ﻋﻨﻮان: مطالعه مقایسهای اثر ترکیبات قابض معدنی (زاج سفید) و گیاهی (تاننهای چای) بر رسوب پروتئینهای سفیده تخممرغ
رادین اجاقلو 1 ،سمانه فاتح بشرزاد2
1 زنجان، بلوار شریعتی، خیابان دانشگاه، خیابان معلم، جنب دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجان، دبستان بوستان علوی -وابسته به مجموعه مدارس تربیت علوی و فاطمی
2 زنجان، بلوار دکتر یوسف ثبوتی، پردیس دانشگاه علوم پزشکی زنجان، ستاد مرکزی دانشگاه، کد پستی ۴۵۱۳۹۵۶۱۸۴
ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻧﻮﯾﺴﻨﺪه: رادﯾﻦ اﺟﺎﻗﻠﻮ .ﭘﺎﯾﻪ سوم اﺑﺘﺪاﯾﯽ. ﻣﺪرﺳﻪ ﺑﻮﺳﺘﺎن ﻋﻠﻮی زنجان
چکیده
این پژوهش به بررسی اثر زاج سفید بعنوان یک ترکیب معدنی و چای پررنگ بعنوان یک منبع از تاننهای گیاهی بر رسوب پروتئینهای سفیده تخممرغ میپردازد. هدف اصلی، طراحی یک آزمایش ساده و ایمن برای آموزش مفهوم قابض بودن به دانشآموزان است. این آزمایش با استفاده از مواد در دسترس و روشهای ساده اجرا شد تا امکان بازتولید آن در محیطهای آموزشی و خانگی فراهم باشد (Girard, 2025; Studylib, 2024). نتایج نشان داد که هر دو ماده، موجب رسوب پروتئینها شدند، اما شدت و سرعت رسوب در زاج سفید بیشتر بود. این یافتهها نشاندهنده تفاوت مکانیسم اثر مواد معدنی و گیاهی در ایجاد رسوب پروتئین است (Adamczyk et al., 2012; Goswami et al., 2021). آزمایش حاضر قابلیت استفاده در کلاسهای علوم ابتدایی، جشنوارههای علمی و کارگاههای آموزشی را دارد و میتواند بهعنوان یک ابزار نوآورانه برای آموزش مفاهیم زیستی مورد توجه قرار گیرد.
کلیدواژه:
قابضها، رسوب پروتئین، سفیده تخممرغ، زاج سفید، تاننهای چای
مقدمه
پروتئینها از مهمترین ترکیبات زیستی هستند که ساختار سهبعدی آنها برای عملکرد صحیح حیاتی است. تغییر شرایط محیطی مانند دما، pH یا تماس با مواد شیمیایی میتواند موجب دناتوراسیون یا تغییر ساختار طبیعی پروتئین و رسوب پروتئینها شود. (Ask A Biologist, 2023) یکی از گروههای مواد که چنین اثری دارند، قابضها (Astringents) هستند؛ موادی که با رسوب پروتئینها موجب جمعشدن بافت و کاهش ترشحات میشوند (Wang et al., 2024). زاج سفید یا آلوم، یک ترکیب معدنی با خاصیت قابض شناختهشده است که در پزشکی سنتی برای بندآوردن خونریزیهای سطحی استفاده میشده است (Vitalibrary, 2024; PharmEasy, 2025). در مقابل، چای پررنگ به دلیل داشتن تاننها (پلیفنولهای گیاهی) نیز توانایی رسوب پروتئینها را دارد (Adamczyk et al., 2012). مقایسه تاثیر این دو ماده در یک آزمایش ساده میتواند برای دانشآموزان مفهوم قابض بودن و شباهت ها و تفاوت های عملکرد مواد معدنی و گیاهی را روشن کند.
