Analiza Unor Compusi Organici Bioactivi Din Materii Prime Vegetale Folosite in Prepararea Alimentelor 1

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI

MEDICINĂ VETERINARĂ „ION IONESCU DE LA

BRAD” IAŞI

FACULTATEA DE ZOOTEHNIE

SPECIALIZAREA CONTROLUL ȘI EXPERTIZA PRODUSELOR

ALIMENTARE

PROIECT DE DIPLOMĂ

Coordonator ştiinţific:

Lector Dr. Antoanela PATRAȘ

Absolvent:

Grigore Liviu

- 2015 -

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ

VETERINARĂ „ION IONESCU DE LA BRAD” IAŞI

FACULTATEA DE ZOOTEHNIE

SPECIALIZAREA CONTROLUL ȘI EXPERTIZA PRODUSELOR

ALIMENTARE

„Analiza unor compuși organici bioactivi din

materii prime vegetale folosite în prepararea

alimentelor”

Coordonator ştiinţific:

Lector Dr. Antoanela PATRAȘ

Absolvent:

Grigore Liviu

- 2015 –

CUPRINS

LISTA FIGURILOR....................................................................................................................6

LISTA TABELELOR..................................................................................................................8

INTRODUCERE..........................................................................................................................9

PARTEA I - CONSIDERAȚII GENERALE

CAPITOLUL 1. COMPUȘII BIOACTIVI...............................................................................13

1.1. Definiții ale compușilor bioactivi.........................................................................................13

1.2. Clasificarea compușilor bioactivi.........................................................................................13

1.2.1. Compuşii polifenolici.........................................................................................................13

1.2.2. Fibrele alimentare..............................................................................................................18

1.2.3. Proteinele si peptidele bioactive........................................................................................18

1.2.4. Carotenoidele.....................................................................................................................19

1.2.5. Lipidele funcționale...........................................................................................................19

1.3. Fructele de pădure.................................................................................................................20

1.3.1. Principalele fructe de pădure cultivate în România...........................................................20

1.3.2. Compușii bioactivi din fructele de pădure.........................................................................21

CAPITOLUL 2. METODE CUNOSCUTE DE DETERMINARE A ANTIOXIDANȚI

LOR ..............................................................................................................................................26

2.1. Metoda ORAC......................................................................................................................26

2.2. Metoda PCLP........................................................................................................................26

2.3. Metoda Folin-Ciocâlteu........................................................................................................26

2.4. Metoda TRAP.......................................................................................................................27

2.5. Metoda DPPH.......................................................................................................................27

CAPITOLUL 3. DESCRIEREA UNITĂȚII DE PRACTICĂ................................................28

3.1. Scurt istoric și descrierea Universității de Științe Agricole și Medicină Veterinară „Ion

Ionescu de la Brad” din Iași...........................................................................................................28

3.2. Descrierea laboratorului de cercetare pentru analiza compușilor bioactivi

antioxidanți....................................................................................................................................29

PARTEA a II-a – CONTRIBUȚII PROPRII

CAPITOLUL 4. OBIECTIVELE STUDIULUI, CONDIȚIILE DE EXPERIMENTARE,

MATERIALUL ȘI METODOLOGIA CERCETĂRII............................................................32

4.1. Obiectivele studiului.............................................................................................................32

4.2. Materialul de studiu..............................................................................................................32

4.2.1. Aronia (Aronia melanocarpa)............................................................................................32

4.2.2. Păducelul (Crataegus monogyna)......................................................................................36

4.2.3. Cătină (Hippophaë rhamnoides L).....................................................................................38

4.3. Condițiile de experimentare..................................................................................................40

4.4. Metodologia cercetării..........................................................................................................42

4.4.1. Determinarea activității antiradicalice cu ajutorul readicalilor liberi DPPH-....................42

4.4.2. Determinarea polifenolilor totali, a flavonoizilor și a taninurilor prin metoda

Folin-Ciocâlteu............................................................................................................................44

CAPITOLUL 5 REZULTATELE OBȚINUTE ȘI INTERPRETAREA

ACESTORA.................................................................................................................................46

5.1. Rezultatele obținute privind activitatea antiradicalică a extractelor ......................................46

5.1.1. Rezultatele obținute privind activitatea antiradicalică la extractele de aronie.....................46

5.1.2. Rezultatele obținute privind activitatea antiradicalică la extractele de păducel..................47

5.1.3. Rezultatele obținute privind activitatea antiradicalică la extractele de cătină.....................48

5.1.4. Rezultatele centralizate privind activitatea antiradicalică la extractele de aronie,

păducel și cătină............................................................................................................................48

5.2. Rezultatele obținute privind conținutul în polifenoli totali.....................................................49

5.2.1. Rezultatele obținute privind conținutul în polifenoli totali la extractele de aronie..............49

5.2.2. Rezultatele obținute privind conținutul în polifenoli totali la extractele de păducel...........50

5.2.3. Rezultatele obținute privind conținutul în polifenoli totali la extractele de cătină..............51

5.2.4. Rezultatele centralizate privind conținutul în polifenoli la extractele de aronie,

păducel și cătină.............................................................................................................................52

5.3. Rezultatele obținute privind conținutul în flavonoizi.............................................................53

5.3.1. Rezultatele obținute privind conținutul în flavonoizi la extractele de aronie......................53

5.3.2. Rezultatele obținute privind conținutul în flavonoizi la extractele de păducel....................54

5.3.3. Rezultatele obținute privind conținutul în flavonoizi la extractele de cătină.......................54

5.3.4. Rezultatele centralizate privind conținutul în flavonoizi la extractele de aronie,

păducel și cătină............................................................................................................................55

5.4. Rezultatele obținute privind conținutul în taninuri.................................................................56

5.4.1. Rezultatele obținute privind conținutul în taninuri la extractele de aronie..........................56

5.4.2. Rezultatele obținute privind conținutul în taninuri la extractele de păducel.......................56

5.4.3. Rezultatele obținute privind conținutul în taninuri la extractele de cătină..........................57

5.4.4. Rezultatele centralizate privind conținutul în taninuri la extractele de aronie, păducel și

cătină..............................................................................................................................................58

CONCLUZII................................................................................................................................59

BIBLIOGRAFIE..........................................................................................................................60

6

LISTA FIGURILOR

Figura 1.1 - Structura chimică a luteolinei.....................................................................................15

Figura 1.2 - Structura chimică a daizdeinei...................................................................................15

Figura 1.3 - Structura chimică a genisteinei..................................................................................15

Figura 1.4 - Structura chimică a catechinei...................................................................................15

Figura 1.5 - Structura chimica proantocianidinei..........................................................................15

Figura 1.6 - Structura chimică a cianidinei....................................................................................16

Figura 1.7 - Structura chimică a acidului cinamic.........................................................................16

Figura 1.8 - Structura chimică a acidului elagic............................................................................16

Figura 1.9 - Structura chimică a α-tocoferolului............................................................................17

Figura 1.10 - Structura chimică a alcoolului coniferilic................................................................17

Figura 1.11 - Structura chimică a resveratrolului..........................................................................18

Figura 1.12 - Structura chimică a proantocianidinelor de tip C4-C8..............................................18

Figura 1.13 - Reprezentarea grafică a fenolilor totali, a flavonoizilor și antocianilor din fructele

de pădure (mg/g)............................................................................................................................23

Figura 3.1 - Sigla Universității de Științe Agricole și Medicină Veterinară „Ion Ionescu de la

Brad” din Iași.................................................................................................................................28

Figura 3.2 - Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară Ion Ionescu de la Brad" din

Iaşi..................................................................................................................................................28

Figura 3.3 - Laboratorul de cercetare pentru analiza compușilor bioactivi antioxidanți...............29

Figura 4.1 - Aronia........................................................................................................................33

Figura 4.2 - Păducelul...................................................................................................................36

Figura 4.3 - Cătina.........................................................................................................................39

Figura 4.4 - Balanță analitică.........................................................................................................41

Figura 4.5 - Extracte din fructele de pădure analizate...................................................................41

Figura 4.6 - Centrifugă „LCEN-102”............................................................................................42

Figura 4.7 - Principiul metodei de determinare a activității antioxidante cu ajutorul radicalului

liber DPPH.....................................................................................................................................42

Figura 4.8 - Spectofotometrul „SPECORD 200 PLUS”................................................................43

Figura 5.1 - Reprezentarea grafică a activității antiradicalice a extractelor de aroniei..................47

Figura 5.2 - Reprezentarea grafică a activității antiradicalice a extractelor de păducel................47

Figura 5.3 - Reprezentarea grafică a activității antiradicalice a extractelor de cătină...................48

Figura 5.4 - Reprezentarea grafică a rezultatelor centralizate a activității antiradicalice a

extractelor......................................................................................................................................49

Figura 5.5 - Reprezentarea grafică a conținutului în compuși polifenolici a extractelor

7

de aronie.........................................................................................................................................50


de păducel.....................................................................................................................................51


de cătină........................................................................................................................................52

Figura 5.8 - Reprezentarea grafică a conținutului în compuși polifenolici a extractelor ..............52

Figura 5.9 - Reprezentarea grafică a conținutului în flavonoizi a extractelor de aronie................53

Figura 5.10 - Reprezentarea grafică a conținutului în flavonoizi a extractelor de păducel...........54

Figura 5.11 - Reprezentarea grafică a conținutului în flavonoizi a extractelor de cătină..............55

Figura 5.12 - Reprezentarea grafică a conținutului în flavonoizi a extractelor ............................55

Figura 5.13 - Reprezentarea grafică a conținutului în taninuri a extractelor de aronie.................56

Figura 5.14 - Reprezentarea grafică a conținutului în taninuri a extractelor de păducel...............57

Figura .15 - Reprezentarea grafică a conținutului în taninuri a extractelor

de cătină.........................................................................................................................................58

Figura 5.16 - Reprezentarea grafică a conținutului în taninuri a extractelor.................................58

8

LISTA TABELURILOR

Tabelul 1.1 Suprafața cultivată cu fructe de pădure din România (ha).........................................20

Tabelul 1.2 Producția de fructe de pădure din România (tone).....................................................21

Tabelul 1.3 Conținutul de minerale din fructele de pădure (mg/100g)..........................................22

Tabelul 1.4 Fenolii totali, flavonoizii și antocianii din fructele de pădure (mg/g)........................23

Tabelul 1.5 Efecte benefice asupra sănătății umane a fructelor de pădure....................................24

Tabelul 4.1.Compoziția chimică a fructelor de aronie...................................................................34

Tabelul 4.2 Compușii fenolici din fructele de aronie....................................................................34

Tabelul 4.3 Compoziția chimică a fructelor de păducel ...............................................................37

Tabelul 4.4 Compușii bioactivi din păducel (mg/ 100g) ..............................................................38

Tabelul 5.1 Activitatea antiradicalică a extractelor de aroniei......................................................46

Tabelul 5.2 Activitatea antiradicalică a extractelor de păducel.....................................................47

Tabelul 5.3 Activitatea antiradicalică a extractelor de cătină........................................................48

Tabelul 5.4 Conținutul în compuși polifenolici a extractelor de aronie........................................49

Tabelul 5.5 Conținutul în compuși polifenolici a extractelor de păducel......................................50

Tabelul 5.6 Conținutul în compuși polifenolici a extractelor de cătină.........................................51

Tabelul 5.7 Conținutul în flavonoizi a extractelor de aronie.........................................................53

Tabelul 5.8 Conținutul în flavonoizi a extractelor de păducel.......................................................54

Tabelul 5.9 Conținutul în flavonoizi a extractelor de cătină..........................................................54

Tabelul 5.10 Conținutul în taninuri a extractelor de aronie...........................................................56

Tabelul 5.11 Conținutul în taninuri a extractelor de păducel.........................................................56

Tabelul 5.12 Conținutul în taninuri a extractelor de cătină...........................................................57

9

INTRODUCERE

Noțiunea de „aliment” poate avea diferite sensuri pentru diferiți oameni, astfel unii

oamenii văd alimentele ca pe niște mijloace de supravețuire, alții le văd ca făcând parte din

patrimoniul lor cultural, alții ca pe niște simboluri religioase etc. Deci putem să spunem că, pe

lângă nevoile fizice de bază, alimentele mai satisfac și nevoi emoționale, sociale, și psihologice.

