ویژگی‌های ضد‌اکسایشی محصولات جنبی فرآیند استخراج پلی‌ساکاریدهای جلبک قهوه‌ای کلپومنیا پرگرینا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

سابقه و هدف: جلبک Colpomenia peregrina یک ماکروجلبک قهوه‌ای دریایی از خانواده Scytosiphonaceae می‌باشد. متابولیت‌های ثانویه، از جلمه ترکیبات زیست‌فعالی هستند که همراه با پلی‌ساکاریدها در دیواره سلولی این دسته از جلبک‌ها موجود می‌باشند. در فرایند استخراج این پلی‌ساکاریدها، متابولیت‌های ثانویه در مرحله رنگ‌بری حذف و دور ریخته می‌شوند. این در‌حالی است که این عصاره واجد ترکیبات زیستی ارزشمندی نظیر پلی‌فنول‌ها، پپتیدها، رنگدانه‌ها و غیره هستند. با توجه به عوارض جانبی استفاده از ضد-اکسیدان‌های مصنوعی در صنایع غذایی و نیاز به جستجو جهت یافتن ترکیبات جایگزین، انجام مطالعات بر روی ویژگی های ضداکسیدانی این ترکیبات ضروری می‌باشد. لذا هدف از مطالعه حاضر، ارزیابی ویژگی‌های ضد‌اکسیدانی ترکیبات محلول در عصاره اتانولی جلبک C. peregrina می‌باشد.
مواد و روش‌ها: جلبک C. peregrina از ساحل دریای خزر جمع آوری و سپس با آب شیرین شستشو شد. سپس، در دمای 60 درجه سانتیگراد خشک و توسط آسیاب پودر شد. عصاره اتانولی پودر خشک جلبک با اتانول 80% در دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 2 ساعت به‌دست آمد. سپس جزءبندی به ترتیب با استفاده از حلال‌های هگزان، کلروفرم، اتیل استات، و آب انجام شد. فعالیت ضداکسیدانی عصاره خام و فراکسیون‌ها توسط آزمایش‌های مهارکنندگی رادیکال آزادDPPH ، مهار‌کنندگی رادیکال‌های آزادABTS ، قدرت کاهندگی آهن، ظرفیت ضد‌اکسیدانی کل و میزان فنول کل سنجیده شد. همبستگی بین محتوای فنولی کل و فعالیت ضد‌اکسیدانی نیز مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: بازده استخراج عصاره اتانولی جلبک C. peregrina به میزان 4/5٪ وزن خشک نمونه محاسبه گردید. جزءگیری از عصاره خام منجر‌به تولید چهار فراکسیون با بیشترین بازده برای فراکسیون آبی (50٪) و کمترین بازده برای فراکسیون اتیل استات (0/1٪) گردید. ارزیابی فعالیت ضد‌اکسیدانی بیان‌گر آن بود که جزءگیری عصاره اتانولی می‌تواند به‌طور موثری سبب تولید فراکسیون‌های با فعالیت ضد‌اکسیدانی بیشتر گردد. در میان فراکسیون‌های مختلف، فراکسیون اتیل استات در غلظت 1000 میکرو‌گرم بر میلی‌لیتر بیشترین قابلیت را در مهار رادیکال آزاد DPPH (22/93٪) نشان داد. بیشترین مهار رادیکال آزاد ABTS به ترتیب توسط فراکسیون‌های آب (71/99٪) و اتیل استات (30/96٪) اتفاق افتاد. فراکسیون‌های هگزان، کلروفرم و آب توانایی مشابه‌ای را با عصاره خام در کاهش آهن فریک نشان دادند. در مقابل، فراکسیون اتیل استات بیشترین فعالیت را در قابلیت احیا کنندگی یون‌های آهن (89/57٪) و فعالیت ضد‌اکسیدانی کل نشان داد. میزان فنول کل در عصاره خام و فراکسیون‌ها بین 125-278 میلی‌گرم تانیک اسید در گرم نمونه اندازه‌گیری شد که همبستگی پایینی را با فعالیت ضد‌اکسیدانی نشان داد.
نتیجه‌گیری: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که ترکیبات ثانویه حاصل از عصاره اتانولی جلبک C. peregrina واجد فعالیت ضد‌اکسیدانی قابل‌توجه‌ای می‌باشد. لذا پس از مطالعات بیشتر، ترکیبات موجود در فراکسیون اتیل استات نیز می‌توانند به‌عنوان یک ضد‌اکسیدان طبیعی در سیستم‌های غذایی معرفی شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Antioxidant properties of by-products of polysaccharide extraction from brown seaweed Colpomenia peregrina

چکیده [English]

Background and objectives: Seaweed Colpomenia peregrine is a marine brown macro alga from Scytosiphonaceae family. Secondary metabolites are one of bioactive compounds which, along with polysaccharides, are located in the cell wall these algae. In the process of polysaccharide extraction, secondary metabolites are primarily removed and discarded in depigmentation step. While, this extract possesses precious bioactive compounds such as polyphenols, peptides, pigments, etc. Considering the side effects of utilizing synthetic antioxidants in food industries and the need to search for alternative compounds, executing new studies on antioxidant properties of these compounds is necessary. Therefore, the aim of current study is to evaluate the antioxidant properties of ethanol extract from seaweed C. peregrina.

Materials and methods: Seaweed C. peregrina was caught from Caspian Sea coastal area and washed with fresh water. Then, samples were dried at 60 °C and pulverized. The ethanol extract of dried seaweed powder was obtained using 80% ethanol at 60 °C for 2h. Then, solvent partitioning was respectively employed using hexane, chloroform, ethyl acetate and water as solvents. The antioxidant properties of crude and fractions were tested using DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity, reducing power, total antioxidant activity and total phenolic amount. The correlation between total phenolic content and antioxidant activity was also analyzed.

Results: The extraction yield of ethanol extract from C. peregrina was calculated as 5.4% of dried sample. Solvent partitioning of crude extract resulted in four fractions with the highest yield for water fraction (50%) and the lowest yield for ethyl acetate fraction (1%). The evaluation of antioxidant activity has revealed that the solvent partitioning is effectively capable of producing fractions with higher antioxidant properties. Among different fractions, ethyl acetate fraction exhibited the highest capability in DPPH radical scavenging (99.22%) at 1000 μg/ mL. The highest ABTS radical scavenging obtained for water (99.71%) and ethyl acetate (96.30%) fractions, respectively. Hexane, chloroform and water fractions exerted a similar ability with crude extract in reducing ferric ions. Conversely, ethyl acetate fraction showed the highest activity in reducing ferric ions (57.89%) and total antioxidant activity. The amount of total phenolic content of crude and fractions was measured between 125 to 278 mg TA/ g sample which indicated poor correlation with antioxidant activity.

Conclusion: Results of current study revealed that secondary metabolites of ethanol extract from seaweed C. peregrina possess a notable antioxidant activity. Hence, after further studies, ethyl acetate fraction compounds could be introduced as a natural antioxidant in food systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Colpomenia peregrine
  • Seaweed
  • Antioxidant
  • Polyphenol
  • secondary metabolites