مصرف محصولات غذایی غنی از آنتی‌اکسیدان باعث محافظت انسان در برابر استرس اکسیداتیو و آسیب‌های ناشی از آن شده و خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی عروقی، سرطان، و دیابت را به حداقل می‌رساند. ترکیبات آنتی‌اکسیدانی نقش مهمی در تقویت سیستم ایمنی و پیشگیری از اختلال عملکرد مغز دارند. بسیاری از مطالعات نشان داده‌اند که در گروه‌هایی که مکمل آنتی‌اکسیدانی دریافت می‌کنند، شیوع بیماری‌های عصبی مانند ایسکمی مغزی، پارکینسون و آلزایمر کمتر است.
شیر و محصولات لبنی منبعی غنی از ترکیباتی مانند اسیدهای آمینه گوگرددار، پروتئین آب‌پنیر (به ویژهβ-LG )، و ویتامین‌های A ، E و C هستند، که دارای خواص آنتی‌اکسیدانی هستند. بعلاوه فرآیندهای تخمیر یا بلوغ پنیر باعث آزاد شدن پپتیدهای زیست‌فعالی می‌شود که دارای پتانسیل آنتی‌اکسیدانی هستند.
استرس اکسیداتیو چیست؟
مقادیر زیادی رادیکال آزاد از طریق فرآیندهای فیزیولوژیکی طبیعی، محیط خارجی، و همچنین رژیم غذایی نامناسب در بدن انسان تولید می‌شود، که در شرایط متابولیسم طبیعی، توسط سیستم آنتی‌اکسیدانی ارگانیسم خنثی می‌شوند، اما اختلالات متابولیک با برهم زدن تعادل بین رادیکال‌های آزاد و واکنش‌های آنتی‌اکسیدانی، منجر به تجمع بیش از حد رادیکال‌های آزاد در سلول‌ها شده که استرس اکسیداتیو نامیده می‌شود. حضور بیش از حد این مولکول‌ها در سلول منجر به آسیب پروتئین‌ها، لیپیدها، و اسیدهای نوکلئیک می‌شود، که می‌تواند باعث ایجاد تومورها، بیماری‌های عصبی و نئوپلاستیک، و اختلال در سیستم گردش خون یا عصبی شده، و فرآیندهای دژنراتیو را تسریع کند.
مکانیسم‌های دفاعی در برابر استرس اکسیداتیو
به‌منظور دفاع در برابر استرس اکسیداتیو و آسیب‌های متعاقب آن، ارگانیسم‌ها مکانیسم‌های آنزیمی و غیرآنزیمی را ایجاد کرده‌اند. سد آنتی‌اکسیدانی آنزیمی از آنزیم‌های تخصصی مانند کاتالاز (CAT) تشکیل شده است، و سد آنتی‌اکسیدان‌های غیرآنزیمی از راه غذا به ارگانیسم عرضه می‌شود. آنتی‌اکسیدان‌های غذایی به طور مستقیم رادیکال‌های آزاد تولید شده در طی فرآیند اکسیداسیون را خنثی، غشاهای اکسید شده را ترمیم، و به افزایش مقاومت کلی ارگانیسم در برابر عفونت‌ها کمک می‌کنند.
پتانسیل آنتی‌اکسیدانی شیر و محصولات لبنی
پتانسیل آنتی اکسیدانی شیر به طور مستقیم با محتوایی از اجزای دارای خواص آنتی‌اکسیدانی مرتبط است. بسیاری از محققان تأکید می‌کنند که شیر حیوانات حاوی آنتی‌اکسیدان‌های آنزیمی و غیرآنزیمی (پروتئین‌های شیر، پپتیدهای زیست فعال با خواص آنتی‌اکسیدانی، و ویتامین‌ها) است که در جلوگیری از تولید گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) بسیار مهم هستند و به تقویت مکانیسم دفاعی موجود در برابر استرس اکسیداتیو کمک می‌کنند.
ظرفیت آنتی‌اکسیدانی شیر و محصولات لبنی نتیجه تعادل پیچیده بین آنتی‌اکسیدان‌ها و اکسیدان‌ها است. فرآیندهای اکسیداسیون تأثیر منفی بر کیفیت شیر می‌گذارند، به این معنی که ماندگاری شیر را کاهش داده و باعث طعم نامطلوب می‌شوند. غلظت بالای آنتی‌اکسیدان‌ها می‌تواند فاز تاخیری اکسیداسیون پروتئین را طولانی کند. بنابراین برای بهبود خواص شیر، لازم است سطح مواد زیست فعال با خاصیت آنتی‌اکسیدانی افزایش یابد.
