• Nie Znaleziono Wyników

Analiza chromatograficzna i całkowita zawartość flawonoidów

Badania własne

7.3. Analiza chromatograficzna i całkowita zawartość flawonoidów

Analizę chromatograficzną związków polifenolowych w owocach borówek prowadzono w trybie HILIC, co znacznie skróciło czas analizy i pozwoliło na obniżenie granicy wykrywalności. Oznaczono zawartość kwasów fenolowych (p-HBA, galusowego, chlorogenowego, kawowego, p-kumarowego, ferulowego, protokatechowego) oraz flawonoidów (rutyny, apigeniny, luteoliny, naringiny, naringeniny, kwercetyny, kwercetryny, kemferolu, katechiny, epikatechiny oraz mirycetyny). Wyniki oznaczenia kwasów fenolowych umieszczono w tabeli 19, zaś flawonoidów w tabeli 20. Dodatkowo zawartość polifenoli w suszonych owocach borówek czernicy i brusznicy (Nadl. Wyszków) oraz borówki wysokiej, ekstrahowanych wodą i mieszaniną woda-etanol (40/60, v/v) w temperaturze 55oC przedstawiono na rysunku 37 (podobną zależność otrzymano dla świeżych owoców borówek). Spośród flawonoidów oznaczono tylko cztery związki-kwercetynę, katechinę, epikatechinę oraz mirycetynę, gdyż pozostałe związki występowały na poziomie niższym niż granica wykrywalności. Generalnie owoce borówek nie są bogatym źródłem polifenoli, mało jest w nich flawonoidów.

111 Najwięcej w owocach borówek jest kwasu chlorogenowego, co jest zgodne z innymi badaniami [49,225]. 1 g świeżych czarnych jagód zawiera 22-200 µg (ekstrakcja wodą) i 36-318 µg (ekstrakcja mieszaniną woda-etanol, 40/60, v/v) tego związku. Owoce borówki amerykańskiej zawierają zdecydowanie mniej tego kwasu, tj. ekstrakty wodne około 10 µg/g, ekstrakty wodno-etanolowe około 20 µg/g, choć stanowi on ponad 90% wszystkich oznaczonych polifenoli (Rys. 37). Ponadto wodno-etanolowe ekstrakty z borówki czernicy zawierają kwasy: p-HBA (1,80-7,40 µg/g), ferulowy (0,52-7,00 µg/g), p-kumarowy (2,00-48,0 µg/g), protokatechowy (5 µg/g). Podobną zawartością kwasu protokatechowego charakteryzują się metanolowe ekstrakty z borówki czernicy zebranej w Macedonii (15 µg/g) [58]. Znacznie mniej kwasów fenolowych występuje w owocach borówki amerykańskiej:

kwas p-HBA (ok. 3,0 µg/g), kwas ferulowy (ok. 2,0 µg/g), zaś kwasy p-kumarowy i protokatechowy występują na poziomie niższym niż granica wykrywalności. Najwięcej kwasów w analizowanych próbkach oznaczono w ekstraktach z owoców borówki brusznicy (Rys. 37). Zawartość kwasu kawowego i p-kumarowego w etanolowych ekstraktach wynosiła odpowiednio 1,25 i 30 µg/g. Zheng i in. [87] podają zawartość tych kwasów na poziomie 60 µg/g).

Owoce borówek zawierają niewielkie ilości flawonoidów [58,60]. W analizowanych ekstraktach oznaczono aglikony kwercetyny, katechiny i epikatechiny oraz mirycetyny w owocach borówki czernicy. W borówce czernicy, w ekstraktach wodno-etanolowych przygotowanych w temperaturze 55°C, najwięcej jest katechiny (107-150 µg/g), epikatechiny (36,5-84,0 µg/g), najmniej zaś kwercetyny (1 µg/g). Mirycetyna, którą oznaczono tylko w ekstraktach z owoców jagody czarnej, występuje na poziomie kilku µg/g. Tian i in. [61]

podają, że główne flawonole występujące w borówce czernicy to glikozydy mirycetyny (mirycetyno-3-O-glukuronid, mirycetyno-3-O-galaktozyd, mirycetyno-3-O-glukozyd) oraz kwercetyny (kwercetyno-3-O-glukozyd). Borówka wysoka w przeciwieństwie do borówki czarnej zawiera jedynie niewielką ilość katechiny (ok. 15 µg/g). Najbogatsze w katechinę i epikatechinę są owoce borówki brusznicy, odpowiednio 159-346 µg/g i 58-250 µg/g.

