Μεθανολικά εκχυλίσματα ωμής ψίχας φιστικιών Αιγίνης (Pistacia vera) με ανάδευση υποβοηθούμενης από υπερήχους: υγροχρωματογραφική και φασματοσκοπική μελέτη καθώς και εκτίμηση της αντιοξειδωτικής και αντιμικροβιακής τους δράσης

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η παραλαβή όξινων υδρομεθανολικών εκχυλισμάτων από την ψίχα φιστικιού ποικιλίας Αιγίνης ελληνικής προέλευσης με σκοπό το προσδιορισμό της αντιοξειδωτικής και αντιμικροβιακής δράσης των φαινολικών του συστατικών. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε διαχωρισμός και απομόνωση της ψίχας από τα επιμέρους τμήματα του φιστικιού, δηλαδή του κελύφους και του περικαρπίου. Ακολούθησε η άλεση και η ομογενοποίηση της και έπειτα η απολίπανση με την χρήση πετρελαικού αιθέρα και ανάδευσης υποβοηθούμενης από υπερήχους. Στην απολιπασμένη ψίχα προστέθηκε μεθανόλη, νερό και υδροχλωρικό οξύ για την μεγιστοποίηση της εκχύλισης των φαινολικών συστατικών η οποία έγινε με ανάδευση υποβοηθούμενη από υπερήχους και φυγοκέντριση. Τέλος, προκειμένου για την λήψη στερεού όξινου υδρομεθανολικού εκχυλίσματος έγινε απομάκρυνση των χρησιμοποιηθέντων διαλυτών μέσω του περιστρεφόμενου εξατμιστήρα και της λυοφιλίωσης. Ο προσδιορισμός των φαινολικών συστατικών του όξινου υδρομεθανολικού εκχυλίσματος μελετήθηκε μέσω της τεχνικής LC–QTOF–MS. Ταυτοποθηκαν 11 φαινολικά συστατικά με τη χρήση πρότυπων ενώσεων. Σε αυτά περιλαμβάνονται το γαλλικό οξύ, το ομογεντισικό οξύ, το γεντισικό οξύ, η κατεχίνη, η επικατεχίνη, το βανιλικό οξύ, η μυρικιτρίνη, το αμπσισικό οξύ, η γαλλική επιγαλοκατεχίνη, το 4-υδροξυβενζοικό οξύ και το 4-υδροξυφαινυλοξικό οξύ. Με τη χρήση της φασματοσκοπίας ATR–FTIR, προσδιορίστηκε σε σύντομο χρονικό διάστημα το φαινολικό προφίλ της ψίχας. Είναι μια τεχνική που εξασφαλίζει σύντομα τόσο την εύκολη προετοιμασία του δείγματος όσο και ανάλυση του, χωρίς να το καταστρέφει. Το όξινο υδρομεθανολικό εκχύλισμα του δείγματος της ψίχας φιστικιού εξετάστηκε, ακόμα, ως προς την αντιοξειδωτική του ικανότητα με τις δοκιμές DPPH και ABTS, και ως προς την περιεκτικότητά του σε φαινολικά συστατικά με τη δοκιμή Folin–Ciocalteu. Το IC50 για τις δοκιμές DPPH και ABTS βρέθηκε ίσο με 1,41 mg/mL και 0,22 mg/mL αντίστοιχα. Η περιεκτικότητα σε φαινολικά συστατικά σύμφωνα με την δοκιμή Folin–Ciocalteu βρέθηκε ίση με 73 mg GA/g DE εκφρασμένη σε ισοδύναμα γαλλικού οξέος. Τέλος, το όξινο υδρομεθανολικό εκχύλισμα αξιολογήθηκε ως προς την αντιμικροβιακή του δράση και διαπιστώθηκε αναστολή της ανάπτυξης όλων των βακτηρίων εκτός του Bacilus subtilis. Την μεγαλύτερη παρεμποδιστική δράση την παρουσίασε στα (-) κατά Gram επιλεγμένα βακτήρια, έναντικυρίως έναντι στον μικροοργανισμό Pseudomonas fluorescens.

The subject of the present postgraduate thesis was the collection of acidic hydro-methanolic extracts from the Aegina pistachio kernel, with the purpose of determining the antioxidant and antimicrobial activity of its phenolic compounds. Initially there was separation and isolation of the kernel from the rest of the pistachio’s segments, namely the shell and hull. Afterwards the kernel was ground and homogenised. Then it was degreased, by mixing it with petroleum ether and stirring the mixture with the assistance of ultrasonication. To maximise the efficiency of the extraction of the phenolic compounds, to the degreased kernel, methanol, water and hydrochloric acid were added. The mixture of the above components was supported by stirring assisted by ultrasonication and centrifugation. Finally, in order to obtain the acidic hydro-methanolic extract, all the previously used solvents were removed by placing the sample in a rotating evaporator and using the lyophilization technique. The determination of the phenolic compounds of the acidic hydro-methanolic extract was studied by applying the LC–QTOF–MS technique. In total 11 phenolic compounds were identified using standard compounds. The identified phenolic components include: gallic acid, homogentisic acid, gentisic acid, catechin, epicatechin, vanillic acid, myricitrin, abscisic acid, gallate epicatechin, 4-hydroxybenzoic acid, and 4-hydroxyphenylacetic acid. With the use of ATR-FTIR spectroscopy, it was possible to define, in a short period of time, the phenolic profile of the pistachio kernel. It is a technique that ensures shortly both easy preparation of the sample and the analysis of it, without destructing it. The acidic hydro-methanolic extract of the Aegina pistachio’s kernel was additionally examined for its antioxidant capacity by applying the DPPH and ABTS test. As for its content in phenolic compounds, it was tested with the Folin–Ciocalteu test. The IC50 for the DPPH and ABTS tests was found to be 1.41 mg/mL and 0.22 mg/mL accordingly. The content in phenolic compounds, according to the Folin–Ciocalteu test, was found to be 73 mg GA/g DE expressed in terms of gallic acid equivalents. Finally, the acidic hydro-methanolic extract was examined on its antimicrobial activity and it was confirmed that the growth of all bacteria, except for Bacillus subtilis, was restrained. It was noticed that the strongest inhibitory action was observed against the (-) Gram-selected bacteria, particularly against the microorganism Pseudomonas fluorescens.