Paulina Dróżdż

1 Laborator de chimie a mediului natural, Institutul de cercetare a pădurilor, Sękocin Stary, Polonia

Vaida Šėžienė

2 Departamentul de ecologie, Centrul de cercetare lituanian pentru agricultură și silvicultură, Distr. Kaunas, Lituania

Krystyna Pyrzynska

3 Departamentul de chimie, Universitatea din Varșovia, Pasteura 1, 02-093 Varșovia, Polonia

Date asociate

Abstract

Material suplimentar electronic

Versiunea online a acestui articol (10.1007/s11130-017-0640-3) conține materiale suplimentare, care sunt disponibile utilizatorilor autorizați.

Introducere

Consumul crescut de fructe și legume este recomandat în ghidurile dietetice din întreaga lume, deoarece acestea sunt bogate în substanțe nutritive și fitochimice. Fructele mici de fructe de pădure sunt consumate datorită culorii lor atractive și a gustului special și sunt considerate una dintre cele mai bogate surse de antioxidanți naturali [1, 2]. Dintre speciile de Vaccinium, afinele (Vaccinium myrtillus L.) și lingonberries (Vaccinium vitis-idaea) sunt populare în dieta umană, fie proaspete, fie sub forme procesate [3]. Fructele sunt colectate în mare parte din plante sălbatice care cresc pe terenuri accesibile publicului și le puteți cumpăra de pe piețele locale. Consumul lor a fost legat de prevenirea unor boli cronice și degenerative, iar cele mai semnificative beneficii pentru sănătate sunt atribuite compușilor fenolici și vitaminei C [4-6]. Aceste fructe de pădure conțin și alte substanțe bioactive, cum ar fi folatul, potasiul și fibrele solubile. Fructele Vaccinium myrtillus au fost utilizate în medicina tradițională internă (ca ceai sau lichior) pentru tratamentul tulburărilor tractului gastro-intestinal și ale diabetului.

Polifenoli precum flavonoizii și derivații acizilor hidroxicinamici și hidroxibenzoici, antocianine și procianidine se găsesc în concentrații deosebit de mari în diferite fructe de pădure [7-11]. Diferențele în profilurile fenolice din fructele de afine sau afine au fost legate de specie și soi, precum și de condițiile de creștere, maturitatea la recoltare și operațiunile de prelucrare. Compușii polifenolici prezintă o gamă largă de efecte biologice, inclusiv acțiuni antibacteriene, antiinflamatorii, antialergice și antitrombotice [12]. Aceste efecte benefice se datorează în principal activității lor antioxidante, deoarece pot acționa ca agenți reducători, donatori de hidrogen, stingători de oxigen singlet, precum și chelatori ai ionilor metalici, prevenind formarea catalizată de metal a radicalilor liberi [13, 14].

Scopul acestui studiu a fost de a evalua clasele majore de compuși polifenolici (fenolici totali, flavonoizi și antociani) din fructele de afine și lingonberry cultivate sălbatice în pădurea din regiunea centrală a Poloniei. Zona limitată a fost selectată pentru a avea condiții climatice uniforme, precum și altitudine. Activitățile antioxidante ale extractelor preparate din fructe de padure proaspete și uscate au fost, de asemenea, evaluate pentru capacitatea de eliminare a radicalilor 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH) și puterea de reducere prin metoda capacității antioxidante de reducere cuprică (CUPRAC).

Material si metode

Eșantioane de produse chimice și fructe

1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH), reactiv fenol Folin-Ciocalteau, trolox, catehină și acid galic au fost cumpărate de la Sigma-Aldrich. Cianidin-3-glucozid a fost obținut de la Extrasynthese (Lyon, Franța). Toți ceilalți reactivi au fost de puritate analitică (Merck). Etanolul pentru extracția fenolilor a fost achiziționat de la Merck.