Analizowane ekstrakty różnią się istotnie statystycznie zawartością poszczególnych polifenoli w zależności od miejsca poboru próbki jak i temperatury prowadzenia ekstrakcji (Tabele 19 i 20).

112 Tabela 19. Zawartość kwasów fenolowych w ekstraktach z owoców różnych borówek [µg/g].

Kwas p-HBA galusowy kawowy chlorogenowy p-kumarowy ferulowy protokatechowy

woda

borówka czernica

Wyszków z 1,66 ± 0,42a 2,34 ± 0,13a < Gw 170 ± 12,5a < Gw < Gw < Gw

c 3,96 ± 0,51b 3,57 ± 0,09b < Gw 206 ± 11,7b < Gw < Gw < Gw

Ostrów Maz. z 4,56 ± 0,44bc 0,83 ± 0,02c 0,54 ± 0,13 62,1 ± 2,83c 5,29 ± 0,99a 1,00 ± 0,16a < Gw

c 6,06 ± 0,38d 1,32 ± 0,09d 0,84 ± 0,05 80,6 ± 5,61cd 7,24 ± 0,39ab 1,38 ± 0,16ab < Gw

Chojnów z 1,85 ± 0,26a 0,45 ± 0,07e < Gw 21,9 ± 1,49e 6,99 ± 0,14abc 0,99 ± 0,10abc < Gw

c 2,46 ± 0,44ae 1,89 ± 0,23f < Gw 43,4 ± 1,36cf 15,4 ± 1,68d 0,88 ± 0,03ac < Gw

targ1 z 3,50 ± 0,62bcef 0,51 ± 0,07ce < Gw 49,3 ± 2,65cfg 0,50 ± 0,13e 3,13 ± 0,19d < Gw

c 4,47 ± 0,50bcf 1,66 ± 0,10f < Gw 68,1 ± 4,82cdg 0,68 ± 0,05e 3,05 ± 0,29d < Gw

borówka brusznica

Wyszków z 91,3 ± 1,53a < Gw < Gw 90,3 ± 5,27a 3,51 ± 0,65a 15,8 ± 0,78a < Gw

c 104 ± 2,37b < Gw < Gw 93,4 ± 5,93ab 6,52 ± 0,56ab 22,1 ± 0,68b < Gw

Ostrów Maz. z 17,2 ± 0,83c 1,07 ± 0,08 < Gw 10,2 ± 1,43c 11,2 ± 3,31bc 47,3 ± 1,58c < Gw

c 31,9 ± 2,54d 1,99 ± 0,13 < Gw 17,8 ± 0,87cd 14,5 ± 0,40cd 54,6 ± 3,11d < Gw

Chojnów z 47,4 ± 2,46e < Gw < Gw 46,4 ± 1,12e 15,2 ± 1,50cde 41,0 ± 1,89e < Gw

c 67,9 ± 0,85f < Gw < Gw 81,4 ± 5,66af 18,6 ± 2,30def 49,0 ± 3,15cdf < Gw

targ1 z 38,6 ± 0,79g < Gw < Gw 3,48 ± 0,63cg 9,41 ± 1,33bc 54,6 ± 3,74df < Gw

c 56,6 ± 1,69h < Gw < Gw 4,54 ± 0,43cg 14,8 ± 1,73cdef 67,4 ± 1,80g < Gw

borówka wysoka

targ1 z < Gw < Gw < Gw 8,30 ± 0,43 < Gw 0,70 ± 0,11 < Gw

c 2,58 ± 0,25 1,08 ± 0,15 < Gw 10,2 ± 1,62 < Gw 1,02 ± 0,14 < Gw

112

113

Kwas p-HBA galusowy kawowy chlorogenowy p-kumarowy ferulowy protokatechowy

60% etanol

borówka czernica

Wyszków z 3,23 ± 0,58a 5,26 ± 0,37a 0,45 ± 0,04a 242 ± 3,22a 2,06 ± 0,19a 0,52 ± 0,11a 5,79 ± 0,40 c 5,82 ± 0,63b 6,29 ± 0,45b 0,70 ± 0,12ab 318 ± 13,8b 2,14 ± 0,26ab < Gw 4,25 ± 0,36 Ostrów Maz. z 5,94 ± 0,62bc < Gw 1,37 ± 0,22c 82,2 ± 5,60c 16,6 ± 1,49c 3,28 ± 0,27b < Gw

