Προσδιορισμός φαινολικών συστατικών αρωματικών φυτών

Abstract

It is well known that phenolic compounds are constituents of many plants and herbs, and they have attracted a great deal of public and scientific interest because of their health promoting effects as antioxidants. Their significance to the human diet and antimicrobial activity has been recently established. Indeed these compounds have been proposed as potential natural preservatives, to substitute chemical preservatives since consumer pressure on food industry has increased during the last decades. Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography (RP-HPLC) was employed for the identification and quantification of phenolic compounds of selected plants and herbs. Gas Chromatography - Mass Spectrometry method (GC-MS) was also used for identification of phenolic compounds after silylation. Conversion of the non volatile and thermolabile phenolic compounds into volatile and thermotolerant derivatives before analysis by GC-MS is a prerequisite. The derivatization process was optimized against reagents, temperature and reaction time. Caffeic acid, p-coumaric acid and ferulic acid were the most abundant phenolic acids detected, where as for the flavonoids (+)-catechin and quercetin. The antioxidant capacity was determined (in dried plants and in their methanol extracts) with the Rancimat test using sunflower oil as substrate, to determine the oxidative stability of oils. Also the stable free radical diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) was used for the estimation of the free radical scavenging (antioxidant) capacity. The Ferric Reducing Ability of Plasma (FRAP) was also employed as a measure of antioxidant capacity. All pulverized plants and their extracts showed antioxidant capacity. Total phenolic content in the extracts was determined spectrometrically applying the Folin-Ciocalteu assay. It ranged from 1.2 to 27.9 mg gallic acid/100g dry sample. Antimicrobial activity of the extracts against selected microorganisms was also investigated. The Gram (+) bacteria revealed to be more sensitive to the plant extracts than Gram (-) bacteria. There is very little research work indicating concentration of phenolic compounds in aromatic plants, as well as for their antioxidant capacity and antimicrobial activity. The data presented in this study are considered as indicative of phenolic content of these aromatic plants. Time of harvest and storage conditions, are considered responsible for the observed variations in the phenolic contents.

Τα συνθετικά χημικά συντηρητικά τροφίμων χρησιμοποιούνται ευρύτατα στην εποχή μας εξαιτίας των άριστων αντιμικροβιακών, αντιοξειδωτικών και λοιπών ιδιοτήτων τους με αμφισβητούμενες ωστόσο και αμφίβολες επιπτώσεις στην υγεία του καταναλωτή κυρίως μακροπρόθεσμα. Στα πλαίσια της υγιεινότερης διατροφής και της δικαιολογημένης, ως ένα βαθμό, καχυποψίας του καταναλωτή έναντι στο επεξεργασμένο τρόφιμο και τα χημικά συντηρητικά, ήταν αναμενόμενη η στροφή προς την ανάπτυξη και την εφαρμογή περισσότερο «φυσικών» συντηρητικών και μεθόδων συντήρησης. Η τάση αυτή έχει ασκήσει πίεση στις βιομηχανίες τροφίμων, ώστε να χρησιμοποιούν περισσότερο «φυσικά» εναλλακτικά συντηρητικά για την παράταση του χρόνου συντήρησης του τροφίμου. Το γεγονός αυτό έχει ωθήσει την έρευνα για ανάπτυξη συντηρητικών προερχόμενων από φυσικές πηγές καθώς και ‘ηπίων’ μεθόδων συντήρησης. Σημαντικές πηγές φυσικών συντηρητικών θεωρούνται τα φυτά. Πολλά φυτά είναι άριστες πηγές ουσιών, όπως είναι τα φλαβονοειδή και άλλα φαινολικά συστατικά, τα οποία θα μπορούσαν όχι μόνο να χρησιμοποιηθούν ως φυσικά συντηρητικά, αλλά ίσως και να συμβάλουν στη βελτίωση της υγείας του καταναλωτή. Προς την κατεύθυνση αυτή στην παρούσα έρευνα έγινε επιλογή των αρωματικών φυτών, τα οποία μελετήθηκαν ως προς τη σύστασή τους σε φαινολικά συστατικά. Πραγματοποιήθηκε ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός φαινολικών ενώσεων των φυτικών εκχυλισμάτων με Υγρή Χρωματογραφία Υψηλής Απόδοσης (HPLC), με βαθμωτή έκλουση. Επιπλέον η ταυτοποίηση των ουσιών επιβεβαιώθηκε με τη συνδυασμένη τεχνική της Αέριας Χρωματογραφίας - Φασματομετρίας Μαζών (GC- MS). Σκοπός της παρούσας έρευνας αποτέλεσε η βελτιστοποίηση της μεθόδου σιλανοποίησης των μη πτητικών και θερμοευαίσθητων φαινολικών ενώσεων, ώστε να ταυτοποιηθούν μέσω GC-MS και η σύγκριση των αποτελεσμάτων με αυτά που ελήφθησαν μετά από ταυτοποίηση με HPLC.Ταυτόχρονα μελετήθηκαν τα φαινολικά συστατικά ως αντιοξειδωτικά για την ικανότητα δέσμευσης ελευθέρων ριζών (DPPH μέθοδος), ικανότητα δράσης ως αναγωγικά μέσα, συμπλοκοποίηση μετάλλων (FRAP μέθοδος) και ικανότητας παρεμπόδισης τάγγισης λιπαρών υλών (Rancimat τέστ). Επίσης μελετήθηκε η αντιμικροβιακή τους δράση σε επιλεγμένους παθογόνους μικροοργανισμούς.. Όλα τα φυτά-δείγματα και τα εκχυλίσματα τους που χρησιμοποιήθηκαν παρουσίασαν αντιοξειδωτική δράση. Όλα τα εκχυλίσματα εμφάνισαν αντιμικροβιακή δράση στους υπό εξέταση παθογόνους μικροοργανισμούς. Επίσης από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι τα Gram θετικά βακτήρια είναι λιγότερο ανθεκτικά στα εκχυλίσματα από ότι τα Gram αρνητικά βακτήρια. Τα ολικά φαινολικά των φυτών προσδιορίσθηκαν με τη μέθοδο Folin-Ciocalteu και τα αποτελέσματα εκφράσθηκαν σε mg γαλλικού οξέως /g ξηρού δείγματος και κυμάνθηκαν από 1,2 έως 27,9 mg γαλλικού οξέως /g ξηρού δείγματος. Στα δείγματα που εξετάσθηκαν οι φαινολικές ουσίες που προσδιορίσθηκαν σε μεγαλύτερη συγκέντρωση, ήταν : ο Στην κατηγορία των φλαβονοειδών: κατεχίνη και κερκετίνη. ο Στην κατηγορία των φαινολικών οξέων: το καφεϊκό οξύ, το π- κουμαρικό οξύ και το φερουλικό οξύ. Οι πληροφορίες που υπάρχουν στη βιβλιογραφία σχετικά με την περιεκτικότητα των συγκεκριμένων φυτών σε φαινολικά συστατικά είναι ελάχιστες. Το ίδιο συμβαίνει και σχετικά με την αντιοξειδωτική και αντιμικροβιακή τους δράση.