عوامل ضد میکروبی طبیعی و بازدارند در شیر
اهمیت تغذیه ای شیر و فرآورده های لبنی بر هیچ کس پوشیده نیست. شیر، نه تنها یک غذای ضروری است بلکه به عنوان منبعی غنی از عناصر غذایی فعال زیست شناختی نیز به شمار می رود.
از روزگاران کهن، شیر گاو به عنوان یک غذای ضروری در بسیاری از غذاهای روزمره به شمار می رفته است. با توجه به اینکه شیر ماده غذایی است که از سرعت فسادپذیری بسیار زیادی برخوردار می باشد تولید بهداشتی ، جمع آوری مناسب ، اصول صحیح نگهداری و فراوری آن اهمیت فوق العاده زیادی دارد. ارتقا کیفیت شیر خام سبب بهبود در کیفیت انواع فرآورده ای لبنی بدست آمده از شیر می گردد. از آنجائیکه بعضاً فاصله مراکز تولید شیر تا کارخانجات لبنی زیاد بوده و در برخی از مناطق برای سرد نگه داشتن شیر خام تجهیزات سرمایشی لازم در دسترس نیست یکی از راههای مناسب برای حفظ کیفیت شیر در این مواقع، فعال کردن سیسم لاکتوپراکسیداز شیر می باشد.
مقدمه
شیر بطور طبیعی حاوی چند عامل ضد میکروبی است که خاصیت باکتری استاتیک یا باکتریسید دارند و لاکتنین نامیده می شوند. مهمترین عوامل ضد میکروبی شیر عبارتند از:
· لیزوزیم
· لاکتوفرین
· لاکتوپراکسیداز
· ایمنوگلوبولین ها
لیزوزیم یکی دیگر از آنزیم های موجود در شیر بعضی از گونه ها بویژه در انسان می باشد . بطور کلی دو نوع لیزوزیم وجود دارد : • نوع اول لیزوزیمی است که عمدتاً در سفیده تخم مرغ وجود دارد و تحت عنوان لیزوزیم c معروف است . • نوع دوم آن به طور عمده در سفیده تخم غاز وجود دارد و به لیزوزیم G معروف است . در انسان و تک سمی ها نوع لیزوزیم C ببیشتر مد نظر است ولی گاو تقریباً حاوی هر دو نوع لیزوزیم می باشد خاصیت ضد باکتریایی دارد و از طریق تخریب پیوندهای گلوکوزیدی بین پپیتد گلیکان ( جزء اصلی دیواره سلولی باکتری ها) باعث از بین رفتن دیواره سلولی عوامل بیماری زا می شود . فعالیت لیزوزیم در شیر گاو هنوز در پرده ای از ابهام است ولی غلظت بالای آن در شیر انسان ( 12/0 در لیتر) گزارش شده است . در آغوز انسان مقادیر لیزوزیم در بالاترین حد خود گزارش شده است .
لیزوزیم ( Lysozyme )
لاکتوفرین ( Lactoferrine ) لاکتوفرین یک گیلوپروتئین متصل شونده به یون آهن با وزن ملکولی 80 کیلودالتون می باشد که برای اولین بار از شیر گاو جدا شده است و متعاقباً در شیر انسان نیز وجود آن به اثبات رسیده است . لاکتوفرین به مقادیر مختلف از غدد ترشحی موجود در پستانداران مانند شیر ، بزاق ، اشک و از بعضی گلبول های سفید ترشح می شود . مقادیر لاکتوفرین موجود در شیر گاو در حالت طبیعی حدود 2/0 گرم در لیتر اندازه گیری شده است . در طول دوره خشکی ، غلظت لاکتوفرین در غدد ترشحی پستان شروع به افزایش می نماید و تا 30 روز بعد از پایان دوره خشکی این سیر افزایشی ادامه دارد . حداکثر میزان ترشح لاکتوفرین در غدد ترشحی پستان حدود 50 الی 100 گرم در لیتر پیش بینی شده است . در شیر انسان و در آغوز غلظت لاکتوفرین به ترتیب در حدود 2 الی 4 گرم در لیتر و 6 الی 8 لیتر گزارش شده است .
