موضوعات اصلي
یکی از پیشرفت های مهم در تاریخ بشر قادر شدن به حفاظت غذا بوده است. در حقیقت این عمل از مقتضیات یکجا نشینی انسان به جای مهاجرت دائمی و شکار غذای تازه بود.
عسل: این ماده غذایی در شکل رقیق نشده آن یک محافظت کننده طبیعی است و در بسیاری مقالات از آن به عنوان یک سد در برابر باکتری و عفونت نام برده شده. با این حال استفاده از آن به عنوان خوراکی در کودکان زیر دو سال به علت احتمال آلودگی به بوتولینیوم منع شده است.
گلیسیرین: مقادیر بالای گلیسیرین گیاهی (15 تا 20 درصد) اثر محافظت کنندگی دارد.
شکر: مقادیر بالای شکر میتواند از رشد ارگانیسم ها فاسد کننده جلوگیری کند. این عمل در فرآورده هایی مثل مربا، کنسرو ها، برخی ترشی های شیرین و ژله ها انجام می شود. همچنین وجود شکر مسبّب حفاظت شکلات های داغ و شکلات است. امروزه به علت مشکلات ناشی از مصرف زیاد ساکارز در بدن و گرانتر بودن آن، در مواد غذایی از شیرین کننده های مصنوعی استفاده می شود و بنابراین بایستی این فرآورده ها را پس از باز شدن بایستی در یخچال نگهداری کرد.
خشک کردن: حذف آب از محصول یا خشک کردن کامل آن تا حد زیادی امکان فساد را کاهش می دهد. با این حال بایستی توجه داشت که ارگانیسم های حامل اسپور می توانند در حضور مجدد آب فعال شوند.
گرم کردن: گرما دادن، پختن و پاستوریزه اشکال طبیعی دیگری از محافظت هستندکه محصولات را، به خصوص وقتی به صورت یکبار مصرف طراحی شده اند، ضد عفونی می کنند. پس از باز شدن محصول، می توان آن را در یخچال فریزر نگهداری کرد.
عوامل شلات کننده: عوامل شلات کننده با دور کردن فلزات سنگین مورد نیاز برای رشد میکروارگانیسم ها از رشد ان ها جلوگیری می کنند. مثال این ترکیبات اسید فرولیک در سبوس برنج است.
آنتی اکسیدان ها: آنتی اکسیدان هایی نظیرتوکوفرول طبیعی و آسکوربیک اسید به عمل محافظت ترکیبات و جلوگیری از ترشیده شدن چربی هاکمک می کنند.
بخش دوم: دسته بندی بر اساس میکرو ارگانیسم ها
1) Candida
· Calamintha officinalisطبق مطالعات انجام گرفته (1)
· Cryptolepis sanguinolenta Schltr.
· Litsea cubeba
Plumbago zeylanica
· Lapacho Colorado
· Melaleuca alternifolia
· Usnea barbarta
· Passiflora incarnate
· Echinacea angustifolia
و غیره حاصل شد.
پلی ساکارید های گیاه تکثیر فاگوسیت ها را در طحال و مغز استخوان و همچنین مهاجرت گرانولوسیت ها به خون محیطی را افزایش می دهند. علاوه بر این اشاره می شود که عفونت های راجعه کاندیدیایی واژینال با کرم اکیناسه همراه عصاره مائی و کرم به تنهایی درمان شدند. در این آزمایش عصاره موثرتر از کرم به تنهایی بود.
دارد.
اثری نداشتند.
یافت می شود از ان جمله اند.
دیده شده است.
74-25 عنوان می کند.
حساس می باشد.
موجود است اثر قوی ضد میکروبی آن نقش مهمی در اثر کلی ضد میکروبی اسانس دارد.
به میزان 2 تا 7 درصد در این گیاه وجود دارد.
در غلظت هایی با محدوده 5 میلی گرم تا 100 میکروگرم در میلی لیتر تعیین شد.
Natural preservatives
محافظت کننده (Preservative) ترکیب شیمیایی طبیعی یا مصنوعی است که به محصولاتی همچون غذا، دارو، نمونه های بیولوژیک، چوب و غیره اضافه می شود تا از تجزیه یا تغییرات شیمیایی ناخواسته آن ها در نتیجه رشد میکربی و عوامل دیگر جلوگیری کند.
اولین روش های محافظت غذا خشک کردن، دود دادن، سرد کردن و گرما دادن بود. در قرن 19 با تلاش های پاستور روش های درست و علمی این اقدامات کشف شد و راه برای کنترل و تغییرات بیشتر در این زمینه هموار گشت. در زمان های دور استفاده از نمک و انواع ادویه نیز به همین منظور رایج بود. متاسفانه استفاده تدریجی دسته جات وسیع تری از مواد مانند بور و کومارین گاهی باعث سوء استفاده شد. به تدریج استفاده از محافظت کننده های شیمیایی مانند آنتی بیوتیک ها و موادی مانند Hexamethyltetramine (که طی آماده سازی و نگهداری به فرمالدئید تغییر می یابد) رایج شد. در مورد روش هایی فیزیکی کمتر نگرانی وجود دارد (البته امروزه در مورد روش دود دادن احتمال سرطان زایی وجود دارد). روش دیگری که به تازگی مورد توجه و البته شک و تردید قرار گرفته استفاده از تابش است. بسیاری بی خطر بودن این روش را تایید کرده اند و در برخی کشور ها استفاده از این روش مجاز است. با این روش بهترین روش موجود برای از بین بردن Salmonella و سایر باکتری های بیماری زا می باشد. با این حال استفاده از این روش در بسیاری از کشور ها رایج نیست زیرا هنوز نگرانی هایی از سوی مصرف کنندگان در مورد بی خطری این فن آوری وجود دارد (3).
بحث امروزی درباره فن های محافظت بر روی روش های محافظت غذا به شکلی متمرکز شده که در عین حالی که روش مورد انتخاب بی خطر باشد، ترکیبات مغذی و کیفیت حسی موجود در غذای خام و تازه را تا حد امکان تغییر ندهد. به همین دلیل است که غذاهایی که کمتر در معرض این گونه فرآیند ها قرار گرفته اند محبوبیت بیشتری دارند گرچه از نظر سلامتی بایستی بررسی شوند. یک مثال از این دست حفظ زنجیره سرد حین ذخیره و انتقال غذا برای جلوگیری از رشد میکروبی است.
علیرغم به کار گیری روش های مختلف محافظت بسیاری از مسائل هنوز در این باره وجود دارد. امروزه نیاز به روش های ملایم تر و حرکت به سمت مواد طبیعی و حتی غذاهای ارگانیک تایید شده پرسرعت ترین بخش در حال رشد صنعت غذا در دهه گذشته به حساب می آید. توجه به محافظت زیستی سیستم های غذایی توسعه ترکیبات طبیعی ضد میکروبی جدید از منابع مختلف را ضروری ساخته است.
حساسیت میکرو ارگانیسم ها به اغلب محافظت کننده های معمول به کار رفته در حال کاهش است و در کنار این مسائل FDA هنوز تولید کنندگان مواد غذایی را به درج تمام انواع محافظت کننده های به کار رفته در آن ها ملزم نکرده است.
ضد میکروب های غذایی ترکیبات شیمیایی هستند که یا در غذا موجودند یا به آن اضافه می شوند تا از رشد میکروبی جلوگیری کنند یا آن ها را بکشند. عمل اصلی این ترکیبات مهار یا غیر فعال کردن میکرو ارگانیسم های عامل فساد و بیماری زاست. مورد دوم در دو دهه اخیر اهمیت بیشتری یافته است و جست و جو برای وسائل بهتر برای بهبود سلامتی غذا ادامه دارد. پیش از تایید ترکیبات خاص برای استفاده بدین منظور یکی از تنها ترکیبات ضد میکروبی برای کنترل Clostridium botulinum در گوشت، نیترات یا نیتریت بوده است. شماری از ترکیبات توسط مراکز نظارتی بین المللی برای استفاده مستقیم به عنوان ضد میکروب تایید شده اند.
سوال اساسی اینجاست که چرا با وجود تایید بسیاری از ترکیبات هنوز تحقیق و نیاز به ضد میکروب های جدید وجود دارد؟ اولین دلیل در جستجو میان ترکیبات طبیعی وسیع کردن طیف فعالیت ضد میکروبی بیش از ترکیبات موجود است. بسیاری از ترکیبات ضد میکروبی سنتی که تایید شده اند به سبب تداخل با ترکیبات غذایی یا pH کاربرد محدودی دارند. برای مثال اسید های آلی در غلظت های کم تنها در غذاهای بسیار اسیدی (عموماً کمتر از 6/5-6/4) فعالیت دارند زیرا شکل اصلی که خاصیت ضد میکروبی دارد شکل اسید تفکیک نشده است که تنها در pH ای کمتر از pKa ترکیب وجود دارد. تمام اسیدهای آلی تایید شده برای استفاده به عنوان ضد میکروب pKa کمتر از 5 دارند (جدول زیر). برای غذاهایی با pH 5/5 و بیشتر از آن ترکیبات کمی هستند که با غلظت های کم می توانند در جلوگیری از رشد میکروب ها موثر باشند. عامل دیگری که باعث کاهش کارایی مواد ضد میکروب می شود تداخل با ترکیبات غذایی است. اغلب این ترکیبات دوگانه دوست هستند که در نتیجه می توانند به چربی ها یا پروتئین های غذا ها متصل و باعث خارج شدن آن ها از دسترس برای مهار میکرو ارگانیسم ها شوند.
