترین های محدود از a که از اولیگو ساکاریدهای شاخه دار با پنج مونوساکارید یا بیشتر تشکیل شده اند ، تولید می کند.
پروتئازها در pH معادل 5/7 و دمای به مدت 30 دقیقه پروتئین را هضم
می کند.
آمیلوگلوکوزیداز در pH معادل 5/4 و دمای به مدت 30 دقیقه هضم کربوهیدرات های قابل استفاده را تکمیل می سازد . این آنزیم ها یک هیدرولیز کننده خارجی ( اگزوهیدرولاز) بوده و اتصالات 4 : 1 a و 6 : 1 و 3 : 1 را شکسته و گلوکز تولید می کند.
(IV) در این مرحله برای رسوب دادن فیبر محلول اتانول اضافه می گردد ؛
(V) مواد باقی مانده برای اندازه گیری پروتئین و خاکستر تجزیه می گردد.
سپس فیبر غذایی 9 از فرمول زیر محاسبه می شود :
خاکستر – پروتئین – مواد باقی مانده = فیبر غذایی
این روش ممکن است به دلیل متغیر بودن آنزیم از صحت کافی و نتایج قابل تکرار برخوردار نباشد و در صورتی که نشاسته مقاوم وجود داشته باشد میزان فیبر را بیش از مقدار واقعی نشان می دهد.
روشهای دستگاهی آنزیمی
این روشها که نخستین بار در انگلستان توسط شرکت های ساوث گیت10 و بعداً انگلیست 11 و همکاران ارائه گردید ، شامل حذف اولیه نشاسته به روش آنزیمی و سپس هیدرولیز اجزای فیبر باقیمانده به قندها و اسیدهای اورونیک سازنده آنها و در نهایت اندازه گیری آنها به روش رنگ سنجی می باشد. روشهای اصلی اندازه گیری اعم از رنگ سنجی یا استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی بسیار وقت گیر بوده ولی اصلاحات انجام شده موجب حذف فرایند طولانی و گرانبهای کروماتوگرافی گردیده است. فیبر غذایی اندازه گیری شده با این روش شامل نشاسته مقاوم نبوده و با به کار بردن تعدادی از نمونه های مختلف و اصلاح قسمت های مختلف روش ها برای هر نمونه ،اندازه گیری فیبر کل ، فیبر محلول ، فیبر نامحلول، و نشاسته مقاوم مقدور خواهد بود.
در سال های اخیر برای غلبه بر نقایص ذکر شده برای روش های وزنی آنزیمی ، روش های مختلفی طراحی و ارائه گردیده است که احتمالاً بهترین روش ، عبارت از روش رنگ سنجی انگلیست می باشد.
اصول عمومی این روش به شرح زیر است :
الف- به منظور پخش هر نوع نشاسته مقاوم و آماده کردن بعدی آن برای هضم آنزیمی، به ماده غذایی دی متیل سولفوکساید 12 اضافه می گردد.
ب- سپس ماده غذایی با آنزیم های پانکراتین13 و پولولاناز14 که نشاسته را از محل اختصاصی پیوندهای 6 : 1 a می شکنند تحت انکوباسیون قرار می گیرد.
ج- برای رسوب دادن فیبر محلول اتانول اضافه می گردد. در اینجا الکل مخلوطی از فیبر محلول و نامحلول را به شکل نامحلول در می آورد.
د- محلول فوقانی جدا گردیده و باقی مانده برای آزاد ساختن قندها و اسیدهای اورونیک تشکیل دهنده با اسیدسولفوریک رقیق هیدرولیز می گردد.
هـ – قندهای تولید شده در مرحله (د) پس از واکنش با اسیددی نیتروسالیسیلیک (DNS) به روش رنگ سنجی و مقایسه آن با استانداردهای مختلف اندازه گیری
می شود.
و- سپس از روی مقدار قندهای تولید شده در مرحله (هـ ) مقدار فیبر غذایی کل (بر حسب پلی ساکاریدهای غیر نشاسته ای،NSP) محاسبه می گردد.
با انجام اصلاحات مختلفی در روش فوق می توان مقادیر فیبر محلول ، فیبرنامحلول و فیبر مقاوم را اندازه گیری نمود. برای به دست آوردن فیبر مقاوم فرایند را یک بار پس از حذف مرحله فرآوری با DMSO و بار دیگر پس از فرآوری با DMSO مطابق روشی که در بالا اشاره شد تکرار و نتایج آن دو را با هم مقایسه کنید. فیبر محلول با حذف مرحله اضافه کردن اتانول که به منظور رسوب دادن فیبر محلول اضافه می شد ، اندازه گیری می شود و فیبر نامحلول از روی اختلاف بین فیبر غذایی کل و فیبر محلول محاسبه می گردد.
خلاصه مطالب
فیبر جیوه (Dietary Fiber ) : فیبر جیوه در تغذیه تک معده ای ها از جمله انسان استفاده می شود و عبارتست از لیگنین به همراه بخشی از پلی ساکاریدهایی که توسط آنزیم های داخلی حیوان تک معده ای هضم نمی شود. بر مبنای تعریف تعیین الیاف جیوه در آزمایشگاه مشکل بود لذا از اصطلاح دیگری به نام پلی ساکارید های غیر نشاسته ای 15 (NSP) استفاده شد به نظر می رسد در بیشتر خوراکی ها پلی ساکاریدهای غیر نشاسته ای همراه بالیگنین بخش اصلی دیواره سلولی را تشکیل دهند. برای اندازه گیری NSP دو روش کلی زیر موجود است :
الف- روش های آنزیمی – وزن سنجی : در این روش ها فقط مقدار کلی NSP اندازه گیری می شود و امکان تفکیک اجزاء نیست.
ب- روشهای آنزیمی – کروماتوگرافی : در این روش ها هم مقدار کل و هم تک تک اجزاء تعیین می شوند.
منابع و ماخذ
کتاب شیمی تجزیه ی مواد غذایی
تالیف سی . اس . جیمز
ترجمه ی دکتر اصغر خسروشاهی اصل
موضوع تحقیق :
شیوه اندازه گیری NSP موجود در غلات
1 – AOAC : Association of official Analytical Chemists
( اتحادیه رسمی شیمیدانان ) گروهی از فیبرها هیدروکلوئیدها هستند که در محیط آبی روده حل می شود اما هضم و جذب نمی شوند.
2- weende
3 – Van Soest
4 – Schaller
5 – Cetyl trimethyl ammonium bromide ( CTAB)
6 – Sodium lauryl sulphate (SLS)
7 – Termamyl
8 – Amyloglucosidase
9 – Dietary fiber (DF)
10 – Southgate
11 – Englyst
12 – Dimethyle sulphoxide
13 – Pancreatin
14 – Pullulanase
15 – Non Starch PolySaccharid
—————
————————————————————
—————
————————————————————