ارئه کننده: زهرا موسوی

استاد راهنما: دکتر سیدفخرالدین حسینی

استاد مشاور: دکتر آنان یامور

استاد مشاور دوم: دکتر احمدالعلوی

استاد ناظر داخلی: دکتر مسعود رضائی

استاد ناظر داخلی: دکتر مهدی طبرسا

استاد ناظر خارجی: دکتر سیدمهدی اجاق

استاد ناظر خارجی: دکتر علی معتمدزادگان

نماینده تحصیلات تکمیلی: دکتر نعمت اله محمودی

مکان: ساختمان علوم دریایی

تاریخ: 09/04/1405

 

چکیده:

در این پژوهش، ابتدا از پودر محصولات جانبی میگوی ببری سبز به‌عنوان منبع طبیعی آستاگزانتین استفاده شد و کیفیت اولیه آن از نظر ترکیب تقریبی، بار میکروبی و شاخص فساد بررسی گردید. سپس فرآیند استخراج عصاره لیپیدی غنی از آستاگزانتین با پیش‌تیمار مایکروویو و سیستم‌های حلال مختلف (اتانول، هگزان، هگزان/استون و هگزان/ایزوپروپیل‌الکل) بهینه‌سازی شد. نتایج نشان داد پیش‌تیمار مایکروویو در شرایط ۴۰۰ وات و ۷۵ ثانیه بازده و کیفیت استخراج را بهبود داد و در میان حلال‌ها، سیستم هگزان-استون بهترین عملکرد را نشان داد؛ به‌طوری‌که بیشترین مقدار آستاگزانتین استخراجی حدود 14/100 میلی‌گرم بر گرم روغن و بیشترین فعالیت آنتی‌اکسیدانی اولیه در همین تیمار ثبت شد.

در ادامه، عصاره منتخب با استخراج توسط CO₂ فوق‌بحرانی همراه با کمک‌حلال بررسی شد و ایمنی آن از نظر فلزات سنگین، آلاینده‌های نفتی و شاخص‌های اکسیداتیو ارزیابی گردید. نتایج نشان داد غلظت فلزات سنگین همگی پایین‌تر از حدود مجاز بودند و آلاینده‌های نفتی نیز در سطوح پایین تا متوسط قرار داشتند؛ همچنین شاخص‌های کیفیت لیپید در محدوده قابل‌قبول بودند. آنالیز HPLC نشان داد آستاگزانتین ترکیب اصلی کاروتنوئیدی عصاره بوده و مقدار آن حدود 67/7% وزنی، معادل 766/76 میلی‌گرم بر گرم روغن، با پیک اصلی در زمان بازداری 747/2 دقیقه است.

برای تأیید ماهیت عصاره، از TLC و H¹ NMR نیز استفاده شد. داده‌های TLC نشان دادند ضریب بازداری عصاره لیپیدی (Rf≈0.78) بسیار نزدیک به استاندارد all-trans-astaxanthin (Rf≈0.76) بود و طیف H¹ NMR نیز حضور سیگنال‌های شاخص مربوط به ساختار آستاگزانتین را تأیید کرد. سپس برای بهبود پایداری و کارایی زیستی، عصاره در نانوحامل‌های هگزوزومی بارگذاری شد. نتایج DLS نشان داد اندازه ذرات با افزایش بارگذاری تغییر کرد و در فرمولاسیون‌های مختلف در حدود 207 تا 332 نانومتر قرار داشت؛ پتانسیل زتا حدود 6/49- تا 6/54- میلی‌ولت بود که نشان‌دهنده پایداری مناسب سامانه است. راندمان کپسوله‌سازی نیز بالا بود و از حدود 99/93 تا 22/95% گزارش شد. تصاویر FTEM نیز تشکیل ذرات هگزوزوم‌مانند را با مورفولوژی نامنظم تا نیمه‌بیضوی تأیید کرد.

در آزمون هضم شبیه‌سازی‌شده، فرمولاسیون هگزوزومی باعث افزایش چشمگیر زیست‌دسترسی آستاگزانتین شد. زیست‌دسترسی فرم آزاد در مرحله معده‌ای و روده‌ای پایین بود، در حالی‌که در نمونه‌های هگزوزومی پس از هضم ترکیبی SGF+SIF به مقادیر بالایی رسید و در غلظت 25/0% و 5/0% به حدود 09/76 و 21/78% افزایش یافت. این یافته نشان داد هگزوزوم‌ها از آستاگزانتین در شرایط گوارشی محافظت کرده و انتقال آن به فاز قابل‌جذب را به‌طور معنی‌داری بهبود می‌دهند.