همچنین با توجه به تاکید سازمان های بررسی کننده این ترکیبات در مورد اثرات سمی آن ها علاقه به ضد میکروب های طبیعی افزایش یافته است. در بسیاری از نقاط جهان تایید بی خطری یک ترکیب مصنوعی سال ها زمان می برد و میلیون ها دلار هزینه در بر دارد که برای این نوع ترکیبات چندان مقرون به صرفه نیست.
غذاهایی که از هیچ یک از ترکیبات مصنوعی برای محافظت استفاده نمی کنند در دنیا با برچسب "سبز" مشخص می شوند. البته باید در نظر داشت که بسیاری از ترکیبات تایید شده امروزی به عنوان ضد میکروبی منشأ طبیعی دارند.
زمانی که ترکیبی طبیعی به عنوان یک ضد میکروب مناسب شناخته می شود ممکن است سنتز مصنوعی آن به صرفه تر از به دست آوردن آن از منبع اصلی باشد.
مسائلی که در مورد ضد میکروب های طبیعی بایستی در نظر گرفته شود شامل این موارد است: این ترکیب بایستی به طور یکسانی عمل کند و به شرایط محیطی و کاری حین فرآوری و نگهداری مقاوم باشد. بنابراین بایستی آزمون های معتبری برای بررسی کارایی ترکیبات در شرایط مختلف طراحی نمود. به طور خلاصه، ترکیبات طبیعی موارد بسیار مساعد و مناسبی برای جلوگیری از فساد و آلودگی غذا ها هستند اما نباید از آن ها به راحتی انتظار معجزه داشت.
انواع کاربرد های محافظت کننده ها:
در چوب: با اضافه کردن محافظت کننده به چوب می توان از رشد قارچ ها جلوگیری کرد و حشرات را دفع نمود. به طور معمول آرسنیک، مس، کروم، بورات و ترکیبات مشتق شده از نفت به کار به می روند.
در غذا ها: مکمل های محافظت کننده غذا را می توان به تنهایی یا همراه روش های دیگر محافظت به کار برد. محافظت کننده ممکن است ضد میکروب باشد و از رشد قارچ ها و باکتری ها جلوگیری کند، یا آنتی اکسیدان، مثل جذب کننده های اکسیژن که مانع اکسیداسیون در ترکیبات غذا می شوند.
محافظت کننده های ضد میکروبی معمول شامل کلسیم پروپیونات، سدیم نیترات، سدیم نیتریت، سولفیت ها (دی اکسید سولفور، سدیم بی سولفیت، پتاسیم هیدروژن سولفیت و غیره) و سدیم EDTA می باشد. آنتی اکسیدان های معمول شامل BHA و BHT می باشد. سایر محافظت کننده ها شامل فرم آلدئید (معمولابه حالت محلول)، گلوتار آلدئید (کشنده حشرات)، اتانول و متیل کلرو ایزوتیازولین است.
مضرات و معایب بسیاری از محافظت کننده های غذایی مورد بحث همواره کارشناسان و محققین علوم غذایی است.
ترکیبات طبیعی مثل نمک، شکر، سرکه و خاک سیلیسی از گذشته به عنوان محافظت کننده غذا به کار می رفته اند. روش های خاص مانند منجمد کردن، ترش کردن، دود دادن و شور کردن نیز می توانند برای محافظت از غذا به کار روند.
هدف دیگر محافظت کننده ها آنزیم های گیاهی هستند که پس از خرد شدن گیاه شروع به انجام واکنش های متابولیسمی می کنند. برای مثال سیتریک اسید و آسکوربیک اسید از لیمو یا عصاره سایر مرکبات می تواند از عمل فنولاز که باعث تغییر رنگ سطح بریده شده سیب و سیب زمینی می شود ممانعت به عمل آورد.
اسید های آلی، از آن جا که به عنوان ترکیبات تشکیل دهنده غذا هم به حساب می آیند و اغلب توسط میکرو ارگانیسم ها نیز به طور معمول تولید می شوند، به عنوان یکی از انواع مهم محافظت کننده های طبیعی به شمار می آیند. با این حال بنا بر احتمال بروز مقاومت اسیدی درمیکروارگانیسم ها، خطر مقاومت میکروبی به اسید معده که از اولین سد های مقاومت بدن به شمار می آید نیز بایستی در نظر گرفته شود.
در این تحقیق به منظور بررسی ترکیبات محافظت کننده طبیعی ابتدا به بررسی شیوه های سنتی حفاظت خواهیم پرداخت. ارگانیسم های خاص که مورد توجه خاص برای بررسی اثرات محافظت کنندگی قرار دارند شامل ارگانیسم های استاندارد هستند که بخشی از آزمون های BP یا USP در مورد مواد غذایی، دارویی و آرایشی- بهداشتی را در بر می گیرند. این ها شامل Candida albicans، Pseudomonas aeroginosa، Escherichia coli، Aspergilus niger و staphylococcus aureus هستند. گیاهانی که آزمون هایی در مورد آن ها درباره بررسی اثرات مهار کننده رشد این ارگانیسم ها انجام گرفته در این بین ذکر می شوند.
روش های سنتی حفاظت از ترکیبات:
در میان شیوه های که از قدیم نیز برای حفاظت ترکیبات استفاده می شده از عسل، الکل، گلیسیرین، شکر، نمک، سامانه های بدون آب، سامانه های دمایی، pH اسیدی، شلات کننده ها و آنتی اکسیدان ها ذکر می شوند.
الکل: در حین فرآیند تبدیل کربوهیدرات به الکل (تخمیر) احتمال آلوده شدن با باکتری ها و قارچ ها وجود دارد اما پس از کامل شدن تخمیر، الکل با غلظت حدود 13% (حجمی) از رشد بیشتر ارگانیسم ها جلوگیری می کند. الکل تولید شده را می توان تغلیظ کرد و به عنوان محافظت کننده طبیعی در محصولات پس از اصلاح، کرم های پوستی و ادکلون ها به کار برد.
نمک: ملّاحان قدیمی برای محافظت از گوشت از مقادیر بالای نمک استفاده می کردند و به نظر می رسد که مومیایی های مصری نیز با قرار دادن 40 روزه در ناترون (محلولی غلیظ از آب نمک که با خاصیت اسموتیک آب بافت ها را تخلیه می کرده) ایجاد شده اند.
آب زدوده: در روشی مشابه، می توان محصولاتی تهیه کرد که فاقد آب باشند یعنی طراحی فرمولاسیون به گونه ای باشد که فرآورده کاملاً بدون آب به دست آید. با این حال این محصولات نیز با رسیدن آب حین مصرف به آن ها مستعد محدودیت های مشابه محصولات خشک شده می شوند.
سرد کردن: قرار دادن یک محصول در سرما تنها زمان را برای رشد میکروبی متوقف می کند، به شرط آن که محصول قبل از قرار گیری در سرما استریل شده باشد و یا بار محافظت کننده قوی برای مقابله با هرگونه میکروارگانیسم که بعداً با آن مواجه می شود را داشته باشد.
pH اسیدی: فعالیت محافظت کنندگی می تواند با اعمال تغییر در pH تشدید شود. ایجاد محیط اسیدی طبیعی را می توان با به کارگیری اسیدهای آلفا هیدروکسی اسید (AHA) به دست آورد که از گونه های مختلف Citrus به دست می آیند و ترکیبات عمده آن ها اسید سیتریک و اسید مالیک می باشد. متاسفانه منبع عظیم اسیدهای آلی گیاهی در کارخانجات مختلف به عنوان ضایعات دور ریخته می شود.
ضد میکروب های طبیعی بر اساس منبع استخراج:
می توان ضد میکروب های طبیعی را بر اساس منبع به دست آوردن آن ها به صورت زیر تقسیم بندی کرد: ترکیبات حیوانی، گیاهی و میکروبی. برخی از این ترکیبات مانند Lactoferrin، Lysozyme، Natamycin و Nisin برای استفاده مستقیم در غذا ها توسط مراجع معتبر بین المللی تایید شده اند. در عین حال برخی روش ها از گذشته نیز برای محافظت ترکیبات به کار گرفته شده اند که در ابتدا با مروری بر آن ها آغاز می کنیم.
