Порівняння хімічного складу та антиоксидантної здатності плодів, квітів та кори калини opulus

Домініка Полька

Інститут технічної біохімії, Відділ біотехнології та харчових наук, Лодзьський технологічний університет, Стефановське 4/10, 90-924 Лодзь, Польща

Анна Подсемдек

Марія Козьолкевич

Пов’язані дані

Анотація

У цій роботі було порівняно профілі фенольних речовин, клітковини, пектинів, цукрів, органічних кислот та каротиноїдів, вітаміну С, золи, вмісту білка та жиру, а також антиоксидантну здатність у плодах, квітах та корі калини opulus (VO) . Антиоксидантну здатність оцінювали щодо вільних радикалів ABTS, гідроксилу, пероксилу та супероксиду, а також як зменшувальну силу за допомогою тесту in vitro. Результати показали великі кількісні відмінності у складі випробуваних морфологічних частин VO. Плоди містили найвищі концентрації жиру, органічних кислот, цукрів, розчинних харчових волокон (10,57 ± 0,54; 7,34 ± 0,06; 32,27 ± 1,25; 6,82 ± 0,38 г/100 г РВ відповідно) та каротиноїдів (2,70 ± 0,07 мг/100 г DW). Тоді як кора перевищувала решту частин VO за антиоксидантною здатністю, золою (9,32 ± 0,17 г/100 г), загальною кількістю (59,34 ± 0,75 г/100 г), і нерозчинними харчовими волокнами (58,20 ± 0,73 г/100 г DW), а також фенольних сполук (3,98 ± 0,04 g/100 g DW). Серед фенольних сполук, кількісно визначених у цьому дослідженні, хлорогенова кислота та (+) - катехін мали найвищі концентрації (> 1 г/100 г DW) відповідно у квітках та корі відповідно.

Електронний додатковий матеріал

Інтернет-версія цієї статті (10.1007/s11130-019-00759-1) містить додаткові матеріали, доступні для авторизованих користувачів.

Вступ

Viburnum opulus L. (Adoxaceae), широко відомий як європейський калиновий, також називають європейським журавлинним, калиновим трояндами, дикими калиновими трояндами, вишневою деревиною, бузиною троянди, судом та кущем сніжної кулі та гілабуру в Туреччині [1–3]. . Поширений у Європі, Північній та Центральній Азії та Північній Африці [2, 4]. Viburnum opulus (VO) - цінна декоративна, лікарська та харчова рослина. У Росії, Україні та серед багатьох сибірських держав фрукти VO, незважаючи на терпко-гіркувато-кислий смак, використовуються в традиційній кухні як компонент мармеладу, джемів, соусів та лікерів, пиріжків «Калінніков», а також трав'яних чаїв [ 5]. Крім того, у Скандинавії фрукти популярні, коли їх готують у консервах, тоді як у Канаді вони можуть замінити журавлину [3]. У регіоні Центральної Анатолії Туреччини сік із фруктів VO виробляється як комерційний продукт [6].

Плоди VO та фруктовий сік використовувались для лікування широкого кола захворювань, включаючи кровотечі, хвороби серця, високий кров’яний тиск, кашель та застуду, неврози та діабет [3, 7–9]. У дослідженнях на тваринах екстракти плодів VO запобігали репродуктивній системі чоловіків від пошкоджень, спричинених таксанами, та виявляли антиендометріотичну активність [6, 10]. Більше того, дослідження in vitro продемонстрували антиоксидантні властивості екстрактів фруктів, гілок, листя та кори VO [11–16]. Користь V. opulus для здоров’я обумовлена наявністю в рослині біоактивних компонентів, таких як фенольні сполуки, вітамін С, каротиноїди, тритерпени, іридоїди, ефірні олії, сапоніни та харчові волокна [5, 16–18]. Як повідомляли кілька авторів, рівні біоактивних сполук різняться залежно від генотипів плодів та частин рослини [1, 18, 19].

Наразі більшість досліджень проведено для характеристики хімічного складу фруктів і фруктових соків. Однак немає інформації або мало відомо про хімічну характеристику інших частин рослини, для яких також було продемонстровано ефекти, що впливають на здоров’я. Метою цього дослідження є порівняння біохімічних компонентів та антиоксидантного потенціалу погано описаних квітів та кори з добре відомими плодами VO, щоб рекомендувати використання найцінніших частин VO у фармацевтиці, косметиці та/або функціональних продуктах харчування.