مرور منابع
مطالعات متعددی به بررسی مکانیسمهای رسوب پروتئین توسط مواد قابض پرداختهاند. یونهای آلومینیوم موجود در زاج سفید با گروههای کربوکسیل و آمین پروتئینها پیوند برقرار کرده و موجب رسوب میشوند (Gajbhiye et al., 2025; ResearchGate, 2025). این ویژگی باعث شده زاج سفید در صنایع دارویی و بهداشتی بهعنوان ماده قابض و ضدعفونیکننده مورد استفاده قرار گیرد (Herbpathy, 2025). از سوی دیگر، تاننهای چای با ایجاد پیوندهای هیدروژنی و هیدروفوبیک با پروتئینها، رسوب ایجاد میکنند (Adamczyk et al., 2012; Goswami et al., 2021). مطالعات جدید نشان دادهاند که پلیفنولهای چای در صنایع غذایی موجب تغییر خواص پروتئینها میشوند و حتی بر ویژگیهای حسی نوشیدنیها مانند گس بودن و تلخی اثر میگذارند (Wijegunawardhana et al., 2024; Piyasena, 2025). همچنین، بررسیهای شیمیایی نشان دادهاند که تاننهای موجود در چای سیاه قابلیت شناسایی و اندازهگیری دقیق دارند و نقش مهمی در رسوب پروتئینها ایفا میکنند (University of Thi-Qar, 2020). مطالعات اخیر نیز به تعامل کووالانسی پلیفنولها و پروتئینها در فرآیندهای غذایی پرداختهاند که اهمیت این ترکیبات در صنایع غذایی و آموزشی را نشان میدهد (Frontiers in Nutrition, 2024).
مواد مورد نیاز و روش کار
برای انجام آزمایش از مواد ساده و در دسترس استفاده شد. سفیده تخممرغ بهعنوان منبع پروتئین انتخاب گردید. سه قاشق غذاخوری سفیده تخممرغ با سه قاشق غذاخوری آب مخلوط شد تا محلول پروتئینی رقیق و یکنواختی حاصل شود (Girard, 2025). زاج سفید پودری بهعنوان ماده قابض معدنی انتخاب شد؛ یک گرم زاج سفید در صد میلیلیتر آب جوشیده سرد شده حل گردید تا محلول یک درصد تهیه شود (Gajbhiye et al., 2025). همچنین، یک تیبگ یا یک قاشق چای خشک در صد میلیلیتر آب جوش دم شد و پس از ده دقیقه صاف گردید تا محلول چای پررنگ آماده شود (University of Thi-Qar, 2020). ابزارهای مورد استفاده شامل سه ظرف شفاف کوچک، قطرهچکان یا قاشق کوچک برای افزودن محلولها، کرنومتر برای ثبت زمان شروع کدورت، و خلالدندان برای بررسی تشکیل تودههای پروتئینی بودند.
آمادهسازی نمونهها
سه ظرف شفاف انتخاب شد و هر کدام با برچسبهای «زاج سفید»، «چای» و «کنترل» مشخص گردیدند. در هر ظرف دو قاشق غذاخوری محلول سفیده تخممرغ ریخته شد. به ظرف اول پنج تا ده میلیلیتر محلول زاج سفید یک درصد اضافه شد. به ظرف دوم پنج تا ده میلیلیتر چای پررنگ افزوده شد. ظرف سوم بدون هیچ افزودنی باقی گذاشته شد و بهعنوان نمونه کنترل در نظر گرفته شد (Adamczyk et al., 2012).
اجرای آزمایش و ثبت نتایج
برای اجرای آزمایش، سه ظرف شفاف کوچک انتخاب شد و هر کدام با برچسبهای «زاج»، «چای» و «کنترل» مشخص گردیدند. در هر ظرف دو قاشق غذاخوری محلول سفیده تخممرغ ریخته شد. به ظرف اول پنج تا ده میلیلیتر محلول زاج سفید یک درصد اضافه شد، به ظرف دوم پنج تا ده میلیلیتر چای پررنگ افزوده شد و ظرف سوم بدون هیچ افزودنی باقی گذاشته شد تا بهعنوان نمونه کنترل عمل کند (Adamczyk et al., 2012; Gajbhiye et al., 2025). همزمان با افزودن اولین قطره از محلولها، کرنومتر روشن گردید و زمان شروع کدورت در هر نمونه ثبت شد. تغییرات ظاهری شامل میزان کدورت، تشکیل تودههای پروتئینی و چسبندگی سطحی در طول دو دقیقه بررسی شد. پس از گذشت زمان مشخص، سطح هر نمونه با خلالدندان لمس شد تا وجود تودههای پروتئینی و میزان چسبندگی سطحی ارزیابی گردد (Ask A Biologist, 2023; Studylib, 2024). نتایج نشان داد که در نمونه زاج سفید، کدورت سریعتر (۱۵–۴۵ ثانیه) ایجاد شد و تودههای پروتئینی متراکمتر و چسبندهتر مشاهده گردید. در نمونه چای پررنگ، کدورت دیرتر (۲۰–۶۰ ثانیه) ظاهر شد و تودههای نرمتر و با شدت کمتر تشکیل شدند. نمونه کنترل طی مدت آزمایش بدون تغییر محسوس باقی ماند (Goswami et al., 2021). این دادهها در جدول ثبت گردید تا امکان مقایسه کمی و کیفی بین سه نمونه فراهم شود. نتایج بهطور واضح نشان دادند که زاج سفید اثر قابض قویتر و سریعتری نسبت به چای پررنگ دارد، در حالی که چای نیز توانایی رسوب پروتئینها را دارد اما با شدت کمتر.
