Các đặc tính chống oxy hóa trong ống nghiệm và phân tích FTIR của hai loại rong biển ở vịnh mannar

Các đặc tính chống oxy hóa trong ống
nghiệm và phân tích FTIR của hai loại
rong biển ở Vịnh Mannar
Selvaraju Meenakshi, Shanmugam Umayaparvathi,
Muthuvel Arumugam, Thangavel Balasubramanian
Tóm tắt
Mục tiêu: đánh giá hoạt tính chống oxy hóa ở Sargassum wightii (S. wightii) và Ulva
lactuca (U. lactuca) trong ống nghiệm.
Phương pháp: rong biển khô của 2 loại S. wightii và U. lactuca đã được thử nghiệm cho
vật đựng có chứa phenolic. Trong hoạt tính chống oxy hóa trong ống nghiệm được xác định bằng
thử nghiệm DPPH và thử nghiệm năng lượng chống oxy hóa sắt thấp (FRAP). Nhóm chức năng
của hai loài rong biển được phân tích bằng quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR).
Kết quả: Các vật chứa phenolic tổng số cao nhất được quan sát thấy trong S. wightii
(0,65 ± 0,02 mg GAE/ g) khi so sánh với U. lactuca. Trong hoạt tính chống oxy hóa trong ống
nghiệm của S. wightii cho thấy hoạt tính cao hơn trong tất cả các xét nghiệm U. lactuca với tổng
cộng hoạt tính chống oxy hóa cao hơn (123,40 ± 4,00 mg acid ascorbic / g), hoạt tính oxy hóa căn
bản DPPH (108,06 ± 1,02)% và năng lượng chống oxy hóa sắt thấp (153,40 ± 1,41 mg GAE / g).
FITR quang phổ của acid gallic chuẩn đã được so sánh với nhiều rong biển cùng số lượng nằm
giữa 449,32 và 3495,89 cm
-1
và 462,89 3 407,05 cm
-1
đã được ghi lại.
1. Giới thiệu
Rong biển có giá trị dinh dưỡng như rau tươi hoặc rau sấy khô, hoặc như là thành phần
trong một loạt các thức ăn làm sẵn. Sản xuất rong biển tổng số toàn cầu trong năm 2004 được hơn
15 triệu tấn, trong đó có chiếm khoảng 5% -20% - 100 000 tấn được cung cấp từ Ấn Độ Dương
(trọng lượng ướt). Khoảng 150 loài rong biển được sử dụng như là một thế thực phẩm toàn cầu,
nhưng ở Ấn Độ, rong biển được khai thác chủ yếu để sản xuất công nghiệp (phycocolloids như
alginate, agar-agar và carrageenan) và không có trong các ngành về sức khỏe. Rong biển là nguồn
tuyệt vời của các hợp chất có hoạt tính sinh học như carotenoids, chất xơ, protein, axit béo cần

thiết, vitamin và khoáng chất và chứa nhiều chất có hoạt tính sinh học như chất béo, protein,
polysaccharides và polyphenols. Chất chống oxy hóa trong các hệ sinh học có nhiều chức năng,
bao gồm cả việc bảo vệ chống lại thiệt hại oxy hóa trong truyền tín hiệu chính của tế bào. Một số
sợi tổng hợp chất chống oxy hóa, chẳng hạn như butylated hydroxyanisol (BHA) butylated
hydroxytoluene (BHT), và tert-butylhydroquinone (TBHQ) là thương mại và hiện đang sử dụng.
Tuy nhiên, sử dụng nó hiện đang bị hạn chế do có tác dụng phụ. Nó đã được chứng minh rằng nó
thúc đẩy sự phát triển của tế bào ung thư ở chuột. Những phát hiện này đã củng cố những nỗ lực
cho sự phát triển của thay thế chất chống oxy hóa từ nguồn gốc tự nhiên. Trong những thập kỷ
qua, rong biển hoặc chiết xuất của nó đã được báo cáo rằng nó có hoạt tính sinh học của các giá
trị chữa bệnh tiềm năng. Vì vậy, tìm kiếm các tác nhân chống oxy hóa tự nhiên và an toàn từ rong
biển được coi như là một nguồn của các hợp chất có hoạt tính sinh học như nó có thể sản xuất
một loạt các chất chuyển hóa thứ cấp và được đặc trưng bởi một loạt các hoạt tính sinh học. Hợp
chất kìm chế, hoạt tính kháng virus, antihelmintic, kháng nấm và kháng khuẩn đã được phát hiện
trong màu xanh lá cây, nâu và tảo đỏ và nó phải được khai thác cho các thuộc tính đa chức năng
của nó trong các hình thức của thực phẩm, năng lượng, y tế, mỹ phẩm và như các công cụ công
nghệ sinh học. Báo cáo gần đây cho thấy loài Sargassum và Ulva ở biển được tìm thấy là nguồn
giàu các hợp chất chống oxy hóa với tiềm năng hoạt tính oxy hóa căn bản. Về vấn đề này, nghiên
cứu được thiết kế và thực hiện để đánh giá các hoạt tính chống oxy hóa của rong biển có
Sargassum wightii (S. wightii) và Ulva lactuca (U. lactuca).
2. Materials and methods
A. Mẫu thu thập và chuẩn bị
S. wightii và U. lactuca tươi sống được thu thập từ vùng bãi triều của bờ biển Mandapam
(Lat. 09
o
17,417 'N;. Long 079
o
08,558' E) và ngay lập tức được đưa đến phòng thí nghiệm trong
các túi nhựa đựng nước để ngăn chặn sự bốc hơi. Sau đó, được rửa bằng nước máy để loại bỏ các
nguyên liệu tạp. Các mẫu được sấy khô trongbóng râm và tiếp đất trong một máy đồng hóa.Các
mẫu bột sau đó được lưu trữ trong tủ lạnh ở 4