De-a lungul timpului oamenii au fost în căutare de resurse de alimente, axându-se pe

metode de producție a acestora. Probabil, primii oameni, până să descopere focul, mâncau

alimentele sub formă crudă, apoi au început să mănânce alimente gătite care aveau proprietăți

organoleptice superioare celor negătite dar erau și mai ușor de digerat.

Odată cu dezvoltarea civilizațiilor, oamenii au început căutarea de alimente și prin locuri

mai îndepărtate. În secolul XV, marinarii portughezi, englezii, spanioli și olandezi au descoperit

noi tărâmuri și în același timp noi alimente, dar, la rândul lor, și ei au introdus în țările cu care

intrau în contact, produsele pe care le trasnportau. De exemplu, spaniolii au introdus grâul și

trestia de zahăr în America de Nord iar englezii merele și nucile. Aceste schimburi au dus la

creșterea varietății alimentelor în întreaga lume (www.g-w.com).

În zilele noastre, s-a dezvoltat un sistem complex ce ține de la producerea până la

consumul alimentelor, acestea devenind din ce în ce mai sigure, gustoase, hrănitoare, diverse,

convenabile, mai puțin costisitoare și mult mai acesibile. Știința alimentelor și tehnologia au

contribuit foarte mult la succesul acestui sistem modern prin integrarea biologiei, chimiei, fizicii,

ingineriei, științei materialelor, microbiologiei, nutriției, toxicologiei, biotehnologiilor,

genomicii, informaticii, și multor altor discipline cu scopul de a se rezolva probleme dificile,

cum ar fi: problema deficienței nutriționale sau a siguranței alimentare.

Impactul metodelor moderne folosite în industria alimentară se face simțit în produsele

alimentare din zilele noastre:

- calitatea și siguranța produselor alimentare poate fi menținută sau chiar înbunătățită,

- nutrienții sensibili se pot conserva,

- se pot face adaosuri de vitamine și minerale esențiale,

- se pot elimina toxinele și antinutrienții iar alimentele pot fi concepute astfel încât să

ducă la înbunătățirea sănătății și reducerea ricului apariției bolilor.

10

Pe lângă aceasta, modernizarea industriei alimentare a dus și la reducerea pierderilor de

producție, distribuția alimentelor în lumea întreagă (favorizarea disponibilității sezoniere a

acestora), înbunătățirea calității vieții unor persoane cu anumite probleme, prin modificarea unor

alimente (de exemplu: alimente în care zahărul este înlocuit cu alți indulcitori pentru persoanele

ce suferă de diabet zaharat) (John D.F și colab, 2010).

Consumul de alimente are ca principal scop menținerea funcționalității organismului,

alimenetele conferind un aport important de substanțe de bază necesare acestuia. Aceste

substanțe din alimente sunt clasificate în:

- macronutrienți: în organismul uman este nevoie de o cantitate mare de macronutrienți

pentru a asigura energia necesară menținerii funcționalității organismului și realizarea

activităților zilnice. Aceștia se împart la rândul lor în: carbohidrați, proteine și lipide.

- micronutrienți: alcătuiți din vitamine și minerale, sunt substanțe ce nu pot fi sintetizate

de organism (sunt introduse prin consumul de alimete), nu au valoare energetică și sunt necesare

în cantități mai mici decât macronutrienții, ei îndeplinesc funcții de o importanță ridicată în

procesele vitale din organism.

- fibrele dietetice: reprezentate de acea parte din aliment rezistentă la procesul de digestie

și absorbție din intestinul subțire, având ca principal rol stimularea digestiei. Ele se găsesc în

produsele alimentare de origine vegetală (fructe, legume, cereale, etc.).

- apa: este componenta care se găsește în cea mai mare cantitate în aliment și contribuie

considerabil la aportul total de apă necesar organismului.

- compușii bioactivi: se găsesc în cantități mici in fructe și legume, ele având rol în

menținerea sănătații organismului, deoarece îl ajută în lupta impotriva bolilor degenerative.

Interesul pentru compuşii bioactivi creşte din ce în ce mai mult în diferite ramuri de

aplicare: geo-medicină, ştiinţa plantelor, agrochimie, industria alimentară etc.

Acest domeniu se află în continuă dezvoltare ceea ce a dus la creşterea numărului

lucrărilor de cercetare care au rolul de a diversifica resursele de copmuși bioactivi şi de a

înbunătăți metodele de păstrare şi sinteză a lor.

Dacă la început, oamenii foloseau plantele în alimentație doar pentru valoarea lor

nutritivă, cu trecerea timpului au descoperit că acestea au și un important rol medical datorită

compușilor bioactivi pe care îi conțin, compuși cu un puternic efect antioxidant. Chiar dacă

oamenii din antichitate nu cunoșteau noțiunea de „compus bioactiv”, folosirea plantelor în acest

scop reprezintă istoria utilizării compușilor bioacivi.

Papirusurile egiptene au aratat că planta coriandru, era folosită în medicină, cosmetică și

pentru prevenirea unor boli. În timpul Imperiului Roman, cercetători ca Hippocrate, Teofrastus,

Celsus, Dioscoride au descris mii de plante cu efect terapeutic. Românii erau cunoscuți pentru

11

folosirea plantelor medicinale din cele mai vechi timpuri. Herodot menționează în scrierile sale

că locuitorii de la nord de Dunăre foloseau planta Leonurus cardiaca, cunoscută și astăzi ca

Talpa Gâștei (Azmir J. și colab, 2013).

Deoarece fructele de pădure sunt cele mai bogate alimente în comuși bioactivi, prin acest

proiect s-a determinat conținutul în compuși bioactivi dar și activitatea antiradicalică a unor

fructe de pădure.

Proiectul este împărțit pe două părți. Prima parte este reprezentată de considerațiile

generale, care include definiții și clasificarea compușilor bioactivi, principalele metode

cunoscute utilizate până în prezent pentru determinarea activității antiradicalice și a compușilor

bioactivi și descrierea unității unde s-au efectuat lucrările practice. În partea a II-a sunt

prezentate obiectivele studiului, condițiile de experimentare, materialul, metodologia cercetării,

și rezultatele proprii la care s-a ajuns.

PARTEA I

CONSIDERAŢII GENERALE

13

CAPITOLUL. 1

COMPUȘII BIOACTIVI

1.1. Definiții ale compușilor bioactivi

Termenul „bioactiv” este compus din punct de vedere etimologic din două cuvinte: „bio”

şi „activ”: „bio” provine din grecescul „βίο” şi se referă la viaţă iar „activ” de la latinescul

„activus” şi înseamnă: dinamic, plin de energie.

Din punct de vedere ştiinţific, termenul „bioactiv” este un termen alternativ pentru

termenul „biologic activ”. Un compus bioactiv este pur şi simplu o substanţă care are o activitate

biologică.

În dicţionarele medicale, o substanţă bioactivă este definită ca o substanţă care are un

efect, provoacă o reacţie, sau declanşează un răspuns în ţesutul viu. Un compus (o substanţă) are

o activitate biologică, atunci când are un efect direct asupra unui organism viu. Acest efect poate

fi pozitiv sau negativ, în funcţie de substanţă, doză sau biodisponibilitate.

Compuşii bioactivi sunt substanţe chimice care se găsesc în general în plante, în cantităţi

mici: în fructe, legume, nuci, uleiuri, cereale integrale etc, având acţiuni ce duc la înbunătățirea

stării de sănătate a organismului uman şi animal, ei, sunt produşi ca metaboliţi secundari care nu

sunt necesari pentru creşterea plantei de zi cu zi dar joacă un rol inportant în apărare, atragere şi

semnalizare (Abdelkarim G. şi colab.,2014).

1.2. Clasificarea compușilor bioactivi

Compuşii bioactivi pot fi clasificaţi în funcţie de identitatea moleculară sau de tipul

biopolimerului astfel:

- compuşi polifenolici,

- glucide nedigerabile (fibre alimentare),

- lipide funcţionale (în special în cereale şi seminţe),

- proteine / peptide şi carotenoizi.

14

1.2.1. Compuşii polifenolici

Compuşii polifenolici se definesc prin prezenţa a, cel puţin, unui ciclu aromatic ce

cuprinde unul (fenoli) sau mai mulţi (polifenoli) substituenţi hidroxil, incluzând derivaţii lor

funcţionali (esteri şi glicozide). Polifenolii se găsesc sub formă de metaboliţi secundari ai

plantelor, sunt distribuiţi pe scară largă în regnul vegetal şi reprezintă un antioxidant abundent în

dieta umană (Margot S. şi Denise H.,2013).

Radicalii liberi, denumiți şi speciile reactive de oxigen, sunt produşi de multe reacţii

biologice în organism şi pot produce deteriorarea unor biomolecule importante. Dacă aceşti

radicali liberi nu sunt eliminaţi, ei pot duce la producerea diferitor stări de boală. Aceşti radicali

liberi, cum ar fi: superoxidul, radicalul hidroxil, radicalii peroxidului de hidrogen şi peroxidul

lipic, joacă un rol important în apariţia bolilor cronice degenerative, cum ar fi: cancerul, bolile

inflamatorii, cardiovasculare, neurodegenerative şi îmbătrânire. Acţiunile nocive ale acestor

radicali liberi pot fi blocate de antioxidanţi, aceștia îi elimină, având ca rezultat detoxifierea

organismelor. Prin urmare antioxidanţii sunt nişte compuşi ce pot contracara efectele

devastatoare a oxigenului în ţesuturi, acest termen le este dat moleculelor care au rol în protecţia

împotriva orcarui radical liber (Fan L. și col., 2007)

Majoritatea antioxidanţilor naturali sunt compuşi polifenolici şi sunt grupaţi în:

tocoferoli, flavonoide, acizi fenolici, derivaţi ai acidului cinamic, lignani, stilbene, tanini şi

cumarine (Von Elba şi Schwartz, 1996).

a) Flavonoidele sunt principalii compuşii bioactivi ce se găsesc în fructe. Acestea includ

un grup mai mare de antioxidanţi naturali.

Structura flavonoidelor conţine un schelet de carbon C6-C3-C6 (două inele aromatice

legate printr-un lanţ alifatic cu trei carboni care este condensat pentru a forma un piran sau un

inel furan).

Flavonoidele cuprind următoarele subclase: flavone, izoflavone, flavonoli, flavani,

flavanone, antocianidine, antociani şi calcone. Cele care sunt legate la una sau mai multe

molecule de zahăr se numesc glicozide flavonoidice; când nu sunt legate la molecule de zahăr se

numesc agliconi. Flavonoidele se găsesc de obicei sub formă de glicozide, care sunt mai puţin

eficiente decât agliconii (Shahidi şi Naczk, 1995).

Flavonolii sunt cei mai cunoscuți în grupa flavonoidelor, găsindu-se în mod natural sub

forme glicozilate (adesea glucoză sau ramnoză). Cei mai întâlniţi flavonoli agliconici sunt

quercetina, campferolul şi miricetina.

Flavonele sunt formate din glicozidele luteolinei și apigeninei, se găsesc în concentrații

mai mari în citrice. Principalii agliconi sunt: naringenina, care se găsește în grapefruit,

hesperetina, în portocale și eriodictiolul din lămâi (El Gharras, 2009).

15

Figura 1.1 - Structura chimică a luteolinei (http://upload.wikimedia.org)

Izoflavonii pot fi atât agliconi cât și glicozide, ei se găsesc mai ales în leguminoase, ca

exemplu putem să dăm soia. Cei mai cunoscuți sunt daizdeina și genisteina.

Figura 1.2 - Structura chimică a daizdeinei Figura 1.3 - Structura chimică a genisteinei

(http://upload.wikimedia.org) (http://upload.wikimedia.org)

Flavanolii se găsesc sub formă monomerică (catechina) și polimerică (proantocianidina);

acești doi flavanoli fiind cei mai intâlniți în fructe, în struguri găsindu-se o cantitate mare de

galocatechină, epigalocatechină și galat- epigalocatechină (Margot S., si Denise H.,2013).

