اثرات تانن ها در تغذیه نشخوارکنندگان

"طبقه بندی تانن ها"

تانن­ ها دارای چندین ساختار هستند که می ­توانند یک سیستم طبقه­ بندی منسجم و اصولی را بر پایه خصوصیات و ساختار شیمیایی خود آنها برای تجزیه و تحلیل بیشتر فراهم نمایند. بسیاری از تانن­ ها را می ­توان تجزیه کرد و آنها به عنوان ((تانن­ های تجزیه شونده)) طبقه بندی می­ شوند. پروآنتوسیانیدن­های پلیمری و الیگومرهای غیرقابل تجزیه به عنوان تانن­ های متراکم طبقه می­شوند. تانن ­های تجزیه شونده هم شامل گالوتانن ­ها (gallotannins) و هم الاجی تانن­ ها (ellagitannins) هستند. به دلیل یک برهم­کنش کربن-کربن متفاوت برای ضایعات پلی­فنولیک و پلیول (polyol)، الاجی تانن­ ها ممکن است تجزیه نشوند اما به عنوان تانن تجزیه شونده برای اهداف خاص طبقه بندی می­شوند.علاوه بر هگزاهیدروکسی دی فنول (HHDP)، اولین تانن­ ها در سال 1985 به عنوان دارنده ­های واحدهای کاتچین کربن-گلیکوزیدی (اجزاء ساختمانی و عملکردی تانن­های ایزومری) معرفی گردیدند. از آنجایی که تنها جزء رابطه کربن-کربن بین بخش­های گلیکوزیدی و کاتچینی تا حدی قابل تجزیه هستند، این تانن­ها قبلا به عنوان نامنظم طبقه بندی می­شدند. تانن­های قابل تجزیه و غیر قابل تجزیه یا متراکم، دو نوع از تانن­ها هستند که در طبیعت یافت می­شوند. با این وجود، آنها از نظر ساختاری متنوع نیستند.

خصوصیات شیمیایی تانن­ ها

تانن­ ها ترکیبات پلی­ فنولی هستند که همچنین به عنوان اسیدهای تانیک هم شناخته می­ شوند. تانن نامی است که به مواد بی شکل به فرم پودر زرد مایل به قهوه ­ای، پوسته­ ها یا توده ­های اسفنجی که از گیاهان بدست می ­آیند، اطلاق می ­شود. تانن­ ها ترکیبات جامدی هستند که به فرم فنولی و محلول در آب هستند. آنها معمولا در ریشه­ ها، چوب، پوست، برگ­ها و میوه ­های گیاهان یافت می ­شوند.

تانن­ ها از نظر شیمیایی به تانن­ های قابل تجزیه (HT) و تانن­ های متراکم (CT) تقسیم شده ­اند. تانن­ های قابل هیدرولیز، ترکیبات محلول در آب از جمله اسید گالیک، پیروکاتچیک اسید و قند به عنوان تجزیه­ شونده در حضور یک اسید یا آنزیم تولید می­ کنند. آنها تا حدودی در آب و به خوبی در الکل و استون محلول هستند. یکی از شناخته شده­ ترین مثال­ ها برای تانن قابل هیدرولیز، گالوتانن­ ها هستند. تانن­ های متراکم که گروه خیلی بزرگتری هستند، نمی­ توانند تجزیه بشوند. آنها ترکیبات نامحلول قرمز تیره به نام فلوبافین را با اسیدهای قوی و بعضی عوامل اکسیدکننده در برابر گرما تشکیل می ­دهند.

تانن­ های قابل هیدرولیز حاوی گروه ­های هیدروکسیل استریفیه شده با کربوهیدرات (معمولا دی-گلوکز) و گروه­ های فنولی در مرکز هستند. آنها در اثر هیدرولیز بوسیله اسیدهای ضعیف، باز ضعیف، آب داغ و یا آنزیم­ هایی مانند تانناز به کربوهیدرات و اسیدهای فنولی تجزیه می­ شوند. آنها معمولا در دانه میوه­ ها در مقادیر اندک یافت می­ شوند. آنها از طریق عملکردهای آنزیمی میکروفلور شکمبه­ ای و با هضم گوارشی تجزیه شده و به ترکیبات سمی قابل جذب با وزن مولکولی پایین تبدیل می­ شوند. به عنوان نتیجه تجزیه، اسید گالیک، پیروگالول، فلوروگلوسینول و نهایتا استات و بوتیرات تولید می­ شوند که به عنوان نتیجه فعالیت­ های آنزیمی موفق به حساب می­ آیند.