Матеріали та методи

Розділ матеріалів та методів представлений як додатковий матеріал 1.

Результати і обговорення

Порівняння макроелементів фруктів, квітів та кори VO

Значення виражаються як середнє значення ± SD (n = 3); * виражається в г/100 г продукту; SDF - розчинні харчові волокна, IDF - нерозчинні харчові волокна, UA - уронова кислота, NS - нейтральні цукри, KL –Klason лігніни, WSP - розчинні у воді пектини, CSP - розчинні у хелаторі пектини, HSP - гідроксид-розчинні пектини; середні значення в рядку з різними буквами суттєво відрізняються в p Таблиця1. 1. Сахароза, глюкоза та фруктоза були виявлені у плодах та квітках VO, тоді як кора містила лише сахарозу. Загальний вміст цукрів був найвищим у плодах VO (32,27 г/100 г DW), за ними слідували квіти VO (майже втричі нижчі) та кора з вмістом вище у двадцять разів порівняно з фруктами. Глюкоза була переважним цукром (44,8% від загальної кількості цукрів) у плодах VO, а сахароза (47,4% від загальної кількості цукрів) домінувала у квітках VO. Глюкоза також була знайдена як домінуючий цукор у плодах VO Перовою та співавт. [5]. Раніше повідомлялося, що свіжі фрукти VO містять приблизно у 9 разів більше відновлюючих цукрів, ніж сахароза [18]. Однак нинішні результати показують, що цей коефіцієнт становив приблизно чотири в сушених плодах VO, що може свідчити про кількісні зміни цукру під час сушіння. Слатнар та співробітники [24] показали, що методи сушіння впливали на співвідношення мономерного цукру/сахарози у плодах інжиру, яке у свіжих інжирів становило 49,4, а у сушильних на сонці 88,2 та інжирів, що сушать у духовці. 38,9.

Дані, наведені в таблиці Table1 1, показали, що профіль та концентрація органічних кислот залежать від частини рослини VO. Загальна кількість кислоти, визначена кількісно у зразках, коливалась від 1,81 до 7,34 г/100 г калію. Яблучна та лимонна кислоти були основними органічними кислотами, що містяться у фруктах, і вони становили 84,7% від загального вмісту. Це узгоджується з даними Perova et al. [5], але несумісний з іншими дослідженнями [1, 4, 19], де домінували яблучна та винна кислоти. На відміну від цитованих досліджень, у плодах, проаналізованих у нашій лабораторії, не виявлено ні щавлевої, ні фумарової, ні бурштинової кислот. Домінуючою органічною кислотою в корі VO була бурштинова кислота (52,7% від загального вмісту), тоді як у квітках - яблучна кислота (33,7% від загального вмісту).

Природні антиоксиданти фруктів, квітів та кори VO

Значення виражаються як середнє значення ± SD (n = 3). GAE - еквіваленти галової кислоти, CE - (+) - еквіваленти катехіну, CYE - еквіваленти ціанідину; середні значення в рядку з різними літерами суттєво відрізняються в p Таблиця3. 3. У нашому дослідженні різні біологічні частини ВО характеризувались великими варіаціями кількості окремих досліджуваних фенольних сполук. Результати показали, що гідроксикоричні кислоти домінують у плодах та квітках VO (88,26 та 97,23% загальної кількості фенольних речовин), тоді як флаваноли у корі VO (80,06% загальної кількості фенольних речовин). Крім того, ми не знайшли флавонолів у корі VO. Автори єдиного звіту про поліфенольний склад кори VO з використанням одно- та двовимірного паперу та тонкошарової препаративної хроматографії повідомили про наявність таких кислот, як: кавова, хлорогенна, р-гідроксибензойна та галлова [12]. Хоча ми маємо стандарти галової, р-гідроксибензойної та кавової кислот, ці сполуки не були виявлені в висушеній корі VO. У цьому дослідженні порівняння часу утримування та спектрів поглинання УФ-ВІЗ із показниками порівняльних сполук дозволило визначити чотири флаваноли та чотири гідроксикислотні кислоти в корі VO з (+) - катехіном як домінованими фенольними сполуками (1062,43 мг/100 г DW), а потім проціанідин B1 (437,79 мг/100 г DW) та хлорогенова кислота (352,49 mg/100 г DW). Ми надаємо перший звіт про склад флаванолів у корі VO.

