علوم و فنون شیلات

علوم و فنون شیلات

ارزیابی رابطه وزن مولکولی و ویژگی‌های ضداکسایشی فوکوئیدان هیدرولیز شده جلبک قهوه ای Nizamuddinia zanardinii

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 گروه فرآوری محصولات شیلاتی، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران
2 گروه صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران
چکیده
پلی­ساکاریدها به دلیل پیچیدگی ساختار شیمیایی و ناهمگنی وزن مولکولی دارای ویژگی­های زیستی متنوع بوده که می­تواند از طریق روش­های مهندسی و اعمال اصلاحات ساختاری بهبود یابند. هدف از مطالعه حاضر، ارزیابی ویژگی­های ضداکسایشی فوکوئیدان هیدرولیز شده جلبک Nizamuddinia zanardinii و بررسی رابطه وزن مولکولی با فعالیت زیستی بود. پس از حذف رنگدانه­ها و ترکیبات با وزن مولکولی پایین، فوکوئیدان خام استخراج شده، در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۰، ۲۰، ۴۰ و ۶۰ دقیقه توسط ۰۱/۰ نرمال اسید هیدروکلریک تحت هیدرولیز قرار گرفت. میانگین وزن مولکولی فوکوئیدان خام ۴/۱۲۵۴ ×۱۰3 گرم/مول و هیدرولیزات به ترتیب FH60 ،FH40 ،FH20 ،FH10 برابر با ۵/۹۷۴ ، ۸/۸۹۱ ، ۵/۸۰۶ ، ۸/۷۰۵×۱۰3 گرم/مول بود. پس از هیدرولیز و کاهش وزن مولکولی، هیدرولیزات بدست آمده نسبت به فوکوئیدان خام، به میزان قابل توجهی قادر به مهار رادیکال آزاد DPPH(27/61-54/84 درصد)، رادیکال ABTS (1/40-5/88 درصد) و احیا یون Fe3+ ( جذب49/0-81/0) بود. در ایـن میـان، هیدرولیزات FH20 بیشترین پتانسیل را در مهار رادیکال آزاد DPPH (45/70- 54/84 درصد) و احیاء یون آهن Fe3+ (جذب49/0-81/0) دارا بود. به­طور کلی نتایج مطالعه حاضر نشان داد، هیدرولیز و کاهش وزن مولکولی توانست به میزان معنی­داری سبب بهبود فعالیت­ ضداکسایشی فوکوئیدان شود، ولی فاکتور زمان تفاوت معنی­داری را در مهار واکنش­های ضد اکسایشی بین هیدرولیزات مختلف ایجاد نکرد که این می تواند به دلیل تغییرات در میزان و دسترسی گروههای عاملی باشد. کاربرد فوکوئیدان استخراج­شده از گونه مورد مطالعه به عنوان ترکیب واجد فعالیت ضداکسایشی می­تواند در اشکال طبیعی و یا هیدرولیزات آن صورت پذیرد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


