فعالیت آنتی‌اکسیدانی و ضدباکتریایی توتیای دریایی Echinometra mathaei و خیار دریایی Holothuria leucospilota

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد گروه علوم و صنایع غذایی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

2 دانشیار گروه شیلات، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

چکیده

هدف از این مطالعه بررسی فعالیت ضدباکتریایی عصاره خیار دریایی Holothuria leucospilota و توتیای دریایی Echinometra mathaei بر روی باکتری­های گرم مثبت و گرم منفی، فعالیت آنتی­اکسیدانی و قدرت مهار رادیکال آزاد DPPH بود. نمونه­های توتیا و خیار دریایی از اطراف جزیره قشم جمع­آوری شدند. فعالیت ضد­میکروبی توتیای دریایی از طریق بررسی قطر هاله­ عدم رشد و در خیار دریایی از روش رقت لوله­ای انجام شد. برای بررسی فعالیت آنتی­اکسیدانی از روش قدرت مهار رادیکال­ آزاد DPPH با استفاده از غلظت­های 40، 80، 120، 160 و 200 میلی­گرم در میلی­لیتر عصاره انجام شد. نتایج نشان داد فعالیت آنتی­اکسیدانی عصاره هر دو گونه با افزایش غلظت عصاره روند افزایشی داشت (05/0P<) و در غلظت 200 میلی­گرم در میلی­لیتر به 57/5±320 و 95/6±420 میلی‌گرم اسید اسکوربیک در گرم عصاره به ترتیب در توتیا و خیار دریایی رسید. در تمامی غلظت­های مورد بررسی، فعالیت آنتی­اکسیدانی خیار دریایی بالاتر از توتیای دریایی بود (05/0P<). در هر دو گونه، غلظت 200 میلی­گرم در میلی­لیتر عصاره با 15/5±21/20 و 76/3±11/56 میلی‌گرم اسید اسکوربیک در گرم عصاره، بیشترین قدرت مهار رادیکال­های آزاد را داشت و در هر دو گونه مورد بررسی، فعالیت مهار رادیکال آزاد DPPH در مقایسه با اسید اسکوربیک کمتر بود (05/0P<). عصاره­ هر سه بخش گناد، پوست و خار گونه­های مورد مطالعه، توانایی مهار باکتری Staphylococcus aureus را داشتند. غلظت­های 1000 و 1500 میکروگرم در میلی­لیتر عصاره­ گناد توتیای­دریایی توانایی مهار همه باکتری­ها را داشت ولی تفاوت معنی­دار بین این دو غلظت مشاهده نشد (05/0P>). نتایج مطالعه حاضر نشان داد که توتیای دریایی و خیار دریایی می­توانند حاوی منابعی غنی از ترکیبات ضدباکتریایی و آنتی‌اکسیدانی باشند. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که توتیای دریایی توانست بر باکتری­های گرم منفی اثر ضدباکتریایی نشان دهد.

کلیدواژه‌ها


اصلیان ح.، کامرانی ا.، یوسف‌زادی م. و کشاورزی م. 1394. بررسی اثر ضدباکتری عصاره­ های مختلف استخراجی از توتیای دریایی. مجله بوم شناسی آبزیان، 5(3): 144-139.
پیشه­ورزاد ف.، یوسف‌زادی م.، کامرانی ا.، معینی زنجانی ت.، علی احمدی آ. و کشاورز م. 1393. خواص آنتی­اکسیدانی عصاره ­های دو گونه خیار دریایی خلیج فارس. مجله بوم‌شناسی آبزیان، 4(1): 7-1.
راهی س.، حیدری ب. و رسا م. 1396. اثرات عصاره ­های آلی و آبی استخراج شده از توتیای دریایی خلیج فارس (Echinometra mathaei) بر سه سویه بیماری­زای قارچ Candida. مجله فیزیولوژی و بیوتکنولوژی آبزیان، 2(3): 45-31.
