ویتامین C یا اسید آسکوربیک^[۲۹] در تمام بافت‌های زنده وجود دارد و بر واکنش‌های اکسیداسیون و احیا اثر می‌گذارد. این ویتامین یک لاکتون^[۳۰] است یعنی در درون مولکول، با واکنش استری شدن از طریق واکنش میان گروه کربوکسیل^[۳۱] و گروه هیدروکسیل^[۳۲] به‌جود آمده است. عمل آبگیری و گرفتن کربوکسیل از آن می‌تواند به تشکیل فورفورال^[۳۳] منتهی گردد که خود می‌تواند به صورت پلیمر درآید و تشکیل رنگدانه‌هایی را بدهند، یعنی همان چیزی که در واکنش مایلارد^[۳۴] نیز رخ می‌دهد. بدن انسان قادر به سنتز اسید آسکوربیک نیست و باید از طریق غذا به آن دست یابد. باید توجه داشت که تنها شکل ایزومری L اسید آسکوربیک دارای فعالیت بیولوژیکی است و شکل D آن فاقد چنین خصوصیتی است. در شکل ۳-۱ اشکال مختلف ایزومری اسید آسکوربیک آورده شده است. اسید آسکوربیک به سهولت و به‌صورت قابل برگشت اکسید می‌شود و به دهیدرو-ال-آسکوربیک اسید تبدیل می‌گردد. اما علی رغم این تغییر ساختاری مشخص، همچنان خصوصیات ویتامینی در این ماده حفظ می‌شود (فاطمی، ۱۳۷۸).
شکل۱-۳- ساختار L اسید آسکوربیک و L دهیدرو اسید آسکوربیک و فرم‌های ایزومری آن (اقتباس از گرگوری، ۱۹۹۶)
ویژگی احیا کنندگی و توانایی ایجاد کمپلکس سبب می‌شود که اسید آسکوبیک بتواند با یون‌های فلزی وارد واکنش شود. این امر جذب یون‌های فلزی از رژیم غذایی را افزایش می‌دهد و توزیع آن‌ ها را در سرتاسر بدن به همراه دارد. این خصوصیت اسید آسکوربیک از نظر جلوگیری از فقر آهن حائز اهمیت است. علاوه بر این خود اسید آسکوربیک نیز علاوه بر کمک به توکوفرول در غیر فعال کردن رادیکال‌های آزاد تشکیل شده در اثر اکسیداسیون، خود نیز می‌تواند چنین کاری انجام دهد. این عمل اسید آسکوربیک در جلوگیری از اثر اوٌزن و سایر مواد اکسید کننده در مورد چشم و مایعات خارج سلولی در شش حایز اهمیت است. به‌طور کلی مشخص‌ترین نقش فیزیولوژیک ویتامین C جلوگیری از بروز بیماری آسکوربوت است که کشف آن نیز در ارتباط با همین بیماری صورت گرفت (فاطمی، ۱۳۷۸).

منابع ویتامین C

ویتامین C منحصرا در مواد غذایی گیاهی یافت می‌شود. به‌جز، جگر هیچ غذای دیگر حیوانی منبع قابل ملاحظه‌ای از ویتامین C نمی‌باشد. مقدار ویتامین C در بافت گیاهی به عوامل متعددی بستگی دارد (دمن، ۱۹۹۶).
یکی از این عوامل تاثیر گذار نوع و قسمت‌های مختلف گیاه است. ناحیه سر بروکلی در حدود ۱۵۸ میلی گرم در هر ۱۰۰ گرم دارد.در صورتیکه در ساقه ۱۱۵ میلی گرم در هر ۱۰۰ گرم ویتامین C وجود دارد. ولی ساقه ۸۲ درصد و سر گیاه ۶۰ درصد ویتامین را در مدت ۱۰ دقیقه پختن در خود نگه می‌دارد. ساقه‌های نازک بیشتر از ساقه‌های کلفت ویتامین C دارند. گیاهان مانده و پژمرده بیشتر از گیاهان تازه و شاداب ویتامین C از دست می‌دهند. ریشه ویتامین C را به آرامی از دست می‌دهد ولی وقتی درجه حرارت افزایش پیدا می‌کند سرعت از دست رفتن آن زیاد می‌شود.
از آن‌جا که ویتامین C به‌تدریج و یا رسیدن میوه در محل خود در داخل میوه انباشته می‌شود. لذا هرچه میوه بیشتر روی درخت باقی بماند حاوی اسید آسکوربیک زیادتری خواهد بود (فروزانی، ۱۳۸۱).

