• مقدمه

گیاهان دارویی از دیرباز نقش مهمی در درمان بیماری‌ها و بهبود سلامت انسان داشته‌اند. ترکیبات زیست‌فعال موجود در این گیاهان شامل آلکالوئیدها، فلاونوئیدها، ترپنوئیدها، پلی‌فنول‌ها، تانن‌ها و گلیکوزیدها است. این ترکیبات دارای اثرات ضدالتهابی، آنتی‌اکسیدانی، ضدباکتری و ضدسرطان بوده و در پیشگیری و درمان بیماری‌ها کاربرد دارند. به‌ویژه در دورانی که توجه به محصولات طبیعی و کاهش استفاده از داروهای شیمیایی افزایش یافته، پژوهش درباره بهبود فرآوری گیاهان دارویی اهمیت فراوانی یافته است.

یکی از چالش‌های اصلی در فرآوری گیاهان دارویی، حفظ ترکیبات زیست‌فعال آن‌ها در برابر عواملی نظیر گرما و اکسیداسیون است. در این راستا، استفاده از فناوری‌های غیرحرارتی نظیر پردازش با ازون مورد توجه قرار گرفته است.

فناوری ازون و مزایای آن

ازون (O3) یک مولکول فعال با خاصیت اکسیداسیونی قوی است که به دلیل توانایی در از بین بردن میکروارگانیسم‌ها و غیرفعال‌سازی آنزیم‌ها، به‌عنوان یک روش ضدعفونی و حفظ کیفیت در صنایع غذایی و دارویی استفاده می‌شود. این فناوری به روش‌های مختلفی از جمله استفاده از سیستم‌های الکتریکی ولتاژ بالا یا نور فرابنفش تولید می‌شود. ویژگی‌های اصلی ازون شامل موارد زیر است:

1. حفظ ترکیبات حساس به گرما: در مقایسه با روش‌های حرارتی، ازون باعث تخریب ویتامین‌ها، آنتی‌اکسیدان‌ها و رنگدانه‌ها نمی‌شود.
2. کاهش استفاده از مواد شیمیایی: ازون می‌تواند جایگزین مناسبی برای مواد نگهدارنده شیمیایی باشد.
3. سازگاری با محیط زیست: ازون به سرعت به اکسیژن تجزیه می‌شود و اثرات زیست‌محیطی منفی ندارد.
4. افزایش ماندگاری محصولات: ازون با کاهش بار میکروبی محصولات، طول عمر مفید آن‌ها را افزایش می‌دهد.

با این وجود، استفاده از ازون نیازمند کنترل دقیق غلظت و مدت زمان تماس است تا از تخریب ترکیبات حساس جلوگیری شود.

تأثیر ازون بر ترکیبات زیست‌فعال گیاهان دارویی

پلی‌فنول‌ها و آنتی‌اکسیدان‌ها

مطالعات نشان داده‌اند که استفاده از ازون باعث افزایش سطح پلی‌فنول‌ها در گیاهان می‌شود. این ترکیبات نقش مهمی در خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدسرطانی گیاهان دارند. برای مثال، تیمار گیاهان با ازون باعث تحریک آنزیم‌هایی مانند فنیل‌آلانین آمونیالیاز شده که در مسیر سنتز پلی‌فنول‌ها نقش دارند. همچنین، افزایش گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) در اثر ازون می‌تواند به تولید آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی منجر شود.

ویتامین C

ازون تأثیرات متفاوتی بر ویتامین C گیاهان دارد. در برخی موارد، تیمار با ازون باعث کاهش ویتامین C به دلیل اکسیداسیون مستقیم یا فعالیت آنزیم‌های مرتبط می‌شود. اما در موارد دیگر، ازون می‌تواند با تحریک مکانیسم‌های دفاعی گیاهان، میزان ویتامین C را حفظ یا افزایش دهد.