o
C cho sử dụng trong tương lai.
B. Chuẩn bị chiết xuất rong biển
Rong biển bột (10 g) được trích xuất trong 24 giờ trong 200 mL dung dịch nước
methanol ở nhiệt độ phòng trong điều kiện tối. Chiết xuất lặp đi lặp lại hai lần. Các chất chiết
xuất được lọc qua phễu thủy tinh và giấy lọcWhatman số 1. Mỗi lần lọc được cô đặc đến khô
dưới áp suất thấp bằng cách sử dụng thiết bị bay hơi quay tròn.
C. Xác định hàm lượng phenolic
Các vật chứa phenolic được ước tính tương đương acid gallic (GAE) theo thuốc thử
Folin-Ciocalteu. 1,0 mL của mỗi mẫu (trước đây được pha loãng với 0.1 mg / mL ethanol) đã
được thêm vào 1,5 mL nước khử ion và 0,5 ml 0,1 M thuốc thử Folin-Ciocalteu và các vật chứa
được trộn đều. Sau 1 phút, 1,0 ml thêm vào dung dịch natri cacbonat 20% và trộn đều hỗn hợp.
Kiểm soát duy trì ở tất cả các thuốc thử phản ứng, ngoại trừ mẫu. Sau 30 phút ủ ở 37
o
C, hấp thụ
được đo tại 750 nm bằng quang phổ kế Shimadzu. Dung dịch chiết xuất methanol của các mẫu
được đánh giá ở nồng độ nén cuối cùng 0,1 mg / mL. Các vật chứa phenolic được thể hiện ở mg /
g GAE. Chuẩn bị một đường cong hiệu chuẩn của acid gallic (từ 0.1-1.0 mg / mL) và tiêu chuẩn
hóa vật chứa phenolic đối với acid gallic được thể hiện ở mg / g GAE của mẫu trên cơ sở trọng
lượng khô. y = 0.157x + 0,012, R
2
= 0,986.
D. Xác định hoạt tính chống oxy hóa
i. Hoạt tính oxy hóa toàn thể
Hoạt tính chống oxy hóa toàn thể của các chất chiết xuất từ dạng thô được xác định theo
phương pháp của Prieto và cộng sự. Một cách ngắn gọn, 0,3 ml dung dịch mẫu được trộn với 3,0
ml thuốc thử dung dịch (0,6 M sulfuric acid, 28 mM sodium phosphate và 4 mM amonium
molybdat). Hỗn hợp phản ứng được ủ ở 95
o
C trong 90 phút trong bể nước.Hấp thụ của hỗn hợp