Fructe de afine sălbatice și lingonberries au fost colectate în aceleași locuri din pădurea de pini în septembrie 2016, în trei locații diferite din regiunea Mazovia. Coordonate pentru eșantion din Wyszków N 52 ° 41 ′, E 21 ° 29, din Ostrowia N 52 ° 49 ′, E 21 ° 45 ′ și din Chojnów N 52 ° 01 ′, E 21 ° 06 ′. Fructele au fost depozitate la -20 ° C, au fost decongelate la temperatura frigiderului (

4 ° C) și omogenizat cu blender pentru extracție și analiză. Uscarea fructelor a fost efectuată într-un uscător de laborator la 60 ° C timp de 24 de ore.

Pregătirea extraselor

Pentru extracția din fructe proaspete sau uscate, 700 mg din materialul omogenizat au fost agitate cu 25 ml de apă deionizată sau soluție de etanol-apă (60:40, v/v) timp de 20 de minute la 55 ° C. Apoi, extractele au fost filtrate prin hârtie de filtru Whatman nr. Pentru o probă dată (fructe proaspete sau uscate adecvate) s-au efectuat trei extracții independente folosind apă sau soluție hidroalcoolică.

Determinarea fenomenelor totale fenolice

Conținutul fenolic total al extractelor a fost evaluat folosind metoda reactivului fenol Folin-Ciocalteu (FC) [15]. 0,1 ml de extract s-au amestecat cu 0,1 ml de reactiv FC și 0,9 ml de apă. După 5 min, s-au adăugat 1 ml de Na2CO3 7% (greutate/volum) și 0,4 ml de apă. Extractele au fost amestecate și lăsate să stea timp de 30 de minute înainte de măsurarea absorbanței pe un spectrofotometru (PerkinElmer, UV - vizibil Lambda Bio 20) la 765 nm. Un amestec de apă și reactivi a fost folosit ca martor. Conținutul total fenolic a fost exprimat ca echivalenți de acid galic (GAE) în mg g -1 greutate proaspătă de fructe. Fiecare analiză a fost făcută în trei repetări.

Determinarea conținutului de flavonoizi

Conținutul total de flavonoizi a fost determinat utilizând o metodă spectrofotometrică bazată pe formarea complexelor lor cu Al (III) [16]. 1 mL dintr-o probă a fost amestecat cu 0,3 mL de NaNO2 (5%, greutate/volum) și după 5 min s-au adăugat 0,5 ml de AlCI3 (2%, greutate/volum). O probă a fost amestecată și șase minute mai târziu a fost neutralizată cu 0,5 ml de soluție de NaOH 1 mol/L. Amestecul a fost lăsat timp de 10 minute la temperatura camerei și apoi absorbanța a fost măsurată la 510 nm. Rezultatele au fost exprimate ca echivalent de catehină (CE) în μmol per gram greutate proaspătă de fructe. Absorbanta a fost masurata in trei replicari.

Determinarea antocianinelor monomerice

Conținutul total de antocianină monomerică a fost determinat folosind metoda diferențială a pH-ului [17]. 1 ml de extract a fost turnat în două baloane volumetrice separate. Una dintre ele a fost umplută cu soluție de KCl (pH 1) și a doua cu CH3COONa (pH 4,5) și aceste două soluții au fost lăsate timp de 30 de minute la temperatura camerei. În cele din urmă, absorbanța ambelor probe a fost înregistrată la lungimi de undă de 520 și 700 nm. Rezultatele au fost exprimate ca mg de cianidin-3-glucozidă (C3G) per gram de probă proaspătă. Fiecare analiză a fost făcută în trei repetări.

Activitate gratuită de eliminare a radicalilor

Testul DPPH a fost aplicat pentru a estima capacitatea de eliminare a radicalilor a extractelor de fructe [18]. 0,1 ml dintr-un extract dat s-au amestecat cu 2,4 ml soluție DPPH (9 × 10 -5 mol/L) în metanol și după 30 de minute s-a înregistrat modificarea absorbanței la 518 nm. Soluția standard a fost utilizată Trolox, un analog al vitaminei E, iar rezultatele au fost exprimate în echivalent de trolox (TE) mmol per gram de fructe proaspete.

