مقايسه خصوصيات ضدميكروبي و آنتي‌اكسيداني عصاره آبي پوسته سبز گردو قبل و بعد از ريزپوشاني كردن

A Comprative Study of Antimicrobial and Antioxidant Properties of Walnut Green Husk Aqueous Extract before and after Microencapsulation

سابقه و هدف: پوست سبز گردو از ضایعات كشاورزی است كه به دلیل داشتن تركیبات فنولی، می­تواند به عنوان تركیبات طبیعی با خواص بیولوژیك مطرح باشد. این تحقیق با هدف استخراج عصاره آبی پوست سبز و بررسی اثر دمای استخراج بر میزان تركیبات فنولی و فعالیت آنتی‌اكسیدانی و ضدمیكروبی، همچنین اثر فرآیند ریزپوشانی كردن عصاره استخراجی به روش خشك­كن پاششی در مالتودكسترین بر فعالیت بیولوژیك عصاره  بررسی گردید. مواد و روش‌ها: در این مطالعه عصاره آبی پوست سبز گردو (واریته سوزنی) در دو دمای 25 و 80 درجه سانتی‌گراد استخراج شد. در ادامه فرآیند ریزپوشانی كردن با مالتودكسترین 10 % به عنوان ماده پوشش­دهنده در سه غلظت مختلف عصاره (mg/ml 2، 1، 5/0) با استفاده از روش خشك‌كن پاششی انجام شد. تركیبات فنولی كل عصاره آزاد و ریزپوشانی شده تعیین گردید. فعالیت آنتی­اكسیدانی عصاره آبی پوسته سبز گردو به روش مهار رادیكال DPPH (2و2 دی فنیل1- پیكریل و هیدرازیل) قبل و بعد از ریزپوشانی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین فعالیت ضد میكروبی با استفاده از روش چاهك­گذاری در آگار (Agar well diffusion method) بر روی باكتری‌های گرم مثبت استافیلوكوكوس اورئوس و باسیلوس سرئوس و باكتری‌های گرم منفی ﺳﺎﻟﻤﻮﻧﻼ ﺗﻴﻔﻲ­ﻣﻮرﻳﻮم و اشرشیاكلی تعیین شد. یافته‌ها‌: نتایج نشان داد كه اثر دمای استخراجی بر میزان تركیبات فنولی معنی­دار اســـت (05/0 >P). نمونه­های استخراج شده در دمای ºC80 حاوی تركیبات فنولی بیشتری (mg GAE/g 77/39) نسبت به نمونه­های استخراج شده در دمای محیط (mg GAE/g 88/28) بودند. كارایی ریزپوشانی با افزایش میزان غلظت عصاره افزایش یافت. عصاره آزاد و ریز پوشانی شده به دست آمده در دمای ºC80 در غلظت  mg/ml 2 بیشترین اثر را در مهار رادیكال DPPH داشت (به ترتیب 05/85 و 05/81 %). علاوه بر این عصاره آزاد و ریزپوشانی شده در غلظت mg/ml 2 بیشترین اثر بازدارندگی را روی میكروارگانیسم­های گرم مثبت نشان دادند. نتایج نشان­دهنده عدم اختلاف معنی­دار فعالیت ضدمیكروبی و آنتی‌اكسیدانی عصاره آزاد و ریزپوشانی شده پوست سبز گردو بود. نتیجه گیری: پوسته سبز گردوی سوزنی با توجه به مقادیر مناسب تركیبات فنولی می­تواند به عنوان یك تركیب آنتی­اكسیدانی و ضدمیكروب طبیعی ارزان مورد استفاده قرار گیرد. لذا می­توان از ریزپوشانی كردن به روش خشك­كن پاششی به عنوان روشی كارآمد جهت افزایش پایداری عصاره پوست سبز گردو در برابر شرایط محیطی استفاده نمود. واژگان كلیدی: پوسته سبز گردو، عصاره آبی، فعالیت ضد میكروبی، فعالیت آنتی‌اكسیدانی، ریزپوشانی كردن

Background and Objectives: Walnut green husk is one of agricultural residues that can be considered as natural compound with biological properties because of its phenolic compounds. In the present work, the goal is extraction of aqueous extract of green walnut skin and studying the effect of extraction temperature on the phenolic compounds and antioxidant and antimicrobial properties of extract. Meanwhile, the effects of spray dried encapsulation process of extract in maltodextrin on the biological activity of extract are investigated. Materials and Methods: In this study, walnut green husk (Sozani variety) was extracted in two temperatures of 25 and 80 °C. Then it was encapsulated in 10% maltodextrin in three different concentrations of extract (0.5, 1 & 2 mg/ml) using spray drying method. Total phenol of the extract was evaluated before and after encapsulation. In addition, the antioxidant activity of the aqueous extract of walnut green husk was determined before and after microencapsulation by the scavenging effect on DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radicals. Antimicrobial activity of the extract was determined by Agar well Diffusion Method against gram positive (Bacillus cereus, staphylococcus aureus) and Gram negative bacteria (Escherichia coli, Salmonella Typhimurium). Result: It was revealed that the effect of extraction temperature on total phenolic compounds was significant (p<0.05). The samples extracted in 80°C had more phenol components (39.77 mg GAE/g) than the samples extracted in room temperature (28.88 mg GAE/g). Encapsulation efficiency was increased by increasing the extract concentration. The 2 mg/ml concentration of free and microencapsulated extract obtained at 80 °C had the highest scavenging effect on the DPPH radicals (85.05 & 81.05%, respectively). In addition, 2 mg/ml concentration of free and microencapsulated aqueous extracts of walnut green husk showed the highest inhibitory effect against Gram-positive bacteria. The results further showed no significance differences in the antioxidant and antimicrobial activities of free and microencapsulated aqueous extracts of walnut green husk. Conclusion: Sozani walnut green husk can be used as a cheap source of antioxidant and antimicrobial compounds due to having high amount of phenolic compounds. Therefore, microencapsulation can be used as an efficient method for increasing the stability of walnut green husk extract against the environmental conditions. Keywords: Walnut green husk, Aqueous extracts, Antimicrobial activity, Antioxidant activity, Microencapsulation