tất cả các mẫu được đo tại 695 nm. Hoạt tính chống oxy hóa toàn thể được thể hiện qua số lượng
tương đương của acid ascorbic. ) Chuẩn bị một đường cong hiệu chuẩn của acid ascorbic (từ 0.1-
1.0 mg / mL) và hoạt tính chống oxy hóa toàn thể được chuẩn hóa chống lại acid ascorbic và
được thể hiện như mg acid ascorbic tương đương mỗi gam mẫu trên cơ sở trọng lượng khô.
ii. Hoạt tính chống oxy hóa căn bản DPPH
Các ảnh hưởng chống oxy của mẫu căn bản DPPH được theo dõi theo phương pháp của
Yan và Chen. Một cách ngắn gọn, 2.0 mL của mẫu thử nghiệm đã được bổ sung đến 2,0 mL là
0,16 mM dung dịch methanol DPPH. Hỗn hợp này được xoay đều trong 1 phút và sau đó để
đứng ở nhiệt độ phòng trong 30 phút trong bóng tối và đọc hấp thụ ở 517 nm. Khả năng chống
oxy hóa căn bản DPPH đã được tính toán bằng cách sử dụng phương trình sau đây:
Ảnh hưởng chống oxy (%) = [1 - (A
mẫu
– A
mẫu rỗng
) / A
kiểm soát
] x 100
Ta có A
kiểm soát
là độ hấp thụ của các chất kiểm soát (dung dịch DPPH không mẫu),
A
mẫu
là độ hấp thụ của mẫu thử nghiệm (DPPH dung dịch cộng với mẫu thử), và A
mẫu rỗng
là độ hấp
thụ của mẫu (mẫu mà không có dung dịch DPPH) . Sợi tổng hợp chất chống oxy hóa, acid gallic
và acid ascorbic đã được sử dụng như kiểm soát dương tính.
iii. Thử nghiệm năng lượng chống oxy hóa sắt thấp
Giảm năng lượng của chiết xuất dạng thô được xác định bằng phương pháp theo Oyaizu.
Một cách ngắn gọn, 1,0 mL của mẫu hai nồng độ khác nhau được trộn với 2,5 ml dung dịch đệm

phosphate (0,2 M, pH 6,6) và 2,5 mL kali ferricyanide (1%). Hỗn hợp phản ứng được ủ ở 50
o
C
trong 20 phút. Sau khi ủ, thêm vào 2,5 ml dung dịch acid tricloaxetic (10%) và ly tâm ở 650 g
trong 10 phút. Từ lớp trên, 2,5 dung dịch mL được trộn với 2,5 mL nước cất và 0,5 ml FeCl3
(0,1%). Hấp thụ của tất cả các dung dịch mẫu được đo tại 700 nm. Sử dụng Acid ascorbic kiểm
soát dương tính. Việc giảm năng lượng được thể hiện như số lượng tương đương của acid gallic.
Chuẩn bị một đường cong hiệu chuẩn acid gallic (từ 0.1-1.0 mg / mL), và FRAP được chuẩn hóa
chống lại acid gallic và đã được thể hiện như mg GAE / g mẫu trên cơ sở trọng lượng khô.
E. Phân tích quang phổ hồng ngoại biến đổi
Fourier (FTIR)
Các mẫu rắn của S. wightii và U. lactuca (10 mg) được trộn với 100 mg kali bromua khô
(KBR) và nén lại chuẩn bị như một đĩa muối. Các đĩa sau đó được đọc spectrophotometrically
(Bio-Rad FTIR-40-model, USA). Phân tích các tần số của các thành phần khác nhau trong mỗi
mẫu. Tương tự theo dõi mẫu chuẩn.
3. Kết quả
Đánh giá vật chứa phenolic methanol dung dịch nước của hai rong biển bằng cách sử
dụng phương pháp Folin-Ciocalteu. Trong thí nghiệm này, vật chứa phenolic toàn thể được xác
định và kết quả đã được trình bày trong hình 1. Các biến thể trong vật chứa phenolic là khá lớn.
Rong biển nâu S. wightii (0,65 ± 0,02) cho thấy phenolic cao hơn
H 1: Toàn thể vật chứa phenolic có mặt trong rong biển.
Hoạt tính chống oxy hóa toàn thể trong rong biển được đánh giá và kết quả được trình
bày theo mg acid ascorbic / g. Trong phương pháp phosphomolybdenum, molypden VI (Mo
6+
)
được giảm để tạo thành phosphate/Mo
5+
phức tạp màu xanh lá. Cao hơn hoạt tính của chiết xuất
(123,40 ± 4,00) mg ascorbic acid / g đã được quan sát ở S. wightii (Hình 2). Hiệu quả của chất
chống oxy hóa triệt để DPPH là do khả năng hydrogen cung cấp vào. Trong nghiên cứu này, vật

