آنچه باید در مورد هیدروکسی متیل فورفورال HMF بدانید | قسمت نهم

هیدروکسی متیل فورفورال یا HMF یکی از مهمترین پارامترهای شناخت عسل طبیعی است که تلاش کردیم در یک مطلب جامع به معرفی آن بپردازیم. در قسمت آخر از مجموعه مقالات آشنایی با اچ ام اف به سراغ برخی نکات دیگر پیرامون این ماده رفته و نتیجه گیری خواهیم کرد. اگر مطالب قبلی را مطالعه نکرده اید می توانید از طریق لینک های زیر آن ها را دنبال کنید.

؛؛  برای تکمیل شدن اطلاعات تان در مورد HMF می توانید این مطلب پایانی را نیز مطالعه کنید

استفاده از HMF برای شرایط پاتولوژیک دیگر
اسید اوریک، محصول نهایی متابولیسم پورین است. دو مرحله ی نهایی مسیر کاتابولیسم پورین توسط یک آنزیم حیاتی یعنی گزانتین اکسیداز (XO) کاتالیز می شوند. اسید اوریک عمدتا از طریق ادرار دفع می شود. مقادیر بالای اسید اوریک در خون منجر به هایپراوریسمی یا بالا رفتن اسید اوریک خون می شود که علت اصلی نقرس است. به علاوه، بسیاری از وضعیت های پاتولژیکی دیگر با هایپراوریسمی وابسته هستند که شامل سندروم متابولیک، نارسایی قلبی، اختلالات ریوی  و دیابت نوع 2 هستند.

فعالیت زیاد گزانتین اکسیداز، فاکتور رونویسی ضد التهابی گیرنده γ فعال شده تکثیر پروکسیماز (PPARγ) را تنظیم کمینه می کند و التهاب را تسریع می کند. گزانتین اکسیداز همچنین یک تولید کننده درون زاد سوپراکسید، یک فعال کننده بالقوه فاکتور هسته ای کاپا بی (NFκB) است. فاکتور هسته ای کاپا بی به صورت یک فاکتور رونویسی عمل می کند و بیان نیتریک اکسید سنتاز2  (NOS2) و اینترلوکین 8 (IL-8) را افزایش می دهد. HMF با تنظیم کمینه فاکتور هسته ای کاپا بی و ممانعت از فعالیت گزانتین اکسیداز یک اثر ضدالتهابی اعمال می کند.

HMF به عنوان یک عامل ضد داسی شکل شدن سلول
هموگلوبینوپاتی ها از قبیل بیماری سلول داسی شکل، تهدید کننده زندگی هستند. این مکانیسم زیربنایی عبارت است از پلیمریزاسیون هموگلوبین ناهنجار (هموگلوبین داسی شکل، HbS) تحت شرایط اکسیژن کم. این پاتوفیزیولژی توسط تغییر شکل سلول های خونی قرمز، کم شدن انعطاف پذیری و انسداد مویرگ های خونی ریز ظاهر می شود و منتهی به بیماری می شود.

اگرچه عوامل زیادی برای ضد داسی شکل شدن وجود دارد، این عوامل بدون اثرات جانبی نیستند. بسیاری از این عوامل نیز دسترسی زیستی کمی را در دوزهای حداقل نشان می دهند و با پروتین های غیر هدف واکنش می دهند. به علاوه، 5- هیدروکسی متیل فورفورال می تواند به عنوان یک عامل ضد داسی شکل کارآمد عمل کند.

عبدالملک و همکارانش نشان دادند که HMF تجویز شده دهانی در غلظت های پایین در جریان خون از طریق دستگاه روده ای معده ای در موش های داسی شکل ترنس ژنیک (Tg)  جذب می شود. متعاقبا، اچ ام اف می تواند به گلبول های قرمز نفوذ کرده و یک ترکیب اضافی شیف بیس با نیتروژن N ترمینال αV11 از HbS به صورت متقارن پایدار تشکیل دهد. به دنبال تشکیل یک چنین ترکیب اضافی، هیدروکسی متیل فورفورال به صورت آلوستریک منحنی تعادل اکسیژن را به سمت چپ تغییر می دهد و از داسی شکل شدن گلبول های قرمز جلوگیری می کند.

نویسندگان همچنین گزارش کردند که موش های داسی شکل ترنس ژنیک درمان شده با HMF تحت شرایط هیپوکسی نسبت به موش های درمان نشده مدت طولانی تری زنده ماندند که نشان دهنده پتانسیل هیدروکسی متیل فورفورال به عنوان یک عامل ضد داسی شکل است.

جذب نسبتا خوب روزانه هیدروکسی متیل فورفورال
بسیاری از مطالعات نشان داده اند که سلول های مختلف به طور متفاوتی به سیتوتوکسی ناشی از هیدروکسی متیل فورفورال پاسخ می دهند. حساسیت سلول ها به HMF بستگی به وجود و مقادیر بیان گیرنده ها، متابولیسم، ساختار و فعالیت آنزیمی HMF دارد. در سطح پیش بالینی، هیچ اثر توکسیکی در دوزهای روزانه در محدوده ی 80 تا 100 mg/kg از وزن بدن مشاهده نشده است.