Figura 1.4 - Structura chimică a catechinei Figura 1.5 - Structura chimică a proantocianidinei

(http://upload.wikimedia.org) (http://upload.wikimedia.org)

Antocianii sunt pigmenți care conferă fructelor de pădure și altor fructe cularea: roșie,

albastră, purpurie și violet. La fel ca și celelalte flavonoide, antocianii se găsesc sub formă

16

glicolizată. Formele agliconice ai antocianilor sunt cunoscute ca antocianidine. Se cunosc sute de

antociani, fiecare având un schelet antocianic de bază: cianidina, delfinidina, pelargonidina,

malvina, petunidina și peonidina. Diversificarea structurală se realizează în funcție de poziția în

care sunt atașate la scheletul antocianic glicozidele (glucoza, galactoza, ramnoza și arabinoza) și

grupările acil, incluzând acizi fenolici, cum ar fi: cafeic, p-cumaric, ferulic și sinapic (Shahidi E.

şi Naczk M., 1995).

Figura 1.6 - Structura chimică a cianidinei (http://upload.wikimedia.org)

b) Acizii fenolici. Se cunosc două mari clase de acizi fenolici, acestea sunt: derivații

acidului benzoic și derivații acidului cinamic. Acizii hidroxicinamici sunt: acidul cinamic, acidul

cumaric, acidul cafeic, acidul ferulic iar acizi hidroxibenzoici sunt: acidul elagic, acidul galic,

acidul vanilic și acidul salicilic.

Acizi fenolici se găsesc rareori sub formă liberă, cel mai des se intâlnesc sub formă

conjugată ca esteri și glicozide. Prin combinarea acidului cafeic și acidului chinic se formează

acidul clorogenic, care se găsește în cantități mari în fructe. Activitatea antioxidantă a acizilor

fenolici și esterilor lor depinde de numărul de grupări hidroxil din moleculă. Acizii

hodroxicinamici sunt mai eficienți decât acizii hidroxibenzoici (Shahidi și Naczk, 1995).

Figura 1.7 - Structura chimică a acidului cinamic Figura 1.8 - Structura chimică a acidului

(http://upload.wikimedia.org) elagic (http://upload.wikimedia.org)

c) Taninurile sunt de două tipuri: taninuri condensate ( proantocianidine, prodelfinidine)

și taninuri hidrolizabile, care sunt la randul sau împărțite în galotanine (esteri ai acidului galic) și

17

elagitanine ( esteri ai acidului hexahidrodifenic). Sunt foarte răspândite în regnul vegetal: în

scoarța copacilor (stejar, plop), în fructele crude, conferindu-le acestora gustul astringent.

Taninurile au rol în protecția plantelor împotriva virusurilor și microorganismelor, determină

valoarea alimentară și organoleptică din fructe și produse alimentare. Sunt utilizate în diverse

domenii: la limpezirea vinurilor și a berii, tăbăcirea pieilor, industria farmaceutică etc (Savu M.,

1994).

d) Tocoferolii sunt antioxidanți biologici importanți, utilizați pe o scară largă. Aceștia

sunt alcătuiți din două familii, și anume: tocoli și tocotrienoli. Acestia sunt de tipul α, β, ϒ, Ϭ, în

funcție de numărul și poziția grupărilor metil. Cel mai important antioxidant al acestui grup este

α-tocoferolul.

Din grupa tocoferolilor face parte și vitamina E, ea asigură condițiile fiziologice în

sistemul de reproducție la oameni și animale (carența duce la sterilitate), protejează vitaminele

A, D, F și unele enzime de agenții oxidanți și participă la formarea acizilor nucleici polifosforici

(Savu M., 1994).

Fructele conțin cantități considerabile de tocoferoli, în timp ce în produsele de origine

animală se găsesc doar urme. Față de ceilalți compuși polifenolici, tocoferolii au efect slab

antioxidant (Gordon M. și colab, 2001).

Figura 1.9 - Structura chimică a α-tocoferolului (http://f.tqn.com)

e) Lignanii sunt compuși polifenolici formați prin condensarea unor alcooli aromatici

care au grupări hidroxilice și metoxilice și derviă din fenilpropan. Principalii lignani sunt:

alcoolul coniferilic și alcoolul sinapinic. Lignanii însoțesc fibrele de celuloză în organele și

țesuturile plantelor, conferindu-le acestora o soliditate mai mare (Savu M., 1994).

Figura 1.10 - Structura chimică a alcoolului coniferilic (http://upload.wikimedia.org)

18

f) Stilbenele sunt compuși pe bază de fenoli, ca exemplu putem să dăm resveratrolul,

care are efecte anticancerigene și se găsește în vin.

Figura 1.11 - Structura chimică a resveratrolului (http://upload.wikimedia.org)

g) Proantocianidinele sunt dimeri, oligomeri și polimeri ai catechinelor, care sunt

îmbinate cu legături între C4 și C8 sau C6. Proantocianidinele sunt principalii polifenoli din

struguri și sunt responsabili pentru caracterul astringent al fructelor (El Gharras H., 2009).

Figura 1.12 - Structura chimică a proantocianidinelor de tip C4-C8

(http://upload.wikimedia.org)

1.2.2. Fibrele alimentare

Fibrele alimentare sunt polimeri carbohidrați cu zece sau mai multe unități monomerice

care nu sunt nici digerați și nici absorbiți în intestinul subțire.

Acestea au urmatoarele efecte în organismul uman: scăderea timpului de tranzit

intestinal, reducerea nivelului colesterolului total din sânge și a lipoproteinelor cu densitate

scazută, a glucozei din sânge și a nivelului de insulină, tamponarea efectului de exces de acid din

stomac și ajută la prevenirea constipației. Peretele celular al fructelor este o sursă bogată de fibre

alimentare (Margot S. și Denise H.,2013).

1.2.3. Proteinele si peptidele bioactive

Deși rolul principal al proteinelor și peptidelor este de a furniza acizi azotici și aminoacizi

esențiali, în unele cazuri acestea oferă efecte benefice suplimentare, cum ar fi: antimicrobian,

19

antioxidant, antitrombotic, antihipertensiv și activități imunomodulatoare. Ca exemple avem:

lunazinul (din soia), inhibitorii proteazei, hidrolizate proteice etc. (Gordon M. și colab., 2001).

1.2.4. Carotenoidele

Carotenoidele sunt compuși liposolubili, care dau culoarea galben, portocaliu, roșu și

violet. Se găsesc, alături de clorofilă, în țesuturiile verzi, cantitatea lor variind în funcție de: faza

de vegetație, condițiile de lumină și temeratură. Sunt prezente în unele fructe, flori, semințe,

rădăcini, ciuperci, bacterii dar și în organismul animal. Ele au rol important în fotosinteză, în

respirația și creșterea plantelor iar pentru animale, constituie provitaminele retinolului.

Carotenoidele bioactive se clasifică în: hidrocarburi carotenoidice și derivati

carotenoidici (xantofile). Principalele hidrocarburi carotenoidice sunt:

- β-carotenul este cel mai răspândit carotenoid, se găsește în cantitate mare în rădăcinile

de morcov dându-le culoarea portocalie, este prezent și în unele bacterii;

- α-carotenul, se găsește în cantități mai mici, de obicei însoțește β-carotenul;

- licopina, se găsește în fructele de tomate, în pepenele verde, în piersici, conferindu-le

culoarea roșie (Savu M., 1994).

Principalii derivați carotenoidici sunt: criptoxantina (de culoare roșu violet, se găsețte în:

porumb, ardei roșu, portocale), luteina (dă culoarea roșie-violet, însoțește clorofila în toate

țesuturile verzi), zeaxantina (are culoarea galben-roșcată).

Unele carotenoide bioactive conțin provitamina A, care ajută la prevenirea bolilor

cronice, cum ar fi bolile cardiovasculare și cancerul de piele (Von Elbe și Schwartz, 1996).

1.2.5. Lipidele funcționale

Lipidele funcționale (fitosterolii) se găsesc sub formă liberă sau esterificați. Sunt în

cantități mai mari în semințe și în cantități mai mici în fruct. Cei mai întâlniți fitosteroli din

fructe sunt sitosterolii (componentul principal al uleiului de soia si bumbac), campesterolii,

stigmasterolii (se găsește în uleiul Physostigma venenosum și ajută la sinteza hormonului sexual,

progesterona.), brasicasterolii (identificati în uleiul de Brassica rapa, Brassica napus, în ceara de

trestie de zahăr), spinasterolii (din uleiul de spanac), fucosterolii (din algele brune) (Savu M.,

1994).

Fitosterolii acționează împotriva cancerului și ajută la reducerea lipoproteinelor cu

densitate scazută (Margot S., și Denise H.,2013).

20

1.3. Fructele de pădure

1.3.1 Principalele fructe de pădure cultivate în România

Fructele de pădure sunt deja foarte populare în rândul consumatorilor datorită

proprietăților organoleptice dar și a efectelor benefice pe care le au asupra organismul uman, de

asemenea ele fac parte din tradiția majorității popoarelor. Este cunoscut și faptul că ele s-au

folosit în medicina tradițională încă din cele mai vechi timpuri. De exemplu, indigenii din

America de Nord foloseau fructele de pădure, din specia Rubus ca tratament împotriva diareei și

pentru ameliorarea durerilor (Gordon J. M. și Derek S., 2012).

Sunt din ce în ce mai multe dovezi care arată că fructele de pădure au o reală contribuție

la înbunătățirea stării de sănătate.

Conform Penciu S., 2012, care a analizat suprafața cultivată și producția de fructe de

pădure în perioada 2006-2010, în țara noastră producția de fructe de pădure a atins valoarea

maximă în anul 2006 , ea ajungând la 28,5 mii de tone. Deși în următorul an, suprafața cultivată

cu fructe de pădure a fost cu 341 de hectare mai mare decât suprafața din anul 2006 avut loc o

scădere a producției la 23,3 mii de tone.

Tabelul 1.1

Suprafața cultivată cu fructe de pădure din România (ha) (Penciu S., 2012)

Perioada 2006 2007 2008 2009 2010

Afine 300 285 291 285 280

Coacăze 59 8 12 16 50

Căpșune 2,397 2,826 2,591 2,507 2,664

Merișoare 87 83 85 83 80

Zmeură 100 100 4 26 15

Alte fructe de

pădure 348 330 337 330 320

Total fructe

de pădure 3,291 3,632 3,320 3,247 3,409

În anii 2008 și 2009, deși au fost anii în care criza economică s-a simțit cel mai mult ,

producția de fructe de pădure și-a revenit ridicându-se la o valoare de 26, 3 mii de tone, respectiv

27,4 mii de tone.

Tabelul 1.2

21

Producția de fructe de pădure din România (tone) (Penciu S., 2012)

Perioada 2006 2007 2008 2009 2010

Afine 2000 2000 2,220 2,353 2,200

Coacăze 115 29 11 18 19

Căpșune 21,612 16,496 21,233 21,969 21,434

Merișoare 402 328 364 386 360

Zmeură 2,200 2,200 17 48 31

Alte fructe de

pădure 2,200 2,200 2,442 2,588 2,400

Total fructe

de pădure 2,200 2,200 2,442 2,588 2,400

Principalele fructe cultivate în România, în perioada 2006-2010, au fost căpșunele, care

au ocupat 72,8-78,1 din toată suprafața de fructe de pădure cultivată și 70,9-81,1% din producția

totală. Pe locul doi s-au situat afinele, care, în același interval de timp ocupau doar 7,8-9,1 din

suprafață și 7,0-8,6 din producție. Zmeura a evoluat în mod descendent, acest lucru a fost

rezultatul crizei economice dar și a condiților meteorologice, astfel: dacă în perioada 2006-2007,

zmeura se regăsea printre principalele fructe de pădure din țara noastră, cu o suprafață de 100 de

hectare și o producșie de 2,200 de tone, suprafața cultivată în următorul an s-a micșorat la doar 4

hectare. În anul 2010, suprafața cultivată de zmeură a crescut doar până la 15 hectare.