رنگدانه‌ها

رنگدانه‌هایی نظیر آنتوسیانین‌ها و کاروتنوئیدها تحت تأثیر ازون ممکن است تقویت شوند. این رنگدانه‌ها علاوه بر نقش در ظاهر گیاهان، دارای خواص آنتی‌اکسیدانی نیز هستند. برای مثال، تیمار توت‌فرنگی با ازون باعث حفظ رنگ قرمز و افزایش محتوای آنتوسیانین آن شده است.

اثرات ضد میکروبی ازون

یکی از مهم‌ترین کاربردهای ازون در کاهش بار میکروبی گیاهان دارویی است. مطالعات نشان داده‌اند که غلظت ۰.۹ ppm ازون به مدت ۳۰ دقیقه می‌تواند به طور قابل توجهی تعداد باکتری‌ها، مخمرها و قارچ‌ها را کاهش دهد. این خاصیت ضد میکروبی ازون به دلیل توانایی آن در تخریب دیواره سلولی و غشای میکروارگانیسم‌ها است.

برای مثال:

• در گیاهانی مانند مرزنجوش و آویشن ایرانی، استفاده از ازون باعث کاهش چشمگیر تعداد کلونی‌های باکتریایی شده است.
• تیمار با ازون همچنین فعالیت متابولیکی میکروارگانیسم‌ها را مختل کرده و از تکثیر آن‌ها جلوگیری می‌کند.

این ویژگی‌ها از ازون یک روش مؤثر برای ضدعفونی کردن گیاهان دارویی و افزایش ماندگاری آن‌ها ساخته است.

اثرات ازون بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و حسی گیاهان

pH و اسیدیته

ازون می‌تواند با تخریب دیواره سلولی گیاهان، باعث آزاد شدن اسیدهای آلی و کاهش pH شود. این کاهش pH می‌تواند به افزایش پایداری محصولات و کاهش رشد میکروبی کمک کند. اما تأثیر ازون بر اسیدیته گیاهان به نوع گیاه و مدت زمان تیمار بستگی دارد.

رنگ و بافت

• رنگ: ازون می‌تواند با کاهش فعالیت آنزیم‌های تجزیه‌کننده کلروفیل، از تخریب رنگ سبز جلوگیری کند. همچنین، در برخی موارد باعث افزایش شدت رنگدانه‌های قرمز و زرد می‌شود.
• بافت: تیمار با ازون باعث افزایش استحکام بافت گیاهان شده و از نرم شدن زودرس آن‌ها جلوگیری می‌کند.

عطر و طعم

تأثیر ازون بر عطر گیاهان به ترکیبات معطر آن‌ها بستگی دارد. برای مثال:

• در گیاهانی مانند مرزنجوش، تیمار با ازون باعث افزایش ترکیبات معطر مانند سابینن شده است.
• ازون همچنین می‌تواند ترکیبات نامطبوع را کاهش داده و عطر تازه‌ای به گیاهان ببخشد.

چالش‌ها و ملاحظات استفاده از ازون

هرچند ازون مزایای بسیاری دارد، استفاده از آن نیازمند رعایت ملاحظات خاصی است:

1. غلظت و مدت زمان تیمار: تیمار طولانی‌مدت یا غلظت‌های بالا می‌تواند منجر به تخریب ترکیبات حساس شود.
2. ایمنی در استفاده: ازون گازی ناپایدار است و تماس مستقیم با آن می‌تواند مشکلات تنفسی ایجاد کند. بنابراین، استفاده از تجهیزات مناسب ضروری است.
3. گونه‌های گیاهی: تأثیر ازون بر ترکیبات زیست‌فعال به نوع گیاه و ساختار شیمیایی آن دارد.

منبع:

Shafiee, Z., & Hosseinzadeh Samani, B. (2024). The effects of ozone pretreatment on the physicochemical, functional, bioactive, textural, and sensory properties of medicinal plants: A comprehensive review. Future Natural Products, 10(1), 30–۳۸. https://doi.org/10.34172/fnp.173