سلیمانی س.، یوسف­زاده م.، معین س.، امراللهی بیوکی ن.، کشاورز م. و اصلیان ح. 1394. ارزیابی فعالیت آنتی­اکسیدانی و تعیین محتوای پلی ­فنلی توتیای دریایی Echinometra mathaei خلیج فارس. مجله زیست­ فناوری دانشگاه تربیت مدرس، 6(2):    82-71
شکوری آ.، جوانمرد کامی قاضی محله ا. و  سهیلی ف. 1394. بررسی اثر ضدباکتریایی عصاره­ های مختلف استخراجی از اندام­های توتیای دریایی (Echinometra mathaei) در ساحل چابهار. مجله زیست­شناسی دریا، 6(25): 82-73.
Abubakar L., Mwangi C., Uku J. and Ndirangu S. 2012. Antimicrobial activity of various extracts of the sea urchin Tripneustes gratilla (Echinoidea). African Journal of Pharmacologyand Therapeutics, 1(1): 19–23.
Althunibat O.Y., Ridzwan B.H., Taher M., Jamaludin M.D., Ikeda M.A. and Zali B.I. 2009. In vitro antioxidant and antiproliferative activities of three Malaysian sea cucumber species. European Journal of Scientific Research, 37: 376–387.
Amarowicz R., Synowiecki J. and Shahidi F. 1994. Sephadex LH-20 separation of pigments from shell of red sea urchin (Strongylocentrotus franciscanus). Food Chemistery, 51: 227–229.
Amarowicz R., Synowiecki J. and Shahidi F. 2012. Chemical composition of shells from red (Strongylocentrotus franciscanus) and green (Strongylocentrotus droebachiensis) sea urchin. Food Chemistery, 133: 822–826.
Asleian H., Kamrany A., Yousefzadey M. and Keshavarz M. 2014. Antibacterial activity of various extracts of the sea urchin Echinometra mathaei. Journal of Aquatic Ecology, 5: 139–144.
Brasseur L., Hennebert E., Fievez L., Caulier G., Bureau F., Tafforeau L., Flammang P., Gerbaux P. and Eeckhaut I. 2017. The roles of spinochromes in four shallow water tropical sea urchins and their potential as bioactive pharmacological agents, Marine Drugs, 15: 179–197.
Chen S.C., Xue L., Yin Q., Tang G. and Chai W. 2011. Comparison of structures and anticoagulant activities of fucosylated chondroitin sulfates from different sea cucumbers. Carbohydrate Polymers, 83: 688–696.
Collin P.D. 2004. Peptides having anti-cancer and anti-inflammatory activity. United State Patent, 6: 767–890.
Ebrahimi H., Vazirizadeh A., Nabipour I., Najafi A., Tajbakhsh S. and Nafisi Bahabadi M. 2018. In vitro study of antibacterial activities of ethanol, methanol and acetone extracts from sea cucumber Holothuria parva.  Iranian Journal of Fisheries Sciences, 17(3): 542–551.
Falkenberg S.S., Mikalsen S.O., Joensen H., Stagsted J. and Nielsen H.H. 2014. Extraction and characterization of candidate bioactive compounds in different tissues from salmon (Salmo salar). International Journal of Applied Research in Natural Products, 7: 11–25.
Ganesan P., Suresh Kumar K. and Subba Rao P.V. 2011. Comparative assessment of antioxidant activity in three edible species of green seaweed, Enteromorpha from Okha, Northwest coast of India. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 12: 73–78.
Gowda N.M., Goswami U. and Khan M.I. 2008. Purification and characterization of a T-antigen specific lectin from the coelomic fluid of a marine invertebrate, sea cucumber (Holothuria scabra). Fish and Shellfish Immunology, 24(4): 450–458.
Hale J.D. and Hancock R.E. 2007. Alternative mechanisms of action of cationic antimicrobial peptides on bacteria. Expert Review Anti Infective Therapy, 5: 951–959.