پروآنتوسیانیدین­ ها به خاطر ساختار شیمیایی آنها به عنوان تانن­ های متراکم شناخته می­ شوند که رایج­ ترین گروه تانن یافت شده در درختان و درختچه­ های مورد استفاده به عنوان گیاهان علوفه­ ای هستند. اینها حامل کربوهیدارت­ها در مرکز نیستند؛ آنها الیگومرها یا پلیمرهایی از واحدهای فلاونوئیدی با پیوندهای کربن-کربن هستند که مقاوم به تجزیه توسط هیدرولیز هستنند. میزان انحلال ­پذیری پروآنتوسیانیدین­ ها در حلال­ های آبی بسته به ساختار شیمیایی و درجه پلیمره شدن آنها متفاوت است. واژه پروآنتوسیانیدین از اسیدی گرفته می­ شود که واکنش اکسیداسیون را کاتالیز می­کند و منجر به تشکیل آنتوسیانیدین­ های قرمز با حرارت دادن پروآنتوسیانیدین­ ها در محلول­ های الکل اسیدی می­ شود. شناخته­ شده ترین آنتوسیانیدین ­های تولید شده سیانیدین و دلفینیدین هستند. تانن­ های کاتچیکی که به وسیله فعالیت آنزیمی یا اسیدهای رقیق هیدرولیز نمی­ شوند، محصولات متراکم شدن کاتچین و با تقطیر خشک به پیروکاتکل تبدیل می­شوند.

میل ترکیبی بالای تانن­ های پروتئینی به این بستگی دارد که چه تعداد ترکیبات فنولی، مکان­ های زیادی را با گروه­ های پپتید کربونیلی متصل می­ کند.

تشکیل این کمپلکس ­ها به میل ترکیبی بین مولکول ­های شرکت کننده وابسته است که بر پایه خصوصیات شیمیایی هر تانن­ و پروتئین مربوطه می­ باشد. در مورد تانن­ ها، وزن مولکولی نسبتا بالا و انعطاف ­پذیری ساختار شیمیایی آنها، تعدادی از عواملی هستند که توسعه کمپلکس­ ها را حمایت می­ کنند. علاوه براین، گزارش شده است که افزودن عصاره تانن متراکم به جیره­ های برپایه علوفه می­ تواند منجر به کاهش تولید متان در نشخوارکنندگان بشود. با این وجود، انواع مختلفی از تانن­ های متراکم با فعالیت­ های زیستی متفاوت از جمله انتشار متان، ممکن است روی پاسخ­ های حیوان اثرگذار باشد. اهمیت منبع تانن متراکم و سطح آن در جیره به منظور درک بهتر میزان تولید متان بوسیله نشخوارکنندگان و برای اجرای روش­ های تغذیه ­ای موثر که از چنین پیامدهایی بهره می ­برند، باید شناخته شود.

پروتئین­ های کوچک و آبگریز دارای ساختار باز و انعطاف ­پذیر هستند و غنی از پرولین می ­باشند. بطورکلی، تانن ­ها و پروتئین ها دارای پیوندهای ناپایداری هستند که بطور مداوم شکسته و دوباره تشکیل می­ شوند. کومار و سینگ به این نتیجه رسیدند که تشکیل این ساختارها ممکن است شامل چهار نوع پیوند باشد.

پیوندهای هیدروژنی (برگشت­ پذیر و وابسته به pH) بین رادیکال­ های هیدروکسیل فنولی و اکسیژن آمیدی پیوندهای پروتئین-پپتید یکسان هستند. حلقه آروماتیک فنول­ها بصورت آبگریز با نواحی آبگریز پروتئین برهم­کنش ایجاد می­ کنند (برگشت­ پذیر و وابسته به pH). با تشکیل پیوندهای یونی (برگشت­ پذیر) بین یون فنولی و ناحیه کاتیونی پروتئین (به استثنای تانن­ های قابل هیدرولیز). پیوند (ارتباط) کوالانسی با کوئینون­ ها بوسیله اکسیداسیون و متراکم شدن متعاقب پلی ­فنول­ها با گروه­ های پروتئینی نوکلئوفیلی. پیوندهای هیدروژنی در تشکیل کمپلکس­ های پروتئین-تانن برای یک دوره طولانی، اما تحقیقات بعدی اهمیت برهم­کنش ­های آبگریز را نشان داد.