پایداری ویتامین C

به‌دلیل حلالیت بالای آسکوربیک اسید در محلول‌های آبی این ترکیب امکان خروج و اتلاف عمده به‌وسیله لیچینگ را از میوه‌های تازه برش داده شده یا سطوح ساییده شده میوه و سبزی‌ها را دارد که کاهش آن در ماده غذائی علاوه بر محلول شدن به عوامل متعددی از قبیل نوع ماده غذائی، گونه ماده غذائی، نحوه آماده سازی، روش و مدت زمان پخت بستگی دارد. این ویتامین حساس به اکسیداسیون و حرارت می‌باشد و از آن به‌عنوان شاخصی برای تعیین شدت فرآوری یا روش پخت (تعیین کیفیت مواد غذائی) استفاده می شود (ویسی و محمدی، ۱۳۸۹). تخریب شیمیایی این ویتامین در ابتدا شامل اکسیداسیون به دهیدرو آسکوربیک اسید است و بعد از آن هیدرولیز به ۳،۲- دی کتو گلوکونیک اسید^[۳۵] و اکسیداسیون ، دهیدراسیون، پلی مریزاسیون بعد از آن است که باعث تولید دامنه گسترده‌ای از محصولات غیر فعال می‌شود. عوامل اصلی موثر در سرعت، مکانیسم و ماهیت فرآورده‌های تولیدی از آسکوربیک اسید شامل pH، غلظت اکسیژن و حضور کاتالیزورهای فلزی است.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
سرعت تخریب اکسیداتیو ویتامین C یک تابع غیر خطی از pH به‌دلیل اشکال یونی متفاوت آسکوربیک اسید است که حساسیت متفاوتی به اکسیداسیون دارند (گرگوری، ۱۹۹۶).

ویتامین B₁ (تیامین)

ساختار و نقش تیامین

این ویتامین در متابولیزم کربوهیدرات‌ها و دکربوکسیلاسیون آلفا کتو‌اسیدها^[۳۶] به‌عنوان یک کوآنزیم شرکت می‌کند که البته در چنین حالتی به‌صورت ترکیب با اسید فسفریک یا تیامین پیرو فسفات^[۳۷] عمل نموده و از این نظر کوکربوکسیلاز^[۳۸] نیز نامیده می‌شود (شکل ۴-۱).
شکل ۱-۴- ساختار تیامین و تیامین پیرو فسفات (اقتباس گرگوری، ۱۹۹۶)
تیامین در سبزی‌ها به‌شکل فسفریله نشده است، در حالی که در گوشت بیشتر به‌صورت دی فسفات یا کربوکسیلاز می‌باشد که قبل از جذب می‌بایستی از آن جدا شود (فروزانی، ۱۳۸۱).

منابع تیامین

مقدار کمی از این ویتامین در غذاهای اصلی وجود دارد. مناع عمده این ویتامین در دانه کامل غلات، در اندام‌های مختلفی مانند جگر، قلب و کلیه، دانه‌ها و سیب زمینی وجود دارد. مقدار زیادی از تیامین موجود در غلات در پوسته خارجی آن جمع می‌شود و همان پوسته است که در آرد کردن غلات از بین می‌رود. نان غنی شده و یا نان تهیه شده با گندم کامل منبع قابل ملاحظه‌ای از تیامین می‌باشد (دمن، ۱۹۹۶).
نخود و سایر حبوبات نیز منابع قابل توجهی از این ویتامین به‌شمار می‌آیند. در نخود با رسیدن دانه نخود مقدار تیامین افزایش می‌یابد. لذا در نخود خشک در مقایسه با نخود تازه تیامین بیشتری وجود دارد. خیساندن نخود خشک، برای مدت طولانی در آب و دور ریختن این آب و یا استفاده از سود جهت تسهیل در نرم‌تر کردن پوست نخود، سبب از بین رفتن مقداری از تیامین می‌گردد.
مخمر آبجو خشک و جوانه گندم هر دو از منابع تیامین هستند. در غنی سازی سایر محصولات غلات مثل برنج، ماکارونی، ذرت و آرد بایستی به این نکته که کدام یک غذای عمده یک جامعه را تشکیل می‌دهد توجه شود (فروزانی، ۱۳۸۱).

