Właściwości przeciwutleniające naturalnych ekstraktów polifenolowych z wybranych roślin w układach modelowych

• Autorzy: Kamil Sierżant , Katarzyna Pyrkosz-Biardzka , Janina Gabrielska

Warianty tytułu

Antioxidant Properties of Natural Polyphenolic Extracts from Selected Plants in Model Systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Celem pracy było określenie właściwości przeciwutleniających wybranych ekstraktów roślinnych (dziurawca, gryki, głogu i kocanki) oraz ich ważnych składników polifenolowych w stosunku do błon liposomów fosfatydylocholinowych (PC) utlenianych promieniowaniem UVC. Określono także właściwości przeciwrodnikowe tych substancji w stosunku do wolnego rodnika 2,2-difenylo-1-pikrylohydrazylu (DPPff) oraz stałe asocjacji z błoną z zastosowaniem sondy DPH (l,6-difenylo-l,3,5-heksatrienu). Wykazano następującą relację aktywności przeciwutleniającej ekstraktów wyrażoną parametrem IC₅₀^PC: głóg - kora (21,69 mg/l) > dziurawiec (25,45 mg/l) > gryka - łuski (30,33 mg/l) > głóg - liście (32,52 mg/l) > gryka - łęciny (37,47 mg/l) > kocanka (115,06 mg/l). Aktywność przeciwutleniająca wybranych składników polifenolowych zmieniała się natomiast w następujący sposób: kwercetyna (0,53 mg/l) > epikatechina (29,19 mg/l) > kwas chlorogenowy (62,59 mg/l) > rutyna (78,97 mg/l). Dodatnia korelacja aktywności przeciwutleniającej badanych ekstraktów oraz związków fenolowych z aktywnością przeciwrodnikową (r > 0,94) wskazuje, że mechanizm ich przeciwutleniającego działania polega na neutralizowaniu wolnych rodników. Kwercetyna spośród badanych flawonoidów wykazywała najwyższą aktywność przeciwutleniającą, wysoką aktywność przeciwrodnikową (IC₅₀^...DPPH• = 2,51 mg/l) oraz wysoką stałą asocjacji z błoną liposomów (K_a = 11,23-10³ l/mg). Możliwość głębokiego zakotwiczenia się molekuł kwercetyny w błonie liposomów fosfolipidowych ogranicza wnikanie wolnych rodników do wnętrza błony co wzmacnia jej skuteczność przeciwutleniającą. (abstrakt oryginalny)

EN

The objective of the study was to determine the antioxidant properties of selected plant extracts from St John's wort, buckwheat, hawthorn, helichrysum, as well as their important polyphenol constituents towards phosphatitylcholine liposome membranes (PC) oxidized with UVC radiation. Also, there were determined the antiradical properties of those substances towards the free radical 2,2-diphenyl-1- pikrylhydrazyl (DPPff) and the membrane association constants using a DPH (l,6-diphenyl-l,3,5- hexatrien) probe. There was confirmed the following relation of the antioxidant activities of the extracts, expressed as an IC50PC parameter: hawthorn - bark (21.69 mg/l) > St John's wort (25.45 mg/l) > buckwheat - hull (30.33 mg/l) > hawthorn - leaves (32.52 mg/l) > buckwheat - haulm (37.47 mg/l) > helichrysum (115.06 mg/l). The antioxidant activity of selected polyphenol components changed as follows: quer- cetin (0.53 mg/l) > epicatechin (29.19 mg/l) > chlorogenic acid (62.59 mg/l) > rutin (78.97 mg/l). The positive correlation between the antioxidant activity of the extracts studied and phenolic compounds, and the antiradical activity (r>0.94) indicates that the mechanism of their antioxidant activity consists in neutralizing free radicals. From among the flavonoids studied, the quercetin showed the highest antioxidant activity, a high antiradical activity (IC50DPP№ = 2.51 mg/l), and a high association constant towards the liposome membrane (Ka = 11.23 103 l/mg). The quercetin molecules may deeply anchor into the liposome membrane, therefore, free radicals are obstructed when penetrating into the inside of the membrane; for that reason, the antioxidant effectiveness of the liposome membrane is enhanced. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Towaroznawstwo żywności; Aktywność przeciwutleniająca; Właściwości zdrowotne produktu; Produkty żywnościowe

EN

Food commodities; Antioxidant activity; Health properties of the product; Food products

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 19 (2012)
• Numer: nr 6 (85)
• Strony: 41--53

