TEMAT PRACY DYPLOMOWEJ

PRZYGOTOWANIE SUROWCÓW ROŚLINNYCH
DO WYZNACZANIA AKTYWNOŚCI ANTYOKSYDACYJNEJ
Joanna Wysiadecka
Kierujący pracą:
dr inż. Elżbieta Święcicka-Füchsel
Opiekun naukowy pracy:
dr inż. Stanisław Kuś
Wprowadzenie
Antyoksydanty, czyli przeciwutleniacze są to substancje opóźniające zajście
procesu utleniania związków chemicznych. Nawet ich niewielka ilość może całkowicie
zapobiec reakcjom utleniania substratów. Duża ilość związków przeciwutleniających
znajduje się w owocach jagodowych, przede wszystkim w owocach borówki wysokiej,
nazywanej potocznie czarną jagodą [1].
Cechą charakterystyczną dla antyoksydantów jest ich aktywność antyoksydacyjna. Jest
to zdolność określonych substancji do reagowania z czynnikami oksydacyjnymi, hamująca
aktywność wolnych rodników. Metody wyznaczania zdolności antyoksydacyjnej
związków dzieli się na addycyjne (pierwotne) i postaddycyjne (wtórne) [2, 3].
Dezaktywacja przeciwutleniaczy może przebiegać według dwóch mechanizmów: HAT
(ang. hydrogen atom transfer) oraz SET (ang. single electron transfer). Oba mechanizmy
mogą zachodzić jednocześnie, ale jeden z nich zawsze ma charakter dominujący. Mają
na to wpływ czynniki związane z właściwościami danego związku oraz środowisko reakcji
[4]. Efekt końcowy obydwu mechanizmów jest zawsze taki sam. Metoda FolinaCiocalteau wykorzystuje mechanizm SET [5].
Celem mojej pracy było sprawdzenie jak utrwalanie wybranych owoców wpływa
na ich aktywność antyoksydacyjną oraz zawartość antocyjanów. Surowiec roślinny
stanowiły świeże jagody oraz wiśnie. Owoce zostały w różny sposób utrwalone
i przechowywane. Zastosowano następujące metody utrwalania owoców: pasteryzację,
liofilizację oraz suszenie. Z części owoców sporządzono przetwory. Owoce każdego
gatunku były zebrane w tym samym okresie oraz pochodziły z tych samych partii.
Wyniki i dyskusja
Badanym surowcem roślinnym były jagody oraz wiśnie. Ekstrakty sporządzono dodając
do porównywalnych ilości owoców ekstrahent (metanol, etanol, woda) z dodatkiem kwasu
(chlorowodorowego lub mrówkowego).
Na podstawie sporządzonych ekstraktów określono zawartości oraz aktywności
antyoksydacyjne związków o właściwościach przeciwutleniających. Widma absorpcji
związków o właściwościach antyoksydacyjnych rejestrowano spektrofotometrycznie.
Sprawdzono jaki wpływ na widmo absorpcji oraz aktywność antyoksydacyjną ma użyty
do ekstrakcji rozpuszczalnik oraz kwas. Aktywność antyoksydacyjna została wyznaczona
metodą Folina-Ciocaltau. Bardzo ważną rolę odgrywa zoptymalizowanie metody.
W celu określenia zawartości antocyjanów sporządzono roztwór wzorcowy malwidyny,
która jest barwnikiem roślinnym, należącym do flawonoidów (podgrupa antocyjany).
Odpowiada ona za barwę czerwono – fioletową wielu owoców i kwiatów.
Otrzymane wartości aktywności antyoksydacyjnej oraz zawartości antocyjanów w tym
samym ekstrakcie zostały porównane ze sobą. Aktywność antyoksydacyjna wyrażona
została w miligramach kwasu galusowego przypadającego na gram owoców zawartych
w ekstrakcie, zaś zawartość antocyjanów w ekstrakcie wyrażono jako ilość malwidyny
(mg) przypadającej na masę użytych owoców (g). Zawartość antocyjanów w ekstraktach
z jagód oraz wiśni porównywano z aktywnością antyoksydacyjną tego samego roztworu.
Wnioski
Spośród sporządzonych ekstraktów najwyższą zawartością antocyjanów
w roztworze charakteryzuje się metanol zakwaszony kwasem mrówkowym. Najmniej
efektywnym ekstrahentem jest woda.
Antocyjany należą do grupy związków, które nie są stabilne w czasie. Maksymalne
stężenie antocyjanów w roztworze osiąga się około 9 – 10 dnia od rozpoczęcia ekstrakcji
dla jagód oraz około 7 – 8 dnia dla wiśni. W kolejnych dniach stężenie antocyjanów
stopniowo maleje. Jagody posiadają wyższą aktywność antyoksydacyjną niż wiśnie.
Wśród ekstraktów ze świeżych owoców najwyższą aktywność antyoksydacyjną wykazuje
ekstrakt ze świeżych jagód w metanolu, najmniejszą zaś ekstrakt z wiśni w wodzie
z dodatkiem kwasu chlorowodorowego.
Ważne jest kontrolowanie jak sposób przechowywania owoców wpływa
na zawartość antocyjanów. Utrwalanie owoców jest procesem bardzo ważnym, ponieważ
większość owoców nie jest dostępna przez cały rok. Najmniejszą aktywność
antyoksydacyjną wśród ekstraktów oszacowano dla ekstraktu z dżemu wiśniowego
w wodzie oraz z suszonych jagód.
Porównując sposoby utrwalania żywności ze względu na aktywność antyoksydacyjną
najlepsze efekty przyniosła pasteryzacja całych owoców bez dodatku cukru. Dobry sposób
przechowywania żywności stanowi również pasteryzacja soku z owoców. Z kolei najmniej
efektywną metodą przechowywania surowców roślinnych jest suszenie oraz liofilizacja.
Iloraz aktywności antyoksydacyjnej (ilość kwasu galusowego) do zawartości antocyjanów
(ilości malwidyny) w użytych surowcach roślinnych jest stały dla każdego ekstraktu
i wynosi 0,74 +/- 0,03.
Ustalenie tej korelacji pozwala na oszacowanie wartości aktywności antyoksydacyjnej
ekstraktów roślinnych bez konieczności wykorzystywania metody Folina–Ciocaletau.
Literatura
1. Praca zbiorowa pod redakcją W. Grajka: Przeciwutleniacze w żywności. Aspekty
zdrowotne, technologiczne, molekularne i analityczne. WNT, Warszawa, 2007.
2. Antolovich M., Prenzler P. D., Patsalides E., McDonald S., Robards K.: Analyst. 2002,
127, 183–198.
3. Woś A.: Wybrane problemy produkcji żywności i żywienia, Zakład Narodowy
im. Ossolińskich, Warszawa, 1979.
4. Bedner A. E.: Człowiek i żywność. PWN, Warszawa, 1980.
5. Prior R. L., Wu X., Schaich K.: J. Agric. Food Chemistry 2005, 53, 4290-4302.