پایداری تیامین

اطلاعات گسترده‌ای از پایداری تیامین در غذاها منتشر شده است. اتلاف تیامین از غذا زمانی مورد توجه است که شرایط محیط آبی باعث می‌شود تا تیامین با لیچینگ خارج ‌شود. pH تقریبا خنثی یا بالاتر و یا قرار گرفتن در معرض عوامل سولفوره کننده رخ می‌دهد. اتلاف تیامین همچنین در غذاهای هیدراته شده در دماهای متوسط اتفاق می‌افتد، با سرعت کمتری از آن‌چه در طول فرایند حرارتی است، اتفاق می‌افتد (مائوری و همکاران، ۱۹۸۹).
تیامین در دمای محیط تحت شرایط فعالیت آبی کم ثبات بسیار خوبی را نشان می‌دهد. در مدل های دهیدراته شده (مشابه غلات صبحانه) در دماهای کمتر از ۳۷ درجه سانتی گراد و فعالیت آبی بین ۱/۰ تا ۶۵/۰ هیچ گونه اتلافی را نشان نداده است یا اتلاف ناچیز بوده است. در مقابل در دمای ۴۵ درجه سانتی گراد در فعالیت آبی ۴/۰ یا بالاتر به‌سرعت دچار تخریب می‌شود. در این سیستم مدل بالاترین سرعت تخریب در فعالیت آبی بین ۵/۰ تا ۶۵/۰ اتفاق می‌افتد. در سیستم‌های مدل مشابه سرعت تخریب تیامین با افزایش فعالیت آبی از ۶۵/۰ به ۸۵/۰ افزایش می‌یابد (عرب شاهی و لوند، ۱۹۸۸).
تیامین در بسیاری از ماهی‌ها و محصولات دریایی ناپایدار است که این به‌دلیل حضور آنزیم تیامیناز است. با این حال حداقل بخشی از این فعالیت تخریب تیامین توسط پروتئین‌های آهن دار (گلوبین و هموگلوبین) ایجاد می‌شود که کاتالیست‌های مقاوم به حرارت غیر آنزیمی محسوب می‌شوند.
ترکیبات دیگری نیز در غذا وجود دارند که روی پایداری تیامین اثر می‌گذارند. تانن‌ها ظاهرا می توانند به‌وسیله تشکیل چندین ترکیب افزایشی بیولوژیکی غیر فعال تیامین را نابودکنند. فلاونوئیدهای مختلف می‌توانند تیامین را تغییر دهند اما محصول حاصل از اکسیداسیون فلاونوئیدها در حضور تیامین یک تیامین دی سولفید است که فعالیت تیامینی دارد. کربوهیدرات‌ها می‌توانند میزان تخریب تیامین در طول حرارت دادن یا در حضور بی سولفیت را کاهش دهند، هرچند پیش بینی میزان این اثر در سیستم‌های پیچیده غذایی دشوار است (گرگوری، ۱۹۹۶).
فصل دوم
تاثیر فرایندهای غذایی بر ویتامین‌ها

