مدل‌سازی و استخراج بهینه اگزوپلی‌ساکارید چندبیولوژیکی از قارچ درون‌زی Crocus sativus L

زمینه: Crocus sativus L (زعفران) یک گیاه کمیاب است که به عنوان طعم‌دهنده غذا، رنگ‌دهنده و داروی گیاهی سنتی استفاده شده است. روش‌ها: فعالیت زیستی اگزوپلی‌ساکارید (EPS) استخراج شده از یک قارچ درون‌زی C. sativus برای اولین بار با استفاده از آزمون‌های آنتی‌اکسیدانی، ضدتوموری و ضدباکتریایی مورد بررسی قرار گرفت. شرایط استخراج EPS با ترکیب روشولوژی سطح پاسخ و طراحی Box-Behnken بهینه‌سازی شد. نتایج: EPS فعالیت مهارکنندگی عالی در برابر رادیکال‌های 1،1-دی‌فنیل-2-پیکریل‌هیدرازیل، هیدروکسیل و سوپراکسید آنیون نشان داد و سمیت سلولی متوسطی در برابر سلول‌های K562، A549، HL60 و HeLa داشت. شرایط بهینه استخراج برای EPS به شرح زیر بود: زمان رسوب‌دهی 16 ساعت، دمای رسوب‌دهی 3.7 درجه سانتی‌گراد، pH 7.2 و نسبت اتانول به محلول تخمیر 5:1 (لیتر/لیتر). تحت شرایط بهینه، بازده EPS به 162 ± 6 میکروگرم بر لیتر رسید که نزدیک به مقدار پیش‌بینی شده (165 میکروگرم بر لیتر) بود. علاوه بر این، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا از ترکیب مونوساکاریدی نشان داد که EPS شامل مانوز، گلوکز، گالاکتوز، زایلوز و آرابینوز با نسبت مولی 26.6:16.5:1.0:3.8:5.4 بود. نتیجه‌گیری: EPS ممکن است جایگزین مناسبی برای C. sativus و منبع بالقوه زیستی قابل استفاده در صنایع دارویی و غذایی باشد.

Background: Crocus sativus L (saffron) is a scarce plant that has been used as food flavoring agent, coloring agent, and traditional herbal medicine. Methods: The bioactivity of exopolysaccharide (EPS) extracted from an endophytic fungus of C. sativus was examined for the first time by antioxidative, antitumor, and antibacterial assays. The extraction conditions for EPS were optimized by combining the response surface methodology with Box-Behnken design. Results: EPS exhibited excellent scavenging activities against 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, hydroxyl and superoxide anion radicals, and moderate cytotoxicities against K562, A549, HL60, and HeLa cells. The optimum extraction conditions for EPS were as follows: precipitation time of 16 h, precipitation temperature of 3.7°C, pH 72, and ratio of ethanol to fermented broth of 5:1 (L/L). Under the optimized conditions, the yield of EPS reached 162 ± 6 µg/L which was close to the predicted one (165 µg/L). Moreover, high-performance liquid chromatography of monosaccharide composition showed that EPS comprised mannose, glucose, galactose xylose, and arabinose in a molar ratio of 26:6:16:5:10:3:8:4. Conclusion: EPS may be an eligible substitute for C. sativus and a potential bioactive source applicable to pharmaceutical and food industries.