c 7,41 ± 0,39d < Gw 3,36 ± 0,49d 116 ± 3,58d 20,7 ± 4,06c 3,90 ± 0,90b < Gw

Chojnów z 1,80 ± 0,41e < Gw 0,53 ± 0,12ae 36,3 ± 1,99e 41,2 ± 3,78d 0,88 ± 0,04ac < Gw

c 3,71 ± 0,43af < Gw 1,39 ± 0,25cf 54,9 ± 3,24f 48,6 ± 2,38e 1,45 ± 0,16ac < Gw

targ1 z 4,96 ± 0,10bcfg 0,78 ± 0,09c 1,08 ± 0,06bcefg 59,8 ± 3,31fg 2,16 ± 0,34abf 6,24 ± 0,14d < Gw

c 6,19 ± 0,38bcdg 0,79 ± 0,18c 1,28 ± 0,11bcfg 76,6 ± 3,63cg 3,44 ± 0,27abf 7,07 ± 0,23d < Gw

borówka brusznica

Wyszków z 98,2 ± 5,07a < Gw < Gw 142 ± 12,3a 15,7 ± 0,85a 30,7 ± 3,25a 10,03 ± 0,47a c 105 ± 4,33ab 3,58 ± 0,73 0,57 ± 0,03a 187 ± 2,01b 24,6 ± 0,12b 45,0 ± 1,55b 12,7 ± 1,18b Ostrów Maz. z 35,8 ± 2,60c < Gw < Gw 17,6 ± 1,83c 15,6 ± 1,07ac 107 ± 7,24c 6,17 ± 0,13c c 50,8 ± 1,32d < Gw 0,91 ± 0,12ab 25,2 ± 1,83cd 24,5 ± 2,11bd 140 ± 1,56d 6,12 ± 0,22cd Chojnów z 79,5 ± 6,97e < Gw 0,70 ± 0,05abc 62,1 ± 2,55e 21,6 ± 1,37bd 55,4 ± 2,19e 4,40 ± 0,72cde c 101 ± 9,81ab < Gw 1,25 ± 0,48bcd 93,2 ± 2,36f 29,7 ± 0,50e 59,2 ± 0,79ef 8,09 ± 0,85acd targ1 z 71,9 ± 1,20e < Gw 0,68 ± 0,13abce 4,84 ± 0,44g 16,1 ± 2,51ac 58,6 ± 3,37ef 4,88 ± 0,30cdef c 85,0 ± 2,33ae < Gw 1,11 ± 0,15abcde 13,6 ± 1,97cdg 28,8 ± 1,85be 85,0 ± 3,74g 5,34 ± 1,26cdef borówka

wysoka

targ1 z 2,26 ± 0,20 0,62 ± 0,08 < Gw 17,1 ± 1,48 < Gw 1,38 ± 0,30 < Gw

c 3,39 ± 0,72 < Gw < Gw 22,0 ± 2,53 < Gw 1,96 ± 0,07 < Gw

Wartość średnia + odchylenie standardowe (n=3). *z – ekstrakcja w temp. 20°C; c – ekstrakcja w temp. 55°C. 1 owoce zakupione na miejscowym targu.

Różne litery w kolumnach pionowych dla danego związku, rodzaju próbki (borówka czernica i borówka brusznica) i ekstrahenta oznaczają, ze wartości różnią się miedzy sobą w sposób statystycznie istotny na 95% poziomie istotności (p<0,05); < Gw – poniżej granicy wykrywalności.