ماست و کفیر بالاترین فعالیت آنتی‌اکسیدانی را در مقایسه با سایر محصولات تخمیری دارند. پتانسیل آنتی‌اکسیدانی شیر تخمیری در طول ذخیره‌سازی کاهش می‌یابد، اما در طول هضم به دلیل آزاد شدن پپتیدهای آنتی‌اکسیدانی ۲.۵ برابر افزایش می‌یابد. درمورد کفیر باید گفت که نوع شیر (گاو یا گوسفند) و کالچر استفاده شده به طور قابل‌توجهی فعالیت آنتی‌اکسیدانی آن را متمایز می‌کند. همچنین، نوسانات در فعالیت آنتی‌اکسیدانی کفیر در طول تخمیر احتمالاً به دلیل مهار آنزیم‌های میکروبی موجود در دانه‌های کفیر فعال شده در مراحل اولیه تخمیر است.
پنیر به دلیل محتوای بالای پروتئین، تنوع آنزیم‌های پروتئولیتیک، و درجه پروتئولیز در طول رسیدن پنیر به عنوان منبع اصلی پپتیدهای زیست‌فعال در نظر گرفته می‌شود. فعالیت آنتی‌اکسیدانی پنیر به طور قابل‌توجهی با فصل جمع‌آوری شیر خام، مدت زمان رسیدن پنیر، و محتوای ویتامین A مرتبط است.
عوامل تاثیرگذار بر پتانسیل آنتی اکسیدانی شیر خام
۱. گونه‌های حیوانی
براساس مطالعات، گونه حیوانی تاثیر قابل توجهی بر محتوای آنتی‌اکسیدانی شیر دارد. شیر گوسفند، شتر، و گاومیش در مقایسه با شیر گاو، حاوی سطوح بالاتری از این مواد، عمدتاً β-LG، LF، ویتامین‌های A و E، و اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه هستند. بنابراین، نوع شیر فعالیت آنتی‌اکسیدانی محصولات لبنی را نیز متمایز می‌کند، مثلا نوشیدنی‌های کفیر تولید شده از شیر گوسفند نسبت به کفیر تولید شده از شیر گاو آنتی‌اکسیدان بیشتری دارند.
۲. رژیم غذایی دام
محتوای آنتی‌اکسیدانی شیر را می‌توان از طریق تغذیه دام تغییر داد. افزودنی‌های خوراکی که در تغذیه دام استفاده می‌شوند، عملکردهای محافظتی دارند و به افزایش ایمنی حیوانات قرار گرفته در معرض استرس (از شیر گرفتن، تغییر در رژیم غذایی، یا حمل و نقل) کمک کرده، منجر به جذب موثر مواد مغذی ضروری شده، و محافظت آنتی‌اکسیدانی ارائه شده توسط شیر را افزایش می‌دهند.
براساس مطالعات سیلاژ ذرت در جیره غذایی گاوها به دلیل محتوای کم کاروتنوئید، یکی از عوامل اصلی کاهش میزان ویتامین‌ها و آنتی‌اکسیدان‌ها در شیر است. افزودن سیلاژ کدو تنبل به جیره غذایی گاوهای شیری، به عنوان منبع ارزشمندی از ترکیبات زیست فعال، به ویژه کاروتنوئیدها و فلاونوئیدها، به طور قابل توجهی ارزش غذایی آغوز را بهبود می‌بخشد. نشان داده شد که پودر خشک پالپ پرتقال به طور قابل توجهی ارزش غذایی شیر را بهبود بخشیده و سطح ویتامین E، ترکیبات فنولی، و ظرفیت آنتی اکسیدانی شیر را افزایش می‌دهد. برخی از گیاهان که به عنوان افزودنی‌های طبیعی در تغذیه دام استفاده می‌شوند، با محتوای بالای ترکیبات زیست‌فعال (مانند فلاونوئیدها، ساپونین‌ها، و کاروتنوئیدها) تأثیر مثبتی بر تولید لبنیات و کیفیت شیر دارند. رزماری، آویشن، گندم سیاه، فلفل سیاه، دارچین، سیر، شنبلیله، مرزه، و نعناع به دلیل خاصیت آنتی‌اکسیدانی، بیشتر در تغذیه دام استفاده می‌شود. همچنین نشان داده شد که افزودن شیر گاو به چای سبز و سیاه منجر به افزایش تقریباً ۲.۱ برابری پتانسیل آنتی‌اکسیدانی آن‌ها می‌شود.
