مروری بر کاربرد و خواص زیست فعال فوکوزانتین استخراج شده از جلبک قهوهای
Keywords:
فوکوزانتین, زیست فعال, استخراج رنگدانه, جلبک قهوه ایAbstract
فوکوزانتین (FX) به عنوان یک کاراتنوئید طبیعی، در کلروپلاست جلبکهای قهوهای وجود دارد که به دلیل شاخصه ها و ویژگی منحصر به فرد آن توجه بسیاری از پژوهشگران و متخصصین صنایع غذایی و دارویی برای بررسی صفات کاربردی همچون خاصیت آنتی اکسیدانی، ضد التهابی، ضد سرطانی، ضد دیابتی، ضد چاقی و ضدپیری به خود جلب کرده است تا استخراج و فرآوری فوکوزانتین مورد تحقیق و مطالعه قرار بگیرد. در این مقاله ابتدا روشهای نوین مورد استفاده در استخراج فوکوزانتین مانند روش استخراج با کمک مایکروویو (MAE) ، استخراج به کمک اولتراسوند (UAE) و روش های مرسوم استخراج به کمک حرارت (HAE) ، استخراج به کمک سوکسله (SAE) و روش استخراج فوق بحرانی (SC-CO2) مورد بررسی قرار می گیرد. مطالعات نشان دادهاند که متابولیتهای حاصله، خواص زیستی فوکوزانتین را تقویت کرده و در فعالیتهای درمانی و محافظتی آن نقش دارند. مطالعات اثرات ضدچاقی فوکوزانتین نشان می دهد این ماده مقاومت به انسولین (MetS) را کاهش میدهد که از عوامل کلیدی در چاقی و عوارض مرتبط با آن است. فوکوزانتین و متابولیت های آن می تواند رشد سلول های سرطانی را مهار کرده و همچنین با فعالیت آنتی اکسیدانی خود منجر به کم کردن اثرات منفی دیابت در بدن شود. در مطالعات جدیدی بر روی این ماده تاثیر مفید در فعالیتهای متابولیک میکروبیوم روده نیز مشاهده شده است. نتایج مرور و مطالعه پژوهشها نشان میدهد فوکوزانتین یک ترکیب زیست فعال با پتانسیل بالا در تولید محصولات دارویی دریایی و مکمل غذایی می باشد و از کارایی اقتصادی بالایی برخوردار است.
Downloads
References
1. Britton, G., Liaanen-Jensen, S. and Pfander, H. (2004) Carotenoids. Handbook. Birkhauser, Basel.https://doi.org/10.1007/978-3-0348-7836-4.
2. Matsumoto, M., Hosokawa, M., Matsukawa, N. et al. Suppressive effects of the marine carotenoids, fucoxanthin and fucoxanthinol on triglyceride absorption in lymph duct-cannulated rats. Eur J Nutr 49, 243–249 (2010). https://doi.org/10.1007/s00394-009-0078-y.
3. Xiao, H., Zhao, J., Fang, C., Cao, Q., Xing, M., Li, X., Hou, J., Ji, A., & Song, S. (2020). Advances in Studies on the Pharmacological Activities of Fucoxanthin. Marine drugs, 18(12), 634. https://doi.org/10.3390/md18120634.
4. Miyashita, Kazuo & Nishikawa, Show & Hosokawa, Masashi. (2012). Therapeutic Effect of Fucoxanthin on Metabolic Syndrome and Type 2 Diabetes. Nutritional and Therapeutic Interventions for Diabetes and Metabolic Syndrome. 367-379. 10.1016/B978-0-12-385083-6.00029-2.
5. Wang W, Fu C, Lin M, Lu Y, Lian S, Xie X, Zhou G, Li W, Zhang Y, Jia L, Zhong C and Huang M (2022) Fucoxanthin prevents breast cancer metastasis by interrupting circulating tumor cells adhesion and transendothelial migration. Front. Pharmacol. 13:960375. doi: 10.3389/fphar.2022.960375.