ارزیابی فعالیت آنتی‌اکسیدانی با آزمون‌های DPPH، ABTS، FRAP، CUPRAC و ORAC نشان داد که همه نمونه‌ها رفتار وابسته به غلظت داشتند و نمونه‌های غیرهضم‌شده فعالیت بیشتری از نمونه‌های هضم‌شده داشتند. در آزمون DPPH، بیشترین مهار مربوط به ASX آزاد در غلظت 5/0% با حدود 32/91% و سپس HEX-ASX با 40/88% بود، در حالی‌که فرم هضم‌شده آزاد کمترین فعالیت را نشان داد. در آزمون ABTS نیز همین روند مشاهده شد و در غلظت 5/0%، مقادیر برای ASX، HEX-ASX، Digested-ASX و Digested-HEX به‌ترتیب حدود 27/72، 70/64، 14/29 و 03/45% بود. در FRAP نیز بیشترین مقدار برای ASX آزاد در 5/0% برابر 09/138 و برای HEX-ASX برابر 51/107 میکرومول معادل Fe²⁺ گزارش شد. نتایج ORAC هم نشان داد اگرچه هضم باعث کاهش فعالیت شد، فرم هگزوزومی پس از هضم هنوز مقادیر بالاتری داشت و در 5/0% به حدود 94/94 µmol TE رسید. در مجموع، کپسوله‌سازی باعث حفظ بهتر ظرفیت آنتی‌اکسیدانی آستاگزانتین، به‌ویژه پس از هضم، شد.

بررسی توان محافظت در برابر نور فرابنفش نشان داد که هر دو فرم آزاد و هگزوزومی با افزایش غلظت، اثر محافظتی بیشتری ایجاد کردند، اما فرم هگزوزومی در هر دو ناحیه UV-A و UV-B عملکرد بسیار بالاتری داشت. در UV-A، مقادیر HEX-ASX در سه غلظت 05/0، 25/0 و 5/0% به‌ترتیب حدود 11/99، 67/99 و 76/99% بود. در UV-B نیز همین تیمار تقریباً محافظت کامل نشان داد و مقادیر آن حدود 82/99 تا 92/99% گزارش شد. حتی پس از هضم نیز نمونه هگزوزومی عملکرد بهتری از فرم آزاد حفظ کرد.

در بخش فعالیت‌های ضدپیری و روشن‌کنندگی پوست، مهار آنزیم‌های کلاژناز، هیالورونیداز، الاستاز و تیروزیناز ارزیابی شد. در همه آزمون‌ها، افزایش غلظت باعث افزایش مهار شد و فرم هگزوزومی همواره عملکرد بالاتری از فرم آزاد داشت. در آزمون ضدکلاژناز، بیشترین مهار در نمونه HEX-ASX 0.5% برابر 11/56% بود، در حالی‌که فرم آزاد در همین غلظت 42/49% مهار نشان داد؛ پس از هضم نیز فرم هگزوزومی هنوز فعالیت بیشتری حفظ کرد و به 58/25% رسید. در مهار هیالورونیداز، بیشترین مقدار مربوط به HEX-ASX 0.5% با 85/43% بود، در حالی‌که ASX آزاد در همان غلظت 31/19% مهار نشان داد؛ پس از هضم نیز این مقادیر به‌ترتیب حدود 04/11 و 74/8% بود. روند مشابهی برای مهار الاستاز نیز مشاهد شده بطوریکه بیشترین درصد مهار مروبط به HEX-ASX 0.5% با 21/79% بود در حالیکه ASX آزاد در همان غلظت 47/63% مهار را نشان داد. در مهار تیروزیناز نیز فرم هگزوزومی عملکرد چشمگیری داشت و در غلظت 5/0% قبل از هضم به حدود 20/88% و پس از هضم به 52/58% رسید، در حالی‌که فرم آزاد در همان غلظت‌ها به‌ترتیب 31/44 و 95/27% را نشان داد. این نتایج نشان می‌دهد که نانوکپسوله‌سازی آستاگزانتین در هگزوزوم‌ها نه‌تنها زیست‌دسترسی و پایداری آن را افزایش می‌دهد، بلکه اثرات آنتی‌اکسیدانی، محافظت نوری و فعالیت‌های ضدپیری و ضدلک آن را نیز به‌طور محسوسی تقویت می‌کند.                                                                                                                                         

کلمات کلیدی: آستاگزانتین، نانوهگزوزوم، محصولات جانبی میگو، زیست‌دسترسی، فعالیت آنتی‌اکسیدانی، ضدپیری پوست