Twórcy

autor

Kamil Sierżant

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

autor

Katarzyna Pyrkosz-Biardzka

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

autor

Janina Gabrielska

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Bibliografia

• 1. Becker E.M., Ntouma G., Skibsted L.H.: Synergism and antagonism between quercetin and other chain-breaking antioxidants in lipid systems of increasing structural organization. Food Chem., 2007, 103, 1288-1296.
• 2. Botsoglou N.A., Christaki E., Fletouris D.J., Florou-Paneri P., Spais A.B.: The effect of dietary oregano essential oil on lipid oxidation in raw and cooked chicken during refrigerated storage. Meat Sci., 2002, 62, 259-265.
• 3. Brand-Williams W., Cuvelier M.E., Berset C.: Use of free radical method to evaluate antioxidant activity. Lebensm.-Wiss. Technol., 1995, 28, 25-30.
• 4. Chen Ch., Pearson A.M., Gray J.I.: Effects of synthetic antioxidants (BHA, BHT and PG) on the mutagenicity of IQ-like compounds. Food Chem., 1992, 43, 177-183.
• 5. Dunlavy K.A., Lamkey J.W.: Dextrose level and holding time affects on warmed-overflavor of beef top roundroasts. Anim. Sci. Res. Report, 1993, 77; 73-77.
• 6. Evans P., Halliwell B.: Free radicals and hearing. Cause, consequence, and criteria. Ann N. Y. Acad. Sci. 1999, 884, 19-40.
• 7. Ferrari C.K.B., Torres E.A.F.S.: Biochemical pharmacology of functional foods and prevention of chronic diseases of aging. Biomed. Piopharmacother., 2003, 57, 251-260.
• 8. Gabrielska J., Korzeniowska M., Wojdyło A.: Antioxidative effect of plant extracts and flavones on liposome and erytrhocyte membranes. Pol. J. Food Nutr Sci., 2007, 4, 145-150.
• 9. Gutiérrez M.E., García A.F., Africa de Madariaga M, Sagrista M.L., Casadó F.J., Mora M.: Interaction of tocopherols and phenolic compounds with membrane lipid components: evaluation of their antioxidant activity in a liposomal model system. Life Sci., 2003, 72, 2337-2360.
• 10. Halliwell B.: Lipid peroxidation, antioxidants and cardiovascular disease: how should we move forward? Cardiovasc. Res., 2000, 47, 410-418.
• 11. Hęś M., Jeżewska M., Szymandera-Buszka K., Gramza-Michałowska A.: Wpływ dodatków przeciwutleniających na wybrane wskaźniki wartości odżywczej mięsa suszonego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2011, 5 (78), 94-106.
• 12. Holasova M., Fiedlerova V., Smrcinova H., Orsak M., Lachman J., Vavreinovaa S.: Buckwheat - the source of antioxidant activity in functional foods. Food Rese. Int., 2002, 35, 207-211.
• 13. Iacopini P., Baldi M., Storchi P., Sebastiani L.: Catechin, epicatechin, quercetin, rutin and resveratrol in red grape: Content, in vitro antioxidant activity and interactions. J. Food Comp. Anal., 2008, 21, 589-598.
• 14. Kohlmünzer S.: Farmakognozja. Wyd. Lek. PZWL, Warszawa 1998, ss. 168-169.
• 15. Lanigan R.S., Yamarik T.A.: Final report on the safety assessment of BHT. Int. J. Tox., 2002, 21, 19-94.
• 16. Lemberkovics É., Czinner E., Szentmihalyi K., Balazs A., Szöke É.: Comparative evaluation of Helichrysi flos herbal extracts as dietary sources of plant polyphenols, and macro- and microelements. Food Chem., 2002, (78), 119-127.
• 17. Lentz, B.R., Barenholz Y., Thomson T.E.: Fluorescence depolarization studies of phase transitions and fluidity in phospholipid bilayers. 1. Single Component phosphatidylcholine liposomes. Biochem., 1976, 15 (20), 4521-4528.
• 18. López M., Martinez F., Del Valle C., Ferrit M., Luque R.: Study of phenolic compounds as natural antioxidants by a fluorescence method. Talanta, 2003, 60, 609-616.
• 19. Movileanu L., Neagoe I., Flonta M.L.: Interaction of antioxidant quercetin with planar lipid bilayer. Int. J. Pharm., 2000, 205, 135-146.