بحث
نتایج این مطالعه نشان داد که هر دو ماده قابض، یعنی زاج سفید و چای پررنگ، توانایی رسوب پروتئینهای سفیده تخممرغ را دارند. با این حال، شدت و سرعت رسوب در نمونه زاج سفید بیشتر از چای بود. این تفاوت را میتوان به مکانیسمهای متفاوت این دو ماده نسبت داد. یونهای آلومینیوم موجود در زاج سفید با گروههای کربوکسیل و آمین پروتئینها پیوند برقرار کرده و ساختار سهبعدی آنها را مختل میکنند، در نتیجه پروتئینها بهصورت تودههای متراکم رسوب میکنند (Gajbhiye et al., 2025; Vitalibrary, 2024). در مقابل، تاننهای موجود در چای با ایجاد پیوندهای هیدروژنی و هیدروفوبیک با پروتئینها، رسوبی نرمتر و با شدت کمتر ایجاد میکنند (Adamczyk et al., 2012; Goswami et al., 2021). این تفاوت در مکانیسمها نهتنها از نظر علمی اهمیت دارد، بلکه از دیدگاه آموزشی نیز ارزشمند است. دانشآموزان با مشاهده این آزمایش درمییابند که مواد طبیعی و معدنی میتوانند اثر مشابهی داشته باشند، اما شدت و کیفیت اثر آنها متفاوت است. چنین مقایسهای به درک بهتر مفاهیم زیستی مانند دناتوراسیون، رسوب پروتئین و اثر مواد شیمیایی بر ساختارهای زیستی کمک میکند (Ask A Biologist, 2023; Wang et al., 2024).
از منظر کاربردی، این آزمایش میتواند بهعنوان یک مدل ساده برای توضیح عملکرد داروهای قابض در پزشکی سنتی و مدرن مورد استفاده قرار گیرد. همچنین نشان میدهد که ترکیبات گیاهی مانند تاننها، علاوه بر کاربرد در صنایع غذایی، نقش مهمی در تعامل با پروتئینها دارند (Wijegunawardhana et al., 2024; Piyasena, 2025).
پیشنهادات برای کاربرد مواد قابض در پزشکی
با توجه به نتایج این پژوهش، پیشنهاد میشود تحقیقات آینده بر توسعه مواد قابض ترکیبی متمرکز شوند؛ موادی که هم از منابع معدنی مانند زاج سفید و هم از منابع گیاهی مانند تاننهای چای استخراج شدهاند. ترکیب این دو گروه میتواند اثر همافزایی ایجاد کند؛ بهگونهای که شدت و سرعت رسوب پروتئینها افزایش یابد، در حالی که تحریکپذیری بافتها کاهش پیدا کند. چنین ترکیباتی قابلیت استفاده در فرمولاسیونهای دارویی و بهداشتی مانند ژلهای هموستاتیک، دهانشویههای ضدخونریزی و کرمهای پوستی قابض را خواهند داشت (Gajbhiye et al., 2025; Adamczyk et al., 2012). از سوی دیگر، پیشنهاد میشود پژوهشگران به سمت استانداردسازی و ایمنسازی عصارههای گیاهی قابض حرکت کنند. استخراج کنترلشده تاننها از منابع گیاهی بومی ایران (مانند چای شمال یا بلوط زاگرس) میتواند علاوه بر کاهش هزینهها، به تولید فرآوردههای دارویی بومی و پایدار کمک کند. همچنین طراحی پانسمانهای زیستسازگار بر پایه کیتوسان یا آلژینات، بارگذاریشده با ترکیبات قابض، میتواند در درمان زخمهای ترشحدار و کنترل خونریزیهای سطحی نقش مهمی ایفا کند. این مسیر نهتنها ارزش آموزشی دارد، بلکه میتواند به توسعه محصولات نوآورانه در حوزه پزشکی و داروسازی منجر شود (Frontiers in Nutrition, 2024; University of Thi-Qar, 2020).
اشکال دارویی پیشنهادی برای مواد قابض
- برای کاربرد عملی این ترکیبات در پزشکی، اشکال دارویی زیر پیشنهاد میشود:
- ژل هموستاتیک موضعی: حاوی 1-2% زاج سفید یا 5-1% تانن استاندارد، مناسب برای کنترل خونریزیهای سطحی
- دهانشویه قابض: محلول آبی با 2-0.5% تانن گیاهی یا 0.2-0.1% زاج سفید، برای کاهش خونریزی لثه.