۳. دوره شیردهی
یک رابطه مستقیم بین دوره شیردهی و سطح آنتی‌اکسیدان‌های آنزیمی و غیرآنزیمی در شیر گاو وجود دارد. براساس مطالعات مقادیر بالاتر آنتی‌اکسیدان در آغوز و شیر در مراحل اولیه شیردهی (۱۵-۵ روز) وجود دارد، که با گذشت زمان، این مقادیر به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. سطوح بالاتر آنتی‌اکسیدان‌ها در آغوز ممکن است برای محافظت از سلامت گوساله در برابر استرس اکسیداتیو باشد.
عوامل تاثیرگذار بر پتانسیل آنتی اکسیدانی محصولات لبنی در طی فرآوری
۱. محتوای چربی شیر
نشان داده شده است که محتوای چربی موجود در شیر بر پتانسیل آنتی‌اکسیدانی آن تأثیر می‌گذارد. شیر خام غنی از چربی به دلیل محتوای کمتر آنتی‌اکسیدان‌های چربی دوست در ویتامین‌های محلول در چربی، ارزش آنتی‌اکسیدانی بالاتری نسبت به شیر کم‌چرب دارد. شیر گاو حاوی ۳٪ چربی نسبت به شیر با محتوای چربی کمتر (۱.۵-۰.۵٪) یا شیر بدون چربی، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی بسیار بالاتری دارد.
۲. حرارت
واکنش‌های مختلفی بین ترکیبات شیر در اثر حرارت دیدن رخ می‌دهد (به عنوان مثال، دناتوره شدن و تجمع wheyو تشکیل کمپلکس‌های جدید). بسیاری از مطالعات نشان می‌دهد که β-LG ناپایدارترین پروتئین از نظر حرارتی است و به راحتی دناتوره می‌شود. تحقیقات انجام شده این نظریه را تأیید کرد، زیرا شیر بدون β-LG تقریباً ۵۰٪ فعالیت آنتی‌اکسیدانی کمتری نسبت به شیر بدون چربی دارد. شیر UHT (پاستوریزاسیون در دمای فوق العاده بالا) حاوی سطوح پایین‌تری از β-LG، α-LA و LF نسبت به شیر ESL و استریل یا VHT است. پاستوریزاسیون بر ظرفیت آنتی‌اکسیدانی شیر تأثیر نمی‌گذارد، در حالی که استریلیزاسیون این پارامتر را افزایش می‌دهد. در طی عملیات حرارتی شیر در دمای بالای °C۱۰۰، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی به دلیل باز شدن پروتئین و قرار گرفتن در معرض گروه‌های تیول افزایش می‌یابد.
۳. سویه‌های پروبیوتیک
تخمیر شیر با باکتری‌های اسید لاکتیک به تامین تعداد زیادی از پپتیدهای زیست فعال و اسیدهای آمینه آزاد کمک می‌کند که قادر به از بین بردن گونه‌های فعال اکسیژن هستند. تحقیقات مختلف نشان می‌دهد که سویه‌های پروبیوتیک دارای خواص آنتی‌اکسیدانی قابل‌توجهی هستند. ظرفیت آنتی اکسیدانی بالاتر ماست‌های پروبیوتیک نسبت به محصولات لبنی به دلیل آزاد شدن پپتیدهای آنتی اکسیدانی توسط سویه‌های پروبیوتیک در طی تخمیر است. علاوه بر این، نوع سویه‌های پروبیوتیک مورد استفاده اهمیت بالایی در این زمینه دارد.
براساس مطالعات انجام شده، بیشترین فعالیت آنتی‌اکسیدانی شیر تخمیری پروبیوتیک مربوط به سویه لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و کمترین فعالیت مربوط به فعالیت همزمان استپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی بوده است. در مطالعه دیگری که بر روی فعالیت آنتی‌اکسیدانی شیر تخمیری با ۲۵ سویه باکتری اسید لاکتیک (LAB) مطالعه کردند، بیشترین فعالیت مهار رادیکال مربوط به لوکونوستوک مزنتروئیدس زیرگونه کرموریس، لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس، و لاکتوباسیلوس جنسنی بود.