تاثیر فرآیندهای غذایی بر ماندگاری ویتامین‌ها

مقدمه

فرایند غذایی شامل تبدیل مواد خام حیوانی یا گیاهی به فرآورده‌های آماده به مصرف، به منظور پایداری فرآورده غذایی به‌وسیله ممانعت یا کاهش تغییرات منفی در کیفیت است که بدون این فرآیندها امکان نگه‌داری غذا در مدت زمان طولانی و هم‌چنین حمل غذا در مسافت‌های زیاد وجود نخواهد داشت (هوگان و همکاران ۲۰۰۵).
فرآیندهای تجاری غذا کیفیت و گسترش عمر ماندگاری غذا را به‌وسیله نابودی میکروارگانیسم‌های عامل فساد و آنزیم‌های تجزیه کننده افزایش می‌دهند که این عوامل در غیر این صورت در غذا باعث فساد می‌شوند یا ارزش تغذیه‌ای را کاهش می‌دهند. از آنجایی که همه غذاهای فرایند شده تا هنگام مصرف نیاز به نگه‌داری دارند، بسته بندی مناسب غذا برای حفظ کیفیت یک امر لازم و ضروری است. دما و زمان در طول فرایند و نگه‌داری در یک تولید خوب باید به دقت کنترل شود.
پیشرفت فرآورده‌های غذایی جدید به‌طور طبیعی به ماندگاری ویتامین‌ها تا حد ممکن، محافظت از ویتامین‌های افزوده شده و کمترین تغیرات نامطلوب در فرآورده‌ها کمک می‌کند. فاکتورهایی که در تجزیه و تخریب ویتامین‌ها در طول فرایند نقش دارند، عبارتند از: دما، هوا یا اکسیژن، نور، مقدار رطوبت، فعالیت آبی، pH، آنزیم‌ها و حضور عناصر جزئی مانند آهن و مس. از داده‌های سنتیکی و مدل‌های ریاضی برای پیش بینی کردن ماندگاری ویتامین‌هادر غذا استفاده می‌شود (بال، ۲۰۰۵).
اتلاف بعضی از ویتامین‌های ویژه در طول فرایند غذا اجتناب ناپذیر است. با این وجود باید ارتباط نسبی بین کاهش یک ویتامین ویژه نسبت به یک فرآورده مخصوص بررسی شود. به‌عنوان مثال کاهش ویتامین C در شیر در طول پاستوریزاسیون و نگه‌داری در یخچال نسبتا بی اهمیت است، زیرا شیر منبع غنی از این ویتامین در رژیم غذایی روزانه نسبت به غذاهایی مانند مرکبات و آبمیوه‌ها نیست. نکته دیگری که باید به آن توجه شود این است که اختلاف طبیعی‌ای که در مقدار ویتامین در مواد خام غذایی ممکن است روی مقدار ویتامین‌ها در فرآورده نهایی تاثیر بگذارد ممکن است بیشتر از اثر فرایند به‌تنهایی باشد. مطالعات روی ماندگاری ویتامین‌ها برای تعیین اثرات فرآیندهای غذایی روی ارزش ترکیبات مغذی غذا اهمیت زیادی را در تکنولوژی‌های غذایی و برای مصرف کنندگان دارد.
مهمترین فاکتورها در اتلاف ویتامین، اکسیداسیون (حضورهوا)، حرارت(دما و زمان)، اثر کاتالییتیکی فلزات، pH، فعالیت آنزیم‌ها، رطوبت، اشعه (نور یا اشعه‌های یونیزه کننده) و ترکیبی از این فاکتورها است. بعضی از این ویتامین‌ها به فرایند و نگه‌داری حساس هستند در حالی که ویتامین‌های دیگر کم و بیش پایدارند. ویتامین‌های محلول در آب مستعد اتلاف از طریق لیچینگ در طول شست‌و‌شوی تجاری و بلنچینگ و پخت خانگی هستند. ویتامین C بسیار حساس به اکسیداسیون است. تیامین در طول فرایند، نگه‌داری و پخت به گرما حساس است ولی در غذاهای خنثی و قلیایی و در هوا نیز پایدار است. ریبوفلاوین به‌طور آشکاری حساس به نور است. نیسین و ویتامین B₆ تحت شرایط مختلف فرایند پایدارند. ویتامین A و E در شرایطی که اکسیداسیون چربی‌های غیر اشباع در حضور هوا، گرما،‌ نور، یون‌های فلزی و در زمان نگه‌داری شدت می‌یابد، تخریب می‌شوند. ویتامین K نسبت به گرما پایدار است اما به شدت به دو عامل نورخورشید و فلورسنس حساس است. ویتامین Dبه طور جزئی تحت تاثیر فرایند و نگه‌داری قرار می‌گیرد (بال، ۲۰۰۵).