chứa DPPH tối đa (108,06 ± 1,02) thu được từ S. wightii và tối thiểu là (14,20 ± 0,66) được quan
sát từ U. lactuca (hình 3).
H 2: Hoạt tính chất chống oxy hóa toàn thể trong rong biển.
H 3: Số liệu vật chứa DPPH có mặt trong rong biển.
Trong xét nghiệm FRAP, chất chống oxy hóa trong mẫu giảm sắt (III) thành sắt (II) trong
phản ứng oxi hóa khử liên kết colourimetric, bao gồm chuyển electron đơn. Năng lượng khử chỉ
ra rằng các hợp chất chống oxy hóa là electron donars, nó có thể làm giảm oxy hóa trung gian của
quá trình peroxy lipid, để có thể đóng vai trò như chất chống oxy hóa sơ cấp và thứ cấp. Trong
nghiên cứu này, FRAP được đo và kết quả đã được vẽ trong hình 4. Mức tối đa (153,40 ± 1,41
mg GAE / g) giá trị FRAP đã được quan sát trong S. wightii. Việc kiểm soát tích cực acid
ascorbic đã cho thấy hoạt tính chống oxy hóa cao hơn so với tất cả các mẫu rong biển.
H 4: Số liệu FRAP có mặt trong rong biển.
H 5: Quang phổ FTIR của acid gallic.
H 6: Quang phổ FTIR của S. wightii
H 7: Quang phổ FTIR của U. lactuca
Các phân tích FTIR của các mẫu đã được thực hiện và các nhóm chức năng liên kết đã
được xác định (Hình 5-7). Trong quang phổ FTIR của cả hai mẫu được so sánh với acid gallic
tiêu chuẩn. Quang phổ FTIR của acid gallic chuẩn cho thấy 13 đỉnh ở phạm vi 3 407,05 2 960,40
2 931,51 2 865,75 1 639,70, 1 509,58, 1 420,99, 1 153,78, 1 097.08, 777,58, 663,54, 601,28,
462,89 cm
-1
, trong khi quang phổ FTIR của mẫu wightii S. và U. lactuca cũng cho thấy cùng một
số các đỉnh nằm giữa 449,32 cm
-1
và 3 495,89 cm
-1
và 462,89 cm
-1
và 3 407,05 cm
-1

, tương ứng
(Hình 5-7).
4. Cuộc thảo luận
Việc tìm kiếm các chất chuyển hóa từ sinh vật biển mới đã dẫn đến phân lập nhiều hơn
hoặc ít hơn 10 000 chất chuyển hóa, trong đó có nhiều các đặc tính dược. Rong biển là tài nguyên
kinh tế tiềm năng trong môi trường biển và nó sẽ có ý nghĩa to lớn trong phát triển dược phẩm.
Các phenolic thường có các chất chuyển hóa thứ cấp đóng một vai trò quan trọng trong
việc duy trì cơ thể con người. Sự hiện diện của phytoconstituents, chẳng hạn như phenolic,
flavonoid và tannin trong rong biển và cỏ biển cho thấy khả năng hoạt tính của chất chống oxy
hóa và hoạt tính này sẽ giúp trong việc ngăn ngừa một số bệnh thông qua các hoạt tính oxy hóa
triệt để. Các hợp chất phenolic thường được tìm thấy ở thực vật và đã được ghi nhận có một số
hoạt tính sinh học bao gồm các đặc tính chống oxy hóa. Nhiều nghiên cứu tập trung vào các hoạt
tính sinh học của các hợp chất phenolic, có tiềm năng chống oxy hóa và loại bỏ gốc oxy hóa tự
do. Trước đó, báo cáo nói rằng chiết xuất từ rong biển, đặc biệt là polyphenol, có hoạt tính chống
oxy hóa. Phlorotannins và fucoxanthin là các hợp chất chính của rong biển.
Trong nghiên cứu này các vật chứa phenolic S. wightii và U. lactuca được đánh giá bằng
cách sử dụng phương pháp Folin-Ciocalteu và được thể hiện là GAE. Rong biển nâu S. wightii
cho thấy vật chứa phenolic cao hơn đáng kể hơn so với rong biển U. lactuca màu xanh lá cây.
Matahjun và cộng sự quan sát kết quả tương tự như tảo biển nâu có chứa vật chứa phenolic cao
hơn so với tảo biển màu xanh lá cây và màu đỏ. Trong thống nhất với nghiên cứu trước đây đã có
một mối tương quan giữa hoạt tính chống oxy hóa và vật chứa phenolic của những loài cỏ biển
này. Nhiều loài tảo chứa phytoconstituents như phenol, chất flavonoid và tannin có thể phải chịu
trách nhiệm cho các hoạt tính chống oxy hóa trong việc ngăn chặn dịch bệnh thông qua các gốc
oxy hóa triệt để tự do và trong nghiên cứu này, hoạt tính chống oxy hóa của tảo có thể là do các
hợp chất này gây ra.
Có rất nhiều phương pháp để xác định khả năng chống oxy hóa và chúng khác nhau về
các nguyên tắc khảo nghiệm và điều kiện thí nghiệm. Do đó, trong các phương pháp khác nhau
chất chống oxy hóa cụ thể khác nhau có đóng góp cho khả năng chống oxy hóa toàn thể. Hai
phương pháp khảo nghiệm FRAP có thể phản ứng với sắt (II) và nhóm SH có chứa chất chống
oxy hóa và phương pháp DPPH cho các gốc hữu cơ, được dự kiến sẽ phản ánh chính xác tất cả

