Διερεύνηση των βοστρύχων της αμπέλου (Vitis vinifera) ως πλούσιας πηγής βιοδραστικών πολυφαινολών και μελέτη της βιολογικής δράσης των εκχυλισμάτων τους

Abstract

Το μεγάλο βιολογικό ενδιαφέρον που παρουσιάζουν οι πολυφαινόλες των οίνων αποτέλεσε το έναυσμα για τη μελέτη των υποπροϊόντων οινοποίησης σταφυλιών από σημαντικές για την Ελλάδα γηγενείς ποικιλίες αμπέλου του γένους Vitis vinifera L. Συγκεκριμένα, στην παρούσα ερευνητική εργασία το ενδιαφέρον επικεντρώθηκε στη μελέτη εκχυλισμάτων βοστρύχων και γιγάρτων με στόχο τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης σε αυτά των έντεκα σημαντικότερων βιοδραστικών πολυφαινολών. Στο πλαίσιο αυτό, στα δείγματα που μελετήθηκαν πραγματοποιήθηκαν οι παρακάτω προσδιορισμοί: 1. Ολικών φλαβονοειδών 2. Ολικών φαινολικών 3. Συγκέντρωσης των βιοδραστικών πολυφαινολών (γαλλικό οξύ,επικατεχίνη, καμφερόλη, καφεϊκό οξύ, (+)-κατεχίνη, κερκετίνη, π-κουμαρικό οξύ, ρουτινοσίδης της κερκετίνης (ρουτίνη), trαns-ρεσβερατρόλη, συριγγικό οξύ, φερουλικό οξύ). Επιπλέον, αποτιμήθηκε η βιολογική δράση των εκχυλισμάτων με βάση τους προσδιορισμούς της: 1. Αντιοξειδωτικής ικανότητας με τις μεθόδους DPPH και ABTS. 2. Αντικαρκινικής δράσης με βάση τη μέθοδο XΤT σε ηπατικά κύτταρα. 3. Αντιμεταλλαξιoγόνου δράσης έναντι μεταλλάξεων προκαλούμενων από ελεύθερες ρίζες υδροξυλίου (OH●) με τη μέθοδο του DNA plasmid relaxation. 4. Αντιαγγειογενετικής δράσης με τη μέθοδο της μελέτης σχηματισμoύ σωλήνων στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι οι βόστρυχοι, που αποτελούν σημαντικά υπροπροϊόντα της οινοποίησης, παρουσιάζουν σημαντικό ερευνητικό και οικονομικό ενδιαφέρον και αξιόλογες βιολογικές δράσεις. Ειδικότερα, οι προσδιορισμοί που διενεργήθηκαν στο πλαίσιο της διατριβής έδειξαν ότι: 1. Οι βόστρυχοι εμπεριέχουν τις μεγαλύτερες ποσότητες των πολυφαινολών που προσδιορίστηκαν σε σχέση με τα γίγαρτα. 2. Από τα μόρια που μελετήθηκαν σε μεγαλύτερη συγκέντρωση ανιχνεύτηκαν το γαλλικό οξύ και η trans-ρεσβερατρόλη στην ποικιλία Βοϋδόματο, η ρουτίνη και το συριγγικό οξύ στην ποικιλία Μοσχάτο Αμβούργου και η επικατεχίνη στην ποικιλία Ξινόμαυρο. Σε μικρότερες ποσότητες ανιχνεύθηκε η παρουσία των μορίων καφεϊκό οξύ, π-κουμαρικό οξύ και καμφερόλη. 3. Την υψηλότερη περιεκτικότητα σε ολικές φαινόλες είχαν τα εκχυλίσματα βοστρύχων των ποικιλιών Ρομπόλα, Μανδηλαριά και Μοσχάτο Αμβούργου. 4. Τα εκχυλίσματα βοστρύχων των ποικιλιών Ρομπόλα, Ασύρτικο και Μαυροτράγανο είχαν τη μεγαλύτερη συγκέντρωση ολικών φλαβονοειδών. 5. Όλα τα εκχυλίσματα των βοστρύχων έδειξαν ισχυρότερη αντιοξειδωτική ικανότητα σε σύγκριση με τα αντίστοιχα εκχυλίσματα γιγάρτων και στις δυο μεθόδους που μελετήθηκαν (DPPH και ABTS). Από τα εκχυλίσματα βοστρύχων η ποικιλία Ασύρτικο έδειξε τη μεγαλύτερη αντιοξειδωτική ικανότητα. 6. Η αντιμεταλλαξιγόνος δράση των εκχυλισμάτων προσδιορίστηκε έναντι των μεταλλάξεων που προκαλούν οι ελεύθερες ρίζες υδροξυλίου (OH●) και περοξυλίου (ROOH●) με τη μέθοδο DNA plasmid relaxation. Την ισχυρότερη αντιμεταλλαξιογόνο δράση έδειξαν τα δείγματα της ποικιλίας Βοϋδόματο και την ασθενέστερη της ποικιλίας Ξινόμαυρο. 7. Τα εκχυλίσματα βοστρύχων των ποικιλιών Μαυροτράγανο και Βοϋδόματο διαθέτουν την ισχυρότερη χημειοπροστατευτική αντικαρκινική δράση σε ηπατοκύτταρα (μέθοδος XTT). 8. Τα εκχύλισματα βοστρύχων της ποικιλίας Ασύρτικο αναστέλλουν τον σχηματισμό σωλήνων στα ενδοθηλιακά κύτταρα, γεγονός που αποτελεί ισχυρή ένδειξη για σημαντική αντιαγγειογενετική δράση.