1.3.2 Compușii bioactivi din fructele de pădure

Marea majoritate a fructelor de pădure conțin zaharuri (glucoză, fructoză și sucroză) ceea

ce le dă gustul de dulce. Toate fructele de pădure conțin carotenoizi, aici incluzându-se compușii

precursori ai vitaminei A. Unele vitamine se găsesc într-o cantitate semnificativă, de exemplu

100 g de coacază negră pot furniza 40 % din doza zilnică recomandată de vitamnia K, iar 100 g

de zmeură, capșune și mure pot furniza aproximativ 15-18 % din doza zilnică recomandată de

acid folic (Seeram N.,2012).

Fructele de pădure sunt cunoscute pentru conținutul lor bogat în antioxidanți (polifenoli,

carotenoizi și vitamina C). Conform Halvorsen B. și colab., 2006, fructele de pădure se numără

printre produsele cu cea mai mare capacitate antioxidantă dintre alimentele consumate frecvent.

Cantitatea de antioxidanți din fructele de pădure variază de la o specie la alta, de la un soi

la altul dar și în funcție de condițiile de creștere. De exemplu 100 g de coacază neagră sau 100 g

de cătină conțin cantități de vitamina C ce depășesc doza zilnică recomandată, pe când la afine

conținutul este nesemnificativ.

22

Unele fructele de pădure, cum ar fi cătina, sunt bogate în carotenoizi dar de asemenea

acumulează multe grăsimi, majoritatea acestora fiind nesaturate. Carotenoizii, pe lângă faptul că

se comportă ca precursori ai vitaminei A, contribuie și la menținerea stării de sănătate a fructului.

Conținutul de polifenoli totali variază de asemenea în funcție de specie, soi și condițiile

de creștere dar poate fi puternic influențat și de tratamentele de după recoltare și procesare

(Gordon J. M. și Derek S., 2012).

Conform Hancock R. și Stewart, D., 2010, coacăza neagră, zmeura și căpșunele au un

conținut asemănător de polifenoli totali, acesta variind între 100 și 300 mg / 100g.

Compoziția polifenolilor poate da culoarea și gustul speciilor de fructe de pădure și poate,

de asemenea, influența efectele benefice pe care le au acestea asupra sănătății. Culorile roșii,

purpurii și albastre a fructelor de pădure sunt date de prezența antocianilor. Culoarea roșie-

portocalie a căpșunilor este dată de pelargonidina care se găsește atât în pulpa cât și pe suprafața

fructului, pe când, cularea purpuriu-închis a coacăzei negre este dată de acumulare unor cantități

ridicate de delfinidină și cianidină pe suprafața acesteia.

Deși aroma fructelor de pădure este dată de balanța acizi / zaharuri, compușii polifenolici,

pot influența gustul sau percepția senzorială. Prezența taninurilor, cum ar fi elagitanina din

zmeură sau elagitanina și proantocianina din căpșuni, contribuie la caracterul astrigent a

fructelor. Flavonolii contribuie și ei la gustul amărui a unor fructe de pădure (Gordon J.

McDougall și Derek Stewart, 2012).

Nile S. H., Park S. W., 2014 în urma unei recenzii asupra studiilor efectuate pe câteva

fructe de pădure cunoscute, a ajuns la următoarele rezultate cu privire la conținutul acestora în

minerale (tabelul 2.1).

Tabelul 1.3

Conținutul în minerale din fructele de pădure (mg / 100g) (Nile S. H., Park S. W., 2014)

Fructe de

padure Calciu Magneziu Fier Fosfor Potasiu Sodiu Zinc Mangan Cupru

Coacăză 15-35 6-10 00,15-

0.60 10-15 56-80

0,11-

0,22

0,06-

0,12

1,20-

3,90

0,03-

0,06

Mure 20-30 17-20 1-2 25-30 100-

150 2-4

0,3-

0,5 1,2-2,6

0,02-

0,04

Merișor 3-5 3-7 0,16-

0,40 1-4 24-30 4-6

0,02-

0,04

0,3-

0,10

0,13-

0,20

Tabelul 1.3 (continuare)

23

Zmeură 15-

30 1-5 0,4-0,6

20-

22

200-

225

0,5-

1,0

0,32-

0,61 1,5-2,0 Urme

Soc 1,5-

3 3,2-4,5 0,5-0,6 5-8 25-32 1-3

0,33-

0,51 0,3-0,6

0,11-

0,26

Coacăza neagră 35-

45 15-18 1,3-2,5

35-

40

300-

320

1,7-

2,5

0,25-

0,31

0,35-

0,52

0,15-

0,20

Penru aceleași fructe de pădure au adunat informații cu privire la conținutul principalilor

compuși bioactivi (tabelul 1.4).

Tabelul 1.4

Fenolii totali, flavonoizii și antocianii din fructele de pădure (mg / g)

(Nile S. H., Park S. W., 2014)

Fructe de padure Flavonoizi Fenoli Antociani

Coacăză 50 261-585 25-495

Mure 276 486 82-325

Merișor 157 315 67-140

Afine 44 525 300

Zmeură 6,0 121 99

Soc 42 104 45-791

Coacăza neagră 46 29-60 44

0

100

200

300

400

500

600

Coacăză Mure Merișor Afine Zmeura Soc

Flavonoizi

Fenoli

Antociani

Figura 1.13 – Reprezentarea grafică a fenolilor totali, a flavonoizilor și antocianilor din fructele

de pădure (mg/g) (Nile S. H., Park S. W., 2014)

24

In cele din urmă au prezentat compușii bioactivi din fiecare fruct în parte dar și

proprietățile biologice benefice pe care le au acestea asupra organismului uman pe baza unor

studii efectuate până în prezent (tabelul 1.5)

Tabelul 1.5

Efecte benefice asupra sănătății umane a fructelor de pădure (Nile S. H., Park S. W., 2014)

Fructe de padure Compușii bioactivi Proprietățile biologice

Coacăze

Bogate în antioxidanți, vitamina C, E

și A

Bogate în seleniu, zinc, fier, și

mangan. Conține β-caroten, luteină, și

zexantină.

Anticancerigen, anti-inflamator,

antidiabetic.

Previne pierderile în greutate,

degenerarea moleculara. Ajută la

prevenirea Alzheimerului,

încetinește semnele de

îmbătrânire, protejează și

înbunătățește circulația sângelui,

reduce colesterolul

Mure

Bogate în antioxidanți, polifenoli,

mangan, acid folic, fibre, cianidin-3-

O-glucozidă și vitamina C, salicilat și

taninuri.

Luptă împotriva acțiunii

radicalilor liberi, întârzie

procesul de îmbătrânire, este un

analgezic, oferă rezistență vaselor

de sânge.

Merișor

Bogat în vitaminele C, A, calciu, fier,

acid folic, magneziu și mangan.

Conține un procent mai mare de

compuși fenolici față de celelalte

fructe de pădure studiate.

Antibacterial, antiseptic și

diuretic, ajută digestia, înlătură

grăsimile din sistemul limfatic și

ajută sistemul cardiovascular.

Afine

Bogate în antociani, flavonoli,

vitamina C, E și mangan.

Conține carotenoizi, luteină și

zexantină.

Efect benefic pentru: gură, ochi,

gingii, protejează vasele de

sânge, dă rezistență arterială.

Zmeură

Bogate în vitaminele C și B, ω-3,

fibre, acid galic, acid elagic.

Conține acid folic, fier, potasiu,

Anticancerigen, previne acțiunile

radicalilor liberi, antimicrobial,

crește rata metabolismului.

25


Soc

Bogat in vitaminele C, A și B.

Conține majoritatea flavonoizilor și

carotenilor

Conținut bogat în fier și calciu.

Protejează ADN ul împotriva

radicalilor liberi

Înbunătățește sistemul respirator,

și stimuleaza funcționarea

sistemului digestiv.

Coacăza neagră

Bogată în antociani, calciu, zinc,

potasiu, vitamina A, B2.

Are efect antiinflamator, ajută la

eliminarea sau reducerea

colesterolului din sânge,

stimulează digestia, sucul secreția

Cum am mai spus, capacitatea antioxidantă a polifenolilor poate contribui la înbunătățirea

stării de sănătate a organismului, prin ameliorarea efectelor dăunătoare produse de speciile

reactive de oxigen. Deși polifenolii din fructele de pădure pot avea o capacitate antioxidantă

mare la analizele din eprubetă, trebuie sa ținem cont, că eficacitatea lor este limitată de absorbția

acestora, de multe ori scăzută, în fluxul sanguin (Gordon .M., Derek S., 2012).

26

CAPITOLUL. 2

PRINCIPALELE METODE CUNOSCUTE DE DETERMINARE A

ANTIOXIDANȚILOR

Deși aflate în continuă dezvoltare pentru a crește ușurința de utilizare și obținerea de

rezultate într-un timp cât mai scurt, majoritatea analizelor de determinare a antioxidanților din

prezent au limitări tehnice dar și conceptuale.

Principalele metode folosite până în prezent pentru determinarea activității antioxidante a

unor compuși bioactivi din produsele alimentare sunt: metoda ORAC, metoda PCLP, metoda

Folin-Ciocâlteu, metoda bazată pe detecția TRAP și metoda DPPH.

2.1. Metoda ORAC

Metoda ORAC („oxygen radical absorbance capacity”), calculează capacitatea în care

antioxidanții inhibă oxidarea produsă de către peroxil, care a rezultat în urma descompunerii

termice a unui compus azo. Prin reacționarea peroxilului cu un substrat fluorescent, cum ar fi

fluoresceina sau roșu de pirogalol, rezultă un compus nonfluorescent. Se înregistrează curbele de

tip intensitate de fluorescență în funcție de timp apoi se determină aria curbei în prezența și în

lipsa antioxidantului, rezultatele fiind exprimate în µmolTE / g produs (*** Raport științific

tehnic, 2014).

2.2. Metoda PCLP

Metoda PCL („photochemiluminescent”), după cum spune și denumirea are la bază

măsurarea fotochemiluminescenței, fotochemiluminescență rezultată din reacția unor specii

radicalice cu compuși excitabili fotochimic, cum ar fi luminolul sau lugicenina. Avantajele

acestei metode sunt: cheltuielile scăzute pe care le necesită și faptul că poate fi folosită pentru

antioxidanți hidrofili și lipofili, la valori diferite de pH și temperatură (Lidia Varvari, 2011).

2.3. Metoda Folin-Ciocâlteu

Metoda Folin-Ciocâlteau are la bază o reacție de oxidare, ce are loc în mediu puternic

bazic , apărută datorită unui molibdowolframat (Na2WO4/ Na2MoO4), reacție din care se

desprinde O2 și reacționează cu molibdatul, astef se formează ionul Mo4+

de culoare albastră.

27

Absorbanța se urmărește spectofotometric pe intervalul 745-750 nm. Antioxidantul de referință

folosit este acidul galic. Această metodă este simplă, rapidă și specifică (Lidia Varvari, 2011).

2.4. Metoda TRAP

Metoda TRAP („total radical-trapping antioxidant parameter”) are la bază reacții similare

celor de la metoda ORAC, ea urmărește capacitatea antioxidantului de a se intersecta cu reacția

dinte peroxil și substratul fluorescent. Diferența dintre metoda TRAP și ORAC, constă în faptul

că prima definește activitatea antioxidantului în funcție de perioada de inhibiție, în prezența

antioxidantului a timpului util pentru apariția substratului oxidat (Lidia Varvari, 2011).

2.5. Metoda DPPH-

Metoda DPPH folosește drept sursă radicalică pentru aprecierea activității

antioxidantului, radicalul DPPH. Monitorizare se face fie spectrofotometric fie electrochimic.

