اثرات تانن ها در تغذیه نشخوارکنندگان

"طبقه بندی تانن ها"

تانن­ها دارای چندین ساختار هستند که می­توانند 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 تانن­ها را می­توان تجزیه کرد و آنها به عنوان ((تانن­های تجزیه شونده)) طبقه بندی می­شوند. پروآنتوسیانیدن­های پلیمری و الیگومرهای غیرقابل تجزیه به عنوان تانن­های متراکم طبقه می­شوند. تانن­های تجزیه شونده هم شامل گالوتانن­ها (gallotannins) و هم الاجی تانن­ها (ellagitannins) هستند. به دلیل یک برهم­کنش کربن-کربن متفاوت برای ضایعات پلی­فنولیک و پلیول (polyol)، الاجی تانن­ها ممکن است تجزیه نشوند اما به عنوان تانن تجزیه شونده برای اهداف خاص طبقه بندی می­شوند.علاوه بر هگزاهیدروکسی دی فنول (HHDP)، اولین تانن­ها 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 تانن­ها

تانن­ها ترکیبات پلی­فنولی هستند که همچنین به عنوان اسیدهای تانیک هم شناخته می­شوند. تانن نامی است که به مواد بی شکل به فرم پودر زرد مایل به قهوه­ای، پوسته­ها یا توده­های اسفنجی که از گیاهان بدست می ­آیند، اطلاق می­شود. تانن­ها 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 می­شوند.

تانن­ها از نظر شیمیایی به تانن­های قابل تجزیه (HT) و تانن­های متراکم (CT) تقسیم شده­اند. تانن­های 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 می­کنند. آنها تا حدودی در آب و به خوبی در الکل و استون محلول هستند. یکی از شناخته شده­ ترین مثال­ها برای تانن قابل هیدرولیز، گالوتانن­ها هستند. تانن­های متراکم که گروه خیلی بزرگتری هستند، نمی­توانند تجزیه بشوند. آنها ترکیبات نامحلول قرمز تیره به نام فلوبافین را با اسیدهای قوی و بعضی عوامل اکسیدکننده در برابر گرما تشکیل می­دهند.

تانن­های قابل هیدرولیز حاوی گروه­های هیدروکسیل استریفیه شده با کربوهیدرات (معمولا دی-گلوکز) و گروه­های فنولی در مرکز هستند. آنها در اثر هیدرولیز بوسیله اسیدهای ضعیف، باز ضعیف، آب داغ و یا آنزیم­هایی مانند تانناز به کربوهیدرات و اسیدهای فنولی تجزیه می­شوند. آنها معمولا در دانه میوه­ ها در مقادیر اندک یافت می­شوند. 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 می­شوند. به عنوان نتیجه تجزیه، اسید گالیک، پیروگالول، فلوروگلوسینول و نهایتا استات و بوتیرات تولید می­شوند که به عنوان نتیجه فعالیت­های آنزیمی موفق به حساب می­ آیند.

پروآنتوسیانیدین­ها به خاطر ساختار شیمیایی آنها به عنوان تانن­های متراکم شناخته می­شوند که رایج­ترین 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 انحلال­پذیری پروآنتوسیانیدین­ها در حلال­های آبی بسته به ساختار شیمیایی و درجه پلیمره شدن آنها متفاوت است.واژه پروآنتوسیانیدین از اسیدی گرفته می­شود که واکنش اکسیداسیون را کاتالیز می­کند و منجر به تشکیل آنتوسیانیدین­های قرمز با حرارت دادن پروآنتوسیانیدین­ها در محلول­های الکل اسیدی می­شود. شناخته­ شده ترین آنتوسیانیدین­های تولید شده سیانیدین و دلفینیدین هستند. تانن­های کاتچیکی که بوسیله فعالیت آنزیمی یا اسیدهای رقیق هیدرولیز نمی­شوند، محصولات متراکم شدن کاتچین و با تقطیر خشک به پیروکاتکل تبدیل می­شوند.

میل ترکیبی بالای تانن­های پروتئینی به این بستگی دارد که چه تعداد ترکیبات فنولی، مکان­های زیادی را با گروه­های پپتید کربونیلی متصل می­کند.

تشکیل این کمپلکس­ها به میل ترکیبی بین مولکول­های شرکت کننده وابسته است که بر پایه خصوصیات شیمیایی هر تانن­ و پروتئین مربوطه می­باشد. در مورد تانن­ها، وزن مولکولی نسبتا بالا و انعطاف­پذیری ساختار شیمیایی آنها، تعدادی از عواملی هستند که توسعه کمپلکس­ها را حمایت می­کنند. علاوه براین، گزارش شده است که افزودن عصاره تانن متراکم به جیره­ های برپایه علوفه می­تواند منجر به کاهش تولید متان در نشخوارکنندگان بشود. با این وجود، انواع مختلفی از تانن­های متراکم با فعالیت­های زیستی متفاوت از جمله انتشار متان، ممکن است روی پاسخ­های حیوان اثرگذار باشد. اهمیت منبع تانن متراکم و سطح آن در جیره به منظور درک بهتر میزان تولید متان بوسیله نشخوارکنندگان و برای اجرای روش­های تغذیه ­ای موثر که از چنین پیامدهایی بهره می­برند، باید شناخته شود.

پروتئین­های کوچک و آبگریز دارای ساختار باز و انعطاف­پذیر هستند و غنی از پرولین می­باشند. بطورکلی، تانن­ها و پروتئین­ها دارای پیوندهای ناپایداری هستند که بطور مداوم شکسته و دوباره تشکیل می­شوند. کومار و سینگ به این نتیجه رسیدند که تشکیل این ساختارها ممکن است شامل چهار نوع پیوند باشد.

پیوندهای هیدروژنی (برگشت­پذیر و وابسته به pH) بین رادیکال­های هیدروکسیل فنولی و اکسیژن آمیدی پیوندهای پروتئین-پپتید یکسان هستند.حلقه آروماتیک فنول­ها بصورت آبگریز با نواحی آبگریز پروتئین برهم­کنش ایجاد می­کنند (برگشت­پذیر و وابسته به pH). با تشکیل پیوندهای یونی (برگشت­پذیر) بین یون فنولی و ناحیه کاتیونی پروتئین (به استثنای تانن­های قابل هیدرولیز). پیوند (ارتباط) کوالانسی با کوئینون­ها بوسیله اکسیداسیون و متراکم شدن متعاقب پلی­فنول­ها با گروه­های پروتئینی نوکلئوفیلی. پیوندهای هیدروژنی در تشکیل کمپلکس­های پروتئین-تانن برای یک دوره طولانی، اما تحقیقات بعدی اهمیت برهم­کنش­های آبگریز را نشان داد.