محافظت کننده های طبیعی به دست آمده از حیوانات (1):
· Chitosan: کایتوزان یا (1-->4)-2-amino-2-deoxy-β-D-glucan ترکیب تشکیل دهنده دیواره سلولی قارچ ها است. به صورت صنعتی آن را از Chitin که یک محصول جانبی فرآوری حلزون صدف دار است با دِاستیلاسیون قلیایی به دست می آورند. Chitosan نام برگزیده سری پلیمر هایی با نسبت های متفاوت Glucosamine (GlcN) و N-acetyl glucosamine (GlcNAc) است. اغلب کایتوزان های تجاری کمتر از 30% واحد استیله و وزن مولکولی بین 100 تا 1200 کیلو دالتون دارند. کایتوزان رشد قارچ های فاسد کننده غذا، مخمر ها و باکتری ها شامل: Aspergillus flavus، Saccharomyces cerevisiae، Zygosaccharomyces bailii، Mucorracemosus، Byssochlamys spp.، Botrytis cinerea، Rhizopus stolonifer، و Salmonella، Staphylococcus aureus، Escherichia coli، Yersinia enterocolitica، Listeria monocytogenes و Lactobacillus fructivorans را مهار می کند (3). با این حال MIC گزارش شده برای انواع باکتری ها و قارچ ها بسیار وسیع (از 01/0 تا 5 درصد) و بسته به خصوصیات پلیمر و pH، دما و حضور مواد تداخل کننده نظیر پروتئین ها و چربی ها دارد. کایتوزان ممکن است با ایجاد تداخل با پلی ساکارید های آنیونیک سلول ها یا غشاء سلولی به طور مستقیم بر سلول میکروبی اثر کند و باعث تغییر نفوذ پذیری یا مهار نقل و انتقالات آن گردد. نشان داده شده که کایتوزان 1% برای کاهش تنها 1 تا 2 log از Pseudomonas، Staphylococci و باکتری تام در محصولی گوشت دار لازم بوده و غلظت های کمتر (2/0 و 5/0 درصد) اثری بر آن ها نداشته است. در عوض گزارش شده که توت فرنگی های تازه و فلفل های خوابانده شده در محلول های اسیدی کایتوزان و آغشته شده به B. cinerea یا R. stolonifer زمان مجاز نگهداری معادل میوه های عمل آوری شده با قارچ کش های متعارف بوده است. در گزارشی دیگر آمده که محلول g/L 5-0/1 کایتوزان گلوتامات رشد هشت گونه مخمر را در آب سیب در دمای 25 درجه سانتیگراد مهار می کند. حساس ترین گونه در این میان Z. bailii بود که به طور کامل در غلظت g/L 0/1 غیر فعال شد. در مورد S. cerevisiae غلظت کمینه مهاری g/L 0/4 بود و از سر گیری رشدی پس از 32 ساعت مشاهد نشد. در مقاله ای که اخیراً به چاپ رسیده اثر محافظت کنندگی مخلوطی از کایتوزان و عصاره نعناع (به عنوان آنتی اکسیدان) برای نگهداری گوشت بررسی شده (2) و MIC برای آن 05/0 درصد به دست آمد و باعث افزایش طول عمر قفسه ای آن شد. این مخلوط در برابر باکتری های گرم مثبت فعال تر بود. امروزه استفاده از مخلوط ترکیبات برای محافظت در حال بررسی بیشتر است.
· Lactoferrin: در شیر و شیر ماک پروتئین اصلی متصل شونده به آهن لاکتوفرین است. هر مولکول لاکتوفرین دو محل اتصال برای آهن دارد. این ترکیب مهار کننده شماری از میکروارگانیسم ها از جمله Bacillus subtilis، B. stearothermophilus، Listeria monocytogenes، Micrococcus species، E. coli و Klebsiella species است. اما اثری علیه Salmonella Typhimurium، Pseudomonas fluorescens و ندارد و اثر آن بر ضد E. coli O157:H7 یا L. monocytogenes VPHI کم است. برخی باکتری های گرم منفی به دلیل سازگار شدن با شرایط کم آهن و باکتری های با نیاز کم به آهن (مثل باکتری های لاکتیک اسید) ممکن است به آن مقاوم باشند. از آن جا که این ترکیب کاتیونی است می تواند نفوذ پذیری غشاء به ترکیبات آب گریز شامل سایر ترکیبات ضد میکروبی را افزایش دهد. لاکتوفرین اتصال میکروارگانیسم ها به سطح موکوس و بیان Fimbria و سایر فاکتورهای کولونیزه شدن باکتری های بیماری زای روده ای مثل E. coli را مهارمی کند و لیپوپلی ساکارید های باکتری های گرم منفی را غیر فعال می کند (3). لاکتوفرین B یا لاکتوفرین هیدرولیز شده (HLF) پپتیدی کوچک است که با هیدرولیز اسید-پپسین لاکتوفرین گاوی حاصل می شود. گزارش شده که این ترکیب قادر به مهار Shigella، Salmonella، Yersinia enterocolitica، E. coli O157:H7، S. aureus، L. monocytogenes و Candida می باشد. با اینکه این ترکیب در محیط های غیر پیچیده (نظیر Peptide yeast extract glucose broth) فعال بود، در محیط های پیچیده تر (مثل Trypticase soy broth) غیر فعال بود. افزودن EDTA فعالیت HLF را در این محیط های پیچیده تر افزایش داد و مشخص شد که کاهش فعالیت HLF ممکن است تا حدی در نتیجه مقدار زیاد کاتیون ها در محیط باشد. در یک آزمایش در حالی که mg/mL 100-50 لاکتوفرین B باعث کاهش E. coli O157:H7 در پپتون 1% شده، اثر آن به عنوان شد میکروب در گوشت خرد شده بسیار کمتر بوده است (3).
· سیستم Lactoperoxidase: لاکتوپراکسیداز آنزیمی ست که در شیر خام، شیر ماک، بزاق و سایر ترشحات بیولوژیک وجود دارد. شیر گاو به طور طبیعی دارای 10 تا 60 میلی گرم لاکتوپراکسیداز در هر لیتر است. این آنزیم با تیوسیانات ( (SCN – و در حضور H2O2 واکنش می دهد و ترکیبی ضد میکروبی تشکیل می گردد که به آن سیستم لاکتوپراکسیداز (LPS) می گویند. شیر تازه حاوی 1 تا 10 میلی گرم تیوسیانات در هر لیتر است که برای فعال ساختن LPS کافی نیست. جزء سوم این سیستم یعنی هیدروژن پراکساید در شیر تازه به دلیل فعالیت کاتالاز طبیعی، پراکسیداز یا سوپراکسید دسموتاز موجود نیست. حدوداً 8 تا 10 میلی گرم پراکسید در هر لیتر برای LPS لازم است. در واکنش LPS تیوسیانات به ترکیب ضد میکروبی) Hypothiocyanate (OSCN – تبدیل می شود که در تعادل با Hypothiocyanous acid (pKa = 5.3) است. LPS به طور کلی بیشتر علیه باکتری های گرم منفی شامل Pseudomonas نسبت به گرم مثبت ها موثر است. با این حال هر دو نوع بیماری زای آن ها (شامل Salmonella، S. aureus، Listeria monocytogenes و Campylobacter jejuni) که در غذا رشد می کنند را مهار می کند. LPS می تواند زمان عمر قفسه ای شیر تازه را افزایش دهد. غیر فعال شدن Lactoperoxidase در دمای 80 درجه سانتیگراد و در 15 ثانیه روی می دهد در حالی که اجرای گرم کردن در 72 درجه اثری بر آن ندارد و بنابراین این نظریه مطرح شده که این سیستم می تواند در حفظ کیفیت شیر پاستوریزه شده در دمای 72 درجه برای 15 ثانیه موثر باشد. از LPSدر محافظت فرمولاسیون غذای نوزادان، بستنی، خامه، پنیر و مایع تخم مرغ کامل استفاده شده است (3).
· Lysosyme: لیزوزیم آنزیمی است که هیدرولیز اتصالات β-1, 4 glycosidic بین N-acetylmuramic acid و N-acetylglucosamine پپتیدوگلیکان دیواره سلولی باکتریایی را تسهیل می کند. این ماده در تخم پرندگان، شیر پستانداران، اشک و سایر ترشحات، حشرات و ماهی های وجود دارد. این آنزیم در محلول های هایپوتونیک باعث تخریب دیواره باکتری می شود. اثر عمده آن بر روی باکتری های گرم مثبت است زیرا پپتیدوگلیکان دیواره سلولی در آن ها بیشتر در معرض است. این ترکیب علیه باکتری های به وجود آمده در غذا؛ Bacillus stearothermophilus، Clostrifium botulinum، C. thermosaccharolyticum (Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum)، C. tyrobutyricum، Listeria monocytogenes و Staphylococcus aureus را مهار می کند. در حساسیت باکتری های گرم مثبت به لیزوزیم به سبب حضور Teichoic acid ها و سایر ترکیباتی که به آنزیم اتصال می یابند تفاوت هایی وجود دارد. همچنین برخی گونه ها دارای نسبت بیشتری از اتصالات 1, 6 و یا 1, 3 گلیکوزیدی در پپتیدوگلیکان هستند که مقاوم تر از اتصالات 1, 4 است. لیزوزیم علیه باکتری های گرم منفی اثر کمتری دارد زیرا محتوای پپتیدوگلیکانی آن ها کمتر است (10-5 درصد) و لایه بیرونی لیپوپلی ساکاریدی و لیپو پروتئینی نیز در آن ها دیده می شود. می توان حساسیت این باکتری ها را با ترکیب کردن لیزوزیم با شلاتور ها (مثل EDTA) که به Ca ++ یا Mg ++ که برای حفظ یکپارچگی لایه لیپوپلی ساکاریدی ضروری هستند اتصال می یابند، افزایش داد. لیزوزیم برای جلوگیری از تولید گاز توسط C. tyrobutyricum (Blowing) در پنیر هایی مثل Edam و Gouda به کار می رود. کارخانجات تولید پنیر که از لیزوزوم سفیده تخم مرغ به این منظور استفاده می کنند عموماً حداکثر mg/L 400 را به این منظور می افزایند. لیزوزیم در ژاپن برای محافظت غذا های دریایی، سبزیجات، Pasta و سالاد ها به کار می رود. همچنین این ترکیب برای استفاده در شراب های الکلی به منظور مهار باکتری های لاکتیک اسید و به عنوان ترکیبی از بسته بندی ضد میکروبی مورد آزمایش قرار گرفته است.