DPPH, care dă culoare violetă în prezența antioxidantului, este redus la un compus de culoare

ușor gălbuie, variația absorbanței este calculată la 517 nm, valorile activității antioxidante apoi

este exprimată cantitatea de antioxidanți. Această metodă este una rapidă, simplă, are la bază un

principiu simplu de determinare, dar ar avea ca dezavantaj existența posibilității suprapunerii

spectrului antioxidanților cu cel al DPPH, cum ar fi în cazul carotenoizilor (*** Raport științific

tehnic, 2014).

28

CAPITOLUL. 3

DESCRIEREA UNITĂȚII DE PRACTICĂ

3.1. Scurt istoric și descrierea Universității de Științe Agricole și Medicină

Veterinară „Ion Ionescu de la Brad” din Iași

Istoria învățământul agricol din moldova debutează cu secolul XIX- lea, când primul

agronom român, Ion Ionescu de la Brad formează primele teme în domeniul agriculturii. Mai

târziu, în anul 1905, are loc înființarea cadrelor de Chimie Agricolă și Chimie Tehnologică în

cadrul Facultății de Științe a universității „Alexandru Ioan Cuza” din Iași. În anul 1948 la Iași se

formează Institutul Agronomic, conținând facultatea de Agricultură. În anul 1951 se înființează

și Facultatea de Horticultură și de Zootehnie, ca apoi, în 1961 să se formeze și Facultatea de

Medicină Veterinară. În prezent acest institut poartă denumirea de Universitatea de Ştiinţe

Agricole şi Medicină Veterinară „Ion Ionescu de la Brad".

Figura 3.1 – Sigla Universității de Figura 3.2 - Universitatea de Ştiinţe Agricole

Științe Agricole și Medicină şi Medicină Veterinară

Veterinară „Ion Ionescu de la Brad” Ion Ionescu de la Brad" din Iaşi

din Iași (original) (original).

29

Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară "Ion Ionescu de la Brad" din Iaşi

este o instituţie foarte cunoscută la nivelul țării dar și în Europa, ea are ca și specializare un

învățământ superior agronomic și medical veterinar. Misiunea Universității este aceea de a creea

ingineri agricoli, montanologi, horticoli, zootehniști, ingineri specializați în inginerie economică,

prelucrarea produselor agricole, biologie agricolă dar și doctori medici veterinari

3.2. Descrierea laboratorului de cercetare pentru analiza compușilor bioactivi

antioxidanți

Laboratorul de cercetare pentru analiza compușilor bioactivi antioxidanți aparține

facultății de Horticultură (departamentul de Științe Exacte), din cadrul Universității de Științe

Agricole și Medicină Veterinară „Ion Ionescu de la Brad” din Iași. Laboratorul a fost echipat prin

proiectului internațional "Formation de préparation et de perfectionnement à l’analyse moderne

des composés chimiques bioactifs dans les produits agro-alimentaires d’origine végétale",

proiect realizat în anii 2013-2014. Acest proiect a fost finanțat de către Agenția Universitară a

Francofoniei (AUF) și cofinanțat de către Universitatea de Științe Agricole și Medicină

Veterinară „Ion Ionescu de la Brad” din Iași.

Figura 3.3 – Laboratorul de cercetare pentru analiza compușilor bioactivi antioxidanți

(original)

Agenţia Universitară a Francofoniei (AUF) este o instituţie multilaterală ce grupează

universităţi publice şi private, centre şi institute de cercetare, dar şi reţele instituţionale din ţările

30

membre ale Organizaţiei Internaţionale ale Francofoniei. Ea formează un sistem de 770 de

instituţii din 90 de ţări și are ca principal obiectiv colaborarea între instituţiile universitare

francofone, având un rol important în înbunătățirea învăţământului superior şi a cercetării.

Laboratorul este echipat cu următoarele aparate:

- instalaţie de distilare pentru apa;

- centrifugă de laborator;

- frigider, utilizat pentru depozitarea la temperatură scazută a probelor de analizat;

- spectofotometru „SPECORD 200 PLUS”, utilizat pentru determinarea unor compuși

bioactivi prin metoda spectofotometrică;

- mixer de tip vortex „VELP”, folosit la omogenizarea amestecurilor;

- balanţa electronică -utilizată pentru cântărirea cu precizie de 3 zecimale;

PARTEA a II-a

CONTRIBUȚII PROPRII

32

CAPITOLUL 4

OBIECTIVELE STUDIULUI, CONDIȚIILE DE EXPERIMENTARE,

MATERIALUL ȘI METODOLOGIA CERCETĂRII

4.1.Obiectivele studiului

Prezenta lucrare are drept obiectiv principal determinarea activității antioxidante,

determinarea conținutului de polifenoli totali, de flavonoizi, și de taninuri din fructele de pădure:

aronie, păducel și cătină. Activitatea antioxidantă va fi determinată prin metoda radicalului liber

DPPH-, iar compușii bioactivi prin metoda indicelui Folin-Ciocâlteu.

4.2. Materialul de studiu

Materialul de studiu este reprezentat de fructele de pădure: Aronia (Aronia melanocarpa),

Păducel (Crataegus monogyna) și Cătina (Hippophaë rhamnoides L).

4.2.1. Aronia (Aronia melanocarpa)

a) Caracteristici generale

Aronia face parte din familia Rosaceae, în mod normal există două specii: Aronia

melanocarpa și Aronia arbutifolia, dar prin combinația acestor două rezultă o a treia, și anume:

Aronia prunifolia.

Soiurile utilizate în producție sunt din specia Aronia melanocarpa. Cele mai importante

soiuri sunt: „Nero” (Cehia), „Viking” (Finlanda), „Kurkumäcki” (Finlanda), „Hugin” (Suedia),

„Fertodi” (Ungaria ) și „Aron” (Danemarca).

Arbuștii aroniei pot crește până la o înălțime de 2-3 m, ei produc din luna mai până în

iunie aproximativ 30 de flori mici, albe, care la coacere devin boabe de culoare roșu aprins

(aronia rosie) sau negru-purpuriu (aronia neagra), boabe cu diametrul de 6-13 mm, și greutatea

de 0,5-2g.

33

Figura 4.1 - Aronia (http://upload.wikimedia.org)

Fructele de pădure Aronia, provin din estul Americii de Nord și din estul Canadei.

Migrarea lor spre Europa a avut loc în jurul anului 1900, prin intermediul Germaniei, fiind

ulterior preluate și de Rusia. În jurul anului 1946, planta a fost înregistrată ca specie în fosta

Uniune Sovietică. Ulterior a început să fie cultivată în majoritatea țărilor est-europene (Rod

Taheri, 2011).

b) Compoziția chimică

Ca și la celelalte fructe de pădure, compoziția chimică a aroniei depinde de o serie de

factori, cum ar fi soiul, fertilizarea, gradul de maturare a boabelor, perioada de recoltare, sau

habitatul. Compoziția chimică acesteia se diferențiază de alte fructe de pădure printr-un conținut

ridicat de sorbitol și polifenoli.

Sabine E.K., Harshadai M. R., 2008 au adunat mai multe informații, din analizele

efectuate până atunci, cu privire la compoziția chimică (tabelul 4.1)

Tabelul 4.1.

Compoziția chimică a fructelor de aronie (Sabine E.K., Harshadai M. R., 2008)

Compusul chimic Cantitatea Compusul chimic Cantitatea

glucoză și fructoză 66–100;130–176g/kg tocoferoli 17.1mg/kg

fibre dietetice 56g/kg vitamina K 242μ g/kg

34


Compușii polifenolici sunt cei mai importanți constituenți prezenți în fructele de aronie,

și de asemenea responsabili pentru multe din proprietățile lor medicinale, ele sunt mai bogate în

conținut de procianidină, antociani și acizi fenolici.

Tabelul 4.2

Compușii fenolici din fructele de aronie (Sabine E.K., Harshadai M. R., 2008)

Compușii polifenolici Cantitatea

(mg/100g) Compușii polifenolici

Cantitatea

(mg/100g)

Procianidine 5182; 3992; 664 Derivații querecetinei >71; 101;

Antociani 307-631;

428;461 Querecetin-3-galactozida 30,2; 37

Cianidin-3-arabinozida 146; 142; 399;

582 Querecetin-3-glucozida 27,3; 22

Cianidin-3-galactozida 315; 237; 990;

1282 Querecetin-3-rutinozida 15

Cianidin-3-glucozida 10; 1,7; 37,6; 42 alți derivați ai

querecetinei 27

Cianidin-3-xilozida 10; 47;51,5; 53 epicatechina 15,4

Pectine 3.4–5.8g/kg Cenușa 4400;5800

mg/kg

Grăsimi 0.14% Na 26mg/kg

Proteine 0.7% K 2180mg/kg

acid malic 13.1g/kg Ca 322mg/kg

acid citric 2.1g/kg Mg 162mg/kg

vitamina C 137mg/kg Fe 9.3mg/kg

acid folic 200μg/kg

Zn 1.47mg/kg

vitamina B1 180μg/kg carotenoizi 48.6mg/kg

35


Pelagronidin-arabinoza 2,3 acid clorogenic 302; 61

Pelagronidin-galactozida urme acid neoclorogenic 291;123;

c) Efecte benefice asupra organismului uman

În urma analizelor efectuate asupra aroniei, nu s-au constatat până în prezent efecte

nedorite sau toxice pe care le poate da ci doar contribuții la înbunătățirea sănătății. Efectele

fiziologice și biologice pe care le conferă fructele de aronie se datorează conținutului acestora în

polifenoli, acizi clorogenici și a antocianilor.

- efect antioxidant: fructele proaspete de aronie au o puternică capacitate antioxidativă.

Analize efectuate pe diferite specii de animale au arătat că antocianii din aronie reduc

peroxidarea lipidelor și mărește activitatea enzimelor care sunt implicate în sistemul de apărare.

O dietă suplimentată cu suc de aronie reduce efectele negative oxidative asupra celulelor roșii

din sânge care apar la sportivi.

- efect asupra proliferării celulelor canceroase: extractul bogat în antociani din aronie

inhibă dezvoltarea tumorii și stimulează apoptoza celulelor cancerului de colon uman.

- efect antimutagenic: antocianii izolați din aronie inhibă activitatea mutagenică a

benzopirenului și a 2-aminofluorenului.

- efect hepatoprotectiv: la o analiză asupra șobolanilor s-a observat cum antocianii din

aronie scad toxicitatea și acumularea de cadmiu din rinichii și ficatul șobolanilor.

- efect favorabil împotriva bolilor cardiovasculare: s-a demonstrat că, compușii fenolici

contribuie la protejarea și refacerea celulelor endoteliale. S-a constatat că la un bărbat cu o

hipercolesterolemie medie, care a bea regulat suc de fructe de aronie, 250 mL / zi, timp de 6

săptămâni, are loc scădere colesterolului total din ser.

- efecte antidiabetice antocianii aroniei ar putea fi utili în prevenirea și controlul

diabetului zaharat de tip II și complicațiilor care apar. Prin administrarea de suc de aronie

șobolanilor ce sufereau de diabet, s-a observat atenuarea hiperglicemiei si hipertriglicemiei. Un

studiu a arătat că dacă se bea zilnic 200mL suc de aronie, timp de 3 luni are loc scăderea rapidă a

nivelului de glucoză la pacienții cu diabet insulinodependent (Sabine E.K., Harshadai M. R.,

2008).

36

4.2.2. Păducelul (Crataegus monogyna)


Păducelul este un arbust spinos de 2-6 m, din familia Rosaceae , care în mod normal, are

frunzele de culoare verde-aprins, flori albe, cu miros puternic la înflorire și fructele de culoare

roșu-aprins, cu un singur sâmbure în interior, partea cărnoasă este galbenă.

Figura 4.2 - Păducelul (http://upload.wikimedia.org)

Păducelul s-a folosit încă din cele mai vechi timpuri în medicina tradițională chineză și în

medicina pe baza de plante europeană. Acesta a fost menționat pentru prima dată în Tang Ben

Cao, prima farmacopee oficiala din lume, în anul 659 d. Hr.