1- Chen, L., Remondetto, G. E., Subirade, M., (2006). Food protein-based materials as nutraceutical delivery systems. Trends in Food Science & Technology, 272-283.
-2Qi, H., Zhang, Q., Zhao, T., Chen, R., Zhang, H., Niu, X. and Li, Z. (2005). Antioxidant activity of different sulfate content derivatives of polysaccharide extracted from Ulva pertusa(Chlorophyta) in vitro. International Journal of Biological Macromolecules, 37: 195–199.
-3Nahas, R., Abatis, D., Anagnostopoulou, M. A., Kefalas, P., Vagias, C. and Roussis, V. (2007). Radical-scavenging activity of a green sea marine algae. Food Chemistry, 102: 577–581.
-4Wang, B. G., Zhang, W. W., Duan, X. J. and Li,X. M. (2009). In vitro antioxidative activities of extract and semi-purified fractions of the marine red alga, Rhodomela confervoides (Rhodomelaceae). Food Chemistry, 113:1101–1105.
-5Ruberto, G., Baratta, M. T., Biondi, D. M. and Amico, V. (2001). Antioxidant activity of extracts of the marine algal genus Cystoseira in a micellar model system. Journal of Applied Phycology, 13: 403–407.
-6Holdt, S. L., and Kraan, S. (2011). Bioactive compounds in seaweed: functional food applicationsseaweed Ulva rigida C. Agardh. International Immunopharmacology, 7(7): 879–888.
-7Quiros, R. B., A., Lage-Yusty, M. A. and Lopez-Hernandez, J. (2010). Determination of phenolic compounds in macroalgae for humanconsumption. Food Chemistry, 121: 634–638.
-8Kuda, T., Tsunekawa, M., Gotoa, H., and Arakib,Y. (2005). Antioxidant properties of four edible algae harvested in the Noto Peninsula, Japan. Journal of Food Composition and Analysis, 18: 625–633.
-9Wijesekara, I., Pangestuti, R, and Kim S. K. (2011). Biological activities and potential health benefits of sulfated polysaccharides derived from marine algae. Carbohydrate Polymers, 84: 14–21.
-10Li, B., Lu, F., Wei, X. and Zhao, R. (2008). Fucoidan: structure and bioactivity. Molecules, 13(8):1671-1695.
-11Shao, P., Chen, X., Sun, P. (2014). Chemicalcharacterization, antioxidant and antitumor activity ofsulfated polysaccharide from Sargassum horneri. Carbohydrate Polymers, 260-269.
-12Hu, P., Xue, R., Li, Z., Chen, M., Sun, Z., Jiang, J., Huang, C. (2014). Structural investigation and immunologicalactivity of a heteropolysaccharide from Sargassum fusiforme. Carbohydrate Research, 28-32.
13- 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.
- 14 Alboofetileh M, Rezaei M, Tabarsa M, You S, Yelithao Kh, Dabaghian H.E, Cao R, Bita S. (2020). 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 148 56–67.
15- Hosseinpouri A, MohammadiM, Obeidi N. (2019). Fucoidan, Multifunctional Polysaccharide. Journal of Fasa University of Medical Sciences. Summer 2019. Vol. 9 . No. 2.
-16Chen BJ, Shi MJ, Cui S, Hao SX, Hider RC, Zhou T. (2016). Improvedantioxidant and anti-tyrosinase activity of polysaccharide from Sargassum fusiforme by degradation. International journal of biological macromolecules. Nov 1;92:715-22.
-17Jiang J, Meng FY, He Z, Ning YL, Li XH, Song H, Wang J, Zhou R. (2014). Sulfated modification of longan polysaccharide and its immunomodulatory and antitumor activity in vitro. International journal of biological macromolecules. Jun 1;67:323-9.
18- 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
19- 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.
-20 Tabarsa, M., Dabaghian, E. H., You, S., Yelithao, K., Cao, R., Rezaei, M., ... & Bita, S. (2020). 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, 148, 56-67.
21- Apostolidis E, Kwon YI, Shetty K. Inhibitory potential of herb, fruit, and fungal-enriched cheese against key enzymes linked to type 2 diabetes and hypertension. Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2007 Mar 1;8(1):46-54.
22- Khajavi S, Tabarsa M, Ahmadi H, Rezaei 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. Journal of Fisheries Science and Technology. Volume March 2021;10, Issue 1: 31-45.
23- Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med. 1999 May;26(9-10):1231-7. doi: 10.1016/s0891-5849(98)00315-3. PMID: 10381194.
24- Oyaizu, M. (1986). Studies on products of browning reaction antioxidative activities of products of browning reaction prepared from glucosamine. The Japanese Journal of Nutrition and Dietetics, 44(6), 307-315.
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; 205: 261–270
26- Borazjani NJ, Tabarsa M, You S, Rezaei M. Purification, molecular properties, structural characterization, and immunomodulatory activities of water soluble polysaccharides from Sargassum angustifolium. International Journal of biological macromolecules. 2018; 109: 793–802.
27- Wang J, Zhang Q, Zhang Z, Li Z. Antioxidant activity of sulfated polysaccharide fractions extracted from Laminaria japonica. International Journal of biological macromolecules. 2008; 42:
127–132.
28- Lee SH, Ko CI, Ahn GN, You SG, Kim JS, Heu MS. Molecular characteristics and
anti-inflammatory activity of the fucoidan extracted from Ecklonia cava. Carbohydrate
polymers. 2012; 89: 599–606.
29- Siriwardhana, N., Pee, K. W., Jeon, Y. J., Kim, S. H., Haw, J. W., 2003. Antioxidant activity of Hizikia fusiformis on reactive oxygen species scavenging and lipid peroxidation inhibition. Food Science and Technology International, 339-346.
30- Yipdirim, A., Mavi, A., Oktay, M., Kara, A. A., Apgur, Ö. F., Bipapoǧpu, V., 2000. Comparison of Antioxidant and Antimicrobial Activities of Tilia (Tilia Argentea Desf Ex DC), Sage (Salvia Triloba L.), and Black Tea (Camellia Sinensis) Extracts. Journap of Agricupturap and food chemistry, 5030-5034.
-31Palanisamy, S., Vinosha, M., Marudhupandi, T., Rajasekar, P., Prabhu, N. M., 2017. Isolation of fucoidan from Sargassum polycystum brown algae: Structural characterization, in vitro antioxidant and anticancer activity. International journal of biological macromolecules, 405-412.
-32Erel, O., 2004. A novel automated direct measurement method for total antioxidant capacity using a new generation, more stable ABTS radical cation. Cpinical biochemistry, 277-285
-33Rostami, Z., Tabarsa, M., Rezaei, M., 2018. Antioxidant properties of by-products of polysaccharide extraction from brown seaweed. Colpomenia peregrina. Food Processing and Preservation, 151-158.
-34Sahragard K., Tabarsa M., Ahmadi H., 1400. Isolation, purification, anti-diabetic and antioxidant properties of fucoidan from brown seaweed Sargassum ilicifolium. Journal of Fisheries Vol. 74, No. 2, Summer 2021pp. 223-234.
-35Chandini, S. K., Ganesan, P., & Bhaskar, N. (2008). In vitro antioxidant activities of three selected brown seaweeds of India. Food Chemistry, 107(2), 707-713.
-36Luo, H., Wang, B., Yu, C., Qu, Y., & Su, C. (2010). Evaluation of antioxidant activities of five selected brown seaweeds from China. Journal of Medicinal Plants Research, 4(23), 2557-2565.
-37Ye, H., Zhou, C., Sun, Y., Zhang, X., Liu, J., Hu, Q., & Zeng, X. (2009). Antioxidant activities in vitro of ethanol extract from brown seaweed Sargassum pallidum. European Food Research and Technology, 230(1), 101-109.
-38Shan X, Liu X, Hao J, Cai C, Fan F, Dun Y, Zhao X, Liu X, Li C, Yu G. In vitro and in vivo hypoglycemic effects of brown algal fucoidans. International journal of biological macromolecules. 2016 Jan 1;82:249-55.
39- Lim S, Choi JI, Park H. Antioxidant activities of fucoidan degraded by gamma irradiation and acidic hydrolysis. Radiation Physics and Chemistry. 2015 Apr 1;109:23-26.
40- Khajavi S, Tabarsa M, Ahmadi Gavlighi H, Rezaei 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. Journal of Fisheries Science and Technology. 2021; 10: 31-45.