علوم و فنون شیلات

علوم و فنون شیلات

ارزیابی رسوب دهی پله ای بر ویژگی های شیمیایی، مولکولی و ضداکسایشی فوکوئیدان جلبک قهوه‌ای Nizamuddinia zanardinii

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
معصومه قنبری کیاسرا 1
مهدی طبرسا 1
حسن احمدی گاولیقی 2
امین مخلصی 3
1 دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران
2 گروه صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3 مرکز تحقیقات زیست شناسی دارویی و زیست فناوری، دانشگاه هاینریش هاینه، دوسلدورف، آلمان
چکیده
هدف از مطالعه حاضر، ارزیابی رسوب­دهی پله­ای فوکوئیدان استخراج شده از جلبک Nizamuddinia zanardinii و بررسی رابطه محتوای سولفات و وزن مولکولی با فعالیت ضداکسایشی آن بود. پس از حذف رنگدانه­ها و ترکیبات با وزن مولکولی پایین، فوکوئیدان استخراج شده با حلال آبی، در سه مرحله با سطوح متفاوت اتانول (30، 50 و 70 درصد) رسوب­دهی شدند. سه فراکسیون Fuc30، Fuc50 و Fuc70 به ترتیب با وزن مولکولی 62/731، 76/655، 41/10 ×۱۰3 گرم/ مول به دست آمدند. محتوای استرهای سولفات در فراکسیون­های به دست آمده بین 03/25-49/6 درصد اندازه­گیری شد. سنجش رنگ فوکوئیدان­های تولید شده توسط دستگاه رنگ­سنج دیجیتال حاکی از بیشترین شاخص سفیدی در فراکسیون Fuc50 بود. نتایج فعالیت ضد­اکسایشی فراکسیون­ها در مهار رادیکال آزاد DPPH(93/43 تا 40/89 درصد)، رادیکال ABTS (05/25 تا 10/96 درصد) و احیای یون Fe3+ (جذب 142/0 تا 259/0) متغییر بود. به­ طور کلی نتایج مطالعه حاضر نشان داد، رسوب­دهی پله­ای فوکوئیدان گونه N. zanardinii منجر به تولید فراکسیون­هایی با ترکیب مولکولی و شیمیایی و فعالیت ضداکسایشی مختلف می­شود. همچنین، اگرچه تمامی فراکسیون­های فوکوئیدان استخراج شده به عنوان ترکیباتی واجد فعالیت ضداکسایشی معرفی می­شوند اما در مهار رادیکال آزاد ABTS و احیای یون Fe3+، پلیمرهای با وزن مولکولی بالاتر (Fuc30)، فعالیت ضداکسایشی بیشتری را از خود نشان می دهند.
کلیدواژه‌ها
فوکوئیدان
Nizamuddinia zanardinii
استخراج
وزن مولکولی
ضداکسایشی