În Europa, păducelul se utiliza pentru proprietățile sale benefice încă din primul secol .,

iar pentru tratamentul bolilor de inimă la sfârșitul anilor 1800. Fructele păducelului erau folosite

pentru stimularea digestiei și înbunătățirea funcțiilor stomacului și a circulației sângelui. De

asemenea se foloseau atât fructele ,frunzele, florile sau o combinație dintre ele, ca agent

astrigent, antispasmodic, cardiotonic, diuretic, hipotensiv și antiaterosclerotic ( Qi Chang și

colab., 2002).

b) Compoziția chimică.

Frunzele cu flori conțin: flavonoide, proantocciani, acizi titerpenici, și amine biogene.

Fructele au un conținut ridicat în pectine, antociani, flavonoide și proantociani.

În urma unor analize efectuate pe păducel în diferite stadii de dezvoltare, Barros L. și

colab., 2010 , a obținut rezultatele din tabelul 4.3 cu privire la compoziția chimică.

37

Tabelul 4.3

Compoziția chimică a fructelor de păducel (Barros L. și col. 2010)

Compusul

chimic

Cantitatea în fructele

crude


maturate


supracoapte

Umiditatea (%) 76.81 60.00 59.76

Cenușa,

(g/100g) 2.39 3.21 3.25

Carbohidrați,

(g/100g) 91.24 91.99 92.75

Proteine,

(g/100g) 5.57 3.97 3.40

Lipide, (g/100g) 0.80 0.83 0.60

Energie,

(Kcal/100g) 394.43 391.32 389.98

Fructoza,

(g/100g) 0.29 7.24 10.16

Glucoza,

(g/100g) 1.48 33.39 44.44

Sucroza,

(g/100g) 0.36 0.14 0.66

Trehaloza,

(g/100g) 0.08 0.25 0.36

Total zaharuri,

(g/100g) 2.21 41.03 56.07

Ca și în cazul aroniei, compușii bioactivi din păducel sunt cei mai importanți constituenți,

responsabili pentru multe proprietăți benefice asupra organismului. Principalii compuși bioactivi

fiind: tocoferolii, acidul ascorbic și β-carotenul. Barros L. și col. 2010 au determinat conținutul

în compușii bioactivi din tabelul 4.4.

38

Tabelul 4.4

Compușii bioactivi din păducel (mg/100g) (Barros L. și colab., 2010)

Compusii bioactivi Cantitatea în fructele

crude


maturate

Cantitatea în

fructele

supramaturate

α-tocoferol, 16.03 113.42 57.34

β-tocoferol 1.02 2.33 2.23

γ-tocoferol 3.87 3.34 3.53

δ-tocoferol 0.84 0.90 0.88

tocoferoli totali 21.75 119.99 63.99

Acid ascorbic 130.33 220.24 28.40

β-caroten 16.42 54.84 94.15


- efecte pozitive asupra insuficientei cardiace: extractul standardizat de fructe proaspete

de păducel a demonstrat un efect puternic la pacienții cu insuficiență. Un total de 143 de pacienți

a fost tratat de trei ori cu 30 de picături de extract pe cale orală timp de opt săptămâni.

Rezultatele au arătat o înbunătațire semnificativă a stării de sănătate.

- efect antiinflamator, gastroprotectiv și antimicrobial: administrarea pe cale orală a

extractului de păducel a dus la scăderea edemului de la lăbuța șobolanilor. De asemenea extractul

de păducel a avut si efect gastroprotectiv la șobolanii care sufereau de ulcer.

- efect antiviral asupra virusului Herpes simplex (Serhat Keser și colab., 2014).

4.2.3. Cătină (Hippophaë rhamnoides L)


Cătina este un arbust mic cu o înălțime de 3-4 m. Frunzele sunt întregi, liniar-lanceolate,

de culoare verde-cenușie la suprafață și albicios-argintie pe partea inferioară. Florile, dioice, sunt

mici și apar înaintea frunzelor; cele mascule sunt sesile, au 2 sepale și 4 stamine, iar cele femele

sunt scurt pediculate și au 2 sepale. Fructele sunt ovoide sau globuloase, cu o lungime de 5-10

mm și late de 4-8 mm, având culoarea verde la început și galben-portocalie la maturitate.

39

Figura 4.3 - Cătina (http://www.pom-fructifer.ro)

Datorită sistemul său radicular puternic și complex, cu noduli fixatoari de azot, arbustul

de cătină ajută la conservarea solului în zonele erodate.

Cătina era folosită în medicina tradițională chineză încă din perioada dinastiei Tang,

acum mai bine de 1000 de ani. Cele mai vechi documente de botanică prezintă cătina, ca fiind

utilizată în mod tradițional de către localnicii de pe continentul Asiei, din țarile nordice și din

zona baltică, în diferite scopuri: ca produs alimentar, sub formă de combustibil, în medicină

(pentru tratarea astmului, bolilor de piele, ulcerelor gastrice și tulburări pulmonare), pentru

construcția gardurilor vii, etc (Geetha S. și col., 2011).

b) Compoziția chimică

Cătina are o compoziție unică, care combină o multitudine de componente de obicei

găsite doar separat. Compușii bioactivi variază în funcție de gradul de maturitate a fructelor,

dimensiunea lor, locația geografică, clima și metodele de extracție

Boabele, care au o culoare de la galben-portocaliu la roșu, sunt o sursă bogată de compuși

valoroși, cum ar fi vitamine (C și E), carotenoide (β-carotenul, licopenul, luteina și zeaxantina),

flavonoide ( izoramnetin-3 -beta-D-glucozide; izoramnetin-3-beta-D-glucosaminide;. kampferol,

etc.) acizi organici, aminoacizi, micro și macroelemente .

Conform Geetha Suryakumar și col., 2011, din boabe de cătină s-au izolat, urmatorii

copuși bioactivi: acidul oleanolic, acidul ursolic, acid 19-alfa-hidroxiursolic, acid dulcioic, 5-

40

hidroximetil-2-furancarbox-aldehida, cirziumaldehida, acidul octacosanoic, acidul palmitic și –

hexadecanolenina.

Prin analize cromatografice au fost identificați esterii zexantina și β-criptoxantina, aceștia

putându-se folosi în fabricarea aditivilor alimentari, ingredientelor cosmetice și nutraceuticilor.

Pe lângă multitudinea de antioxidanți, boabele de cătină sunt bogate și în acizi grași (13,7%

saturati și 86,3% nesaturati): acid palmitic, acid oleic (omega-9), acid palmitoleic (omega-7),

acid linoleic (omega 6), acid linolenic (omega-3); și fitosteroli.

Frunzele de cătină conțin și ele nutrienți și substanțe bioactive care sunt în principal

flavonoide, carotenoizi, steroli liberi și esterificați, triterpenoli, și izoprenoli. Frunzele sunt o

sursă la fel de bogată de antioxidanți importanți, inclusiv β-caroten, vitamina E, catechine, acid

elagic, acid ferulic, acid folic și valori semnificative de calciu, magneziu și potasiu. Compușii

polifenolici din frunzele sunt reprezentați de flavonoli, leucoantocianidine, epicatechine,

galocatechine, acidul galat și galic (Geetha Suryakumar și col., 2011).


- efectul antioxidant al cătinei a fost studiat în vivo utilizând șobolani albi, masculi,

extractul alcoolic din frunzele de cătină (500 μg / ml) a inhibat producerea radicalilor liberi, și a

restaurat statusul antioxidant.

- efect hepatoprotectiv: administrarea extractului de alcool din fructe de cătină a produs

reducerea leziunilor hepatice de la șobolani.

- efect cardioprotectiv: unele studii au arătat că extractul de cătină reduce tromboza

patogenică la șoareci (Geetha Suryakumar și col., 2011).

4.3. Condițiile de experimentare

Pentru cercetările care s-au efectuat, materialul biologic a fost procurat din comerț, din

„Piața Alexandru cel Bun” și „Piața Nicolina” din Iași.

Fructele de pădure s-au uscat la temperatura camerei, apoi au fost mărunțite și trecute

printr-o sită fină , astfel s-a obținut un praf format din particole de mărimi asemănătoare. S-a

cântărit câte 2 g din fiecare material biologic sub formă de praf la balanța analitică.

41

Figura 4.4 – Balanță analitică (original)

Extractele au fost preparate cu ajutorul soluțiilor de etanol 60 %, ținând cont de valoarea

hidromodulului, astfel:

- pentru aronie: s-a utilizat un volum total de 36 mL;

-pentru păducel: s-a utilizat un volum total de 40 mL;

-pentru cătină: s-a utilizat un volum total de 24 mL.

Figura 4.5 – Extracte din fructele de pădure analizate (original)

42

S-a menținut și s-a agitat timp de o oră pe baia de apă la 300C, 45

0C și 65

0C apoi s-a

centrifugat timp de 5 minute la 6000 de rotații/minut.

Figura 4.6 – Centrifugă „LCEN-102” (original)

4.4. Metodologia cercetării

4.4.1. Determinarea activității antiradicalice cu ajutorul radicalilor liberi DPPH-

Determinarea activității antiradicalice libere s-a realizat cu metoda lui Brand Williams

(Brand W., 1995). Această metodă spectofotometrică cu ce folosește radical liber DPPH-

funcționează pe principiu că absorbanța radicalului se reduce atunci când există antioxidanți.

DPPH- este un radical stabil din cauza delocalizării electronului neânperecheat de pe întreaga

moleculă, aceasta determinând producerea unei culori violet, ce formează o bandă de absorbție

care are maximul plasat la circa 520 nm. În cazul acestei lucrări examinările s-au făcut la

lungimea de undă λ= 515 nm.

Figura 4.7 - Principiul metodei de determinare a activității antioxidante cu ajutorul radicalului

liber DPPH (Crucicovschi A., 2013)

43

S-a realizat reacția directă necesară citirii notificărilor spectofotometrice, astfel: s-a

introdus 3,9 ml de soluție DPPH- de concentrație 60 μM dizolvată în metanol și 0,1 mL probă

analiztă, iar proba de referință folosită a fost metanolul. Reacția s-a desfășurat pe un interval de

timp de 30 de minute, într-un spațiu lipsit de lumină, timp în care la fiecare minut folosindu-se

spectofotometrul „SPECORD 200 PLUS”, s-a citit absorbanța pentru a se constitui curbele

cinetice ale interacțiunii extractelor analizate cu soluția radicalului liber DPPH-.

Activitatea antiradicalică s-a prezentat sub formă de procent de reducere a DPPH- (AA,

%):

100*%0

300

A

AAAA

în care avem: A0 - absorbanța soluțiilor DPPH în timpul t=0 s;

A30 – absorbanța soluțiilor DPPH după 30 de minute;

Figura 4.8 - Spectofotometrul „SPECORD 200 PLUS” (original)

44

4.4.2 Determinarea polifenolilor totali, a flavonoizilor și a taninurilor prin metoda Folin-

Ciocâlteu.

Principiul acestei metode se bazează pe faptul că amestecul dintre acizi fosfotungistic

(H3PW12O40) și fosfomolibdic (H3Pmo12O40), se reduce la oxizi albaștri de tungisten (W8O23) și

molibden (Mo12O23), în mediu bazic și în prezența fenolilor.

Colorația albastră exprimă un maxim de absorbție la λ = 750 nm, ea depinzând de

conținutul de compuși fenolici totali. Culoarea nu este stabilă ci evoluează în funcție de timp,

astfel există 2 faze: una rapidă, pe intervalul 0 – 30 de minute (culoarea albastră) și una lentă,

după 30 de minute (culoarea evoluează spre albastru închis). Atunci când citirea se face pe

intervalu 30 -45 de minute apare o eroare foarte mică.

a) Determinarea polifenolilor totali

S-a introdus 1mL extract din fiecare probă, 50 mL apă, 5 mL reactiv Folin-Ciocâlteau și

20 mL carbonat de sodiu într-un balon cotat și s-a adus la semn cu apă distilată. Analiza s-a făcut

după un interval de 30 de minute în spectofotometru la lungimea de undă λ= 750 nm.

b) Determinarea flavonoizilor

S-a introdus 10 mL extract, 5 mL HCl:H2O 50:50 , 5 mL formaldehidă într-o sticlă

brună. După ce amestecul a fost lăsat timp de 24 de ore în stare de repaus, într-un balon cotat de

100 mL, s-a introdus 1 mL filtrat, 50 mL apă, 5 mL reactiv Folin-Ciocâlteu, 20 mL carbonat de

sodiu, aducându-se la semn cu apă distilată. Dupa un interval de timp de 30 de minute s-a făcut

analiza la spectofotometru la lungimea de undă λ= 750 nm.