Capacitate de reducere a ionilor cuprici

Pentru evaluarea capacității de reducere cuprică (CUPRAC), testul descris de Apak și colab. [19] a fost adaptat. 1 mL soluție de CuCl2 (1 × 10 −2 mol/L) a fost amestecat cu 1 mL soluție alcoolică neocuproină (7,5 × 10 −3 mol/L) și 1 mL soluție 1 mol/L acetat de amoniu, urmat de amestec 0,5 mL dintr-un extract dat și 0,6 mL apă. Amestecul a fost incubat într-o baie de apă la o temperatură de 50 ° C timp de 20 min. Absorbanța față de martorul de reactiv a fost măsurată după 30 de minute la 450 nm. Rezultatele sunt exprimate ca echivalent trolox (TE) în mmol/L per gram de fructe proaspete.

Rezultate si discutii

Pentru extragerea compușilor polifenolici din fructele de fructe de pădure studiate s-au ales apa și soluția de etanol-apă (60:40, v/v). Extractele de apă din fructe de pădure sunt importante din fabricarea și consumul gospodăriei [20-22]. Pentru încorporarea într-o băutură funcțională, alcoolul apos a fost utilizat cu scopul de a maximiza ingredientele active [23-25]. După cum sa observat anterior [26, 27], o creștere a temperaturii de extracție poate favoriza o solubilitate mai mare a fenolilor din materialele vegetale, dar și tratamentul termic poate fi responsabil pentru distrugerea lor parțială. Astfel, în experimentele preliminare, stabilitatea compușilor fenolici prezenți în fructele studiate de fructe de pădure a fost verificată la temperatură ridicată în timpul procesului de extracție. O temperatură mai ridicată (55 ° C) a condus la un randament crescut de extracție a fenolilor total din fructe de padure cu 10-20% în comparație cu temperatura de 20 ° C (datele nu sunt prezentate). A sugerat că fenolii de boabe sunt relativ stabile în condiții de temperatură mai ridicată pe parcursul a 20 de minute de extracție. Rezultatele noastre sunt în conformitate cu Arancibia-Avila și colab. [28], care au descoperit că boabele supuse procesării termice nu mai mult de 20 de minute și-au păstrat maxim bioactivitatea.

Rezultatele pentru conținutul total fenolic și total de flavonoide din extractele studiate sunt prezentate în Tabelul Tabelul 1. 1. Pentru extractele de etanol-apă s-au obținut rezultate mai mari în comparație cu perfuziile de apă, deoarece solubilitatea fenolilor este mai mare în alcooli. Fenolicii totali din extractele hidroalcoolice de afine au variat între 4,58 și 5,28 mg GAE/g. Extractele din fructele de afine conțineau conținuturi totale mai mari de compuși fenolici (5,82-7,60 mg GAE/g), precum și flavonoide totale (5,22-6,47 μmol CE/g) decât cele din afine (3,74-4,18 μmol CE/g). Rezultatele ANOVA unidirecționale, urmate de testul Turciei, au indicat că conținutul total de flavonoide obținut pentru toate probele de afine a fost denumire statistic similară (p 5 mg GAE/g), indicând faptul că ambele probe de fructe de pădure sunt o sursă bună a acestor compuși.

tabelul 1

Conținutul total de fenolici, flavonoizi și antocianine monomerice din extractele de afine și lingonberry

Localitatea colecției Fenolici total (mg GAE g −1 fw) Flavonoide totale (μmol CE g −1 fw) Total antociani (mg C3G g −1 fw) Fenolici total (mg GAE g −1 fw) Flavonoide totale (μmol CE g −1 fw) Total antociani (mg C3G g −1 fw)
Afinele: extracte de apăAfine: extracte de etanol-apă
Wyszków4,57 ± 0,17 a 1,94 ± 0,11 a 3,44 ± 0,17 a 5,28 ± 0,07 a 3,74 ± 0,07 a 3,93 ± 0,40 a
Insulele3,90 ± 0,15 b 2,21 ± 0,04 b 2,79 ± 0,22 b 5,26 ± 0,16 a 4,08 ± 0,17 a 3,01 ± 0,22 b
Chojnów3,66 ± 0,02 c 1,63 ± 0,07 c 2,44 ± 0,05 b 4,58 ± 0,27 b 4,18 ± 0,19 a 3,23 ± 0,14 b
Lingonberries: extracte de apăLingonberries: extracte de etanol-apă
Wyszków4,36 ± 0,18 a 2,55 ± 0,07 a 0,38 ± 0,01 a 5,82 ± 0,18 a 5,22 ± 0,11 a 0,47 ± 0,01 a
Insulele6,06 ± 0,16 b 3,38 ± 0,19 p 0,34 ± 0,02 a 7,10 ± 0,05 b 6,47 ± 0,15 b 0,35 ± 0,01 b
Chojnów6,36 ± 0,07 b 3,53 ± 0,21 b 0,41 ± 0,03 a 7,60 ± 0,27 c 5,79 ± 0,11 c 0,42 ± 0,02 c

