Μελέτη της αντιοξειδωτικής ικανότητας αφεψημάτων από αρωματικά φυτά της ελληνικής χλωρίδας

Abstract

Κατά την παρασκευή των εκχυλισμάτων, 2g αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών που είναι ευρέως διαδεδομένα στη μεσογειακή διατροφή (μελισσόχορτο, δενδρολίβανο, φασκόμηλο, δίκταμος, χαμομήλι, τσάι του βουνού, δυόσμος, ύσσωπος, ματζουράνα, τσάι Lipton,) εκχυλίστηκαν με 200mL (1 κούπα) ζεστού νερού (85 0C, 15 min) και κρύου νερού (θερμοκρασία δωματίου, 15 min) με ή χωρίς τη χρήση υπερήχων (35 MHz). Στη συνέχεια εκχυλίστηκαν τρεις φορές με πετρελαϊκό αιθέρα. Προσδιορίστηκε το ολικό φαινολικό περιεχόμενο (εκφρασμένο σε καφεϊκό οξύ) με τη μέθοδο Folin-Ciocalteu και η αντιοξειδωτική ικανότητα (εκφρασμένη σε Trolox) με τις μεθόδους DPPH και ABTS πριν και μετά την εκχύλιση με τον οργανικό διαλύτη. Επίσης προσδιορίστηκε και η γραμμικότητα της σχέσης των αποτελεσμάτων αυτών. Οι τιμές από τη μέθοδο Folin- Ciocalteu κυμαίνονται μεταξύ 8,33 και 197 mg φαινολικών συστατικών εκφρασμένα σε καφεϊκό οξύ/200 mL, από τη μέθοδο DPPH μεταξύ 23,16 και 1266,34 μmole Trolox/200 mL και από τη μέθοδο ABTS μεταξύ 33,52 και 1321,66 μmole Trolox/200 mL. Από τα παραπάνω βρέθηκε ότι τη μεγαλύτερη αντιοξειδωτική ικανότητα και τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε φαινολικά συστατικά την είχε το εκχύλισμα του μελισσόχορτου. Ακολούθως πραγματοποιήθηκε % ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός των συστατικών που παρελήφθησαν με τον οργανικό διαλύτη με την τεχνική της αέριας χρωματογραφίας συνδυασμένη με φασματομετρία μαζών (GC/MS). Ακόμα, καταγράφηκε το φάσμα FT-IR των λυοφιλιωμένων εκχυλισμάτων με την τεχνική της διάχυτης ανάκλασης (DRIFT) χρησιμοποιώντας μικροϋποδοχέα δείγματος (2 mg). Τα 60 δείγματα χωρίστηκαν τυχαία σε δύο κατηγορίες: τα δείγματα βαθμονόμησης (n=35) και τα δείγματα πρόβλεψης (n=17). Τα μοντέλα βαθμονόμησης για το ολικό φαινολικό περιεχόμενο σχηματίστηκαν σε διάφορες περιοχές του φάσματος. Τα καλύτερα αποτελέσματα επετεύχθησαν στην περιοχή του φάσματος 1800-1500 cm-1. Οι τιμές από τη μέθοδο Folin-Ciocalteu κυμαίνονται μεταξύ 8,56 και 186 mg φαινολικών συστατικών εκφρασμένα σε καφεϊκό οξύ/200 mL ενώ, οι τιμές που υπολογίστηκαν με τη vii μέθοδο FT-IR κυμάνθηκαν από 6,78 έως 186,82 mg φαινολικών συστατικών εκφρασμένα σε καφεϊκό οξύ/200 mL. Η συσχέτιση των φαινολικών συστατικών και του τρόπου εκχύλισης του φυτικού υλικού καθώς και η σύγκριση της αντιοξειδωτικής ικανότητας και με τις δύο μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν κατά την πειραματική διαδικασία (ABTS, DPPH) έγινε με το στατιστικό πρόγραμμα ANOVA και χρήση του αλγορίθμου Tukey. Από τα παραπάνω, παρατηρείται ότι οι τρόποι εκχύλισης οι οποίοι διαφέρουν σημαντικά από τους υπόλοιπους είναι η εκχύλιση με ζεστό νερό και η εκχύλιση με ζεστό νερό μετά την εκχύλιση με τον οργανικό διαλύτη. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε ανάλυση των υδατοδιαλυτών συστατικών των ζεστών εκχυλισμάτων με την τεχνική της υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης (HPLC). Τα πρότυπα διαλύματα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν το γαλλικό, το καφεϊκό, το συριγγικό, το βανιλλικό, το p-κουμαρικό, το φερουλικό και το ροσμαρινικό οξύ, η κερκετίνη, η λουτεολίνη, ο 7-Ο-γλυκοζίτης της λουτεολίνης, η καμπφερόλη, η κατεχίνη, η επιγαλλοκατεχίνη, η επιγαλλοκατεχίνη του γαλλικού οξέος, η επικατεχίνη του γαλλικού οξέος και η καφεΐνη. Ακόμα πραγματοποιήθηκε ποσοτική ανάλυση του ροσμαρινικού οξέος που παρουσιάζεται σε όλα τα φυτά της οικογένειας Lamiaceae, του 7-Ο-γλυκοζίτη της λουτεολίνης και της καφεΐνης στο τσάι Lipton. Τέλος, ελέχθηκε η αντιοξειδωτική ικανότητα με τις μεθόδους DPPH και ABTS κατά την προσθήκη λεμονιού, μελιού και γάλακτος στα ζεστά αφεψήματα των φυτών μελισσόχορτο, δενδρολίβανο, χαμομήλι, φασκόμηλο και τσάι Lipton. Μετά την προσθήκη των παραπάνω συστατικών για τη μέτρηση της αντιοξειδωτικής ικανότητας παρατηρήθηκε ότι σχεδόν σε όλα τα αφεψήματα η αντιοξειδωτική ικανότητα μειώθηκε με την προσθήκη γάλακτος και με τις δύο μεθόδους, κατά την προσθήκη του λεμονιού δεν υπάρχει σταθερή μεταβολή της ικανότητας αυτής, ενώ η προσθήκη μελιού φαίνεται ότι αυξάνει την ικανότητα αυτή.

