کربوکسی متیل سلولز و فعالیت آنتی اکسیدانی کورکومین

کورکومین (Cur) که از ریزوم زردچوبه گرفته می شود، یک پلی فنل آبگریز است و به طور گسترده در صنایع غذایی و شیمیایی به عنوان ماده رنگی، طعم دهنده و نگهدارنده استفاده می شود‌. علاوه بر این، این پلی فنول رژیمی اخیراً به دلیل اثرات دارویی مانند آنتی اکسیدان، ضد باکتری، ضد التهابی و ضد سرطان مورد توجه زیادی قرار گرفته است.

اگرچه کورکومین دارای مزایای دارویی متعدد و ایمنی بالا است، اما کاربردهای گسترده کورکومین در صنایع غذایی و پزشکی به دلیل حلالیت و جذب ضعیف در آب، بی ثباتی زیاد هیدرولیتیکی در pH فیزیولوژیکی، متابولیسم سریع قبل از سیستمیک و توزیع محدود بافت ها مانع شده است.

لیزوزیم (Ly) از سفیده تخم مرغ، دارای وزن مولکولی ۱۴ کیلو دالتون و نقطه ایزوالکتریک ۱۰٫۷ است، به ندرت یک پروتئین طبیعی با بار مثبت است و جاذبه زیادی را حفظ می کند. کربوکسی متیل سلولز (CMC)، یکی از مشتقات سلولز، یک پلی ساکارید معمولی آنیونی است و کاربردهای وسیعی در صنایع غذایی دارد. علاوه بر این، CMC اغلب به دلیل سازگاری زیستی خوب، تجزیه پذیری زیستی و ایمنی زایی پایین به عنوان یک ماده حامل بالقوه مورد استفاده قرار می گرفت.

ویژگی‌های کربوکسی متیل سلولز با میزان جایگزینی (DS) ارتباط تنگاتنگی دارد که به عنوان گروه‌های کربوکسی متیل در واحد تکرار گلوکوزید تعریف می شود. با این حال، خواص coacervates بین پروتئین ها و CMC با مقادیر مختلف DS به ندرت گزارش شده است. علاوه بر این، DS های CMC ممکن است روی محصورسازی و محافظت از مولکول‌های فعال زیستی برای coacervates Ly -CMC به عنوان حامل تأثیر بگذارد.

کربوکسی متیل سلولز- تهیه نمونه های بارگذاری شده با Ly و CMC

وقتی مقادیر DS در محدوده ۰٫۷-۱٫۲ باشد، CMC دارای حلالیت و شفافیت خوبی است. Ly و CMC DS های مختلف در محلول بافر فسفات به مدت ۴ ساعت در دمای اتاق با غلظت ۲٫۰ میلی گرم بر میلی لیتر به ترتیب حل شد. محلول کورکومین حل شده در اتانول با مقدار mg/ml 3 به عنوان ذخیره استفاده شد.

ابتدا Ly به صورت قطره ای به همان حجم CMC با هم زدن شدید اضافه شد. سپس، مقدار کمی از محلول موجودی کورکومین به مخلوط ها اضافه شد تا غلظت Cur به ترتیب ۲۶٫۸، ۵۳٫۶ و ۸۰٫۴ میکرومولار به دست آید.

ویژگی‌های جذب و فلورسانس UV -vis نمونه های بارگذاری شده کورکومین

طیف های جذب و فلورسانس کورکومین اغلب به عنوان ابزارهایی برای تجزیه و تحلیل تعامل کورکومین با سایر پلیمرها استفاده می شود. هنگامی که CMC 0.7  CMC 0.9 و CMC 1.2 اضافه می شوند، شدت جذب و فلورسانس تقریباً بدون تغییر است، نشان می دهد که هیچ کنش متقابل یا بسیار ضعیفی بین کورکومین و کربوکسی متیل سلولز وجود ندارد. در مقابل، افزودن Ly ظاهراً شدت هر دو طیف را به دلیل برهمکنش آبگریز بین پروتئین ها و کورکومین افزایش داده است.

علاوه بر این، هنگامی که Ly و کربوکسی متیل سلولز به طور همزمان در محلول ها وجود داشت، شدت هر دو طیف کورکومین به طرز چشمگیری افزایش یافت. نتایج نشان داد که مقدار بیشتری از کورکومین در محلول Ly حل شده است زیرا در Ly محیط زیست آبگریز وجود دارد. بزرگترین بارهای منفی CMC 1.2 بیشترین برهمکنش الکترواستاتیک بین Ly و CMC را ایجاد کرد. بنابراین، قوی ترین نیروی محرک بین Ly و CMC 1.2 ممکن است بیشترین باز شدن پروتئین را القا کند و بیشترین میزان قرارگیری در آبگریز Ly را افزایش دهد.

 نتیجه گیری

در این مطالعه، ما روش ساده ای را برای محصور کردن و محافظت از کورکومین از طریق خود مونتاژ لیزوزیم و کربوکسی متیل سلولز مورد بررسی قرار دادیم. تشکیل Coacervates Ly -CMC می تواند ساختار Ly را باز کند تا در مقایسه با Ly به تنهایی، محیط ریز آبگریز بیشتری برای کورکومین ایجاد کند. علاوه بر این، CMC با DS بالاتر که بارهای منفی قوی تری دارد می تواند برهمکنش الکترواستاتیک بیشتری با Ly ایجاد کند و جاذبه بالاتری برای Ly -Cur نسبت به CMC DS پایین تر ایجاد کند.

اتصال لیزوزیم با کربوکسی متیل سلولز با DS بالاتر ترجیحاً می تواند فعالیت زیستی کورکومین را در پاستوریزاسیون و pH خنثی حفظ کند، که کاربرد آن را در غذاها و زمینه های پزشکی افزایش می دهد.

نتایج نشان می دهد که coacervates Ly -CMC حامل های امیدوار کننده ای برای حلال سازی و محافظت از فعال کننده های حساس در برابر محیط های شدید هستند. علاوه بر این، تعاملات الکترواستاتیک قوی بین Ly و CMC با DS بالاتر برای این حفاظت مفید است.