Concentrația în polifenoli totali și în flavonoizi a probelor de analizat s-a calculat

cu ajutorul curbei etalon, realizate în aceleași condiții ca soluțiile probă. Pentru curba de

etalonare s-a folosit o soluţie de acid galic în concentraţiile de: 0; 0,08; 0,1; 0,12; 0,15; 0,17; 0,2;

0,3. Ecuația curbei de etalonare este:

A = 1.237x - 0.0011, unde:

A- absorbanța citită

x- masa de compuși fenolici / flavonoizi

Datele obţinute s-a reprezentat grafic: pe abscisă concentraţia soluţiilor de acid galic,iar

pe ordonată densităţile optice pentru fiecărei soluţii. În urma unirii punctelor corespunzătoare

fiecărei perechi de date, s-a obţinut curba etalon.

45

c) Determinarea taninurilor

Într-un vas de 50 ml s-a introdus 0,5 ml extract, s-a adaugat 25 mL apă distilată, s-a

amestecat, apoi s-a adaugat 2,5 mL de reactiv Folin-Ciocâlteu și 10 mL soluție carbonat de

sodiu, de concentrație 20% . S-a adus la semn cu apă distilată și s-a agitat bine, și s-a lăsat 30 de

minute. S-a măsurat absorbanța la spectrofotometru, la lungimea de undă de 750 nm. Proba

martor a fost pregătita la fel, însă fără extract.

Rezultatul a fost calculat după urmatoarea formulă :

)(mg 105010 33

extttt VMCm

unde: tm - masa de taninuri în 0,5 ml extract, mg;

tC -concentrația de taninuri totale;

tM -masa molară de taninuri, g/mol;

extV -volumul extractului, ml.

Pentru a obține cantitatea totală de taninuri din extract, valoarea obținută a fost înmulțită

cu volumul de extract obținut (ml). Pentru a determina concentrația de taninuri (mol/l) a fost

elaborată curba de etalonare astefel : S-a pregătit soluția etalon de enotanin (3 mg de tanin

obținut din semințe de struguri se dizolvă în 100ml de apă alcoolizată 10 % ). În baloane cotate

de 50 ml s-a introdus în ordine crescătoare 0,5; 1; 2,5; 5; 7,5; 10 ml de soluție etalon de tanin, s-a

adaugat în fiecare balon câte 1mL reactiv Folin-Ciocâlteu, 10 ml sol. carbonat de sodiu de

concentrație 20 % și s-a adus la semn cu apă distilată. După 30 de minute s-a măsurat intensitatea

optică la spectrofotometru la lungimea de undă de 750 nm în cuve de 10 mm

Pe axa abscisei se indică conținutul de tanin mg / ml, pe ordonată absorbanța λ, nm.

Concentrația enotaninului este de la 0,0003 mg/ml pînă la 0,006 mg/ml. Ecuația curbei de

etalonare este :

A= 0,0717x + 0,0112, unde :

A- absorbanța citită

x- masa de compuși fenolici / flavonoizi

46

CAPITOLUL 5

REZULTATELE OBȚINUTE ȘI INTERPRETAREA ACESTORA

5.1. Rezultatele obținute privind activitatea antiradicalică- a extractelor

5.1.1. Rezultatele obținute privind activitatea antiradicalică la extractele de aronie

La fructele de aronie, se observă faptul că, cu cât temperatura de extracție a fost mai

ridicată cu atât scade activitatea antiradicalică a extrasului deoarece compușii bioactivi sunt

degradați la temperaturi ridicate.

Tabelul 5.1

Activitatea antiradicalică a extractelor de aroniei

Temperaturi de

extracție 30°C 45°C 65°C

Activitatea

antiradicalică (%) 78.48 76.15 74.88

După cum se vede și în figura 5.1 , dacă la temperatura de 300C activitatea antiradicalică

este 78,48 %, la temperatura de extracție de 600C, ea scade la 74,88 %.

47

78.48

76.15

74.88

72

73

74

75

76

77

78

79

aronia

30°C

45°C

65°C

Figura 5.1 – Reprezentarea grafică a activității antiradicalice a extractelor de aronie

5.1.2. Rezultatele obținute privind activitatea antiradicalică la extractele de păducel

Tabelul 5.2

Activitatea antiradicalică a extractelor de păducel

Temperaturi de

extracție 30 45 65

Activitatea

antiradicalică (%) 86.2 85.53 85.59

La păducel are loc același fenomen ca la aronie. La extractul obținut la o temperatură de

300C, activitatea antiradicalică este de 86,2 %, iar la cel obținut la temperatura de 65

0C,

actictivitatea antiradicalică este de 85,59 %.

86.286.1

85.59

84.8

85

85.2

85.4

85.6

85.8

86

86.2

86.4

86.6

Păducel

30°C

45°C

65°C

Figura 5.2 – Reprezentarea grafică a activității antiradicalice a extractelor de păducel

48

5.1.3 Rezultatele obținute privind activitatea antiradicalică la extractele de cătină

Tabelul 5.3

Activitatea antiradicalică a extractelor de cătină

Temperaturi de

extracție 30°C 45°C 65°C

Activitatea

antiradicalică (%) 91.72 91.12 88.46

La extractul obținut la 300C, activitatea antiradicalică este de 91.72 %, iar la cel obținut la

65°C, scade la 88.46 %.

91.72

91.12

88.46

86

87

88

89

90

91

92

93

catina

30°C

45°C

65°C

Figura 5.3 – Reprezentarea grafică a activității antiradicalice a extractelor de cătină

5.1.4. Rezultatele centralizate privind activitatea antiradicalică la extractele de aronie,

păducel și cătină.

După centralizarea rezultatelor, obținute în urma analizei activității antiradicalice a celor

3 extracte de fructe de pădure, putem observa că, indiferent de temperatura la care s-a obținut

extractul, fructele de cătină au activitatea antiradicalică cea mai mare, acest lucru se datorează

faptului că fructele de cătină conțin în compoziția lor și o cantitate considerabilă de carotenoizi și

vitamina C, acestea având un puternic efect antiradical.

49

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

aronia păducel catina

30°C

45°C

65°C

Figura 5.4 – Reprezentarea grafică a rezultatelor centralizate a activității antiradicalice a

extractelor

Rezultatele de la fructele de cătină și aroinie obținute, se află în corelație cu rezultatele

obținute de Crucicovschi A., 2013, care a obținut o activitate antiradicalică a fructelor de cătină,

de 89, 92 %, mai mare decât cea a fructelor de aronie, de 61, 11 %.

5.2. Rezultatele obținute privind conținutul în polifenoli totali

5.2.1. Rezultatele obținute privind conținutul în polifenoli totali la extractele de aronie

Dacă activitatea antiradicalică era mai mică la extractele obținute la temperaturi mai

ridicate, aceste temperaturi ridicate stimulează extragerea compușilor polifenolici.

Tabelul 5.4

Conținutul în compuși polifenolici a extractelor de aronie

Temperaturi de

extracție 30

0C 45

0C 65

0C

Conținutul în compuși

polifenolici (mg acid

galic / g extract)

43.91 45.93 48.92

50

După cum se observă și în figura 5.5, extractul obținut la temperatura de 300C are un

conținut de comuși polifenolici totali de 43.91 mg acid galic / g extract, pe când extractul obținut

la temperatura de 650C are un conținut mai mare, 48.92 mg acid galic / g extract.

43.91

45.93

48.92

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

aronia

30°C

45°C

65°C

Figura 5.5 – Reprezentarea grafică a conținutului în compuși polifenolici a extractelor de

aronie

5.2.2. Rezultatele obținute privind conținutul în polifenoli totali la extractele de păducel

Tabelul 5.5

Conținutul în compuși polifenolici a extractelor de păducel

Temperaturi de

extracție 30

0C 45

0C 65

0C



galic / g extract)

10.63 11.34 12.84

Dacă la extractul obținut la temperatura de 300C, păducelul are un conținut de

comuși polifenolici totali de 10.63 mg acid galic / g extract, la temperatura de 650C are un

conținut mai mare, 12.84 mg acid galic / g extract.

51

10.6311.34

12.84

0

2

4

6

8

10

12

14

păducel

30°C

45°C

65°C

Figura 5.6 – Reprezentarea grafică a conținutului în compuși polifenolici a extractelor de păducel

.

5.2.3. Rezultatele obținute privind conținutul în polifenoli totali la extractele de cătină

Spre deosebire de aronie și păducel, la cătină, odată cu creșterea temperaturii de extracție,

conținutul în compuși polifenolici este mai mic. Acest lucru se poate datora faptului că la

temperaturi mai ridicate s-au extras și alți compuși, cum ar fi lipidele, care au interacționat cu

polifenolii, formându-se combinații cu moleculă mai mare, care au fost reținute pe hârtia de

filtru, în procesul de filtrare.

Tabelul 5.6

Conținutul în compuși polifenolici a extractelor de cătină

Temperature de

extracție 30

0C 45

0C 65

0C



galic / g extract)

30.17 27.23 26.01

52

30.17

27.23

26.01

23

24

25

26

27

28

29

30

31

cătina

30°C

45°C

65°C

Figura 5.7 – Reprezentarea grafică a conținutului în compuși polifenolici a extractelor de cătină

5.2.4. Rezultatele centralizate privind conținutul în polifenoli-

la extractele de aronie,


După centralizarea rezultatelor, obținute în urma analizei celor 3 extracte de fructe de

pădure, putem observa că fructele de aronie sunt cele mai bogate în compuși polifenolici.

0

10

20

30

40

50

60

aronia păducel cătina

30°C

45°C

65°C

Figura 5.8 – Reprezentarea grafică a conținutului în compuși polifenolici a extractelor

53

Rezultatele analizelor efectuate în diferite lucrări de pănă acum, depind foarte mult de

soiul, fertilizarea, gradul de maturare, perioada de recoltare, sau habitatul acestor fructe de

pădure.

Conform Sabine E.K., Harshadai M. R., 2008, conținutul compușilor fenolici din fructele

de aronie studiate este cuprins intre 34, 40 mg/g extract și 42, 10 mg/g extract, rezultate foarte

apropiate de rezultatul determinat ]

5.3. Rezultatele obținute privind conținutul în flavonoizi

5.3.1. Rezultatele obținute privind conținutul în flavonoizi la extractele de aronie

Tabelul 5.7

Conținutul în flavonoizi a extractelor de aronie

Temperaturi de

extracție 30

0C 45

0C 65

0C

Conținutul în

flavonoizi (mg acid

galic / g extract)

39.84 41.44 44.2

La fel ca și în cazul conținutului în compuși fenolici, odată cu creșterea temperaturii de

extracție, și conținutul în flavonoizi este mai mare.

39.84

41.44

44.2

37

38

39

40

41

42

43

44

45

aronie

30°C

45°C

65°C

Figura 5.9 – Reprezentarea grafică a conținutului în flavonoizi a extractelor de aronie

54

5.3.2. Rezultatele obținute privind conținutul în flavonoizi la extractele de păducel

Tabelul 5.8

Conținutul în flavonoizi a extractelor de păducel

Temperaturi de

extracție 30

0C 45

0C 65

0C

Conținutul în

flavonoizi (mg acid

galic / g extract)

7.24 7.5 8.89

Și aici se observă o creștere a conținutului în flavonoizi, atunci când temperatura de

extracție a crescut.