During the experimental processing, 2 g of aromatic and medicinal herbs widely used in the Mediterranean diet (lemon balm, rosemary, sage, dittany, chamomile, mountain tea, spearmint, hyssop, marjoram and Lipton tea) were steeped in 200 mL (1 cup) of hot water (85 0C, 15 min) and cold water (room temperature, 15 min) either without stirring or with the use of ultrasound (35 MHz). Infusions were extracted three times with petroleum ether. Total phenolic content (in terms of caffeic acid) was determined using a Folin-Ciocalteu assay and antioxidant capacity (in terms of Trolox) by DPPH and ABTS assays in herbal infusions, before and after the extraction with the solvent as the linearity correlation of those results. Total phenolic content was fluctuated between 8.33 and 197 mg phenolic compounds in terms of caffeic acid/200 mL. Antioxidant activity using the DPPH assay was fluctuated between 23.16 and 1266.34 μmole Trolox/ 200 mL and using the ABTS assay was fluctuated between 33.52 and 1321.66 μmole Trolox/ 200 mL. From the above, was found that the highest antioxidant capacity and the highest phenolic content were in herbal infusions of lemon balm. Afterwards, the % qualitative and quantitative assignment of volatile compounds of all infusions was found using gas chromatography with mass spectrometry detector (GC/MS). The infusions were then lyophilised and their FT-IR spectra was recorded in diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) mode using the microsampling cup of a Spectra-Tech diffuse reflectance accessory (2 mg of sample) against a KBr background. The 60 samples were divided randomly in two sets a calibration (n=35) and a prediction set (n=17). Calibration models for total phenolic content were built in different spectral regions. The best calibration model was achieved in the spectral region 1800-1500 cm-1. Total phenolic content as determined using the Folin-Ciocalteu reference assay were fluctuated between 8.54 and 186 mg phenolic compounds in terms ix of caffeic acid/200 mL and the corresponding values as calculated using the FT-IR model ranged from 6.78 to 186.82 mg phenolic compounds in terms of caffeic acid/200 mL. For the correlation of phenolic compound and antioxidant activity using both methods (DPPH, ABTS) with the way of extraction, the statistic program ANOVA and the Tukey algorithm were used. The ways of extraction that are differing notably from the others were the hot infusion before and after the extraction with the solvent. Moreover, the analysis of water soluble compounds in hot infusions was defined with the high performance liquid chromatography technique (HPLC). The standard compounds were gallic, caffeic, syringic, vanillic, p-coumaric, feroulic, rosmarinic acid, quercetin, luteolin, louteolin-7-O-glucoside, kaempherol, catechin, epicatechin, epicatechin gallate, epigallocatechin gallate and caffeine. From these compounds rosmarinic acid that was found in all Lamiaceae plants, louteolin-7-O-glucoside and caffeine in Lipton tea were also quantitative analyzed. Finally, the antioxidant activity (DPPH, ABTS) were determined after the addition of lemon juice, honey and milk in hot herbal infusions of lemon balm, rosemary, chamomile, sage and Lipton tea. After the addition of those compounds the antioxidant activity decreased when milk was added, in the lemon juice addition the differences in antioxidant activity were not stable whereas, the honey addition probably increases this activity.