113

114 Tabela 20. Zawartość flawonoidów w ekstraktach z owoców różnych borówek [µg/g].

kwercetyna katechina epikatechina mirycetyna woda

borówka czernica

Wyszków z < Gw 6,84 ± 0,33a < Gw < Gw

c < Gw 21,1 ± 1,03b 5,50 ± 0,84a < Gw

Ostrów Maz. z < Gw 58,5 ± 2,89c 9,61 ± 1,59ab < Gw

c < Gw 96,4 ± 3,42d 13,7 ± 3,22bc < Gw

Chojnów z < Gw 58,2 ± 0,45c 8,91 ± 0,97abcd < Gw

c < Gw 77,3 ± 2,75e 12,5 ± 2,66bcde < Gw

targ1 z < Gw 31,3 ± 0,77f 8,09 ± 0,62abdef < Gw

c < Gw 33,0 ± 0,85f 9,83 ± 0,54abcdef < Gw

borówka brusznica

Wyszków z < Gw 217 ± 1,90a 14,8 ± 0,44a < Gw

c 0,22 ± 0,08 261 ± 4,05b 99,0 ± 2,11b < Gw

Ostrów Maz. z < Gw 142 ± 7,48c 35,9 ± 2,24c < Gw

c < Gw 149 ± 1,13cd 41,5 ± 3,33d < Gw

Chojnów z < Gw 111 ± 1,65e 35,4 ± 1,96ce < Gw

c < Gw 158 ± 7,44d 39,5 ± 0,90cde < Gw

targ1 z < Gw 86,2 ± 2,18f 25,4 ± 2,12f < Gw

c < Gw 106 ± 3,63e 50,4 ± 0,90g < Gw

borówka wysoka

targ1 z < Gw < Gw < Gw < Gw

c < Gw < Gw < Gw < Gw

115 kwercetyna katechina epikatechina mirycetyna 60% etanol

borówka czernica

Wyszków z 0,81 ± 0,06a 98,8 ± 4,46a 83,4 ± 5,60a < Gw

c 1,23 ± 0,09b 150 ± 5,38b 84,0 ± 5,46a 2,07 ± 0,13a Ostrów Maz. z 0,81 ± 0,08ac 64,5 ± 3,74c 21,0 ± 3,60b 4,51 ± 0,13b c 0,86 ± 0,05acd 141 ± 4,06b 36,5 ± 1,99c 5,04 ± 0,22b Chojnów z 0,83 ± 0,13acde 76,5 ± 2,70d 10,1 ± 0,39d 1,31 ± 0,39c c 1,13 ± 0,23abcde 120 ± 5,84e 43,5 ± 2,70ce 2,03 ± 0,08a targ1 z < Gw 37,0 ± 2,15f 31,6 ± 0,99c < Gw

c < Gw 107 ± 2,18a 42,7 ± 1,44ce < Gw

borówka brusznica

Wyszków z 1,56 ± 0,14a 303 ± 9,90a 212 ± 1,43a < Gw

c 2,45 ± 0,46b 346 ± 29,1b 252 ± 18,2b < Gw

Ostrów Maz. z 0,63 ± 0,07c 181 ± 2,36c 40,6 ± 4,18c < Gw

c 1,22 ± 0,19ad 201 ± 7,97cd 109 ± 6,35d < Gw

Chojnów z 1,38 ± 0,11ade 205 ± 3,13cd 41,1 ± 1,98ce < Gw

c 2,70 ± 0,09b 261 ± 4,24e 58,2 ± 3,00cef < Gw

targ1 z 0,38 ± 0,05c 135 ± 1,75f 45,5 ± 1,49cef < Gw

c 1,02 ± 0,14acde 159 ± 1,37cf 68,4 ± 5,70f < Gw

borówka wysoka

targ1 z < Gw 9,51 ± 0,10 < Gw < Gw

c 0,87 ± 0,30 15,8 ± 0,43 < Gw < Gw

Wartość średnia + odchylenie standardowe (n=3). *z – ekstrakcja w temp. 20°C; c – ekstrakcja w temp. 55°C. 1 owoce zakupione na miejscowym targu. Różne litery w kolumnach pionowych dla danego związku, rodzaju próbki (borówka czernica i borówka brusznica) i ekstrahenta oznaczają, ze wartości różnią się miedzy sobą w sposób statystycznie istotny na 95% poziomie istotności (p<0,05);

< Gw – poniżej granicy wykrywalności.

116 Rys. 37. Zawartość polifenoli w suszonych owocach borówek czernicy i brusznicy (Nadl.

Wyszków) oraz borówki wysokiej, ekstrakcja wodą i mieszaniną woda-etanol (40/60, v/v) w temp. 55oC.

Poza chromatograficznym oznaczeniem zawartości poszczególnych flawonoidów, wyznaczono także ich całkowitą zawartość metodą spektrofotometryczną. Wyniki przedstawiono w formie graficznej na rysunkach 38 i 39. Uzyskane rezultaty potwierdzają, że owoce borówek zawierają bardzo mało flawonoidów. Najwięcej występuje ich w borówce brusznicy: 2,2-2,8 µmol katechiny/g (ekstrakty wodne); 4,6-5,8 µmol katechiny/g (ekstrakty wodno-etanolowe) oraz 4,4-5,7 µmol katechiny/g (ekstrakty w octanie etylu-dane nieprzedstawione w pracy), najmniej zaś w borówce wysokiej: ok. 1 µmol katechiny/g (ekstrakty wodne), 2,8 µmol katechiny/g (ekstrakty wodno-etanolowe); 2,9-3,4 µmol katechiny/g (ekstrakty w octanie etylu-dane nieprzedstawione w pracy). Uzyskane wyniki zawartości flawonoidów w owocach borówki brusznicy są wyższe od tych podanych przez Bhullar i in. [110], którzy oznaczyli zawartość tych związków na poziomie 10,7 ± 0,3 µmol katechiny/100 g świeżych owoców (ekstrakt wodny) oraz 18,4 ± 0,3 µmol katechiny/100 g świeżych owoców (ekstrakt wodno-etanolowy 30/70, v/v). Z kolei zawartość flawonoidów w borówce brusznicy zebranej w krajach nordyckich wynosiła 130,8 mg katechiny/100 g