وظایف لاکتوفرین به قرار ذیل می باشند : خاصیت ضد باکتریایی دفاع علیه عفونت های معده ای – روده ای همکاری با بعضی از ایمنوگلوبولین ها و پروتئین های سیستم دفاعی محرک رشد سلولهای بدن حیوانات به ویژه لنفوسیت ها و سلول های روده. علاوه بر مواد فوق ، یکی از وظایف لاکتوفرین موجود در شیر را کمک به جذب آهن در سطح روده می دانند هر چند این ادعا هنوز از لحاظ علمی به اثبات نرسیده است .
بیشتر میکروارگانیسم ها و عوامل بیماری زای موجود ، برای رشد خود به آهن احتیاج دارند و بنا براین لاکتوفرین با اتصال به آهن از رشد باکتری های نیازمند به آهن با غیر قابل دسترس کردن آهن جلوگیری می کند . یک مولکول لاکتوفرین قادر است که به دو مولکول آهن ( 3+Fe ) متصل شود . گزارش مقالات معتبر متعدد حاکی از این است که لاکتوفرین دارای خصوصیات آنتی باکتریال قابل توجهی
می باشد و بر علیه باکتری های گرم منفی نیازمند به آهن به خصوص کلی فرم ها از عوامل اصلی ابتلای گاو به ورم پستان هستند ، وارد عمل می شود . همچنین لاکتوفرین بر علیه تعدادی از باکتری های گرم مثبت مانند استرپتوکوکوس اورئوس و لیستریامونوسیتوژنز نیز عمل نموده و در از بین بردن آنها نقش آفرین می باشد . باکتری های لاکتوژنیک در معده و روده که نیاز چندانی به آهن برای ادامه فعالیت خود ندارند به طور کلی تحت تاثیر لاکتوفرین قرار نمی گیرند . اخیراً گزارشاتی مبنی بر تاثیر لاکتوفرین در از بین بردن استرپتوکوکوس و ویبریون نیز به چشم
می خورد . ثابت شده است که لاکتوفرین میزان کلنی های مونوسیت های میزبان را افزایش می دهد و باعث کاهش رشد باکتری استرپتوکوکوس اورئوس می شود .
سیستم لاکتوپراکسیداز لاکتوپراکسیداز آنزیمی است که بطور طبیعی در شیر گاو در مقدار mg/ml 30 وجود دارد . در واقع این آنزیم 1 درصد از کل پروتئین های سرم شیر را تشکیل می دهد و بطور طبیعی در سلول های غدد پستانی منتشر می گردد . در ابتدا در سال 1957 محققی عنوان نمود که سویه لاکتوکوکوس لاکتین زیر گونه کرموریس ( استدپتوکوکوس کرموریس 1972 ) باکتوپراکسیداز از رشد بازداشته می شود و بعد از او گروه دیگری بیان کردند که دراین عمل بازدارندگی حضور پراکسیدهیدروژن و تیوسیانات در کنار آنزیم لاکتوپراکسیداز ضروری می باشد که در نتیجه این بازدارندگی تولید اسید نیز توسط این میکروارگانیسم متوقف می گردد .
امروزه مشخص شده است که پراکسید هیدروژن با لاکتوپراکسیداز تشکیل کمپلکسی را می دهد که این کمپلکس یون تیوسیانات را (SCN) را به سولفات ، دی اکسید کربن ، آمونیاک و آب اکسید می نماید . مواد حد واسط تولید شده در طی این اکسیداسیون (مثل اکسی اسیدها و اکسید تیوسیانات (OSCN)) بر علیه لاکتوکوکوس و سایر باکتری های خانواده لاکتیک (LAB) اثر بازدارندگی دارند اما سایر باکتری ها همچون پاتوژن ها را
می کشند . این مواد بازدارنده تولید شده در برابر حرارت ناپایدار بوده و با عوامل احیا کننده حاوی سولفوز مثل سیستئین گلوتاتیون غیر فعال می گردند . کاتالند که پراکسید هیدروژن را تجزیه نموده و بطورطبیعی نیز در شیر وجود داشته باشد.
