بهينه سازي استخراج، بررسي خصوصيات شيميايي، ساختاري و فعاليت ضد اكسايشي پلي ساكاريدهاي محلول در آب برگ فيجوآ

Extraction optimization, chemical, structural characterization and antioxidant activity of water-soluble polysaccharides from Feijoa leave

يافتن منابع طبيعي، ارزان قيمت و جديد پلي‌ساكاريدها به دليل پتانسيل بالا براي بهره برداري در صنايع غذايي و دارويي ضروري است. لذا مطالعه حاضر با هدف بهينه سازي فرايند استخراج پلي‌ساكاريدها از برگ فيجوآ به منظور به حداكثر رساندن راندمان، بررسي خصوصيات شيميايي، ساختاري و بررسي فعاليت ضد اكسايشي انجام شد. در اين راستا تاثير سه فراسنجه مستقل شامل دماي استخراج (90-50 درجه سلسيوس)، pH آب (5/9-5/3) و مدت زمان استخراج (4-1 ساعت) بر راندمان استخراج پلي‌ساكاريدها ارزيابي گرديد. شرايط بهينه به صورت دماي استخراج 68 درجه سلسيوس، pH آب 75/6 و مدت زمان استخراج 96/2 ساعت به دست آمد. تحت شرايط بهينه ميزان راندمان استخراج پيش بيني شده توسط مدل (38/3 درصد) با ميزان راندمان استخراج تجربي (02/0±35/3 درصد) مطابقت داشت. خصوصيات اوليه شيميايي پلي-ساكاريدهاي استخراج شده از برگ فيجوآ تحت شرايط بهينه تعيين گرديد. بر اساس نتايج بررسي خصوصيات شيميايي، ميزان كربوهيدرات كل معادل 37/54 درصد، پلي فنول‌ها و پروتئين به ترتيب معادل 14/0 ميلي‌گرم معادل گاليك اسيد و 18/0 درصد بود. در طيف تبديل فوريه مادون قرمز باندهاي شاخص پلي‌ساكاريدها مشاهده گرديد. پلي‌ساكاريدهاي برگ فيجوآ عمدتا شامل مونوساكاريدهاي گلوكز، ريبوز، مانوز، آرابينوز و گالاكتوز مي‌باشند. نتايج بررسي فعاليت ضد اكسايشي بيانگر توانايي مطلوب پلي‌ساكاريدهاي برگ فيجوآ براي مهار راديكال‌هاي آزاد DPPH و احيا نمودن يون آهن است. در نهايت، برگ فيجوآ را مي‌توان به عنوان يك منبع طبيعي، ارزان قيمت و جديد براي استحصال پلي‌ساكاريدها با فعاليت زيستي مطلوب جهت توليد مواد غذايي فراسودمند يا داروها معرفي نمود.

Finding natural, inexpensive and new polysaccharides resources is essential due to the high potential for utilization in the food and medicinal industries. Therefore, the current study was aimed to extraction optimization of polysaccharides from feijoa leaves in order to maximize extraction yield and, evaluate chemical, structural characteristics and antioxidant activity. In this regard, the effects of three independent parameters including extraction temperature (50-90°C), pH of water (3.5-5.5) and extraction time (1-4 h) on the extraction yield were studied. Optimum conditions were obtained at extraction temperature of 68°C, pH of 6.75 and extraction time of 2.96 h. Under optimum conditions, the predicted yield (3.38%) was consistent with the experimental yield (3.35±0.02%). The preliminary chemical characteristics of the polysaccharides extracted from the feijoa leaves were determined under optimum conditions. Based on the results obtained, total carbohydrate content was 54.77%, polyphenols and protein were 0.14 mg GAE and 0.18%, respectively. The FT-IR spectrum demonstrated obvious characteristic peaks of polysaccharides. Feijoa leave polysaccharides mainly consisted of glucose, ribose, mannose, arabinose and galactose. The results of antioxidant activity revealed the good ability of feijoa leave polysaccharides to scavenge DPPH free radicals and to reducing iron ions. Finally, the feijoa leave can be introduced as a natural, inexpensive and new resource for the extraction of polysaccharides with good biological activity for the production of functional foods or medicines.