Kocaeli Üniversitesi tarafından yürütülen ve örnekleri tarafımızca sağlanan, Yaban Mersini (Maviyemiş) meyvesinin kanser tedavisi üzerindeki olumlu etkilerini gösteren bilimsel araştırma raporu yayınlandı.
BİLİMSEL SONUÇ RAPORU EK SAYFASI
(Proje No: 2013/059)
Vaccinium myrtillus bitkisinden süperkritik akışkan teknolojisi ve mikrodalga yardımlı ekstraksiyon ile antosiyaninlerin eldesi ve enkapsülasyonu ve antikanser ve antioksidan aktivitesinin araştırılması
Özet
Giriş: Meyvelerin ve sebzelerin sağlığı iyileştirici ve hastalık önleyici özellikleri, bu gıdaların çeşitli antioksidan yapı taşlarına atfedilmiştir (1). Yaban mersinleri (Vaccinium L.), dünyada en yaygın tüketilen meyvelerden biridir. Yaban mersinlerinin, araştırılan 42 meyve ve sebze arasında en yüksek antioksidan aktiviteye sahip oldukları raporlanmıştır. Ancak bununla birlikte, yaban mersinleri farmasetik olarak aktif olan pek çok bileşenlerce de zengindir. Çalışmaların çoğu, yaban mersinlerindeki ana pigmentler olan fenolik bileşikler, flavanoidler ve antosiyaninler üzerinde odaklanmaktadır (2).
Amaç: Bu çalışmanın temel hedefi, yaban mersinlerinden antosiyaninler elde etmek için bir ekstraksiyon metodunu etkili kılmak ve ekstrelerin antioksidan ve sitotoksik aktivitesini araştırmaktır. Ardından, verimli bir ilaç teslim sistemi geliştirmek üzere antosiyanin ekstreleriyle doldurulmuş nanopartiküller imal etmek için iyonik jelasyon (dondurup katılaştırma) metodu kullanıldı.
Metot: Yaban mersininen antosiyanin ekstraksiyonu, mikrodalga irradyasyonunun hem varlığında hem de yokluğunda yürütüldü. Mikrodalga gücünün (300-900 W), ısının (40–60°C) ve zamanın (5-25 min) etkisini değerlendirmek için bir istatistiki tasarım kullanıldı ve çözgen olarak da su kullanıldı. Ekstrelerin antosiyanin içeriği, pH farklılığını gösterme metoduyla ölçüldü. Antosiyaninlerin kararlılığını artırmak için, ekstreler iyonik jelasyon (dondurup katılaştırma) metodu yardımıyla kitosan ve TPP ile enkapsüle edildi. Partiküller, diferansiyel (farklılaştırma) görüntüleme kalorimetre analizi ve elektron mikroskopi görüntülemesi yardımıyla karakterize edildi.Hem enkapsüle edilmiş hem de özgür ekstreler, MTT deneyiyle çeşitli insan kanser hücre hatlarına uygulandı.
Sonuçlar: Optimum şartlar, 78.4 mg/L antosiyanin konsantrasyonu elde edilecek şekilde 500 W, 60 °C, ve 25 dakikalık süreç süresi olarak belirlendi. İyonik jelasyon (dondurup katılaştırma) metoduyla kitosan nanopartikülleri elde edildi ve enkapsülasyon verimliliği %78.5 olarak hesaplandı. MTT deneyi sonuçları, hem özgür hem de enkapsüle edilmiş yaban mersini ekstrelerinin, çeşitli insan kanser tipleri üzerinde, özellikle de A549 hücre hattı üzerinde antikanser aktiviteye sahip olduğunu gösterdi.
Tartışma & Sonuçlar: Sonuç olarak, yaban mersininden antosiyanin ekstraksiyonu için, zaman israfına yol açan konvansiyonel metodlar yerine mikrodalga destekli ekstraksiyon alternatif bir metod olarak başarılı oldu. Bilebildiğimiz kadarıyla bu, yaban mersininden mikrodalga destekli antosiyaninlerin ekstraksiyonuna dair ilk sistematik optimizasyon çalışmasıdır. Sonuçlar, iyonik jelasyon (dondurup katılaştırma) metodu yardımıyla yaban mersini antosiyaninlerinin kitosan nanopartiküllerine kolayca yüklenebildiğini ve enkapsüle formda sitotoksik aktivitelerini muhafaza ettiklerini ortaya koydu. In vitro salınım kinetiklerini belirlemek için daha ileri deneyler ilerleme halinde sürmektedir.
Anahtar kelimeler: Antosiyanin, yaban mersini, mikrodalga destekli ekstraksiyon, enkapsülasyon, ilaç teslimi, MTT deneyi
Obtaining anthocyanin from the plant of Vaccinium myrtillus by means of supercritical fluid technology and microwave supported extraction, its encapsulation and researching its anti-cancer and antioxidant activity
Abstract
Introduction: The health promoting and disease preventing properties of fruits and vegetables has been attributed to the various antioxidants constituents of these foods (1). Blueberries (Vaccinium L.) are one of the most extensively consumed fruits in the world. It is reported that blueberries had the highest antioxidant activity among the 42 fruits and vegetables that investigated. However blueberries are rich in many components which are pharmaceutically active most of the studies are focused on the phenolic compounds, flavonoids and anthocyanins, which are the major pigments in blueberries (2).
Purpose: The main objective of this study is to optimize an extraction method to obtain anthocyanins from blueberries and to investigate the antioxidant and cytotoxic activity of extracts. Subsequently ionic gelation method was used to fabricate nanoparticles loaded with anthocyanin extracts in order to develop an efficient drug delivery system.
Method: Anthocyanin extraction from blueberry was carried out both in presence and absence of microwave irradiation. A statistical design was used to evaluate the effect of microwave power (300-900 W), temperature (40–60°C) and time (5-25 min) and water was used as solvent. Anthocyanin content of the extracts were assayed by the pH differential method. In order to enhance the stability of the anthocyanins, the extracts were encapsulated with chitosan and TPP by ionic gelation method. The particles were characterized by differential scanning calorimeter analysis and scanning electron microscopy. Both encapsulated and free extracts were applied to various human cancer cell lines by MTT assay.
Results: Optimum conditions were determined as 500 W, 60 °C, and 25 min of process duration yielding 78.4 mg/L anthocyanin concentration. By ionic gelation method, chitosan nanoparticles were obtained and the encapsulation efficiency was calculated as 78.5 %. The results of MTT assay showed that both free and encapsulated blueberry extracts have anticancer activity on various human cancer types especially on A549 cell line.
Discussion & Conclusions: As a result, microwave assisted extraction proved as an alternative method instead of time consuming conventional methods for anthocyanin extraction from blueberries. To our knowledge this is the first systematic optimization study of microwave assisted extraction of anthocyanins from blueberry. The results demonstrated that blueberry anthocyanins can be easily loaded into chitosan nanoparticles by ionic gelation and maintain their cytotoxic activity in the encapsulated form. Further experiments are in progress to determine in vitro release kinetics.
Keywords: Anthocyanin, blueberry, microwave assisted extraction, encapsulation, drug delivery, MTT assay.