محافظت کننده های طبیعی به دست آمده از گیاهان (1):
گیاهان وحشی در حالیکه در محیطی مستعد ایجاد فساد در نتیجه حضور انواع میکروارگانیسم ها شامل قارچ ها، کپک ها و باکتری های فراوان فاسد نمی شوند. می توان دریافت که گیاهان زنده در برابر نیروهای طبیعی تجزیه خواه مبارزه می کنند.
ترکیبات اصلی ضد میکروب های طبیعی موجود در گیاهان شامل دسته موجود در گیاه دست نخورده و دسته به وجود آمده بر اثر عفونت یا آسیب می شوند. ترکیبات موجود در گیاه دست نخورده شامل آلکالوئید ها، دی اِن ها، فلاونول ها، فلاوون ها، گلیکوزید ها، لاکتون ها، اسید های آلی، ترکیبات فنولی و ترکیبات شبه پروتئینی هستند. از مهار کننده های عفونت نیز می توان Idothicyanates، ترکیبات فنولی، Phytoalexins و Sulfoxides را نام برد.
ترکیبات شیمیایی موجود در بخش های مختلف گیاه آن را در برابر محیط محافظت می کند. دستکاری ژنتیکی برخی گیاهان که منجر به تغییر ترکیبات طبیعی آن ها شده، در مواردی باعث کاهش اثر بخشی این مکانیسم طبیعی می شود. اینگونه نتیجه گیری شده که ترکیبات شیمیایی هر گیاه به طور مشخصی با گیاهان دیگر تفاوت دارد و دسته ترکیباتی که در هر گیاه می تواند از رشد میکرو ارگانیسم های مضر جلوگیری کند نیز متفاوت است. در بسیاری از موارد استخراج از گیاهان عصاره ای را به دست می دهد که علاوه بر مقاومت در برابر فساد می تواند برخی از میکروارگانیسم ها را نیز از بین ببرد. این پدیده مورد توجه خاص ماست.
از موارد بسیار مناسب به عنوان ضد میکروب های غذایی ترکیبات موجود در چاشنی ها و اسانس موجود در ان ها است. به علاوه ترکیباتی از خانواده سیر، خانواده خردل و ترکیبات فنلی نیز اثرات بالقوه ضد میکروبی نشان داده اند. بنا براین امکان استفاده از گیاهان به عنوان محافظت کننده های طبیعی وجود دارد. برای این امر مناسبترین راه برای جستجو در مورد گیاهان و ترکیبات مناسب برای محافظت کردن، آزمایش در مورد اثر بر ارگانیسم هاست. در این بخش ابتدا در مورد دسته جات خاص ترکیبات موثر به عنوان ضد میکروب بحث می شود و سپس با دسته بندی نحوه اثر از نظر نوع میکرو ارگانیسم به بررسی اثر گیاهان و امکان لستفاده از آن ها در صنایع مختلف به عنوان محافظت کننده پرداخته خواهد شد.
بخش اول: دسته بندی بر اساس خانواده گیاهی و دسته ترکیبات
Ø Allium: مشخص شده که پیاز (Allium cepa) و سیر (Allium sativum) قادرند رشد و تولید سم بسیاری از میکروارگانیسم ها شامل B. cereus، C. botulinum type A، E. coli، Lactobacillus plantarum، Salmonella، Shigella و S. aureus و قارچ هایی نظیر A. flavus، A. parasiticus، Candida albicans و گونه هایی از Cryptococcus، Rhodotorula، Sacchatomyces، Torulopsis و Trichosporonرا مهار کنند. Cavallito و Bailey (1944) ترکیبات اصلی ضد میکروبی سیر را با استفاده از تقطیر با بخار آب عصاره اتانولی جدا سازی کردند. آنان ترکیبات ضد میکروبی نظیر Allicin (diallyl thiosulfinate; thio-2-propene-1-sulfinic acid-5-allyl ester) را شناسایی کردند. Allicin با عمل آنزیمی Allinase بر روی مولکول Alliin [S-(2-propenyl)-L-cysteine sulfoxide] تشکیل می شود. این واکنش تنها وقتی سلول های سیر تخریب شوند و آنزیم آزاد گردد به وجود می آید. واکنشی مشابه در پیاز صورت می گیرد و تنها سوبسترای متفاوتی در این مورد خواهیم داشت که ترکیب زیر است: [S-(1-propenyl)-L- cysteine sulfoxide] و یکی از محصولات اصلی آن Thiopropanal-S-oxide می باشد. محصولات به وجود آمده مسئول اثر ضد میکروبی و همچنین بوی مخصوص سیر و پیاز هستند. به علاوه ترکیبات سولفوره ضد میکروبی، پیاز حاوی ترکیبات فنولی Procatechuic acid و Catechol است که اثر ضد میکروبی دارند. مکانسیم عمل Allicin به احتمال زیاد مهار آنزیم های دارای گروه Sulfhydryl است (3).
Ø Hydroxycinnamic acids و ترکیبات وابسته: اسیدهای هیدروکسی سینامیک شامل Caffein، p-Coumaric، Ferulic و Sinapic اسید ها هستند. این ترکیبات در گیاهان و معمولاً به صورت استر و کمتر به شکل گلیکوزیله یافت می شوند. مشخص شده که Ferulic acid در غلظت mg/mL 1000 و p-Coumaric acid در غلظت mg/mL 500 یا 1000 رشد Bacillus cereus و Staphylococcus aureus را مهار می کنند. این ترکیبات در برابر Pseudomonas fluorescens و E. coli بسیار کمتر فعال بودند. در عوض استر آلکیل Hydroxycinnamic acids شامل Methyl caffeoate، Ethyl caffeoate، Propyl caffeoate، Methyl p-coumarate و Methyl Cinnamate مهار کننده های موثری برای P. flurescens بودند. اثر Caffeic، Coumaric و Ferulic acid ها علیه باکتری های لاکتیک اسید Lactobacillus collinoides و L. brevis مورد آزمایش قرار گرفته است. در pH= 4.8 و در حضور اتانول 5%، p-Coumaric و Ferulic acids موثرترین ترکیبات مهار کننده در غلظت های 500 و mg/mL 1000 بودند. در غلظت mg/mL 100، هر سه آن ها رشد میکروارگانیسم ها را تحریک کردند. بدین ترتیب پیشنهاد شد که احتمالاً این ترکیبات در شروع تخمیر Malolactic شراب نقش دارند. اثر Caffeic، Chlorogenic، p-Coumaric و Ferulic اسید ها در pH= 3.5 بر رشد Saccharomyces cerevisiae بررسی شده است. کافئیک و کلروژنیک اسید در غلظت mg/mL 1000 اثر کمی بر رشد ارگانیسم ها داشتند اما در حضور p-Coumaric acid با غلظت mg/mL ارگانیسم کاملاً مهار شد. فرولیک اسید موثرترین ماده جهت ممانعت از رشد بود. در غلظت mg/mL 50 این ترکیب فاز تاخیری S. cerevisiae را طولانی کرد و در mg/mL 250 رشد آن کاملاً مهار شد. فرولیک اسید همچنین قادر به مهار تا حدود 75 درصدی Aflatoxin B1 و G1 که توسط Aspergillus flavus و A. parasiticus تولید می شود نیز هست. Slicylic acid و Trans-cinnamic acids نیز تولید Aflatoxin را در همین سطح مهار می کنند. Furocoumarins مرتبط با Hydroxycinnamate ها هستند. این ترکیبات شامل (6-hydroxy-5-benzofuranacrylic acid δ-lactone) Psoralen و مشتقاتش، Phytoaleexin ها (ترکیباتی که به وسیله گیاهان در پاسخ به هجوم قارچ ها و حشرات تولید می شوند) در میوه مرکبات، جعفری، هویج، کرفس و زردک هستند. Psoralen خالص شده و منابع طبیعی ترکیب (مثل روغن Cold press لیمو و عصاره پوست لیمو) اثر ضد میکروبی علیه E. coli O157:H7، ٍErwinia carotovora، L. monocytogenes و Micrococcus luteus پس از تابش طول موج بلند (nm 365) مافوق بنفش نشان داده است.
