معرفی آلیین و آلیسین
آلیین (S-allyl-L-cysteine sulfoxide; alliin) یک آمینواسید غیراستاندارد و بیبو است که در بافت سالم سیر (Allium sativum) و موسیر (Allium hirtifolium) وجود دارد. واژهی «غیراستاندارد» به این معناست که این ترکیب، برخلاف ۲۰ آمینواسید اصلی که در ساخت پروتئینهای سلولی بهکار میروند، در مسیر سنتز پروتئین شرکت نمیکند؛ بلکه بهعنوان یک متابولیت آزاد در سلول عمل کرده و پیشمادهی اصلی ترکیبات گوگردی معطر و فعال زیستی در جنس Allium بهشمار میرود. در واقع، آلیین در حالت طبیعی هیچ بویی ندارد، اما زمانی که بافت گیاه آسیب ببیند، واکنشی آنزیمی درون سلول اتفاق میافتد و بوی تند و مشخص سیر آزاد میشود.
آلیسین (diallyl thiosulfinate; allicin) محصول اصلی این واکنش است. بهمحض خرد یا له شدن سیر یا موسیر، آنزیمی به نام آلییناز (alliinase) فعال میشود و آلیین را به ترکیبات ناپایدار واسطه تبدیل میکند که در نهایت با واکنش خودبهخودی، آلیسین به وجود میآید. آلیسین ترکیب بسیار فعال و مسئول بوی تند، خاصیت ضدباکتریایی و اثرات دارویی سیر تازه است.
مسیر زیستساخت آلیین در گیاه (در بافت سالم)
این مسیر در سیر بهصورت کامل بررسی شده و در موسیر نیز مشابه آن عمل میکند.
۱. ساخت مشتقات γ-گلوتامیلیِ سیستئین
ابتدا گیاه از متابولیتهای گوگرددار پایه مانند سیستئین و گلوتاتیون استفاده میکند تا ترکیباتی به نام γ-glutamyl-S-alk(en)yl-L-cysteines بسازد.
سپس گروه آنزیمی γ-glutamyl transpeptidase (GGT) یا ژنهای همخانوادهی آن (AsGGT1-3) این گروه گلوتامیلی را جدا میکنند و ترکیب S-allyl-L-cysteine (SAC) به دست میآید. این مرحله در سلولهای پیاز سیر انجام میشود و زمینهساز مرحلهی بعدی است.
۲. اکسیداسیون اختصاصی گوگرد (S-oxygenation)
در مرحلهی بعد، آنزیمی به نام flavin-containing monooxygenase با نام اختصاصی AsFMO1 در سیر، بر روی گوگرد موجود در SAC عمل میکند و آن را اکسید مینماید.
نتیجهی این واکنش تولید ترکیب S-allyl-L-cysteine sulfoxide (آلیین) است که همان فرم نهایی و ذخیرهای در بافت سالم گیاه محسوب میشود.
این واکنش دارای جهتگیری فضایی (استریوشیمی) دقیق است و تعیین میکند که مولکول آلیین در گیاه چگونه ساخته شود.
جمعبندی مسیر زیستساخت:
γ-Glu-S-allyl-Cys ⟶(GGT)⟶ S-allyl-Cys ⟶(AsFMO1)⟶ Alliin
در موسیر نیز این مسیر تقریباً مشابه است؛ تنها تفاوت در نسبت و نوع زنجیرههای آلیل و پروپنیل موجود در ترکیبات گوگردی است.
تشکیل آلیسین از آلیین (پس از خرد شدن بافت)
زمانی که سیر خرد یا له میشود، سلولهای آن تخریب شده و محتویاتشان با هم تماس پیدا میکند.
آزاد شدن آلییناز و تماس با آلیین:
در حالت عادی، آلییناز در بخش واکوئلی سلول و آلیین در بخش سیتوزولی جدا از هم هستند. با خرد شدن، این دو در تماس قرار میگیرند.واکنش آنزیمی (C–S لیاز):
آنزیم آلییناز، آلیین را تجزیه کرده و دو مولکول کوچکتر تولید میکند:allylsulfenic acid
dehydroalanine
تشکیل آلیسین (واکنش خودبهخودی):
دو مولکول allylsulfenic acid بدون دخالت آنزیم با هم ترکیب شده و آلیسین (diallyl thiosulfinate) را میسازند.
فرمول کلی واکنش:
Alliin —(alliinase)→ sulfenic acid —(self-condense)→ Allicin
نکات
دمـا: حرارت دادن سیر بدون خرد کردن، آنزیم آلییناز را از کار میاندازد و آلیسین تولید نمیشود. بنابراین برای استخراج آلیسین تازه، باید سیر را خرد و در دمای پایین (حدود ۲۵ °C) و pH خنثی (۶–۷) نگه داشت.