مکانیسم عمل بازدارندگی سیستم لاکتوپراکسیداز : این سیستم فعالیت آنزیم هگزوکیناز (آنزیم کاتالیز کننده اولین مرحله در مسیر واکنش های گلیکولتیک) را متوقف می سازد . گلوکز 6 فسفات دهیدروژناز و آلدولاز نیز تا حدودی غیر فعال شده در حالیکه فقط آنزیم فسفو هگزوکیناز است که بمقدار بسیار کمی متاثر می گردد . لاکتوکوکسیهای مقاوم به سیستم لاکتوپراکسیداز آنزیمی دارند که در حضور NADH2 تولیدات حد واسط اکسیداسیون را احیا نموده و آنها را تبدیل به موادی می نمایند که اثر بازدارندگی ندارند . سایر مطالعات نیز نشان داده اند که سیستم لاکتوپراکسیداز گروه های SH ضروری در آنزیم های حیاتی متابولیک میکروارگانیسم ها اکسید می نمایند .
پراکسیدهیدروژن یکی دیگراز سیستم بازدارنده است که بطور طبیعی توسط لاکتوکوکسی ها و لاکتوباسیله ای کاتالاز منفی موجود در خود شیر تولید می گردد . البته بواسطه فعال شدن آنزیم های گلوکزاکسیداز یا زاتنین اکسیداز موجود در شیر نیز H2O2 می تواند تولید شود . لازم به ذکر است که شیر در حالت طبیعی خود H2O2 ( بر طبق مقادیر مجاز اعلام شده از سوی استانداردهای بین الملل ) برای قعال شدن سیستم لاکتوپراکسیداز به شیر اضافه می گردد . آنزیم لاکتوپراکسیداز آنزیم نسبتاً مقاومی به حرارت است . تیمار حرارتی شیر در دمای c ْ70 بمدت 20 دقیقه مقدار این آنزیم را تا 50 درصد کاهش می دهد در حالیکه دمای
c ْ 80 بمدت 5 دقیقه کاملاً آنرا غیر فعال می سازد از آنجایی که تیمارهای حرارتی مذکور بالاتر از تیمار حرارتی HTST است لذا پر واضح است که در شیرهای پاستوریزه و شیر پنیرسازی ، این آنزیم بمقدار زیادی وجود دارد .
از آنجایی که در تولید فرآورده هایی مثل پنیر از استارتر کالچر حاوی لاکتوکوکوس ها استفاده می گردد باید توجه داشت که بمنظور تولید سریع اسید توسط این باکتری ها ، حتماً باید این باکتری ها از دسته مقاوم به سیستم لاکتوپراکسیداز باشند چرا که ما آنزیم لاکتوپراکسیداز را در مقادیر بالا در شیر پنیر سازی داریم . بهر حال تعداد استارترهای مقاوم می توانند بر واریته های حساس برتری پیدا کند و چون استارترها عموماً در شیرهایی که حرارت بالا در شیر اند باقی می مانند . واریته های حساس نیز از رشد بازداشته نخواهند شد چرا که دیگر آنزیم لاکتوپراکسیداز که مانعی برای فعالیت آنها باشد وجود ندارد . پس برای فعالیت استارترها کالچرها در شیر خام و یا کم حرارت دیده بهتر است که استارتر کالچر از نوع مقاوم به لاکتوزپراکسیداز باشد ولی در مورد شیرهای حرارت دیده زیاد استفاده از سویه های حساس نیز بلامانع است . بهمین دلیل است که اکثر سویه های استارتر کالچرها مخلوطی از نوع غیر حساس و حساس سیستم لاکتوپراکسیداز
می باشد .
ترکیبات LPs یعنی لاکتوپراکسیداز ، تیوسیانات در ترشحات بافت های انسانی و حیوانی یافت می گردند مقدار پراکسید هیدروژن که به داخل شیر از طریق سدیم پرکربنات آزاد می گردد جای نگرانی ندارد. هیپوتیوسیانات در بزاق انسان بوده و نیم عمر کوتاهی دارد لذا مقدار باقیمانده آن در شیری که LPs آن فعال شده خطر سمیت ندارد و فرآورده های حاصل از تجزیه آن نیز بی خطر شناخته شده اند.