7.24 7.5

8.89

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

păducel

30°C

45°C

65°C

Figura 5.10 – Reprezentarea grafică a conținutului în flavonoizi a extractelor de păducel

5.3.3. Rezultatele obținute privind conținutul în flavonoizi la extractele de cătină

Tabelul 5.9

Conținutul în flavonoizi a extractelor de cătină

Temperaturi de

extracție 30

0C 45

0C 65

0C

Conținutul în

flavonoizi (mg acid

galic/g extract)

28.4 25.1 23.28

55

După cum am observat și în cazul conținutului de compuși fenolici la cătină, odată cu

creșterea temperaturii de extracție, conținutul în taninuri este mai mic. Explicația este aceeași,

deoarece flavonoizii aparțin și ei de polifenolii totali.

0

5

10

15

20

25

30

cătină

30°C

45°C

65°C

Figura 5.11 – Reprezentarea grafică a conținutului în flavonoizi a extractelor de cătină

5.3.4. Rezultatele centralizate privind conținutul în flavonoizi-



Și în conținutul de flavonoizi tot aronia este cea mai bogată. Conform datelor din

cercetările efectuate pe unele fructele de pădure, aronia se află pe primul loc, în ceea ce privește

conținutul de flavonoizi, fiind urmată de afine și coacăzele negre, astfel putem să spunem că

datele obținute se află în corelație cu acestea (Nile S. H., Park S. W., 2014).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

aronie păducel cătină

30°C

45°C

65°C

Figura 5.12 – Reprezentarea grafică a conținutului în flavonoizi a extractelor

56

5.4. Rezultatele obținute privind conținutul în taninuri

5.4.1. Rezultatele obținute privind conținutul în taninuri la extractele de aronie

Tabelul 5.10

Conținutul în taninuri a extractelor de aronie

Temperaturi de

extracție 30

0C 45

0C 65

0C

Conținutul în taninuri

(mg acid tanic / g

extract)

67.25 70.31 75

La temperatura de extracție de 300C, aronia are un conținut de taninuri de 67.25 mg acid

tanic / g extract, pe când la temperatura de 650C, conținutul este de 75 mg acid tanic / g extract

67.25

75

70.31

62

64

66

68

70

72

74

76

aronia

30°C

45°C

65°C

Figura 5.13 – Reprezentarea grafică a conținutului în taninuri a extractelor de aronie

5.4.2. Rezultatele obținute privind conținutul în taninuri la extractele de păducel

Tabelul 5.11

Conținutul în taninuri a extractelor de păducel

Temperaturi de

extracție 30

0C 45

0C 65

0C


(mg a tanic / g extract) 16.32 17.42 19.73

57

16.3217.42

19.73

0

5

10

15

20

25

păducel

30°C

45°C

65°C

Figura 5.14 – Reprezentarea grafică a conținutului în taninuri a extractelor de păducel

5.4.3. Rezultatele obținute privind conținutul în taninuri la extractele de cătină

Tabelul 5.12

Conținutul în taninuri a extractelor de cătină

Temperaturi de

extracție 30

0C 45

0C 65

0C


(mg acid tanic / g

extract)

46.29 41.74 39.86

Cum era de așteptat, și în acest caz, conținutul de taninuri scade odată cu creșterea

temperaturii de extracție.

58

41.74

39.86

46.29

36

38

40

42

44

46

48

cătina

30°C

45°C

65°C

Figura 5.15 – Reprezentarea grafică a conținutului în taninuri a extractelor de cătină

5.4.4. Rezultatele centralizate privind conținutul în taninuri-



După centralizarea rezultatelor putem observa că fructele de aronie sunt cele mai bogate

în taninuri, urmate de cătină și de păducel.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

aronia păducel cătina

30°C

45°C

65°C

Figura 5.16 – Reprezentarea grafică a conținutului în taninuri a extractelor

59

CONCLUZII

În urma acestui studiu s-a determinat activitatea antiradicalică, conținutul în compuși

fenolici totali, conținutul în flavonoizi și conținutul în taninuri a fructelor de pădure: Aronia,

Păducel și Cătina.

S-a putut observa următoarele:

- oricare a fost temperatura folosită pentru extracție, cea mai bogată în compuși din clasa

polifenolilor a fost aronia, urmată de cătină și de păducel;

- temperatura folosită stimulează extracția compușilor polifenolici din probe, în general,

dar în cazul cătinei am întâlnit un comportament particular, posibil datorat faptului că la

temperatură ridicată s-a extras și alți compuși, cum ar fi lipidele, care au interacționat cu

polifenolii și s-au format combinații cu moleculă mai mare care au fost reținute pe hârtia de

filtru, atunci când extractul a fost filtrat;

- cătina are activitatea antiradicalică / antioxidantă, cea mai pronunțată datorită

conținutului bogat în vitamina C și în carotenoizi, fiind urmată de păducel și de aronie;

- activitatea antiradicalică scade odată cu creșterea temperaturii de extracție, acest lucru

se poate datora faptului că odată cu creșterea temperaturii, unii compuși cu activitate

antiradicalică pot fi distruși.

Se recomandă ca aceste 3 fructe de pădure să fie consumate ca atare dar și să se

folosească pentru prepararea diferitor alimente funcționale prin tehnologii ce nu presupun

folosirea de temperaturi ridicate. Pe lângă activitatea antiradicalică pe care o oferă alimentului,

acestea contribuie și la înbunătățirea insușirilor organoleptice.

60

BIBLIOGRAFIE

1. Abdelkarim G., Soumaya B., Naima E., Mohammed B., Abdellah H., 2014. What is a

bioactive compound? A combined definition for a preliminary consensus. International Journal

of Nutrition and Food Sciences, nr. 3, pp. 174-179.

2. Azmir J., Zaidul ,Rahman M.M., Sharif K.M, Mohamed., A, Sahena F, 2013. Techniques

for extraction of bioactive compounds from plant materials. Journal of Food Engineering, nr.

117, pp. 426–436.

3. Barros L. Carvalho A.M., Ferriera I.C., 2010. Comparing the composition and bioactivity

of Crataegus Monogynaflowers and fruits used in folk medicine, Phytochem Anal, nr. 22, Ed 2,

pp 181-188.

4. Brand-Williams, W., Cuvelier, M.E., Berset, C., 1995, Use of free radical method to

evaluate antioxidant activity, LWT-Food Science and Technology, 28, 25-30.

5. Crucicovschi A., 2013, Studierea activității antioxidante a extractelor obținute din material

primă autohtonă. Revista Institutului Național de Metrologie din Republica Moldova Vol 4. Ed

10 pp 8-10.

6. El Gharras H., 2009. Polyphenols: food sources, properties and applications- a review.

International Journal of Food Science and Technology, nr. 44, pp. 685-693.

7. Fan L., Zhang S., Yu L., Ma L., 2007. Evolution of antioxidant property and quality of

breads containing Auricularia auricula polysaccharide flour. Food Chemistry, nr. 50, pp. 3579-

3585.

8. Geetha S., Asheesh G., 2011. Medicinal and therapeutic potential of Sea buckthorn

(Hippophae rhamnoides L.). Journal of Ethnopharmacology, nr. 138, pp. 268-278.

9. Gordon .M., Derek S., 2012. Berries and Health: A review of the evidence.

10. Gordon M., Pokorny J., Yanishlieva N., 2001. Antioxidants in Foods. Editura CRC Press,

pp. 7-21, Florida, USA.

11. Halvorsen B.L., Carlsen M.H., Phillips K.M., Bøhn S.K., Holte K., Jacobs D.R. Jr.,

Blomhoff R., 2006. Content of redox-active compounds in foods consumed in the United States.

The American Journal of Clinical Nutrition, nr. 84, pp. 95-135.

12. Hancock, R.D., Stewart, D., 2010. Biotechnology in Functional Foods and Nutraceuticals.

Editura CRC Press, pp. 463-482, Florida, USA.

61

13. John D.F., Rosetta N., William F., 2010. Feeding the World Today and Tomorrow: The

Importance of Food Science and Technology. Comprehensive Reviews in Food Science and

Food Safety, vol. 9, pp. 572-599.

14. Lidia V., 2011, Procedee neconvenționale de detecție electrochimică a unor specii chimice

de interes în biotehnologii și protecția mediului. Teză de doctorat, Universitatea „Babeş-Bolyai”

Facultatea de Chimie şi Inginerie Chimică Cluj-Napoca.

15. Margot S., Denise H., 2013. Bioactives in Fruit: Health Benefits and Functional Foods.

Editura Wiley-Blackwell, Ed. I, New Jersey, USA.

16. Nile S. H., Park S. W., 2014. Edible berries: Bioactive components and their effect on

human health. Nutrition, nr. 30, pp. 134-144.

17. Penciu S., 2012, Potențialul de export al României: Fructe de pădure. Centrul Român pentru

Pomovarea Comerțului și Investițiilor Străine.

18. Qi C., Zhong Z.,Francisco H.,Moses S. S.C., 2002. Hawthorn. Journal of Clinical

Pharmacology, nr. 42, pp. 605-612

19. Rod T., 2011. Polyphenol Composition of Underutilized Aronia Berries and Changes in

Aronia Berry Polyphenol Content Through Ripening. Master's Theses, University of

Connecticut.

20. Sabine E.K., Harshadai M. R., 2008. Chokeberry (Aronia melanocarpa) – A Review on the

Characteristic Components and Potential Health Effects. Planta Med, nr. 74, pp. 1625–1634.

21. Savu M., 1994. Biochimie vegetală curs. Editura Universitatea Agronomică „Ion Ionescu de

la brad”, Iași.

22. Seeram N.,2012. Emerging research supporting the positive effects of berries on human

health and disease prevention. J. Agric. Food Chem, nr. 60, pp. 5685-5686.

23. Serhat K., Sait C., Semra T., Ökkes Y., Ismail T., 2014. The investigation of some

bioactive compounds and antioxidant properties of hawthorn (Crataegus monogyna subsp.

monogyna Jacq). Journal of Intercultural Ethnopharmacology, nr. 2 pp. 52-55.

24. Shahidi E., Naczk M., 1995. Antioxidant properties of food phenolics. Food Phenolics:

Souces, Chemistry, Effects, Applications, pp. 235-275.

Singleton, V., Rossi, J., 1965, Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-

phosphotungstic acid reagents, Am. J. Enol. Vitic., 16, 144-158.

25. Von Elbe J., Schwartz S., 1996. Colorants. Food Chemistry, pp. 655-722.

26. The importance of food, http://www.g-w.com/pdf/sampchap/9781605251509_ch01.pdf

27. *** - Raport științific și tehnic, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Științe

Biologice București, 2014, pp. 14-17.

62

28. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/60/Luteolin.svg/220px-

Luteolin.svg.png

29. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ca/Daidzein.svg/220px-

Daidzein.svg.png

30. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Genistein.svg/220px-

Genistein.svg.png

31. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/44/(%2B)-Catechin.png/200px-

(%2B)-Catechin.png

32. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bb/Dimeric_4-

8_Procyanidin_B_numbered.PNG/200px-Dimeric_4-8_Procyanidin_B_numbered.PNG

33. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/df/Cyanidin_structure.png

34. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9e/Zimts%C3%A4ure_-

_Cinnamic_acid.svg/220px-Zimts%C3%A4ure_-_Cinnamic_acid.svg.png

35. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/da/Ellagic_acid.svg/220px-

Ellagic_acid.svg.png

36. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bb/Dimeric_4-

8_Procyanidin_B_numbered.PNG/200px-Dimeric_4-8_Procyanidin_B_numbered.PNG#

37. http://f.tqn.com/y/chemistry/1/S/Y/R/1/alpha-tocopherol.jpg#

38. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/02/Coniferyl_aldehyde.svg/250px-

Coniferyl_aldehyde.svg.png

39. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/17/Resveratrol.svg/1280px-

Resveratrol.svg.png

40. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/Aronia_melano-

carpa_HabitusFruitsLea-ves_BotGardBln0906a.JPG

41. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b8/Crataegus-monogyna-frugt.JPG

42. http://www.pom-fructifer.ro/wp-content/uploads/2014/10/catinax.jpg

https://eshop.reachback-cy.com/image/cache/data/LCEN102PICM-500x500.png

Documents

Analiza Unor Compusi Organici Bioactivi Din Materii Prime Vegetale Folosite in Prepararea Alimentelor 1