Rezultate exprimate ca medie ± SD (n = 3)

Diferite litere din fiecare coloană reprezintă diferențe semnificative (p (Tabelul 1). 1). Valori similare (2,9 mg/g) au fost raportate de Chorfa și colab. [32] pentru afinele sălbatice colectate din regiunea lacului Saint-Jean din Ontario, Canada, cu cea mai mare contribuție de la malvidin-3-glucozid și peonidin-3-glucozid. Garzon și colab. [7] a determinat conținutul total de antocianină în afine originare din Columbia ca 3,3 mg cianidină 3-glucozidă pe gram. Fructele a cinci soiuri de afine cultivate în Oregon (SUA), conțineau antocianine totale în intervalul de 0,27-0,53 mg cianidină echivalent 3-glucozid per gram [17].

Activitățile antioxidante ale ambelor extracte de boabe au fost determinate prin teste DPPH și CUPRAC. Testul DPPH măsoară capacitatea antioxidanților de a stinge DPPH · radicali printr-o reacție de transfer de electroni, în timp ce metoda CUPRAC măsoară puterea de reducere a constituenților probei legată de capacitatea lor de transfer de electroni. Conform rezultatelor noastre prezentate în Fig. Fig. 1, 1, fructele de afine și afine studiate sunt buni donatori de electroni, deoarece extractele lor au reușit să reducă chelatul de cupru (II) -neocuproină, precum și să stingă DPPH · radicali. Extractele de afine au prezentat o activitate antioxidantă mai mare măsurată prin ambele teste în comparație cu extractele de afine. Conținutul lor mai mare de antociani totale (Tabelul (Tabelul 1) 1) este cel mai probabil să contribuie la eliminarea radicală și la activitatea antioxidantă. Afinele cu cantități mari de hidroxicinamate, cum ar fi acidul clorogenic, beneficiază de efectul lor antioxidant [24].

activități

Activități antioxidante ale extractelor de afine și afine evaluate prin teste CUPRAC și DPPH

În timpul iernii, când fructele proaspete nu sunt disponibile, fructele uscate pot fi folosite sub formă de ceai sau se adaugă la cereale sau gustări ca o bună sursă de antioxidanți în formă concentrată. Extractele de afine au arătat un efect protector asupra funcției vizuale în timpul inflamației retinei [33] și a activității antiproliferative după tratamentul in vivo al liniilor celulare de cancer uman [34]. Astfel, a fost interesant să verificăm activitatea antioxidantă a apei și a extractelor hidroalcoolice preparate și din fructe de fructe de pădure uscate în studiu. Uscarea acestor fructe s-a efectuat la 60 ° C timp de 24 ore și extracția s-a făcut timp de 20 min folosind 20 ml de apă distilată proaspăt fierte sau soluție de etanol-apă (60:40, v/v).

Concluzii

Din rezultatele acestui studiu se poate concluziona că afinele și lingonberries-urile poloneze colectate în regiunea Mazovia conțin cantități substanțiale de compuși fenolici. Testul de eliminare gratuit a furnizat dovezi că fructele de padure proaspete și uscate pot avea aplicații biomedicale în reducerea stresului oxidativ al corpului, o situație de deteriorare care rezultă din creșterea diferitelor specii reactive de oxigen. Alegerea fructelor de pădure din pădurea lor natală oferă hrană sănătoasă pe lângă beneficiile activității fizice în aer curat.