Μελέτη της χημικής σύστασης του γιγαρτελαίου, προερχόμενο από διαφορετικές ποικιλίες σταφυλιών των Ιονίων νησιών. Προσδιορισμός της αντιοξειδωτικής του δράσης

Abstract

Οι σπόροι των σταφυλιών, ή αλλιώς γίγαρτα, συμπεριλαμβάνονται στα απόβλητα των οινοποιείων και αναφέρονται συχνά ως σημαντικά γεωργικά και βιομηχανικά απόβλητα με την δυνατότητα χρήσης τους σε φαρμακευτικές και καλλυντικές εφαρμογές, αλλά και σε τρόφιμα. Στη μελέτη αυτή εξετάστηκε το έλαιο σταφυλιού, γνωστό ως γιγαρτέλαιο, δώδεκα δειγμάτων, προερχόμενα από έξι διαφορετικές παραδοσιακές ποικιλίες των Ιόνιων νησιών για τον προσδιορισμό της ποιότητας και των χαρακτηριστικών κάθε ποικιλίας. Η εκχύλιση του ελαίου από τα γίγαρτα έγινε με εκχυλιστήρα Soxhlet και το κανονικό εξάνιο χρησιμοποιήθηκε ως διαλύτης. Αναλύθηκαν αρχικά τα προφίλ μεθυλεστέρων των λιπαρών οξέων (FAMEs) χρησιμοποιώντας αέρια χρωματογραφία- φασματομετρία μάζας (Gas Chromatography-Mass Spectrometry) μετά από την μετεστεροποίηση του ελαίου. Επίσης έγινε η ποσοτικοποίηση των FAMEs με τη χρήση του μεθυλεστέρα του δεκανοϊκού οξέος ως εσωτερικού προτύπου. Άλλες ποιοτικές παράμετροι που προσδιορίστηκαν με τεχνικές φασματοσκοπίας, συμπεριλαμβανομένων των UV-Vis, Raman και IR-ATR ήταν αυτές της ακορεστότητας των γιγαρτελαίων, καθώς και τις χαρακτηριστικές ομάδες από τις οποίες αποτελείται. Επιπρόσθετα, μετρήθηκε η αντιοξειδωτική ικανότητα του ελαίου με τις δοκιμές 2,2’-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) και 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) σε ισοδύναμα Trolox. Προσδιορίστηκε και το ολικό φαινολικό περιεχόμενο των ελαίων με τη χρήση του αντιδραστηρίου Folin- Ciocalteau και εκφράστηκε σε ισοδύναμα καφεϊκού οξέος. Οι συντελεστές απόσβεσης Κ και ΔΚ μετρήθηκαν στα 232, 268 και 270 nm, ως δείκτες ποιότητας του ελαίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η συνολική περιεκτικότητα σε έλαιο σταφυλιών σε σταφύλια κυμαίνεται από 5,26 έως 8,77% κατά βάρος, όντας σε συμφωνία με τις αποδόσεις διαφορετικών ποικιλιών γιγαρτελαίου που μελετήθηκαν σε παρόμοιες μελέτες. Η σύνθεση του ελαίου των σπόρων σταφυλιών κυριαρχείται από τα λινελαϊκό (C18:2) και ελαϊκό (C18:1) λιπαρά οξέα με το πρώτο να κυμαίνεται από 53,68 έως 69,95%. Τα κυρίαρχα δύο λιπαρά οξέα συνιστούν το 79-83% FAMEs, το οποίο είναι ανάλογο με τη σύνθεση λιπαρών οξέων του καρθαμέλαιου και του ηλιέλαιου. Το λινελαϊκό οξύ (C18:2), είναι ένα ω-6 λιπαρό οξύ που είναι απαραίτητο για τον άνθρωπο. Εκτός των δύο κυρίαρχων λιπαρών οξέων τα δείγματα περιείχαν σε μεγάλα ποσοστά το παλμιτικό (C16:0) και το στεατικό (C18:0) λιπαρό οξύ. Οι αντιοξειδωτικές δοκιμές ABTS και DPPH έδειξαν ισχυρή παρεμπόδιση των αντίστοιχων ριζών από το γιγαρτέλαιο, αναδεικνύοντας την προοπτική των γιγαρτελαίων για χρήση πέραν της καλλυντικής ή μαγειρικής, στη φαρμακευτική βιομηχανία. Το περιεχόμενο των ελαίων σε ολικά φαινολικά ήταν φτωχό, γεγονός που δε προκαλεί εντύπωση λόγω της διαφοράς της πολικότητας των λιπαρών και των φαινολικών ουσιών. Τέλος, η αποκατάσταση των γιγάρτων από τα απόβλητα των οινοποιείων είναι σύμφωνη με το στρατηγικό πλαίσιο της βιοοικονομίας και συμβάλλει σημαντικά στην προστασία του περιβάλλοντος.

Grape seeds are waste products of wineries and often referred to as an important agricultural and industrial waste product with potential to be used in pharmaceutical, food and cosmetic applications. In this study, grape seed oil from traditional Ionian varieties was examined for the determination of the quality and the characteristics of each variety. Grape seed oil was extracted by Soxhlet apparatus and n-hexane. Initially, the fatty acid methyl ester (FAME) profiles were analyzed using Gas Chromatogaphy- Mass Spectrometry, after trans-esterification. At the same time the quantification of FAMEs by using decanoic acid methyl ester as an internal standard took place. Furthermore, other quality parameters of the grape seed oils which determined by spectroscopy techniques, UV-Vis, Raman and IR-ATR included, were related to the unsaturation of the oils and the characteristic groups that are contained in the grape seed oil as well. Moreover, the antioxidant capacity of the oil was measured by 2,2’-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) and 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) assays and their antioxidant capacity expressed in Trolox equivalents. K and ΔK indices were measured in 232, 268, 270 nm, as an oil quality index. Total phenolic content was also determined by Folin- Ciocalteau reagent and the results expressed in caffeic acid equivalents. The results indicate that the air-dried grape seed total oil content ranged from 5.26 to 8.77 % w/w, which is in accordance to other grape seed varieties tested in similar studies. The composition of grape seed oil is predominated with linoleic and oleic fatty acids, with linoleic fatty acid ranging from 53.68 to 69.95 % and both linoleic and oleic fatty acids are totaling 79-83 % of FAMEs, which is analogous to the fatty acid composition of safflower oil and sunflower oil. Linoleic acid (C18: 2) is an omega-6 fatty acid that is essential for human’s diet. In addition to the two predominant fatty acids, the samples contained large amounts of palmitic (C16: 1) and stearic (C18: 0) fatty acids. The antioxidant assays ABTS and DPPH scored high, exhibiting that the oils have prospects that can go further than cosmetic or culinary use, into the pharmaceuticals industry. Grape seed oils’ total phenolic content was low, not surprisingly since the polarity of the fats opposes that of the phenolic compounds. Finally, the reclamation of grape seeds from wineries waste stream is in accordance with bio-economy strategic framework and contributes to the environmental protection.