ایمنی غذایی سیستم لاکتوپراکسداز فعال شده
ایمونوگلوبین ها مدتهاست که مشخص شده که باکتری های خاصی شامل لاکتوکوکسیها در شیر خام آگلوتینه
می شوند . آگلوتیناسیون عمدتاً به آنتی بادیهایی که در بخش پروتئین های گلوبینی در سرم شیر وجود دارند نسبت داده می شود . ( این آنتی بادیها در پروتئین های گلوبینی بویژه در بخش های euglobulin ، Pseudoglobulin وجود دارند ) . آنتی بادی های مذکور بطور طبیعی از خون گاو منشا می گیرند . آگلوتین ها تولید اسید در شر خام و شیر پاستوریزه کامل یا پس چرخ را متوقف می سازد. دو نوع پاسخ آنتی بادی در این زمینه وجود دارد . پاسخ I هنگامی است که باکتری های حامل به گویچه های چربی چسبیده اند و پاسخ دوم وقتی است که آنتی بادیهای موجود در بخش پس چرخ ( بی چربی ) باعث می شوند که باکتری ها به همدیگر چسبیده و تشکیل یک دسته یا خوشه را داده و ته ظرف رسوب نمایند .
در شیر خام یا شیر کامل پاستوریزه شده ، ایمونوگلوبولین ها باعث تسهیل جداسازی باکتر یهای حامل می شوند یا با لایه خامه ای و با آگلوتینه نمودن و ترسیب آنها در ته ظرف ولی در شیرهای بی چربی این بازدارندگی میکروبی و یا جداسازی و حذف میکروبی فقط با آگلوتینه شدن باکتری ها و تشکیل دسته یا خوشه میکروبی و سپس ترسیب آنها در ته ظرف اعمال می گردد و نتیجتاً تولید اسید نیز متوقف خواهد شد .
حضور این آنتی بادی ها و بعبارتی اثرات بازدارندگی ایمونوگلوبولین ها در تولید فرآورده هایی همچون پنیرهای سخت مشکل را بوجود نمی آورد چرا که با تشکیل دلمه در طی فرآیند آنزیم رفت در تولید پنیر ، باکتری های استارتری و غیر استارتری در دلمه گیر کرده و لذا جدا شدن و غیر فعال شدن آنها از طریق 2 مکانیسم عنوان شده با ایمونوگلوبولین (بالا آمدن با لایه چربی یا چسبیدن به یکدیگر و ترسیبشان در ته ظرف) منتفی می گردد . جالب است بدانیم که آگلوتین ها با تیمار حرارتی یا هموژنیزاسیون غیر فعال می گردند.( HTST c ْ 72 بمدت 15 ثانیه) ایمونوگلوبولین ها را تا حدودی غیر فعال می کند بطوریکه 50 تا 75 درصد از فعالیت آگلوتینه کنندگی آنها با تیمار حرارتی مذکور از بین
می رود . شیرهای استریل نیز آگلوتنین فعال ندارند چرا که این پروتئین ها در طی تیمار حرارتی دناتوره می شوند .
شیر، از نظر مواد غذایی ضروری نظیر ویتامین و مواد معدنی، غنی
می باشد (به طور مثال، کلسیم، فسفر، منیزیم، ویتامین های D، ب2 و ب12) و به دلیل دارا بودن پروتئین های سهل الهضم و نیز آمینو اسیدهای متعادل، در ساختن (بازسازی) بافت ها و ماهیچه های کودکان، بیماران بستری و عملکرد ورزشکاران و افرادی که رژیم غذایی دارند. انتخاب مناسب است.
جدول شماره 1: عناصر لبنیاتی در غذاهای مفید و مکمل های مغذی
پروتئین و سیستئین موجود در آب پنیر
آزمایشات انجام شده بر روی موش ها نشان داد که, پروتئین های لبنیاتی, ممکن است میزبان را در برابر مواد سرطان زا محافظت کند. که از این میان پروتئین های موجود در آب پنیر تاثیر خاصی دارند.