سازمان امنیت غذایی اروپا (EFSA) آستانه نگرانی برای جذب 0.54 mg در روز از مشتقات فوران استفاده شده به عنوان عوامل طعم دهنده در اروپا را تعیین کرد. البته، پاستوزیزا و همکارانش در مطالعه شان که شامل 268 کودک مدرسه ای اسپانیایی بود دریافتند که اگرچه جذب روزانه هیدروکسی متیل فورفورال دانش آموزان در طول روز به خوبی توزیع شده بود و 10–70 mg بود، یک مقدار معنی دار آماری از  HMFو یک متابولیت سمی بالقوه از اچ ام اف در پلاسمای آنها پیدا شد.

ناگفته نماند اکثر آزمایش ها در مورد تاثیرات سلامت هیدروکسی متیل فورفورال در آزمایشگاه، خارج از بدن و در حیوانات آزمایشگاهی انجام شده است. بنابراین، براساس داده های موجود تا به امروز، تعیین یک جذب نسبتا خوب روزانه امکان پذیر نیست.

استراتژی های کاهش اثرات
هیچ استراتژی خاصی برای کاهش تشکیل HMF در عسل به علت پیش ماده های مختلف هیدروکسی متیل فورفورال و انواع مرتبه های واکنش گنجانده شده وجود ندارد. اچ ام اف به دنبال یک فرایند سینتیک مرتبه صفر تشکیل می شود.

استراتژی های مکانیستیک مختلفی ممکن است برای کاهش تشکیل هیدروکسی متیل فورفورال اتخاذ شوند. یک ارتباط مثبت بین پروفایل زمان- درجه حرارت بالا و pH اسید برای تشکیل هیدروکسی متیل فورفورال وجود دارد که می تواند اصلاح شود. در حقیقت، کاهش ورودی حرارتی می تواند به طور قابل ملاحظه ای تشکیل HMF را کاهش دهد که می توان با روش های مختلف به آن دست یافت. برای مثال، با تنظیم دمای اجاق وقتی که رطوبت بالاست یا برعکس، با کاهش دما وقتی میزان رطوبت پایین است. ورودی حرارتی کم هم می تواند با گرم کردن غذا در دمای پایین برای زمانی طولانی توسط گرمایش دی الکتریک یا سرخ کردن خلا (مایکروویو و فرکانس رادیویی) به وجود آید.

در مورد گرمایش دی الکتریک، از یک جریان متناوب خارجی استفاده می شود که باعث می شود مولکول های دی الکتریک در محصولات غذایی دچار اصطکاک و چرخش شوند. بنابراین تولید سریع گرمایی یکنواخت تضمین می شود. به علاوه، از آنجاییکه مولکول های آب، هدف اصلی این مکانیسم هستند، گرما در بخشی از غذای حاوی آب ایجاد می شود. از آنجاییکه زمان نگهداری طولانی مدت منتهی به تشکیل 5- هیدروکسی متیل فورفورال در عسل می شود، کم کردن زمان نگهداری می تواند تشکیل  HMFرا کاهش دهد.

استراتژی برای از بین بردن HMF و فوران های دیگر
برای از بین بردن 5- هیدروکسی متیل فورفورال که از قبل تشکیل شده، از تکنولوژی خلا پس از فرایند می توان استفاده کرد. در این تکنولژی، بسته به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ترکیباتی که باید از بین بروند، دما، فشار و زمان را می توان تنظیم کرد.

کارآمدی این تکنولژی بستگی به ترکیب غذا، میزان رطوبت و ماهیت ترکیبی دارد که باید از بین برود. ویسکوسیته، انتشار مولکول ها را از طریق ماتریس به حداقل می رساند و بنابراین تاثیر این فرایند در غذاهای خشک کاهش می یابد.از آنجایی که عسل مایع یا نیمه مایع است این فرایند می تواند به طور کارآمد HMF را از بین ببرد. این تکنولژی را می توان برای هر محصول نهایی بدون هیچ گونه اصلاح یا تغییر در پارامترهای فرایند استفاده کرد.

نتیجه گیری و دستورالعمل های بعدی
چندین عامل بر تولید 5 - هیدروکسی متیل فورفورال در عسل و دیگر محصولات غذایی تاثیر می گذارند. بنابراین، تصمیم گیری در مورد اینکه چگونه از تشکیل HMF جلوگیری کنیم یا تولید آن را کم کنیم به صورت یک چالش باقیمانده است. به علاوه، تعیین غلظت ترکیب و کارآمدی کم روش های از بین بردن این ماده، ایجاد پایگاه داده های کامل از غلظت های HMF در عسل های مختلف تک گیاه و چند گیاه را مشکل می سازد.

5 - هیدروکسی متیل فورفورال به عنوان یک ماده تشکیل دهنده غذاهای فراوری شده تاثیرات مطلوب و نامطلوب زیادی روی سلامت انسان و زنبور دارد. با وجود مطالعات بسیار انجام شده در سطوح پیش بالینی تعدادی از تاثیرات HMF روی سلامت انسان و خصوصیات سرطان زایی  و ضد سرطان زایی آن بی نتیجه مانده است.