Ø Isothiocyanates: دانه خردل ترکیبی با مزه تند و تیز به نام Allyl isothicyanate (AIT) دارد. ایزوتیوسیانات ها (R -- N ═ C ═ S) مشتقات گلوکزاینولات ها در سلول های گیاهان خانواده چلیپائیان (Cruciferae) یا خردل ( مانند کلم، کلم قمری، کلم بروکسل، گل کلم، کلم بروکلی، کلم پیچ، Horseradish، خردل، شلغم و Rutubaga) هستند. این ترکیبات در نتیجه عمل آنزیم Myrosinase (Thioglucoside glucohydrolase EC 3.2.3.1) بر روی گلوکز اینولات ها در هنگام وارد آمدن آسیب به بافت گیاه به وجود می آیند. به علاوه گروه جانبی آلیل، سایر گروه های جانبی ایزوتیوسیانات شامل Ethyl، Methyl، Benzyl و Phenyl هستند. گزارش شده که این ترکیبات عوامل ضد میکروبی قوی هستند. ایزوتیوسیانات ها برای قارچ ها، مخمرها و باکتری ها در محدوده ng/mL 110-16 در فاز گازی و mg/mL 600-10 در محیط مایع اثر مهار کنندگی دارند. مهار باکتریایی متفاوت است اما به طور کلی باکتری های گرم مثبت نسبت به این ترکیبات حساسیت کمتری دارند. در حضور mg/mL 2000 هوا از AIT، E. coli، L. monocytogenes و Salmonella Typhimurium دچار کاهشی حدود تا برابر شدند. این آزمون در آزمایشی دیگر تکرار شد و در غلظت mg/mL 1000 هوا از AIT کاهشی حدود برابر در تعداد میکرو ارگانسیم های زنده E. coli O157:H7، Salmonella Typhimurium و L. monocytogenes مشاهده شد. با این حال در صورت مواجهه سلول ها با هوا، شمار آن ها افزایش می یافت. در این میان E. coli O157:H7 مقاوم ترین گونه بود. در مطالعه ای دیگر اثر ضد E. coli O157:H7 بر روی دانه های یونجه در حال جوانه زدن مورد آزمایش قرار گرفت. mL 50 از AIT E. coli O157:H7 را به میزان 2.7 log CFU بر روی دانه های مرطوب مهار کرد اما باعث از بین رفتن میکرو ارگانیسم بر روی دانه های خشک نشد. AIT اثر زیان بخشی بر روی رشد دانه های یونجه مرطوب نیز داشت. همچنین اثری بر روی Salmonella تلقیح شده به دانه ها نداشت و باعث به وجود آمدن مشکلات حسی در این دانه ها شد. اسانس به دست آمده از Horseradish که حاوی 90% AIT است بر روی گوشت مورد بررسی قرار گرفت و باکتری های E. coli O157:H7، L. monocytogenes، Salmonella Typhimurium، Staphylococcus aureus، Serratia grimeseii و Lactobacillus sake مورد آزمایش قرار گرفتند. AIT در غلظت mL/L 20 هوا باکتری های بیماری زا و میکروارگانیسم های عامل فساد را مهار کرد. در این موارد و در آزمایشات تکمیلی انجام گرفته pseudomonas و Enterobacteriaceae به بیشترین میزان مهار شدند و باکتری های لاکتیک اسید مقاوم ترین ها بودند. ایجاد بو و طعم ها به تاخیر افتاد و رنگ گوشت نیز حفظ شد. مکانیسمی که ایزوتیوسیانات ها سلول ها را مهار می کنند احتمالاً در اثر مهار آنزیم ها با واکنش مستقیم با اتصالات دی سولفیدی یا از طریق واکنش آنیون تیوسیانات برای غیر فعال کردن آنزیم های سولفیدریل است.
Ø چاشنی ها و اسانس آن ها: چاشنی ها و اسانس آن ها درجات مختلفی از اثر ضد میکروبی را دارا هستند. در میان چاشنی ها میخک، دارچین، پونه کوهی، آویشن باغی، مریم گلی، رزماری، ریحان و وانیلین قوی ترین اثرات ضد میکروبی را دارند. اصلی ترین ترکیبات ضد میکروبی اسانس میخک (Syzygium aromaticum) و دارچین (Cinnamomum zeylanicum) به ترتیب Eugenol 2-methoxy-4-(2-propenyl)-phenol))) و Cinnamic aldehyde (3-phenyl-2-propenal) هستند. MIC اسانس های میخک و دارچین در آزمون Agar dilution علیه Campylobacter jejuni، Escherichia coli، Salmonella Enteritidis Listeria monocytogenes و Staphylococcus aureus به ترتیب 05/0، 05/0-04/0، 05/0-04/0، 03/0 و 04/0% درصد است. سینامیک آلدئید یا تیمول با غلظت mg/L 600 هوا به طور موثری مقدار Salmonella روی دانه های یونجه را برای جوانه زدن کاهش می دهد و جوانه زدن را تحت تاثیر قرار می دهد. 16 گیاه و چاشنی در سال 1982، با غلظت 2 درصد وزنی/حجمی علیه 9 گونه مولد Mycotoxin از Aspergillus و Penicillium مورد بررسی قرار گرفتند. موثرترین ضد میکروب در میان چاشنی ها میخک بود که شروع رشد تمام میکروارگانیسم ها را در 25 درجه سانتیگراد به مدت 21 روز به تاخیر انداخت. دارچین قوی ترین مورد بعدی بود که 3 گونه Penicillium را برای بیش از 21 روز مهار کرد. مشخص شد که دارچین 1% در نان کشمشی رشد و تولید آفلاتوکسین به وسیله A. parasiticus را مهار می کند. در آزمایشی دیگر اثر مهار رشد بر روی قارچی دیگر یعنی A. flavus به وسیله اوژنول، تیمول و کارواکرول تایید شد. اوژنول با غلظت mg/mL 200 زمان تاخیر اولیه را افزایش داد و سرعت رشد P. citrinum را کاهش داد در حالی که با غلظت mg/mL 100 تولید مایکوتوکسین، Citrinin به وسیله قارچ را به تاخیر انداخت. همچنین این ترکیب مانع رشد قارچ در غلظت mg/mL 200 در نوعی پنیر شده است. گزارش شده که سینامیک آلدئید رشد باکتری ها و قارچ ها را مهار می کند و باعث افزایش عمر قفسه ای سیب زمینی شده است.
فعالیت ضد میکروبی پونه کوهی (Origanum vulgare) و آویشن باغی (Thymus vulgaris) به اسانس آن ها نسبت داده می شود که به ترتیب دارای ترپن های تیمول و کارواکرول هستند. هر دو این ترکیبات اثر مهاری علیه شماری از باکتری ها، قارچ ها و مخمر ها شامل Bacillus subtilis، E. coli، Lactobacillus plantarum، Pediococcus cereviriae، Pseudomonas aeroginosa، گونه ای Proteus، Salmonella Enteritidis، S. aureus، Vibrio parahaemolyticus و A. parasiticus داشته است. نشان داده شده که اسانس آویشن شیرازی موثرترین اسانس ضد میکروب علیه رشد L. monocytogenes 4b نسبت به سایر چاشنی های دیگر و عصاره های گیاهی است. به همین ترتیب اسانس آویشن شیرازی موثرترین ضد میکروب در بین 15 اسانس چاشنی آزمایش شده علیه C. jejuni، E. coli، Salmonella Enteritidis، L. monoocytogenes و S. aureus بوده است. Aligiannis et al. پی بردند که گونه های Oregano با غلظت بالای کارواکرول (Origanum scabrum) به طور چشمگیری اثر ضد میکروبی بیشتری نسبت به گونه های بدون کارواکرول (Origanum microphyllum) دارد. این نشان می دهد که گیاهانی با چنین اسانسی در اثر ضد میکروبی شان معادل هستند. مشخص شده که اثر همزمان کارواکرول و Nisin در مهار L. monocytogenes و B. cereus به صورت سینرژیستی بوده است. کارواکرول در غلظت mg/mL 06/0 رشد و تولید سم ایجاد کننده اسهال توسط B. cereus را مهار می کند. کارواکرول در ترکیب با Cymene و سس سویا رشد B. cereus را در برنج مهار کرده و کارواکرول به تنهایی تولید سم در سوپ به وسیله میکرو ارگانیسم مهار کرد. مهار وابسته به تلقیح اولیه بوده است. مشخص شده که کارواکرول باعث تخلیه ذخایر ATP و کاهش شیب pH در طول غشای سیتوپلاسمی می شود و از بین رفتن نیروی محرک پروتون در B. cereus شد که منجر به مرگ نهایی سلول شده است.
رزماری (Rosmarinus officinalis) حاوی Borneol همراه با Pinene، Camphene و Camphor است در حالی که مریم گلی (Salvia officinalis) به طور عمده دارای Thujone است. در غلظت 2 درصد در محیط کشت، مریم گلی و رزماری علیه باکتری های گرم مثبت به نسبت
گرم منفی ها فعال تر هستند. اثر مهاری این دو گونه در غلظت 3/0% متوقف کننده رشد (Bacteriostatic) است در حالی که در غلظت 5/0% کشنده باکتری های گرم مثبت (Bacteriocidal) هستند. از 18 چاشنی بررسی شده بر روی L. monocytogenes در محیط کشت در سال 1994 مشخص شد که موثرترین آن ها رزماری است. موثرترین بخش رزماری نیز آلفا پینن بود. در سال 1998 و طی آزمایشی دیگر معلوم شد که رزماری (05/0-02/0 درصد) و مریم گلی (075/0-02/0 درصد) در برابر L. monocytogenes و S. aureus اثر مهاری دارند اما در برابر باکتری های گرم منفی فاقد اثرند. در سال 1993 ده گیاه و چاشنی در برابر دو سویه از L. monocytogenes در Tryptose Bath مورد مطالعه قرار گرفتند. موثرترین چاشنی مریم گلی بود که در مقدار 1% تعداد باکتری های زنده را پس از یک روز در دمای 4 درجه سانتیگراد - برابر کاهش داد. فلفل فرنگی شیرین (Allspice) در ردیف دوم قرار می گرفت که میکرو ارگانیسم مورد مطالعه را برای چهار روز غیر فعال می کرد. در غذاها هر دوی رزماری و مریم گلی اثر قابل توجهی در کاهش فعالیت L. monocytogenes Scott A در سوسیس گوشت خوک تازه یخ زده دارند و این کاهش اثر در مقابل 05/0% رزماری خرد شده یا 1% اسانس آن به دست آمده است. حساسیت B. cereus، S. aureus و Pseudomonas به مریم گلی در محیط کشت میکروبیولوژیک بیشترین بوده و مقادیر این باکتری ها در برنج و مرغ و ماکارونی را کاهش داد.