Haug T., Kjuul A.K., Styrvold O.B., Sandsdalen E., Olsen M.O. and Stensvag K. 2002. Antibacterial activity in Strongylocentrotus droebachiensis (Echinoidea), Cucumaria frondosa (Holothuroidea) and Asterias rubens (Asteroidea). Journal of Invertebrate Pathology, 81: 94–102.
Hing H.L., Kaswandi M.A., Azraul-Mumtazah R., Hamidah S.A., Sahalan A.Z., Normalawati S., Samsudin M.W. and Ridzwan B.H. 2007. Effect of methanol extracts from sea cucumbers Holothuria edulis and Stichopus chloronotus on Candida albicans. Microscopy and Microanalysis Journal, 13: 270–275.
Ibrahim H.A.H. 2012. Antibacterial carotenoids of three Holothuria species in Hurghada, Egypt. The Egyptian Journal of Aquatic Research, 38(3): 185–194.
Ireland C.M., Copp B.R., Foster M.D., McDonald L.A., Radisky D.C. and Swersey J.C. 1993. Biomedical potential of marine natural products. P: 1–43. In: Attaway D.H. and Zabrosky O.R. (Eds.). Marine Biotechnology: Pharmaceutical and Bioactive Natural Products. Plenum Press, USA.
Jahan N., Khatoon R., Shahzad A., Shahid M. and Ahmad S. 2013. Comparison of antibacterial activity of parent plant of Tylophora indica with its in vitro raised plant and leaf callus. African Journal of Biotechnology, 12(31): 4891–4896.
Jha R. and Zi-Rong X. 2004. Biomedical compounds from marine organisms. Marine Drugs: 2(3): 123–146.
Kitagawa I., Nishino T. and Kyogoku Y. 1979. Structure of holothurin A a biologically active triterpene-oligoglycoside from the sea cucumber Holothuria leucospilota Brandt. Tetrahedron Letters, 20(16):1419–1422.
Kong K.W., Mat-Junit S., Aminudin N., Hassan F.A., Ismail A. and Aziz A.A. 2016. Protective effects of the extracts of Barringtonia racemosa shoots against oxidative damage in Hep G2 cells. Peer Journal, 4: 1628–1632.
Kulawik P., Ozogul F., Glew R. and Ozogul Y. 2013. Significance of antioxidants for seafood safety and human health. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61: 475–491.
Kuwahara R., Hatate H., Chikami A., Murata H. and Kijidani Y. 2010. Quantitative separation of antioxidant pigments in purple sea urchin shells using a reversed-phase high performance liquid chromatography. LWT-Food Science and Technology, 43(8): 1185–1190.
Kuwahara R., Hatate H., Yuki T., Murata H., Tanaka R. and Hama Y. 2009. Antioxidant property of polyhydroxylated naphthoquinone pigments from shells of purple sea urchin Anthocidaris crassispina. LWT-Food Science and Technology, 42(7): 1296–1300.
Li Z., Jiang A., Yue T., Wang J., Wang Y. and Su J. 2013. Purification and identification of five novel antioxidant peptides from goat milk casein hydrolysates. Journal of Dairy Science, 96(7): 4242–4251.
Mourao P.A.S., Guimaraes B., Mulloy B., Thomas S. and Gray E. 1998. Antithrombotic activity of a fucosylated chondroitin sulphate from echinoderm: Sulphated fucose branches on the polysaccharide account for its antithrombotic action. British Journal of Haematology, 101(4): 647–652.
Nicolas P. 2016. Multifunctional host defense peptides: Intracellular-targeting antimicrobial peptides. The FEBS Journal, 276: 6483–6496.
Puchalska P., Marina M.L. and Garcia M.C. 2014. Isolation and identification of antioxidant peptides from commercial soybean-based infant formulas. Food Chemistry, 148: 147–154.