Таблиця 3

Вміст фенольних сполук (мг/100 г) у сухих квітах, корі та плодах калини opulus

КомбінованіКвітиКораФрукти

Проціанідин В1	25,46 ± 0,10 b	437,79 ± 0,19 c	14,02 ± 0,64 а
(+) - Катехін	46,87 ± 0,11 а	1062,43 ± 1,27 б	-
Проціанідин В2	-	116,47 ± 0,48	-
(-) - Епікатехін	-	95,87 ± 1,00	-
Усього флаваноли	72,33 ± 0,18 c	1712,55 ± 2,23 1712	14,02 ± 0,64 б
Неохлорогенова кислота	17,22 ± 0,03 б	41,51 ± 0,04 c	7,22 ± 0,22 а
Хлорогенова кислота	1535,42 ± 5,53 c	352,49 ± 0,33 а	752,59 ± 2,07 б
Криптохлорогенова кислота	6,78 ± 0,01b	18,44 ± 0,30 c	3,51 ± 0,01 а
р-Кумарова кислота	-	14,17 ± 0,25	-
Загальна гідроксикорична кислота	1559,42 ± 5,56 1559	426,61 ± 0,33 а	763,32 ± 2,07 б
Рутін	10,05 ± 0,02 б	-	5,39 ± 0,03 а
Ізорамнетін	58,84 ± 0,10 b	-	0,71 ± 0,01 а
Ізорамнетін 3-О-рутинозид	-	-	1,60 ± 0,02
Ізорамнетін 3-О-глюкозид	47,06 ± 0,08	-	-
Кверцетин 3-О-глюкозид	19,18 ± 0,04	-	-
Усього флавонолів	135,13 ± 0,23 b	-	7,70 ± 0,02 а
Сума фенольних сполук	1766,88 ± 5,97 1776	2139,16 ± 2,36 2139	784,94 ± 1,52 а

Таблиця 4

Антиоксидантна здатність сухих квітів, кори та плодів калини opulus

AssayUnitFlowersBarkFruits

ABTS	мМ TE/100 г DW	16,18 ± 1,35 а	40,21 ± 0,67 c	26,57 ± 1,71 б
КОНІ	мМ TE/100 г DW	8,23 ± 0,39 b	5,91 ± 0,33 а	10,05 ± 0,31 c
ORAC	мМ TE/100 г DW	61,82 ± 2,04 б	108,17 ± 3,38 c	10,93 ± 0,39 а
FRAP	mM TE/100 г DW	13,65 ± 0,64 а	23,47 ± 1,50 c	19,29 ± 0,83 b
SORS	мМ CE/100 г DW	91,13 ± 3,40 а	115,44 ± 5,28 б	89,77 ± 2,56 а

Значення виражаються як середнє значення ± SD (n = 3), TE - еквіваленти тролоксу, CE - (+) - еквіваленти катехіну, середні значення в рядку з різними літерами суттєво відрізняються при p (27K, docx)

Подяки

Дане дослідження було проведено за фінансової підтримки Польського національного наукового центру (проект № 2016/23/B/NZ9/03629).

Скорочення

ВО	Калина опулусна
ABTS	ABTS • + здатність до вилучення радикальних катіонів
CE	(+) - еквіваленти катехіну
CSP	Хелатор розчинні пектини
CYE	Ціанідинові еквіваленти
DW	Суха вага
FRAP	Зменшувальна здатність заліза
FW	Свіжа вага
GAE	Еквіваленти галової кислоти
КОНІ	Гідроксильна радикальна здатність до знешкодження
HSP	Розчинні у гідроксиді пектини
ІДФ	Нерозчинні харчові волокна
KL	Лігніни Класона
NS	Нейтральний цукор
ORAC	Здатність до знешкодження радикалів кисню
SDF	Розчинні харчові волокна
SORS	Поглинаюча здатність радикалів аніонів супероксиду
ТЕ	Еквіваленти тролоксу
UA	Уронова кислота
WSP	Водорозчинні пектини

Дотримання етичних стандартів

Автори не заявляють конфлікту інтересів.

Ця стаття не містить жодних досліджень, що стосуються людей чи тварин.

Виноски

Примітка видавця

Springer Nature залишається нейтральним щодо юрисдикційних вимог в опублікованих картах та інституційних приналежностей.