اسانس ریحان شیرین (Ocimum basilicum) با عوامل اصلیش به نام های Linalool و Methyl chavicol اثرات ضد میکروبی محدودی دارد. این اسانس در برابر 33 باکتری مخمر و قارچ در Agar well assay در برابر برخی قارچ ها مثل Mucor و گونه هایی از Penicillium فعال بود اما اثر کمی در برابر باکتری ها داشت. Wan et al. در سال 1998 ترکیبات ذکر شده اصلی اسانس را در برابر 35 سویه باکتری، قارچ و مخمر مورد بررسی قرار دادند و نتایج قبلی تایید شد. Methyl chavicol با غلظت 1/0% توانست در محیطی مقدار Aeromonas hydrophila را تا برابر کاهش دهد و در این کار به اندازه mg/mL 125 Chlorine موثر بود. Smith-Pulmer et al. در سال 1998 گزارش کرده اند که MIC برای اسانس ریحان شیرین برای C. jejuni، E. coli، Salmonella Enteritidis، L. monocytogenes و S. aureus به ترتیب برابر 25/0، 25/0، 1/0، 05/0 و 1/0 درصد بوده است.
وانیلین (4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde) یکی از ترکیبات اصلی لوبیای وانیل، میوه یک ثعلب (Vanilla planifola، Vanilla pompon یا Vanilla tahitensis) است. این ترکیب در برابر قارچ ها و باکتری های گرم مثبت غیر اسید لاکتیکی بیشترین اثر را دارد. با تهیه آگار های با پایه میوه حاوی انبه، خربزه درختی (انبه هندی)، آناناس، سیب و موز با حداکثر mg/mL 2000 وانیلین و تلقیح هر کدام با A. flavus، A. niger، A. ochraceus یا A. parasiticus آزمایشی انجام شد. در غلظت mg/mL 1500 به طور موثری تمام سویه های Aspergillus را در تمام محیط ها مهار کرد. مهار کامل رشد Debaryomydes hansenii، S.cerevisiae، Z. bailii و Z. rouxii در محیط آزمایشگاهی پوره سیب با غلظت mg/mL 2000 وانیلین گزارش شده است. این ماده با همین غلظت در برابر مخمرها در پوره موز بی اثر بوده است. در سال 1997 Cerrutti et al. از وانیلین به همراه کلسیم لاکتات، آسکوربیک اسید و سیتریک اسید برای تولید پوره توت فرنگی با ماندگاری بالا استفاده کرده اند.
اسانس Cilantro (از برگ های Coriandrum sativum L.) قادر به مهار رشد L. monocytogenes بوده است. فعالیت مهاری به حضور الکل ها و آلدئید ها (C6-C10) مربوط می شده است. بسیاری دیگر از چاشنی ها (شامل انیس، برگ بو، فلفل سیاه، هل، فلفل قرمز، دانه کرفس، پودر فلفل، گشنیز، زیره سبز، پودر زردچوبه هندی، شوید، شنبلیله، نعناع قمی، ترخون و فلفل سفید) مورد آزمایش قرار گرفته اند و معلوم شده که اثر کمی داشته یا بی اثر بوده اند. این ها بوده اند.
albicans
Savory، Calamintha و Thyme در برابر Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae و Candida albicans بسیار فعال بودند.
· Satureia hortensis
عنوان شده (3) که اسانس مرزه غنی از کارواکرول است (8/56%) و به صورت
: بیان می دارد (5) که یا Savory زمستانی به عنوان یک کمک کننده به هضم و همچنین در بین داروهای گیاهی شفا بخش قدیمی خاص جایگاهی ویژه دارد. این گیاه دارای ترکیباتی چون Pinene، Carvacrol (40-30 درصد)، Cymene (25-20 درصد)، Cineol، ترپن ها (50-40 درصد) و مقدار کمی Thymol است. دانشکده فارماکولوژی مونپلیه مطالعه ای بر خواص ضد باکتری و ضد قارچ آن انجام داده اند. ده گونه Staphylococcus، 11 قارچ شامل Candida albicans، C. tropicalis، Trichophyton interdigitalis و 14 میکروارگانیسم دیگر مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج بسیار جالب توجه و در عمل اثر آن معادل Thyme بود.in vitro علیه Candida albicans بسیار موثر است.
اثرات ضد قارچی سیترال و اسانس علف لیمو در
: گفته شده (6) که Litsea به عنوان منبع تجاری Citral مصرف می شود. Citral تشکیل دهنده 75 درصد اسانس Chang May است و دو ایزومر دارد که Neral و Geranial هستند و آلدئید مربوطه معادل Nerol و Geraniol هستند. اسانس May Chong دارای اندکی ژرانیال بیشتر نسبت به نرال است (41% نسبت به 34%). سیترال ترکیبی شناخته شده به عنوان ضد تومور و ضد قارچ است و برای کمک به جلوگیری از آترواسکلروز در شرایط آزمایشگاهی است. شاهد ضد تومور بر پایه استفاده استفاده بالینی سیترال (و سیترونلال) در ژاپن طی دهه 1940 بر روی 125 نفر سرطانی است. در 6 مورد (5%) پیگیری 10 ساله درمان کامل را نشان داد. گزارش کامل این مطلب در IJA Vol. 1, No. 4/ Vol. 2, No. 1 آمده است.IJA Vol. 3, No. 1 چاپ شده است. سیترال اثر قابل ملاحظه ای علیه Microsporum gypseum، Aspergillus fumigatus، Trichophyton mentagrophytes var. interdigitalis و Candida albicans نشان داده است.
محلولی بسیار رقیق (غلظت یک در 50000) از
Plumbagin برای بسیاری از باکتری ها و قارچ های بیماری زا شامل Coccidioides imminites، Histoplasma capsulatum، Trichophyton spp.، Candida albicans، Aspergillus niger و A. flavus کشنده است.
Capachol
و ترکیب مرتبط با آن؛ Xyloidone برای اثر ضد میکروبی بررسی شده اند. Lapachol علیه باسیل های گرم مثبت و Acidfast فعال بود اما در برابر قارچ ها و مخمرها غیر فعال می نمود، در حالیکه Xyloidone علیه Brucella و Candida فعال بود. Lapachol یک ترکیب ضد مالاریا و ضد تریپوزومای نیز هست. مشخص شده که عصاره مائی Taheebo علیه Candida های کشت داده شده غیر فعال است.
· Melaleuca leucademdron
· Cinnamonium zeylanicum
: گفته می شود (15) که اسانس دارچین خواص ضد قارچ، ضد باکتری، ضد لارو و ضد ویروسی دارد. عصاره استخراج شده به روش Super Critical Fluid با دی اکسید کربن با غلظت 1/0 % رشد بسیاری از ارگانیسم ها از جمله E. coli، Staphylococcus aureus و Candida albicans را می گیرد.
· Helichrysum angustifolium DC.
· Pinus silvestris
در کتابی مفید تالیف
· Cymbopogon citrates
· Eucalyptus globulus
: از میان اسانس های مورد مطالعه E. citriodora موثر ترین اثر مهاری را به خصوص بر روی Candida albicans داشت.
· Allium sativum
: Trattler لیستی از خواص متعدد سیر تهیه کرده است که شامل عفونت های قارچی (Candida albicans) پوست یا غشای مخاطی نیز می شود. در داده هایی که از Alban Muller به دست آمده می خوانیم که پیاز سیر حاوی 4/0-1/0 % اسانس است که از Alliin یا S-methyl L-cystein sulphoxide است. Allicin عامل اصلی بوی سیر است که در اثر عمل آنزیمی Alliinase روی Alliin به وجود می آید. همچنین پیاز سیر حاوی حدود 17 درصد پروتئین، مواد معدنی و ویتامین ها (B1، B2، PP و C) است. در عین حال ترکیبات تشکیلدهنده اصلی سیر Frutosans هستند که حدود 75 درصد وزن خشک آن را تشکیل می دهند. بو و خواص مهارکننده باکتری و ضد قارچ سیر به سبب وجود ترکیبات سولفوره است. این ترکیبات به خصوص علیه قارچ های بیماری زا (مثل Candida) موثر هستند.