۴. غنی‌سازی
علاوه بر کشت‌های باکتریایی، غنی‌سازی شیر و فرآورده‌های لبنی با افزودنی‌های گیاهی طبیعی، باعث افزایش پتانسیل آنتی‌اکسیدانی می‌شود. تحقیقات گسترده‌ای بر روی دانه‌های حبوبات از جمله سویا به دلیل وجود ترکیبات زیست فعال متمرکز شده است که به‌منظور افزایش پتانسیل آنتی‌اکسیدانی به محصولات لبنی اضافه می‌شوند. بررسی‌ها نشان می‌دهد فعالیت آنتی‌اکسیدانی ماست غنی‌شده با سویا (هم از شیر گاو و هم از شیر شتر) نسبت به ماست معمولی بیشتر است.
مطالعات بر روی انواع مختلف میوه‌ها، از جمله انواع توت، نشان داد که وجود آن‌ها در رژیم غذایی ممکن است یک سد آنتی‌اکسیدانی در برابر سرطان یا جهش DNA باشد. بعلاوه، افزودنی‌های میوه نیز به دلیل وجود فیبر، یک پری‌بیوتیک عالی هستند که به عملکرد صحیح دستگاه گوارش کمک می‌کنند. تفاله انگور خشک نیز که به عنوان منبع جایگزین فیبر رژیمی آنتی اکسیدانی به ماست اضافه می‌شود، می‌تواند باعث به تاخیر انداختن اکسیداسیون لیپیدها در طول نگهداری در یخچال شود.
بعلاوه، پوست مرکبات، که به عنوان یک ضایعات در نظر گرفته می‌شود، با عمل به عنوان آنتی‌اکسیدان، از سلول‌ها در برابر آسیب رادیکال‌های آزاد محافظت کرده و می‌توان از آن به عنوان یک افزودنی کاربردی برای مواد غذایی (به عنوان مثال، محصولات لبنی) استفاده کرد. همچنین نشان داده شده است که استفاده از تفاله خشک انگور (GP)، برگ رزماری، عصاره پوست انار (Punica granatum)، و عصاره سوزن کاج (Cedrus deodara Roxb)، به عنوان نگهدارنده در پنیر نه تنها پایداری اکسیداتیو پنیر را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد، بلکه به بهبود خواص حسی محصول نیز کمک می‌کند.
به طور خلاصه مطالعات بسیاری افزایش محتوای آنتی‌اکسیدانی محصولات لبنی در اثر افزودن سایر مواد حاوی ترکیبات زیست‌فعال مانند عسل، دانه چیا، بذر کتان، سنجد، میخک، علف لیمو، سیب زمینی شیرین، چای، عصاره جینسنگ قرمز، جلبک دریایی (اسپیرولینا)، میوه‌های منگوستین، و عصاره برگ چریش را ثابت کرده‌اند.
جمع‌بندی
به طور خلاصه، باید بیان کرد که ظرفیت آنتی‌اکسیدانی شیر و محصولات لبنی عمدتاً با محتوای ترکیبات آنتی‌اکسیدانی مانند پروتئین‌ها مرتبط است. بیوپپتیدهای تولید شده در طی تخمیر یا بلوغ پنیر نیز فعالیت آنتی اکسیدانی از خود نشان می‌دهند. تحقیقات نشان دهنده تفاوت در ظرفیت کل آنتی‌اکسیدانی شیر در بین گونه‌های حیوانی است که ناشی از تفاوت در ترکیبات شیمیایی شیر آن‌هاست. شیر گوسفند و گاومیش بیشترین ظرفیت آنتی‌اکسیدانی را دارند. پتانسیل و محتوای اجزای آنتی اکسیدانی شیر را می‌توان از طریق تغذیه حیوانات و یا طی فرآوری شیر تغییر داد. افزودن گیاهان یا فرآورده‌های جانبی میوه و سبزیجات به جیره‌های حیوانات به بهبود ارزش غذایی شیر از طریق افزایش محتوای ترکیبات زیست‌فعال و پتانسیل آنتی‌اکسیدانی کمک می‌کند. پتانسیل آنتی اکسیدانی محصولات لبنی نه تنها با کیفیت مواد خام، بلکه با نوع عملیات حرارتی، کشت‌های استارتر و افزودنی‌های گیاهی طبیعی مورد استفاده در مرحله فرآوری نیز مرتبط است. محصولات تخمیری، به ویژه محصولات پروبیوتیکی، دارای بالاترین پتانسیل آنتی‌اکسیدانی هستند. فعالیت آنتی اکسیدانی محصولات نیز با استفاده از مواد گیاهی غنی از ترکیبات فنلی و کاروتنوئیدها افزایش می‌یابد.
منبع:
Stobiecka M, Król J, Brodziak A. Antioxidant Activity of Milk and Dairy Products. Animals. 2022; 12(3):245. DOI: 10.3390/ani12030245