• 20. Muszyńska A., Pyrkosz-Biardzka K., Korzeniowska M., Gabrielska J., Kopeć W.: Polyphenols in emulsion and liposomes as effective protectors of meat products against oxidation. New Concept in Food Evaluation. Nutraceuticals - Analyses - Consumer., ed. by T. Trziszka, M. Oziembłowski. 2009, pp. 154-163. Wyd. Uniw. Przyrod. we Wrocławiu, Wrocław 2009.
• 21. Oszmiański J.: Sposób otrzymywania aktywnych biologicznie proantocyjanidyn z owoców roślinnych. Patent PL 169082 B1, 1996.
• 22. Özgen U., Mavi A., Terzi Z., Maksut Coękun, Yildirim A.: Antioxidant activities and total phenolic compounds amount of some asteraceae species. Turkish J. Pharm. Sci., 2004, 1, 203-216.
• 23. Öztürk N., Tunçel M., Potoglu-Erkara І.: Phenolic compounds and antioxidant activities of some Hypericum species: A comparative study with H. perforatum. Pharm. Biol., 2009, 47, 120-127.
• 24. Rey A.I., Kerry J.P., Lynch P.B., Lopez-Bote C.J., Buckley D.J., Morrissey P.A.: Effect of dietary oil and alpha-tocopheryl acetale supplementation on lipid (TBARS) and cholesterol oxidation in cooked pork. J. Anim. Sci., 2001, 79, 1201-1208.
• 25. Rohr G.E., Meier B., Sticher O.: Quantitative reserved-phase high performance liquid chromatography of procyanidins in Crataegus leaves and flowers. J. Chrom. A., 1999, 835, 59-65.
• 26. Salejda A.M., Krasnowska G., Tril U.: Próba wykorzystania przeciwutleniających właściwości ekstraktu zielonej herbaty w produkcji modelowych przetworów mięsnych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2011, 5 (78), 107-118.
• 27. Sánchez-Moreno C., Larrauri J.A., Saura-Calixto F.: A Procedure to measure the antiradical efficiency of polyphenols. J. Sci. Food Agric., 1998, 76, 270-276.
• 28. Sharma V.K., Bajaj H., Kalonia D.S.: Reversible self-association of pharmaceutical proteins: characterization and case studies. In: Formulation and Process Development Strategies for Manufacturing Biopharmauceuticals, Ed. by F. Jameel., S. Hershenson. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey 2010, p. 431.
• 29. Sokół-Łętowska A., Oszmiański J., Wojdyło A.: Antioxidant activity of the phenolic compounds of hawthorn, pine and skullcap. Food Chem., 2007, 103, 853-859.
• 30. Spiel J.A., Pliszka M.A., Borowski J., Gutkowska A.: Skład chemiczny, cechy sensoryczne i właściwości przeciwutleniające sękacza mazurskiego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2011, 6 (79), 119-131.
• 31. Statistica (data analysis software system), version 10. www.statsoft.com. StatSoft, Inc.: 2011.
• 32. Tepe B., Sokmen M., Akpulat A.H., Sokmen A.: In vitro antioxidant activities of the methanol extracts of four Helichrysum species from Turkey. Food Chem., 2005, 90, 685-689.
• 33. Van Acker S.A.B.E., van den Berg D.-J., Tromp M.N.J.L., Griffioen D.H., van Bennekom W.P., van der Vijgh W.J.F., Bast A.: Structural aspects of flavonoids. Free Radical Biol. Med., 1996, 20, 331-342.
• 34. Verkman A.S.: The Quenching of an intermembrane fluorescent probe phloreti through bilayers, Bioch. Biophys. Acta, 1979, 599, 370-379.
• 35. Verstraeten S.V., Keen C.L., Schmitz H.H., Fraga C.G., Oteiza P.I.: Flavan-3-ols and procyanidins protect liposomes against lipid oxidation and disruption of the bilayer structure. Free Radical Biol. Med., 2003, (1) 34, 84-92.
• 36. Verstraeten S.V., Oteiza P.I., Fraga C.G.: Membrane effects of Cocoa procyanidins in liposomes and Jurkat T Cells. Biol. Res., 2004, 37, 293-300.
• 37. Vijayanathan V., Thomas T., Sigal L.H., Thomas T.J.: Direct measurement of the association constant of Her2/neu antisense oligonucleotide to its target RNA sequence using a molecular beacon. Antisense Nucl. Acid Drug Dev., 2002, 12, 225-233.
• 38. Waszkowiak K., Dolata W.: The application of collagen preparations as carriers of rosemary extract in the production of processed meat. Meat Sci., 2007, 75, 178-183.
• 39. Yun-Ching Ch., Kai-Xun H., An-Chung H., Yung-Chyuan H., Chau-Jong W.: Hibiscus anthocyanins-rich extract inhibited LDL oxidation and oxLDL-mediated macrophages apoptosis. Food Chem. Tox., 2006, 44, 1015-1016.