6. Muthuraman, Arunachalam & Shaikh, Sohrab & Ramesh, Muthusamy & Sikarwar, Mukesh. (2021). The structure–activity relationship of marine products for neuroinflammatory disorders. 10.1016/B978-0-12-819489-8.00013-2.
7. Premvardhan, L., Sandberg, D. J., Fey, H., Birge, R. R., Büchel, C., & van Grondelle, R. (2008). The charge-transfer properties of the S2 state of fucoxanthin in solution and in fucoxanthin chlorophyll-a/c2 protein (FCP) based on stark spectroscopy and molecular-orbital theory. The journal of physical chemistry. B, 112(37), 11838–11853. https://doi.org/10.1021/jp802689p.
8. B. Guo, W. Zhang, Y. Zhou, J. Zhang, C. Zeng, P. Sun and B. Liu, Food Funct., (2024). Fucoxanthin restructures the gut microbiota and metabolic functions of non-obese individuals in an in vitro fermentation model.15, 4805. DOI: 10.1039/D3FO05671F.
9. Sugawara, T., Baskaran, V., Tsuzuki, W., & Nagao, A. (2002). Brown algae fucoxanthin is hydrolyzed to fucoxanthinol during absorption by Caco-2 human intestinal cells and mice. The Journal of nutrition, 132(5), 946–951. https://doi.org/10.1093/jn/132.5.946.
10. Asai, A., Sugawara, T., Ono, H., & Nagao, A. (2004). Biotransformation of fucoxanthinol into amarouciaxanthin A in mice and HepG2 cells: formation and cytotoxicity of fucoxanthin metabolites. Drug metabolism and disposition: the biological fate of chemicals, 32(2), 205–211. https://doi.org/10.1124/dmd.32.2.205.
11. Lin, H. V., Tsou, Y. C., Chen, Y. T., Lu, W. J., & Hwang, P. A. (2017). Effects of Low-Molecular-Weight Fucoidan and High Stability Fucoxanthin on Glucose Homeostasis, Lipid Metabolism, and Liver Function in a Mouse Model of Type II Diabetes. Marine drugs, 15(4), 113. https://doi.org/10.3390/md15040113.
12. Fucoxanthin. Available online: http://m.chemfaces.com/natural/Fucoxanthin-CFN90852.html (accessed on 14 December 2024).
13. Lourenço-Lopes, C., Carreira-Casais, A., Carperna, M., Barral-Martinez, M., Chamorro, F., Jiménez-López, C., Cassani, L., Simal-Gandara, J., & Prieto, M. A. (2023). Emerging Technologies to Extract Fucoxanthin from Undaria pinnatifida: Microwave vs. Ultrasound Assisted Extractions. Marine Drugs, 21(5), 282. https://doi.org/10.3390/md21050282.
14. Honda, M., Murakami, K., Takasu, S., & Goto, M. (2022). Extraction of Fucoxanthin Isomers from the Edible Brown Seaweed Undaria pinnatifida Using Supercritical CO2: Effects of Extraction Conditions on Isomerization and Recovery of Fucoxanthin. Journal of oleo science, 71(8), 1097–1106. https://doi.org/10.5650/jos.ess22077.
15. Pajot, Anne & Chollet, Sébastien & Nicolau, Elodie & Marchal, Luc. (2023). Improving the extraction and the purification of fucoxanthin from Tisochrysis lutea using centrifugal partition chromatography.
16. Oliyaei, Najmeh & Moosavi-Nasab, Marzieh. (2021). Ultrasound‐assisted extraction of fucoxanthin from Sargassum angustifolium and Cystoseira indica brown algae. Journal of Food Processing and Preservation. 45. 10.1111/jfpp.15929.
17. Chang, Y. H., Chen, Y. L., Huang, W. C., & Liou, C. J. (2018). Fucoxanthin attenuates fatty acid-induced lipid accumulation in FL83B hepatocytes through regulated Sirt1/AMPK signaling pathway. Biochemical and biophysical research communications, 495(1), 197–203. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2017.11.022.
18. López-Ramos, A., González-Ortiz, M., Martínez-Abundis, E., & Pérez-Rubio, K. G. (2023). Effect of Fucoxanthin on Metabolic Syndrome, Insulin Sensitivity, and Insulin Secretion. Journal of medicinal food, 26(7), 521–527. https://doi.org/10.1089/jmf.2022.0103.