Rizzetti T.M., De Souza M.P., Prestes O.D., Adaime M.B. and Zanella R. 2017. A simple and fast method for the determination of 20 veterinary drug residues in bovine kidney and liver by ultra-high-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry. Food Analytical Methods, 10: 854–864.
Roginsky A., Singh B., Ding X.Z., Collin P., Woodward C., Talamonti M.S., Bell R.H. and Adrian T.E. 2004. Frondanol (R)-A5p from the sea cucumber, Cucumaria frondosa induces cell cycle arrest and apoptosis in pancreatic cancer cells. Pancreas, 39(5): 646–652.
Sciani J.M., Emerenciano A.K., Cunha Da Silva J.R.M. and Pimenta D.C. 2016. Initial peptidomic profiling of Brazilian sea urchins: Arbacia lixula, Lytechinus variegatus and Echinometra lucunter. Journal of Venomous Animals and Toxins Including Tropical Diseases, 22: 1–8 (17).
Shakouri A., Shoushizadeh M.R. and Nematpour F. 2016. Antimicrobial activity of sea cucumber (Stichopus variegatus) body wall extract in Chabahar Bay, Oman Sea. Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products, 12(1): 32422–32427.
Sila A., Sayari N., Balti R., Martinez-Alvarez O., Nedjar-Arroume N. and Moncef N. 2014. Biochemical and antioxidant properties of peptidic fraction of carotenoproteins generated from shrimp by-products by enzymatic hydrolysis. Food Chemistry, 148: 445–452.
Silchenko A.S., Avilov S.A., Kalinin V.I., Kalinovsky A.I., Dmitrenok P.S. and Fedorov S.N. 2008. Constituents of the sea cucumber Cucumaria okhotensis. Structures of okhotosides B1-B3 and cytotoxic activities of some glycosides from this species. Journal of Natural Products, 71(3): 351–356.
Smith L.C., Ghosh J., Buckley K.M., Clow L.A., Dheilly N.M. and Haug T. 2010. Echinoderm immunity. Advances in Experimental Medicine and Biology, 708: 260–301.
Sottorff I., Aballay V., Hernandez L.X., Munoz L.R., Silva M., Becerra J. and Astuya A. 2013. Characterization of bioactive molecules isolated from sea cucumber Athyonidium chilensis. Revisita de Biologia Marinay Oceanografia, 48(1): 23–25.
Taiyeb-Ali T.B., Zainuddin S.L.A., Swaminathan D. and Yaacob H. 2003. Efficacy of “Gamadent” toothpaste on the healing of gingival tissues: A preliminary report. Journal of Oral Science, 45(3): 153–159.
Thakur R., Yadav K. and Khadka K.B. 2013. Study of antioxidant, antibacterial and antiinflammatory activity of cinnamon (Cinamomum tamala), ginger (Zingiber officinale) and turmeric (Curcuma longa). American Journal of Life Sciences, 1: 273–7.
Uma B. and Parvathavarthini R. 2014. Antibacterial activity of hydroalcohil extract of sea urchin Temnopleurus alexandri. Journal of Applied Research, 4: 1-10.
Venugopal V. 2009. Marine products for healthcare: Function and bioactive nutraceutical compound from the ocean. CRC Press Taylor and Francis Group, USA. 527P.
Wu M., Xu S., Zhao J., Kang H. and Ding H. 2010.  Free-radical depolymerization of glycosaminoglycan from sea cucumber Thelenata ananas by hydrogen peroxide and copper ions. Carbohydrate Polymers, 80(4): 1116–1124.
Zhou D., Qin L., Zhu B., Li D., Yang J. and Dong X. 2018. Optimisation of hydrolysis of purple sea urchin (Strongylocentrotus nudus) gonad by response surface methodology and evaluation of in vitro antioxidant activity of the hydrolysate. Journal of the Science of Food and Agriculture, 92(8): 1694–1701.