· Propolis
: کارهای ابتدایی در مورد این ماده اثرات وسیع الطیف ضد باکتریایی را پیشنهاد کرد اما مطالعات جدیدتر مشخص کرد که این اثر به برخی باکتری های خاص محدود می شود. اثر مناسبی علیه B. mesentericus، M. lysodeicticus، P. vulgaris، S. aureus و Streptococcus cremoris مشاهده شد. در اثر ضد قارچی اما اثری عالی در برابر قارچ هایی نظیر Candida albicans، E. inguinalis، E. rubrum
: در لیست بلند بالایی که Glenise McLaughlin ارائه می دهد مطالبی در مورد کاربرد های آن در درمان عفونت های ناشی از Candida وجود دارد (20). ماکروفاژ های بافت های مختلف پس از فعال شدن تولید اینترلوکین 1، 6 و TNF می کنند که باعث بالا رفتن واسطه های اکسیژن فعال می شود و رشد Candida albicans را به صورت in vitro مهار می کند. به شکل in vivo
: در مقاله (8) آمده که در مطالعات in vitro مشخص شده که Passicol طیف وسیعی از کپک ها، مخمرها و باکتری ها را می کشد. استرپتوکوک همولیز کننده گروه آ نیز نسبت به آن بسیار حساس تر از Staphylococcus aureus است و حساسیت Candida albicans در مسانه این دو قرار دارد. اثر ضد میکروبی Passicol به سرعت در گیاه خشک شده و به تدریج در عصاره مائی از بین می رود. افزودن دکستران، شیر یا محصولات شیر اثر تثبیت کننده بر Passicol
و Adropogon: در مجله The International Journal of Aromatherapy (Vol. 3 No. 1) آمده که اثر ضد قارچی اسانس علف لیمو (Lemongrass) در مطالعات قارچ کشی (تولید اسپور) و مهار رشد قارچ (MIC و آزمون انتشارآگار) مورد مطالعه قرار گرفته و اثر قابل ملاحظه ای علیه سوش های مختلف جدا شده Candida و سوش های جدا شده بالینی Aspergillus fumigatus، Microsporum gypseum و Trichophyton mentagrophytes مشاهده شد. مقاوم ترین ارگانیسم A. fumigates بود در حالی که M. gypseum و گونه های Candida حساس ترین نمونه ها بودند. مطالعات مقایسه ای در مورد نمونه خالص Citral و Citronellal که از ترکیبات اسانس هستند اثر خوبی علیه قارچ های مورد آزمون نشان داد در حالیکه دو ترکیب دیگر یعنی Dipentene و Myrcene
citrates: تحقیقات بیان می دارد که اسانس تازه علیه ارگانیسم های گرم منفی نظیر E. coli غیر فعال است اما بر ضد باکتری های گرم مثبت مثل S. aureus، Stertococcus faecalis، Bacillus subtilis، سایر ارگانیسم های گرم مثبت و همچنین بر ضد مخمرها و موثر بوده (اسانس تجاری علیه این ارگانیسم غیر فعال است) است (17). طیف اثر اسانس تجاری مشابه اسانس تازه بوده اما اثر آن همواره کمتر از اسانس تازه است.Jeffrey B. Harborne و Herbert Baxter (18) به لیست تعدادی از سسکوئی ترپن لاکتون ها بر می خوریم که اثر خوبی علیه Candida داشته اند. Dihydromikanolide که در Hempweed بالارونده (Mikania scandens) و سایر گونه های جنس Mikania وجود دارد، Glaucolide B که در New York ironweed (Veronica glauca یا V. noveboracensis) و بسیاری دیگر از گونه های جنس Veronica یافت می شود، Mikanolide در Hempweed بالارونده، M. batatifolia، M. cordata، M. micrantha و M. monagasensis از خانواده Compositae و ترکیب Pseudoivalin که در Iva microcephala و Calocephalus brownie از خانواده Compositae
(15): اسانس گل های این گیاه که متعلق به خانواده Compositae است، به صورت in vitro اثر ضد میکروبی علیه S. aureus، E. coli، گونه های Mycobacterium و Candida albicans نشان می دهد. اثر بیشتر در مورد اسانس هایی با غلظت بیشتر Nerol، Geraniol، Eugenol، β-Pinene و Furfurol
: در مقاله ای که در همایشی در لندن ارائه شد (16) گلسنگ آلپ به عنوان یکی از منابع Usnic acid -که اولین بار در سال 1843 توسط Rochleder و Heldt استخراج شد- معرفی شده است. این ترکیب از نظر شیمیایی یک دی بنزو فوران یا 6-diacetyl-7,9-dihydroxy-8,9b-dimethyl-1,3-(2H,9bH)-dibenzofuran-1-one است. این مقاله MIC برای Candida albicans را µg/L
: گزارش شده (14) که ترکیبات 1, 8-Cineole، (-)-Linalool، (-)-Terpinen-4-ol و α-Terpineol همگی به صورت in vitro در برابر E. coli و کمی کمتر در برابر S. aureus بسیار فعال بوده اند. در این بین (-)-Linalool فعال ترین ترکیب بوده است. در برابر P. aeruginosa ترکیبات Terpinen-4-ol و α-Terpineol بیشترین اثر را دارند. چند گونه Streptococcus و قارچ Candida albicans در برابر همه این چهارترکیب حساس بوده اند اما Enterobacter تنها به 1, 8-Cineol
: درباره مقدار Cineole در اسانس Tea tree، Vicki home مطلبی منتشر کرده است (9). کار او بر روی دسته ای از محصولات به کار رفته Tea tree برای واژن و به دست آوردن ترکیبی بهینه از اسانس آن در درمان Candida albicans بوده است. در صورت کاهش این ترکیبات، کاهش کلی در فعالیت اسانس علیه Candida دیده می شود: Alpha terpinen، Gamma-terpinene، Terpinolene، Terpnen-4-ol و در صورت افزایش این ترکیبات نیز به همین ترتیب: Cineole، Limonene و Alpha-terpineol. مقاله ای مروری در مجله Natural products (8) بر روی اسانس Tea tree چاپ شده که طبق آن MIC اسانس برای Aspergillus niger و Trichophyton v/v 05/0% و برای Candida albicans v/v 025/0% است. Price بیان داشته که این گیاه همچنین برای سرماخوردگی، به صورت دهانشویه برای سوزش حلق، برونشیت، زخم های عفونی وگزش حشرات به کار می رفته است (10). گزارش دیگری (11) بیان می دارد که موثرترین نوع اسانس Tea tree علیه Candida albicans موثرترین اثر علیه باکتری ها را ندارد. در واقع قارچ ها محیطی اسیدی با دمای بهینه 25-22 درجه سانتیگراد را برای رشد ترجیح می دهند در حالی که باکتری های گرم مثبت و گرم منفی محیطی قلیایی با دمای بیشتر را برای رشد حداکثری ترجیح می دهند. ترپن های موجود در Tea tree با ترشحات چربی به طریقی مخلوط می شوند که به لایه های پوست نفوذ می کنند و بهتر از بسیاری از کرم ها خواص ضد عفونی کننده را منتقل می کنند. همچنین از آن برای مقابله با عفونت های گوارشی مثل Candida albicans استفاده شده است. این اسانس دارای ترکیبات مختلف ترپنی نامحلول در آب است. ترکیب Paracymene اثر ضد دردی بر روی پوست دارد. ترپن ها قشر غده فوق کلیه را تحریک می کنند و خواص ضد ویروسی و متعادل کننده ایمنی با تاثیر بر ایمونوگلوبولین ها و عمل عکس در جهت عوامل التهاب زا دارند. در گزارشی دیگر (12) آمده که فعالیت ضد میکروبی در دهه 1920 و هنگامی که در یک ارائه نتیجه عنوان شد که اسانس Melaleuca alternifolia 11 برابر قوی تر از فنولی ست که در آن زمان یکی از قوی ترین آنتی سپتیک های بود، کشف شد. اسانس این گیاه در عین قوی تر بودن اثرات محرک بر پوست و زخم های باز را نیز نداشته است. این مقاله نشان می دهد که بر اساس معیاری که در آن فنول عدد 1 را در خاصیت آنتی سپتیکی می گیرد (معیار مقایسه ای Rideal Walker) ترکیب عمده این اسانس که Terpinen-4-ol است عددی معادل 16 را به خود اختصاص می دهد. با همه این توصیفات در معیارهای امروزی اسانس گیاه یک آنتی سپتیک قوی به حساب نمی آید. متاسفانه معیار جدید مقایسه اثرات آنی سپتیک (Kelsey-Sykes test) که اثر هر ماده محلول در آب را در شرایط به کارگیری اصلی آن می سنجد برای اسانس ها که در آب نامحلول هستند قابل استفاده نیست. در این مقاله به بررسی و ارزیابی مقایسه ای دیگر اسانس ها با میزان محدوده متوقف کردن رشد بر قارچ عامل برفک (Candida albicans) نیز پرداخته می شود. با اسانس Thyme (آویشن) رشدی مشاهده نمی شود، با اسانس دارچین 18 میلی متر، با Terpinen-4-ol 6 میلی متر، و با اسانس چوب صندل و اسانس Bergamot محدوده عدم رشدی مشاهده نشده است. اسانس Melaleuca alternifolia دارای حدود 4 درصد 1, 8-Cineole و بیش از 35 درصد Terpinen-4-ol می باشد. اسانس این گیاه با غلظت v/v 8/0% برای آزمون سنجش توانایی علیه قارچ Candida albicans در فارماکوپه آمریکا و انگلیس مورد قبول واقع می شود. اثر ضد میکروبی اسانس برای Candida albicans به طور مستقیم و ساده ای با میزان Terpinen-4-ol موجود در آن رابطه دارد اما این رابطه برای اثر علیه Staphylococcus چندان ساده نیست که این نشان می دهد ترکیبات دیگری نیز در اسانس مسئول اثر ضد میکروبی علیه این میکروارگانیسم هستند. در مورد Candida albicans اثر Terpinen-4-ol بسیار بیشتر از اسانس استاندارد بود که نشان می دهد 40-35 درصد موجود از آن در اسانس عامل اصلی اثر ضد میکروبی است. برای Candida albicans پارا سایمن نیز فعال تر از اسانس استاندارد بود اما اثر آن در حد Terpinen-4-ol نبوده است. گرچه p-Cymene معمولاً تنها در حدود 5-2 درصد در اسانس تجاری Tea tree
: در مقاله ای مروری (8) در مجله Natrural products (جولای 1990) درباره Taheebo مطالبی مندرج شده. طبق گزارشات موجود در مطبوعات برزیلی و آمریکایی، چای های تهیه شده از پوسته داخلی تنه این درختان قرن ها برای معالجه بیماری های مختلفی به کار می رفته است. عصاره این گیاه به صورت موضعی برای کنترل عفونت Candida albicans به کار گرفته شده است. آنالیز شیمیایی آن منجر به جداسازی ترکیبات کینونی مختلف و ترکیبات دیگری با مقادیر کم از مغز چوب و پوسته داخلی آن شده است. این ترکیبات شامل نفتوکینون های Lapachol و β-Lapachone و آنتراکینون Tabebuin می شود. Lapachol
: گزارش شده (7) که ریشه گیاه دارای Plumbagin است؛ نفتوکینونی زرد رنگ، که مسبب اثرات ضد میکروبی و آنتی بیوتیکی آن می باشد (25 و 32).