19. Kong, Z. -L., Sudirman, S., Hsu, Y. -C., Su, C. -Y., & Kuo, H. -P. (2019). Fucoxanthin-Rich Brown Algae Extract Improves Male Reproductive Function on Streptozotocin-Nicotinamide-Induced Diabetic Rat Model. International Journal of Molecular Sciences, 20(18), 4485. https://doi.org/10.3390/ijms20184485.
20. Chen, S. -J., Lin, T. -B., Peng, H. -Y., Liu, H. -J., Lee, A. -S., Lin, C. -H., & Tseng, K. -W. (2021). Cytoprotective Potential of Fucoxanthin in Oxidative Stress-Induced Age-Related Macular Degeneration and Retinal Pigment Epithelial Cell Senescence In Vivo and In Vitro. Marine Drugs, 19(2), 114. https://doi.org/10.3390/md19020114.
21. Lau, T. Y., & Kwan, H. Y. (2022). Fucoxanthin Is a Potential Therapeutic Agent for the Treatment of Breast Cancer. Marine drugs, 20(6), 370. https://doi.org/10.3390/md20060370.
22. Foo, S. C., Yusoff, F. M., Imam, M. U., Foo, J. B., Ismail, N., Azmi, N. H., Tor, Y. S., Khong, N. M. H., & Ismail, M. (2018). Increased fucoxanthin in Chaetoceros calcitrans extract exacerbates apoptosis in liver cancer cells via multiple targeted cellular pathways. Biotechnology reports (Amsterdam, Netherlands), 21, e00296. https://doi.org/10.1016/j.btre.2018.e00296.
23. Wang, Chunyan & Wang, Enze & Bai, Ying & Lu, Yujing & Qi, Hang. (2023). Encapsulated fucoxanthin improves the structure and functional properties of fermented yogurt during cold storage. Food Chemistry. 419. 136076. 10.1016/j.foodchem.2023.136076.
24. Liu, Zonglin & Sun, Xiaowen & Sun, Xun & Wang, Shuhui & Xu, Ying. (2019). Fucoxanthin Isolated from Undaria pinnatifida Can Interact with Escherichia coli and lactobacilli in the Intestine and Inhibit the Growth of Pathogenic Bacteria. Journal of Ocean University of China. 18. 926-932. 10.1007/s11802-019-4019-y.
25. Garcia, Paz & Ospina, Mónica & Señoráns, Francisco. (2024). Tisochrysis lutea as a source of omega-3 polar lipids and fucoxanthin: extraction and characterization using green solvents and advanced techniques. Journal of Applied Phycology. 36. 1-12. 10.1007/s10811-024-03233-x.
26. Pajot, A., Hao Huynh, G., Picot, L., Marchal, L., & Nicolau, E. (2022). Fucoxanthin from Algae to Human, an Extraordinary Bioresource: Insights and Advances in up and Downstream Processes. Marine Drugs, 20(4), 222. https://doi.org/10.3390/md20040222.
27. Hao, J., Zhang, J., & Wu, T. (2024). Fucoxanthin extract ameliorates obesity associated with modulation of bile acid metabolism and gut microbiota in high-fat-diet fed mice. European journal of nutrition, 63(1), 231–242. https://doi.org/10.1007/s00394-023-03256-z.
28. Mei, C., Zhou, S., Zhu, L., Ming, J., Zeng, F., & Xu, R. (2017). Antitumor Effects of Laminaria Extract Fucoxanthin on Lung Cancer. Marine drugs, 15(2), 39. https://doi.org/10.3390/md15020039.
29. Ahmed, S. A., Mendonca, P., Elhag, R., & Soliman, K. F. A. (2022). Anticancer Effects of Fucoxanthin through Cell Cycle Arrest, Apoptosis Induction, Angiogenesis Inhibition, and Autophagy Modulation. International Journal of Molecular Sciences, 23(24), 16091. https://doi.org/10.3390/ijms232416091.