موضوعات

1. Leal MC, Munro MH, Blunt JW, Puga J, Jesus B, Calado R, Rosa R, Madeira C. Biogeography and biodiscovery hotspots of macroalgal marine natural products. Natural product reports. 2013; 30(11): 1380-90.
2. McHugh DJ. Production, properties and uses of alginates. Production and Utilization of Products from Commercial Seaweeds. FAO. Fish. Tech. Pap. 1987; 288: 58-115.
3. Tseng CK. Algal biotechnology industries and research activities in China. Journal of Applied Phycology. 2001 Aug; 13(4): 375-80.
4. Holdt SL, Kraan S. Bioactive compounds in seaweed: functional food applications and legislation. Journal of applied phycology. 2011 Jun; 23(3): 543-97.
5. Gharanjik BM, Rohani Ghadikolaei K. Atlas of the sea alga e of the Persian Gulf and Oman sea coasts. Fisheries Research Publication. 2009.
6. Tabarsa M, Dabaghian EH, You S, Yelithao K, Cao R, Rezaei M, Alboofetileh M, Bita S. The activation of NF-κB and MAPKs signaling pathways of RAW264. 7 murine macrophages and natural killer cells by fucoidan from Nizamuddinia zanardinii. International Journal of Biological Macromolecules. 2020 Apr 1; 148: 56-67.
7. Kylin H. Biochemistry of sea algae. HZ Physiol. Chem. 1913; 83: 171–197.
8. Hosseinpouri A, Mohammadi M, Obeidi N. Fucoidan, Multifunctional Polysaccharide. Journal of Fasa University of Medical Sciences. 2019; 9(2).
9. Li B, Zhao RX, Wei XJ. Anticoagulant activity of fucoidan from Hizikia fusiforme. Agro Food Industry Hi-Tech. 2008 Jan 1; 19(1): 22.
10. Fan L, Tongchun T, Yanchun S, Yang L, Shaolun Z. Study on anti-virus effect of fucoidan in vitro. Baiqiuen Yike Daxue Xuebao. 1995 Jan 1; 21(3): 255-7.
11. Cumashi A, Ushakova NA, Preobrazhenskaya ME, D'Incecco A, Piccoli A, Totani L, Tinari N, Morozevich GE, Berman AE, Bilan MI, Usov AI. A comparative study of the anti-inflammatory, anticoagulant, antiangiogenic, and antiadhesive activities of nine different fucoidans from brown seaweeds. Glycobiology. 2007 May 1; 17(5): 541-52.
12. Qu G, Liu X, Wang D, Yuan YI, Han L. Isolation and characterization of fucoidans from five brown algae and evaluation of their antioxidant activity. Journal of Ocean University of China. 2014 Oct; 13(5): 851-6.
13. Kwak JY. Fucoidan as a marine anticancer agent in preclinical development. Marine drugs. 2014 Jan 28; 12(2): 851-70.
14. Andrade EL, Bento AF, Cavalli J, Oliveira SK, Freitas CS, Marcon R, Schwanke RC, Siqueira JM, Calixto JB. Non-clinical studies required for new drug development-Part I: early in silico and in vitro studies, new target discovery and validation, proof of principles and robustness of animal studies. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 2016 Oct 24; 49.
15. Blomhoff R. Dietary antioxidants and cardiovascular disease. Current opinion in lipidology. 2005 Feb 1; 16(1): 47-54.
16. Karnjanapratum S, Tabarsa M, Cho M, You S. Characterization and immunomodulatory activities of sulfated polysaccharides from Capsosiphon fulvescens. International journal of biological macromolecules. 2012 Dec 1; 51(5): 720-9.
17. Tabarsa T, Sheykhnazari S, Ashori A, Mashkour M, Khazaeian A. Preparation and characterization of reinforced papers using nano bacterial cellulose. International journal of biological macromolecules. 2017 Aug 1; 101: 334-40.
18. Dodgson KS, Price RG. A note on the determination of the ester sulphate content of sulphated polysaccharides. Biochemical Journal. 1962 Jul; 84(1): 106.
19. You S, Lim ST. Molecular characterization of corn starch using an aqueous HPSEC‐MALLS‐RI system under various dissolution and analytical conditions. Cereal chemistry. 2000 May; 77(3): 303-8.
20. Brand-Williams W, Cuvelier ME, Berset CL. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT-Food Science and Technology. 1995 Jan 1; 28(1): 25-30.
21. Borazjani NJ, Tabarsa M, You S, Rezaei M. Effects of extraction methods on molecular characteristics, antioxidant properties and immunomodulation of alginates from Sargassum angustifolium. International journal of biological macromolecules. 2017 Aug 1; 101: 703-11.
22. Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free radical biology and medicine. 1999 May 1; 26(9-10): 1231-7.
23. Oyaizu M. Studies on Products of Browning Reactions: Antioxidative Activities of Product of Browning Reaction Prepared from Glucosamine. Japan Journal of Nutrition. 1986; 44: 307-315.
24. Wijesinghe WA, Jeon YJ. Biological activities and potential industrial applications of fucose rich sulfated polysaccharides and fucoidans isolated from brown seaweeds: A review. Carbohydrate Polymers. 2012 Mar 17; 88(1): 13-20.
25. Bahramzadeh S, Tabarsa M, You S, Li C, Bita S. Purification, structural analysis and mechanism of murine macrophage cell activation by sulfated polysaccharides from Cystoseira indica. Carbohydrate polymers. 2019 Feb 1; 205: 261-70.
26. Lee SH, Ko CI, Ahn G, You S, Kim JS, Heu MS, Kim J, Jee Y, Jeon YJ. Molecular characteristics and anti-inflammatory activity of the fucoidan extracted from Ecklonia cava. Carbohydrate polymers. 2012 Jun 20; 89(2): 599-606.
27. Yuan Y, Macquarrie D. Microwave assisted extraction of sulfated polysaccharides (fucoidan) from Ascophyllum nodosum and its antioxidant activity. Carbohydrate polymers. 2015 Sep 20; 129: 101-7.
28. Kumar SP, Kekuda TP, Vinayaka KS, Sudharshan SJ. Anthelmintic and antioxidant efficacy of two macrolichens of Ramalinaceae. Pharmacognosy Journal. 2009 ;1(4): 238-42.
29. Molyneux P. The use of the stable free radical diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) for estimating antioxidant activity. Songklanakarin Journal of Science and Technology (SJST). 2004 Dec; 26(2): 211-9.
30. Mousavi NS, Tabarsa M, Ahmadi H. Evaluation of relationship between molecular weight and antioxidant properties of hydrolyzed fucoidan from brown seaweed Nizamuddinia zanardinii. Fisheries Science and Technology. 2022 May 10; 11(2): 153-64.
31. Erel O. A novel automated direct measurement method for total antioxidant capacity using a new generation, more stable ABTS radical cation. Clinical biochemistry. 2004 Apr 1; 37(4): 277-85.
32. Chandini SK, Ganesan P, Bhaskar N. In vitro antioxidant activities of three selected brown seaweeds of India. Food chemistry. 2008 Mar 15; 107(2): 707-13.
33. Hong-Yu L, Bin W, Chun-Guang Y, You-le Q, Chuan-ling S. Evaluation of antioxidant activities of five selected brown seaweeds from China. Journal of Medicinal Plants Research. 2010 Dec 4; 4(23): 2557-65.
34. Khajavi S, Tabarsa M, Ahmadi Gavlighi H, Rezaie M. Relationship evaluation of molecular weight and antioxidant and alpha amylase inhibition properties of fucoidan and alginate from brown seaweed Padina pavonica in comparison with polysaccharides from Flixweed and Fennel. Fisheries Science and Technology. 2021 Jan 10; 10(1): 31-45.