ارزيابي رابطه وزن مولكولي و ويژگي هاي ضداكسايشي و مهار كنندگي فعاليت آلفا آميلازي فوكوئيدان و آلژينات جلبك قهوه اي Padina pavonica در مقايسه با پلي ساكاريدهاي خاكشير و رازيانه

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

پلي ساكاريدها به دليل پيچيدگي ساختار شيميايي و ناهمگني وزن مولكولي داراي ويژگي هاي زيستي متنوع بوده كه مي تواند از طريق روش هاي مهندسي و اعمال اصلاحات ساختاري بهبود يابند. هدف از مطالعه حاضر، ارزيابي ويژگي هاي ضد اكسايشي و ضد ديابتي پلي ساكاريدهاي با منشا دريايي و خشكي و بررسي رابطه وزن مولكولي با فعاليت زيستي مي باشد. لذا، چهار پلي ساكاريد با پراكندگي و ميانگين متفاوت وزن مولكولي شامل فوكوييدان و آلژينات جلبك قهوه اي پادينا (Padina pavonica) و پلي ساكاريدهاي دانه خاكشير (Descurainia sophia) و رازيانه (Foeniculum vulgare) در سه سطح در دماي 100 درجه سانتيگراد به مدت 5، 10 و 20 دقيقه توسط 05/0 نرمال اسيد هيدروكلريك تحت هيدروليز قرار گرفتند. ميانگين وزن مولكولي در فوكوييدان 2059.5-3781.8، آلژينات 1774.4-2324.9، پلي ساكاريد خاكشير 720.4-1373.8 و پلي ساكاريد رازيانه 5752.6-14077.5 × 103 گرم/مول بود. ارتباط كاهش وزن مولكولي با بازدارندگي فعاليت آنزيم α-آميلاز در فوكوييدان (52.1-32.8 درصد) و آلژينات (67.6-32.2 درصد) كاهشي و در رازيانه (61.2-45.0 درصد) افزايشي بود. كاهش وزن مولكولي سبب افزايش قابليت مهار راديكال آزاد DPPH و كاهندگي يون آهن در فوكوييدان (47.9-27.8 درصد; جذب 0.47-0.37) و رازيانه (39.0-12.7; جذب 0.34-0.16) شد. تاثير كاهش وزن مولكولي در ويژگي هاي ضداكسايشي آلژينات و خاكشير بسيار محدود بود. به طور كلي نتايج مطالعه حاضر نشان داد كه وزن مولكولي عاملي تعيين كننده در بروز فعاليت زيستي پلي ساكاريدهاي مورد مطالعه است و كاربرد آنها به عنوان تركيبات واجد فعاليت ضدديابتي و ضداكسايشي مي تواند در اشكال طبيعي و يا هيدروليزات آنها صورت پذيرد.

Polysaccharides possess diverse biological properties due to complexity of chemical structure and heterogeneity of molecular weight which could be improved through engineering approaches and chemical modifications. The objective of the present study was to determine the antioxidant and anti-diabetic effects of marine and land originated polysaccharides and explore the correlation between molecular weight and biological activities. Hence, four polysaccharides with varying size distribution and average molecular weight including fucoidan and alginate from brown seaweed Padina pavonica and polysaccharides from Flixweed (Descurainia sophia) and Fennel (Foeniculum vulgare) were subjected to hydrolysis in three levels using 0.05N hydrochloric acid at 100 C for 5, 10 and 20 minutes. The average molecular weight ranged between 2059.5-3781.8 in fucoidan, 1774.4-2324.9 in alginate, 720.4-1373.8 in Flixweed and 5752.6-14077.5 × 103 g/mol in Fennel. The relation between molecular weight reduction and α-amylase activity inhibition was decreasing in fucoidan (52.1-32.8%) and alginate (67.6-32.2%) and increasing in Fennel (61.2-45.0%). Reduction of molecular weight enhanced the DPPH radical scavenging and ferric reducing power of fucoidan (47.9-27.8%; 0.47-0.37 Abs) and Fennel (39.0-12.7%; 0.34-0.16 Abs). The effect of molecular weight reduction was limited on antioxidant activities of alginate and Flixweed. Overall, the findings of the current study revealed that molecular weight is a determinant factor affecting bioactivities of the tested polysaccharides and thus their applications as ingredients having anti-diabetic and antioxidant functions could be possible in their native and/or hydrolyzed forms.