مکانیسم نشان داده است که در روده بزرگ، میان غلظت چربی در مدفوع و غدد هر گروه، ارتباط مثبتی یافت شد که نشان می دهد اسیدهای چرب آزاد، احتمالاً در ازدیاد فراوان سلولهای غشاء مخاطی روده موثر بوده اند. همچنین، غلظت گلوتن های کبد (جی اس اچ)، یک آنتی اکسیدان طبیعی، در گروه های لبنیاتی بالاتر بوده است که
می توان دلیل آن را میزان بالای سولفور حاوی آمینواسید سیستئین دانست که آمینواسیدهای کاهش دهنده ی میزان ترکیبات زیستی جی اس اچ می باشند.
شواهد بالینی نشان می دهد که نقصان چی اس اچ، امید کمی را در زنده ماندن بیماران مبتلا به اچ آی وی نشان می دهد و مکمل سیستئین در درمان های خاص بیماری و نیز به حداقل رساندن خطر مواد شیمیایی وارد شده در بدن و نیز آسیب به انسجام سلولی، مفید می باشد. جی اس اچ موجود در کبد، نقشی بنیادی را در جلوگیری و یا بهبود این نوع شرایط نامطلوب سلامت بازی می کند.
ترکیبات پروتئینی موجود در آب پنیر نظیر مواد غلیظ شده و عصاره ها (دابل یو پی سی) و یا مواد جدا (دابل یو پی آی)، معمولاً از حدود 4/2 تا 5/2 درصد سیستئین برخوردارند در حالی که پروتئین هایی که به طور گسترده تصفیه شده اند نظیر لاکتوآلبومین و آلبومین سرم گاوی حدوداً از سیستئین بالای 6 درصد برخوردارند.
به منظور فرمول سازی آسان تر فرآورده هایی با دُزهای مصرفی سیستئین که تقویت کننده ی گلوتن کبد باشد (3 گرم از فرآورده در هر روز)، سیستئین غنی شده با هیدروسیات موجود در آب پنیر با میزان تقریبی 7 درصد سیستئین بر پروتئین، برای سلامت کبد توصیه شده است.
فاکتورهای رشد شیر: فاکتور بتا دو تغییر دهنده ی رشد:
فاکتورهای رشد آن دسته از پروتئین ها و یا پپتایدهایی هستند که از یک سلول به سلولی دیگر در ارتباطند. آن ها با گیرنده های خاصی در سطح سلول متحد می شوند. به طور کلی، هر فاکتور رشد، گیرنده ی خاص خود را دارد. بااتصال به گیرنده ی مورد نظر، مجموعه ی پیچیده ای از سیگنال های درون سلولی ایجاد می شود که اغلب شامل یک گروه متفاوت پروتئینی است. نقاط انتهایی فاکتور رشد، تعیین کننده افزایش یا کاهش رشد سلولی، تفاوت سلولی، فعالیت سلولهای سفید خونی، تولید دیگر فاکتورهای رشد و یا حتی مرگ سلولی می باشند.
از زمانی که هوراث و دیگر همکاران به این نتیجه رسیدند که مصرف خوراکی فاکتور رشد موجود در اب پنیر، آسیب روده ی کوچک را در موش های تحت درمان متوتریکسات، کاهش می دهد، فاکتورهای رشد گاوی توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. متوتریکسات دارویی است که در درمان تومورهای بیماران سرطانی مورد استفاده قرار میگیرد. پژوهشات انجام شده بر روی حیوانات و سلولها نشان داده است که فاکتور بتا دو تغییر دهنده رشد (تی جی اف بتا 2)، احتمالاً یکی از فاکتورهای موثر نگهدارنده است و دلیل آن توانایی این فاکتور در بازدارندگی سلولهای سالم روده در چرخه ی رشد شان، هنگامی که سلولهای تومور تحت تاثیر قرار نگرفته اند و بنابراین در پرتو درمانی و یا شیمی درمانی آسیب دیده اند می باشد. بنابراین اثرات جانبی درمان نظیر تهوع، استفراغ و درد، کاهش یافته و رضایت بیمار افزایش می یابد. تحقیقات بشری در حال انجام است. که دارای 224 آمینواسید می باشد (حدود 000/26 دالتونز) آزاد می شود.
منابع
www.sciencedirect.com
www.google/advanced.com
www.pubmed.com
با تشکر از همراهی و توجه شما