các chất chống oxy hóa trong một mẫu. Trong nghiên cứu này, các hoạt tính chống oxy hóa đã
được thử nghiệm bằng cách sử dụng ba xét nghiệm khác nhau, tức là hoạt tính chống oxy hóa
toàn thể, hoạt tính gốc oxy hóa triệt để DPPH và khảo nghiệm FRAP. Ba phương pháp đại diện
cho các cơ chế khác nhau tác động chống oxy hóa. Các bản báo cáo được xuất bản về hoạt tính
chống oxy hóa toàn thể của rong biển còn hạn chế. Tuy nhiên, Kumaran và Karurnakaran đã báo
cáo hoạt tính chống oxy hóa toàn thể trong khoảng 245 đến 376 mg tương đương acid ascorbic / g
ở các loài Phyllanthus. Ye và các cộng sự nhận thấy hoạt tính chống oxy hóa cao hơn (30,50
µ
mol
FeSO4/mg) trong dịch chiết ethanol của rong biển màu nâu Sargassum pallidum. Nó đã được báo
cáo rằng dung môi được sử dụng để khai thác có ảnh hưởng lớn đến những thay đổi hóa học.
Trong chiết xuất methanol của các loài Phyllanthus cùng theo xu hướng đó cũng đã được báo cáo
bởi Kumaran và Kurnakaran.
Trong nghiên cứu này, các chất chiết xuất từ methanol rong biển đã được tìm thấy có
hoạt tính chống oxy hóa mạnh. Các cơ chế chống oxy hóa của các chất chiết xuất từ rong biển có
thể là do khả năng của gốc oxy hóa triệt để tự do. Oxy hóa triệt để là một hoạt tính chống oxy hóa
quan trọng. DPPH đã được sử dụng cho một khảo nghiệm hoạt tính chống oxy
hóa.Decolorization của DPPH cho thấy sự hiện diện của electron và / hoặc các nhóm cung cấp
hydro trong chất chiết xuất từ tảo. Các hoạt tính oxy hóa triệt để tự do (RSA) cho các chất chiết
xuất từ methanol trong dung dịch của hai loài rong biển này được thử nghiệm (S. wightii và U.
lactuca) đã được so sánh với chất chống oxy hóa như acid ascorbic.Tỉ lệ RSA rong biển nâu (S.
wightii) là 108,06% cao hơn so với tỉ lệ RSA rong biển màu xanh lá cây (U. lactuca) là chỉ có
14,20% theo DPPH .Điều này có thể là do nhiều hợp chất tổng hợp phenol được tìm thấy trong
tảo nâu hơn tảo màu xanh lá cây. Những kết quả của họ cũng tương tự như với Monsuang và
cộng sự cũng cho biết rong biển nâu Sargassum sp, cho thấy vật chứa phenolic cao hơn đáng kể
và các hoạt tính chống oxy hóa cao hơn so với rong biển màu đỏ và màu xanh lá cây.
Xét nghiệm FRAP, chất chống oxy hóa trong mẫu giảm Fe
3+
-tripyridyltriazine phức tạp
(Fe

3+
-TPTZ), vượt quá cân bằng hóa học, thành mẫu màu sắc xanh (Fe
2+
-TPTZ). Khả năng chống
oxy hóa tỷ lệ thuận với hợp chất sắt giảm electron / năng lượng chống oxy hóa (giá trị FRAP) của
các chất chống oxy hóa trong mẫu. Thuộc tính làm giảm năng lượng chỉ ra rằng các hợp chất
chống oxy hóa là nguồn cung cấp electron và có thể làm giảm các quá trình oxy hóa trung gian
của lipid trong mỗi quá trình oxy hóa, để nó có thể đóng vai trò quá trình oxy hóa sơ cấp và thứ.
Họ thấy rằng rong biển màu nâu S. wightii phản ứng hơn so với rong biển xanh U. lactuca thông
qua khảo nghiệm FRAP.
Trên cơ sở kết quả thu được, rong biển có thể được sử dụng cho nhiều hóa chất phòng
ngừa hiệu quả mang lại nhiều lợi ích.