بیوشیمی مولکولی: ژنهای کدکنندهی آلییناز و سایر آنزیمهای مسیر (مانند AsFMO1 و AsGGT1-3) در سیر شناسایی و در پایگاههای ژنتیکی ثبت شدهاند. این اطلاعات برای طراحی پرایمر یا مطالعات بیان ژن مفید است.
در موسیر ایرانی (Allium hirtifolium): پژوهشهای فیتوشیمیایی نشان دادهاند که ترکیباتی مانند آلیین، آلیسین و تیوسولفیناتها وجود دارند، ولی اطلاعات ژنتیکی و مسیرهای بیوسنتزی آن هنوز بهصورت کامل شناسایی نشده است.
حفظ خواص و ترکیبات ارزشمند سیر و موسیر
اصول و چالش کلی
ترکیبهای فعال سیر مانند آلیسین بسیار ناپایدار هستند و بهسرعت در اثر حرارت، نور، اکسیژن و تغییر pH تخریب میشوند یا به ترکیبات گوگردی دیگر تبدیل میگردند. هدف اصلی در مراحل عصارهگیری، خشککردن و انبارداری، کاهش سرعت این تخریب و حفظ بیشترین میزان ترکیبات زیستفعال است. برای این منظور، کنترل شرایط محیطی و انتخاب روشهای فرآوری ملایم اهمیت ویژهای دارد.
حفظ خواص در هنگام عصارهگیری
انتخاب روش استخراج
استفاده از روشهای استخراج در دمای پایین و زمان کوتاه (مانند استخراج سرد یا با حلالهای خنثی) باعث میشود ترکیبات حساس مانند آلیسین و آلیین کمتر تجزیه شوند.کاهش تماس با اکسیژن
محدود کردن تماس نمونه با هوا یا افزودن آنتیاکسیدانهای طبیعی مانند اسید آسکوربیک از اکسید شدن ترکیبات گوگردی جلوگیری میکند.لیوفیلیزاسیون (خشککردن انجمادی)
پس از تهیه عصاره، میتوان آن را در دمای پایین منجمد و سپس در فشار کم خشک کرد تا ترکیبات فعال حفظ شوند. این روش از بهترین روشها برای پایداری آلیسین محسوب میشود.کنترل pH و نور
آلیسین در محدوده pH خنثی پایدارتر است. حفظ شرایط خنثی و جلوگیری از تابش نور مستقیم، بهویژه نور فرابنفش، باعث افزایش ماندگاری عصاره میشود.جداسازی سریع پس از استخراج
سرد کردن و جداسازی سریع ذرات جامد از عصاره، مانع واکنشهای ناخواسته و کاهش ترکیبات فعال میشود.
حفظ خواص در مرحله خشککردن
فرآیند خشککردن یکی از حساسترین مراحل در حفظ کیفیت سیر است، زیرا دمای بالا موجب از بین رفتن ترکیبات گوگردی میشود.
خشککردن در دمای پایین (حدود ۴۰ تا ۵۰ درجه سانتیگراد) باعث حفظ بهتر آلیسین میشود.
خشککردن انجمادی بهترین روش برای نگهداری ترکیبات فعال است، زیرا از حرارت بالا استفاده نمیکند.
روشهای ترکیبی مانند خشککردن خلأ یا استفاده همزمان از مایکروویو و هوای داغ، در صورت کنترل دما، میتوانند کارایی و حفظ ترکیبات را بهبود دهند.
کاهش اندازه قطعات سیر و یکنواختی برشها در خشککردن مؤثر است، اما نباید بیش از حد خرد شوند تا فعالیت آلییناز از بین نرود.
کوتاه کردن زمان خشککردن و جلوگیری از تماس طولانی با هوا، موجب حفظ بهتر ترکیبات میشود.
نگهداری و انبارداری
کنترل رطوبت
پایین نگه داشتن رطوبت و فعالیت آب باعث کاهش واکنشهای شیمیایی و افزایش ماندگاری ترکیبات فعال میشود.ثبات دما
نگهداری در دمای پایین و بدون نوسان، مانع از تخریب آلیسین و کاهش فعالیت آلییناز میگردد.بستهبندی مناسب
استفاده از بستهبندیهای چندلایه، وکیوم یا گاز محافظ مانند نیتروژن، نفوذ اکسیژن و رطوبت را کاهش داده و پایداری محصول را افزایش میدهد.محافظت در برابر نور
بستهبندی مات یا ضدنور از تجزیه ترکیبات حساس جلوگیری میکند.ذخیره در دمای پایین
نگهداری پودر یا عصاره سیر در دمای یخچال یا فریزر باعث حفظ ترکیبات گوگردی و کاهش سرعت تجزیه میشود.پایش کیفی دورهای
بررسی منظم میزان ترکیبات فعال، رنگ، بو و فعالیت آنزیمی در طول دوره انبارداری برای کنترل کیفیت محصول ضروری است.
https://medplant.ir/?p=38235