: گزارش شده (4) که گونه هایی از Cryptolepis در طب سنتی آفریقا برای مقاصد مختلفی استفاده می شوند. جوشانده ریشه و برگ های Cryptolepis obtuse N. E. Brown در موزامبیک به عنوان یک ماده ضد سقط و ضد انگل به کار می رود. ریشه و برگ های این گونه در Maputo خریداری و ترکیبات شیمیایی و خاصیت ضد میکروبی آن ها بررسی شد. MIC عصاره های اتانولی و پترولئوم اتر علیه ارگانیسم هایی شامل Candida albicans (CIP3153A) با آزمون Microdilution متوالی دو برابر در محیط Broth
آشنائی با روتر
انواع روترها
روترهای سخت افزاری
: روترهای فوق ، سخت افزارهائی می باشند که نرم افزارهای خاص توليد شده توسط توليد کنندگان را اجراء می نمايند (در حال حاضر صرفا" به صورت black box به آنان نگاه می کنيم ).نرم افزار فوق ، قابليت روتينگ را برای روترها فراهم نموده تا آنان مهمترين و شايد ساده ترين وظيفه خود که ارسال داده از يک شبکه به شبکه ديگر است را بخوبی انجام دهند . اکثر شرکت ها ترجيح می دهند که از روترهای سخت افزاری استفاده نمايند چراکه آنان در مقايسه با روترهای نرم افزاری، دارای سرعت و اعتماد پذيری بيشتری می باشند . شکل زير يک نمونه روتر را نشان می دهد . ( Cisco 2600 Series Multiservice Platform )
روترهای نرم افزاری
: روترهای نرم افزاری دارای عملکردی مشابه با روترهای سخت افزاری بوده و مسئوليت اصلی آنان نيز ارسال داده از يک شبکه به شبکه ديگر است. يک روتر نرم افزاری می تواند يک سرويس دهنده NT ، يک سرويس دهنده نت ور و يا يک سرويس دهنده لينوکس باشد . تمامی سيستم های عامل شبکه ای مطرح ،دارای قابليت های روتينگ از قبل تعبيه شده می باشند .
در اکثر موارد از روترها به عنوان فايروال و يا gateway اينترنت ، استفاده می گردد . در اين رابطه لازم است به يکی از مهمترين تفاوت های موجود بين روترهای نرم افزاری و سخت افزاری ، اشاره گردد : در اکثر موارد نمی توان يک روتر نرم افزاری را جايگزين يک روتر سخت افزاری نمود ، چراکه روترهای سخت افزاری دارای سخت افزار لازم و از قبل تعبيه شده ای می باشند که به آنان امکان اتصال به يک لينک خاص WAN ( از نوع Frame Relay ، ISDN و يا ATM ) را خواهد داد .يک روتر نرم افزاری ( نظير سرويس دهنده ويندوز ) دارای تعدادی کارت شبکه است که هر يک از آنان به يک شبکه LAN متصل شده و ساير اتصالات به شبکه های WAN از طريق روترهای سخت افزاری ، انجام خواهد شد .
مثال 2: استفاده از روتر در يک شبکه LAN
مثال 3: استفاده از روتر به منظور اتصال دو دفتر کار
مهمترين ويژگی های يک روتر :
استفاده از روترها در شبکه به امری متداول تبديل شده است . يکی از دلايل مهم گسترش استفاده از روتر ، ضرورت اتصال يک شبکه به چندين شبکه ديگر ( اينترنت و يا ساير سايت ها ی از راه دور ) در عصر حاضر است . نام در نظر گرفته شده برای روترها ، متناسب با کاری است که آنان انجام می دهند : " ارسال داده از يک شبکه به شبکه ای ديگر " . مثلا" در صورتی که يک شرکت دارای شعبه ای در تهران و يک دفتر ديگر در اهواز باشد ، به منظور اتصال آنان به يکديگر می توان از يک خط leased ( اختصاصی ) که به هر يک از روترهای موجود در دفاتر متصل می گردد ، استفاده نمود . بدين ترتيب ، هر گونه ترافيکی که لازم است از يک سايت به سايت ديگر انجام شود از طريق روتر محقق شده و تمامی ترافيک های غيرضروری ديگر فيلتر و در پهنای باند و هزينه های مربوطه ، صرفه جوئی می گردد .
روترها را می توان به دو گروه عمده سخت افزاری و نرم افزاری تقسيم نمود
:
منبع :
سايت سيسکو
مثال 1 : استفاده از روتر به منظور اتصال دو شبکه به يکديگر و ارتباط به اينترنت
فرض کنيد از يک روتر مطابق شکل زير به منظور اتصال دو شبکه LAN به يکديگر و اينترنت ، استفاده شده است . زمانی که روتر داده ای را از طريق يک شبکه LAN و يا اينترنت دريافت می نمايد ، پس از بررسی آدرس مبداء و مقصد ، داده دريافتی را برای هر يک از شبکه ها و يا اينترنت ارسال می نمايد . روتر استفاده شده در شکل زير ، شبکه را به دو بخش متفاوت تقسيم نموده است .( دو شبکه مجزاء ) . هر شبکه دارای يک هاب است که تمامی کامپيوترهای موجود در شبکه به آن متصل شده اند . علاوه بر موارد فوق ، روتر استفاده شده دارای اينترفيس های لازم به منظور اتصال هر شبکه به آن بوده و از يک اينترفيس ديگر به منظور اتصال به اينترنت ، استفاده می نمايد . بدين ترتيب ، روتر قادر است داده مورد نظر را به مقصد درست ، ارسال نمايد .
فرض کنيد از يک روتر مطابق شکل زير در يک شبکه LAN ، استفاده شده است . در مدل فوق ، هر يک از دستگاههای موجود در شبکه با روتر موجود نظير يک gateway برخورد می نمايند . بدين ترتيب ، هر يک از ماشين های موجود بر روی شبکه LAN که قصد ارسال يک بسته اطلاعاتی ( اينترنت و يا هر محل خارج از شبکه LAN ) را داشته باشند ، بسته اطلاعاتی مورد نظر را برای gateway ارسال می نمايند . روتر ( gateway ) نسبت به محل ارسال داده دارای آگاهی لازم می باشد . ( در زمان تنظيم خصلت های پروتکل TCP/IP برای هر يک از ماشين های موجود در شبکه يک آدرس IP برای gateway در نظر گرفته می شود ) . شکل زير نحوه استفاده از يک روتر به منظور دستيابی کاربران به اينترنت در شبکه LAN را نشان می دهد :
فرض کنيد ، بخواهيم از روتر به منظور اتصال دو دفتر کار يک سازمان به يکديگر ، استفاده نمائيم . بدين منظور هر يک از روترهای موجود در شبکه با استفاده از يک پروتکل WAN نظير ISDN به يکديگر متصل می گردند . عملا" ، با استفاده از يک کابل که توسط ISP مربوطه ارائه می گردد ، امکان اتصال به اينترفيس WAN روتر فراهم شده و از آنجا سيگنال مستقيما" به شبکه ISP مربوطه رفته و سر ديگر آن به اينترفيس WAN روتر ديگر متصل می گردد . روترها ، قادر به حمايت از پروتکل های WAN متعددی نظير Frame Relay , ATM , HDLC و يا PPP ، می باشند .
روترها دستگاههای لايه سوم ( مدل مرجع OSI ) می باشند .
روترها ماداميکه برنامه ريزی نگردند ، امکان توزيع داده را نخواهند داشت .
اکثر روترهای مهم دارای سيستم عامل اختصاصی خاص خود می باشند .
روترها از پروتکل های خاصی به منظور مبادله اطلاعات ضروری خود ( منظور داده نيست ) ، استفاده می نمايند .
نحوه عملکرد يک روتر در اينترنت : مسير ايجاد شده برای انجام مبادله اطلاعاتی بين سرويس گيرنده و سرويس دهنده در تمامی مدت زمان انجام تراکش ثابت و يکسان نبوده و متناسب با وضعيت ترافيک موجود و در دسترس بودن مسير ، تغيير می نمايد .