- کرم پوستی قابض: فرمولاسیون روغنی–آبی با 2% عصاره تانن و 1% زاج سفید، جهت کاهش ترشحات و جمعکردن بافتهای سطحی
- پانسمان زیستسازگار: آلژینات یا کیتوسان بارگذاریشده با 2-3% ترکیبات قابض (مخلوط زاج سفید و تانن)، برای زخمهای ترشحدار
- پودر هموستاتیک فوری: زاج سفید میکرونیزه با غلظت 5-10%، برای استفاده مستقیم روی بریدگیهای کوچک.
نتیجهگیری
این پژوهش نشان داد که مواد قابض، چه معدنی مانند زاج سفید و چه گیاهی مانند چای، قادر به رسوب پروتئینها هستند. مشاهده تغییرات در سفیده تخممرغ یک راه ملموس و ساده برای درک مفهوم قابض بودن است. نتایج حاکی از آن است که زاج سفید به دلیل مکانیسم یونی خود، رسوب سریعتر و شدیدتری ایجاد میکند، در حالی که تاننهای چای با مکانیسمهای غیرکوالانسی رسوبی ملایمتر تولید میکنند. از دیدگاه آموزشی، این آزمایش یک ابزار نوآورانه و ایمن برای تدریس مفاهیم زیستی در مدارس و کارگاههای علمی محسوب میشود. از دیدگاه علمی نیز میتواند مقدمهای برای مطالعات پیشرفتهتر درباره تعامل پروتئینها با ترکیبات معدنی و گیاهی باشد. در نهایت، این طرح آموزشی با سادگی، ایمنی و قابلیت بازتولید خود، میتواند در جشنوارههای علمی دانشآموزی و همایشهای ایدهپردازی بهعنوان یک نمونه موفق از تلفیق علم و آموزش معرفی شود (Frontiers in Nutrition, 2024; University of Thi-Qar, 2020; ResearchGate, 2025).
منابع
- Adamczyk, B., Kitunen, V., & Smolander, A. (2012). Precipitation of proteins by tannins. Int. J. Food Sci. Technol.
- Ask A Biologist. (2023). Protein Denaturing Activity. Arizona State University.
- Gajbhiye, S., et al. (2025). Pharmacological & Physiochemical Properties of Potash Alum. Int. J. Pharm. Sci.
- (2024). Alum: Medicinal Benefits and Astringent Effect.
- (2025). Alum: Benefits, Uses, Side Effects.
- (2025). Alum Herb Uses, Benefits, Cures.
- Wijegunawardhana, D., et al. (2024). Process-Induced Protein–Polyphenol Interactions in Milk–Tea Blends. Foods.
- Piyasena, N.P. (2025). Milk in Tea: Chemistry and Biological Activities. Food Sci. Biotechnol.
- Wang, S., et al. (2024). Astringency Mechanisms and Saliva Lubrication. Chemical Senses.
- Girard, J. (2025). Lesson Plan: Protein Denaturation Using Egg Proteins. Univ. Wisconsin.
- (2024). Protein Denaturation Lab: Egg White Experiment.
- Goswami, S., et al. (2021). Protein Precipitation by Tea Polyphenols. J. Adv. Sci. Res.
- University of Thi-Qar. (2020). Identifying Tannin Compounds in Black Tea Extract. J. Sci.
- Frontiers in Nutrition. (2024). Covalent Polyphenols–Proteins Interactions in Food Processing.
- (2025). Formulation and Evaluation of Potash Alum as Astringent Cream and Gel.
Abstract
This study investigates and compares the effects of two types of astringent compounds—alum as a mineral agent and tannins from strong tea as plant-derived compounds—on the precipitation of egg white proteins. The primary objective was to design a simple, safe, and reproducible experiment to demonstrate the concept of astringency in educational and home settings. The methodology involved preparing standard solutions of alum and tea, adding them to egg white samples, and recording the time and intensity of protein precipitation. Results showed that both substances induced protein precipitation; however, alum, through its ionic mechanism, produced faster and stronger precipitation, while tea tannins, via non-covalent interactions, generated milder precipitation. This mechanistic difference holds both scientific and educational significance, as it helps students better understand biological concepts such as denaturation and the impact of chemical agents on protein structures. Ultimately, the experiment serves as an innovative and safe teaching tool suitable for elementary science classes, science festivals, and workshops, and may provide a foundation for advanced studies on protein interactions with mineral and plant compounds.