The significant biological activity of wine polyphenols has triggered our interest to investigate the vinification byproducts of the major native grape varieties (Vitis Vinifera L.) cultivated in Greece. Specifically, the main focus of this endveavor was the investigation of grape stems and seeds extracts to determine their content of the eleven most important bioactive polyphenols. In this context, we have determined their content of: 1. Total flavonoids. 2. Total polyphenols. 3. Eleven bioactive polyphenols concentration, namely gallic acid, epicatechin, campherol, caffeic acid, (+)-catechine, quercetine, π-coumaric acid, routine, trαns-resveratrol, syringic acid and feroulic acid. 4. Additionally, the biological activities of the extracts were evaluated through the following assays: 1. Antioxidant activity by DPPH and ABTS methods. 2. Anticancer activity by XTT method on liver cells. 3. Antimutagenetic activity against mutations caused by hydroxy free radicals (OH●) via the DNA plasmid relaxation method. 4. Antiangiogenic activity, via the assessment of tube formation by endothelial cells The experimental results established that grape stems, which constitute vinification byproducts, present significant research and financial interest and remarkable biological properties. Specifically, the performed assessments indicated that: 1. Grape stems display larger polyphenol content as compared to their respective seeds 2. Most abundant among assayed molecules were gallic acid and transresveratrol for the Voidomato variety, routine and syringic acid for the Muscat Hamburg variety and epicatechin for Xinomavro variety. In smaller concentrations were the molecules caffeic acid, π-coumaric acid and Kaempherol. 3. The highest total polyphenolic content were found in stem extracts of Robola, Mandilaria and Muscat Hamburg varieties 4. The highest total flavonoids content were determined in stem extracts of Robola, Asyrtiko and Mavrotragano varieties. 5. Both antioxidant activity assessment methods (DPPH and ABTS) indicated that stem extracts posses more potent antioxidant properties as compared to their respective seeds extracts, with stem extracts of Asyritko variety being the most potent 6. The antimutagenic activity of the extracts was determined against mutations caused by the free radicals (OH●) and (ROOH●) using the DNA plasmid relaxation method. The most intense activity against both radicals were from the stems of the Voidomato variety, while stems of the Xinomavro variety displayed –in both assays- the weakest activities. 7. Stem extracts of Mavrotragano and Voidomato varieties display the most intense chemopreventive anticancer ability tested in liver cells (method XTT). 8. Extracts of Asyrtiko stems inhibit the tube formation in endothelial cells, indicating that they possess significant antiangiogenic properties.