پیش فرآیندها (شست و شو، پوست کنی و آسیاب کردن)

هر‌گونه قرار‌گیری فرآورده‌های گیاهی یا حیوانی در معرض آب یا محلول‌های آبی طی شست‌و‌شو یا انتقال و حمل فرآورده‌ها به‌سیله آب باعث اتلاف عمده ای در ویتامین‌های محلول در آب از طریق لیچینگ می‌گردد.
تمییز کردن یا پوست کنی میوه‌ها و سبزی‌ها نی‌تواند باعث اتلاف ویتامین‌ها در قسمت‌های جدا شده ساقه، پوست یا بخش‌های پوست‌کنی شده گردد. به عنوان مثال استفاده از تیمار قلیایی در فرایند پوست کنی باعث افزایش اتلاف ویتامین‌های حساس مانند فولات، اسید آسکوربیک و تیامین در سطوح میوه و سبزی می‌گردد. با این وجود این نوع اتلاف در مفایسه با مقدرا کل ویتامین‌های فرآورده ناچیز محسوب می‌شود (گرگوری، ۱۹۹۶).
آسیاب کردن دانه‌هایی مانند گندم، ذرت، برنج، جودوسر، جو و چاودار یک فرایند استفاده شده برای تولید آرد، برنج، نشاسته، دکستروز و شربت ذرت است. آسیاب کردن اثرات مخرب و زیان باری را روی ویتامین‌های آردتولید شده دارد. سبوس، جوانه و بخش اسکوتلوم اندوسپرم دانه‌ها شامل مقدار زیادی از ویتامین‌ها هستند که در طول جداسازی این‌بخش‌ها در طی آسیاب کردن اتلاف می‌شوند. مقدار کاهش بستگی به مدت فرایند استخراج نیز دارد. آسیاب کردن باعث تقریبا اتلاف ٪ ۶۰ -۴۰ ویتامین‌ها می‌شود. بنابراین محصولات غله‌ای برای جایگزینی این اتلاف نیاز به غنی کردن با تیامین، ریبوفلاوین و نیاسین هستند (بال، ۲۰۰۵).

فرآیندهای حرارتی

آنزیم بری^[۳۹]

آنزیم بری شامل در معرض قرار دادن میو‌ه‌ها و سبزیجات به‌صورت تازه در معرض دماهایی در محدوده ۷۶ تا ۹۵ درجه سانتی گراد به‌مدت ۱ تا ۱۰ دقیقه قبل از کنسرو کردن، منجمد کردن یا خشک کردن است. آنزیم بری به‌منظورهای زیر به‌کار برده می‌شود:
یک فرایند تمییز کننده
کاهش دهنده حجم توده‌ای میوه و سبزی با پژمرده و پلاسیده کردن آن‌ ها
خارج کردن هوا از بافت‌های گیاهی و در تنیجه آن کاهش پتانسیل تغییرات اکسیداتیو
غیر فعال کردن آنزیم‌های درونی که باعث کاهش کیفیت فرآورده می‌شوند.
آنزیم بری با آب گرم، با این که به‌طور قابل توجه باعث کاهش ویتامین‌های محلول در آب از طریق لیچینگ می‌شود هنوز هم یک سیستم معمول است. این امر به‌دلیل پایین بودن هزینه و سرمایه لازم در این روش نسبت به روش‌های کارامد دیگری مانند بلچینگ با بخار یا ماکروویو است.
آب پز شدن سریع بافت گیاهی برای به حداقل رساندن اکسیداسیون اسید آسکوربیک به‌وسیله آنزیم آسکوربیک اسید اکسیداز مناسب است. اگر غیر فعال سازی با دمایی در حدود ۸۵ درجه سانتی گراد، سریع حاصل نشود، تجزیه بافت سلولی باعث تماس آنزیم و سوبسترا خواهد شد. بنابراین این یک بلانچینگ ناکارآمد می‌تواند باعث کاهش ویتامین C توسط اکسیداسیون و همچنین لیچینگ شود (سلمان، ۱۹۹۴).
برخلاف آسکوربیک اسید، تیامین به‌طور طبیعی در برابر شرایط گرما در طول بلنچینگ پایدار است. در مطالعه‌ای نخود فرنگی در دمای ۸۸ -۸۲ درجه سانتی گراد به مدت ۳ دقیقه آنزیم بری شد. کاهش تیامین، نیاسین، ویتامین B₆ و ویتامین C به‌ترتیب ۴، ۲۰، ۱۸، و ۱۷ درصد بوده است (لی و همکاران، ۱۹۸۲).

پختن