117 suszonych owoców (450,6 µmol katechiny/100 g suszonych owoców) dla ekstraktów wodno-metanolowych (50/50, v/v) [59].

Owoce borówki brusznicy charakteryzują się wyższą zawartością flawonoidów niż owoce borówki czernicy, gdyż zawierają więcej katechiny i epikatechiny oraz kwercetyny i jej glikozydów. Flawan-3-ole, do których należą katechiny i flawonole (m.in. kwercetyna) najczęściej tworzą połączenia kompleksowe z jonami Al(III) ze względu na ugrupowania orto-dihydroksylowe w pierścieniu A lub B. Owoce borówki wysokiej zawierają najmniej flawonoidów oznaczonych tą metodą, co jest zgodne z wynikami analizy chromatograficznej HPLC-MS. Tak popularna w ostatnim czasie borówka amerykańska jest uboga w polifenole.

Najwyższe zawartości flawonoidów otrzymano w przypadku użycia cieczy jonowych jako ekstrahentów (Rys 38). Ekstrakty przygotowane w chlorku 1-butylo-3-metyloimidazoliowym z owoców jagody czarnej zawierają około 30 % więcej flawonoidów w porównaniu do ekstraktów przygotowanych w mieszaninie etanolu i wody.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

borówka czernica borówka brusznica [Bmim]PF6

[Bmim]BF4

µmol katechiny/g woda

60% etanol octan etylu

[Bmim]Cl

Rys. 38. Całkowita zawartość flawonoidów w ekstraktach z suszonych owoców borówki czernicy i borówki brusznicy (Nadl. Wyszków) w zależności od użytego ekstrahenta, temperatura ekstrakcji 20°C.

118

0 1 2 3 4

Chojnów Ostrów

Wyszków

borówka czernica borówka brusznica 20o C 55o C 20o C 55o C

µmol katechiny/g

Ekstrakcja woda

b.wysoka 0

1 2 3 4 5 6 7 8

b.wysoka Chojnów

Ostrów Wyszków

borówka brusznica borówka czernica

µmol katechiny/g

20o C 55o C 20o C 55o C

Ekstrakcja 60% etanol

Rys. 39. Całkowita zawartość flawonoidów w wodnych i wodno-etanolowych ekstraktach z owoców borówki czernicy, borówki brusznicy i borówki wysokiej.

118

119 7.4. Właściwości antyutleniające

Ekstrakty wodno-etanolowe i w octanie etylu z owoców borówek charakteryzowały się wyższymi właściwościami redukującymi w porównaniu do ekstraktów wodnych. Właściwości redukujące wyznaczone metodą FC ekstraktów alkoholowych ze świeżych owoców borówki czernicy mieściły się z zakresie 4,6-5,3 mg kwasu galusowego/g (ekstrakcja w temp. 55oC).

Ekstrakty ze świeżych owoców borówki brusznicy mają najsilniejsze właściwości redukujące:

5,8-7,6 mg kwasu galusowego/g (Tabela 21). Vasco i in. [88] zaproponowali podział owoców i warzyw ze względu na ich właścwiości redukujące na te o niskich (< 1 mg kwasu galusowego/g), średnich (1-5 mg kwasu galusowego/g) i wysokich (> 5 mg kwasu galusowego/g) właściwościach. Według tej klasyfikacji badane ekstrakty z owoców borówek czernicy i brusznicy można zaliczyć do produktów o średnich i wysokich właściwościach redukujących, zaś borówki wysokiej do niskich. Wyniki uzyskane dla ekstraktów z borówki brusznicy są wyższe od tych podanych w literaturze dla maliny (3,58 mg kwasu galusowego/g) czy też borówki czernicy (3,05 mg kwasu galusowego/g) [96]. Średnia zdolności redukujących borówki czerwonej zebranej z terenu Oregonu (Stany Zjednoczone) wynosiła 5,66 mg kwasu galusowego/g świeżych owoców (zakres 4,31-6,60 mg kwasu galusowego/g) [98]. Zdecydowanie niższe wyniki (0,36-0,41 mg kwasu galusowego/g) uzyskano dla ekstraktów w metanolu, etanolu, acetonie i octanie etylu z owoców kanadyjskiej borówki brusznicy (Labrador, Kanada) [110]. Z kolei owoce borówki czernicy zebranej na Słowacji charakteryzowały się właściwościami redukującymi na poziomie 2,86 mg kwasu galusowego/g. Dla porównania owoce borówki amerykańskiej miały dwukrotnie niższą zdolność redukującą (1,45 mg kwasu galusowego/g) [104]. Wyżej zaprezentowane wyniki literaturowe są zgodne z tymi, uzyskanymi w tej pracy. Ponadto uzyskano dobre korelacje pomiędzy wynikami otrzymanymi metodą FC i CUPRAC; współczynnik korelacji liniowej R2 dla ekstraktów wodnych wynosił 0,978; zaś dla ekstraktów wodno-etanolowych 0,961. Najwyższymi właściwościami redukującymi charakteryzują się owoce borówki brusznicy zebranej z terenów Nadl. Chojnów i Ostrów Mazowiecka.

Zbadane ekstrakty z owoców borówek są dobrymi antyutleniaczami, gdyż są zdolne do redukcji kompleksu Cu(II) z neokuproiną (metoda CUPRAC) oraz do neutralizacji rodników DPPH. Średnia zdolność redukująca ekstraktów w octanie etylu z owoców borówki czernicy wynosiła 0,98 mmol troloksu/g, borówki brusznicy 1,09 mmol troloksu/g, borówki wysokiej

120 0,54 mmol troloksu/g, podczas gdy dla ekstraktów przygotowanych w mieszaninie wody i etanolu wynosiła ona odpowiednio: 0,85 mmol troloksu/g (borówka czernica), 0,98 mmol troloksu/g (borówka brusznica), 0,54 mmol troloksu/g (borówka wysoka). Wodne ekstrakty z borówki czarnej mają zdolność do zmiatania rodników DPPH na poziomie 0,43 mmol troloksu/L, zaś ekstrakty wodno-etanolowe na poziomie 0,64 mmol troloksu/L. Borówka brusznica charakteryzuje się silniejszą zdolnością do neutralizacji rodników, wynoszącą odpowiednio 0,55 mmol troloksu/L (ekstrakty wodne) i 0,70 mmol troloksu/L (ekstrakty wodno-etanolowe). Za silne właściwości antyutleniające borówki czernicy odpowiada duża zawartość antocyjanów w ich owocach, natomiast borówki brusznicy kwasy hydroksycynamonowe, w tym zwłaszcza kwas chlorogenowy.

Świeże owoce jagód dostępne są tylko kilka miesięcy w roku, w związku z tym suszone owoce są często stosowane jako przekąski, dodatki do płatków śniadaniowych, musli czy też składniki herbat. Stąd też zbadano właściwości antyutleniające ekstraktów z suszonych owoców otrzymanych przy użyciu klasycznych rozpuszczalników oraz cieczy jonowych (Rys.

40). Jak można się było spodziewać ekstrakty w mieszaninie wody i etanolu mają wyższe zdolności antyoksydacyjne w porównaniu do ekstraktów wodnych. Co ciekawe, ekstrakty w cieczach jonowych charakteryzują się większą zdolnością redukującą (metoda CUPRAC), dają natomiast niższe wyniki w metodzie DPPH niż klasyczne rozpuszczalniki. Jedynie ekstrakt w [Bmim]BF4 charakteryzował się zdolnością do neutralizacji DPPH na podobnym poziomie jak woda i jej mieszanina z etanolem. Suszone jagody mają wyższe właściwości antyutleniające niż świeże jagody ze względu na dehydtratację. Usunięcie wody powoduje zatężenie związków polifenolowych, a tym samym sprawia, że suszone owoce są coraz częściej wykorzystywane jako element zdrowej i zbilansowanej diety.

121 Tabela 21. Właściwości antyutleniające ekstraktów z owoców różnych borówek.

FC [mg gal/g] CUPRAC [mmol TR/g] DPPH [mmol TR/L]

122 1 owoce zakupione na miejscowym targu; 2 owoce zebrane w przydomowym ogródku

FC [mg gal/g] CUPRAC [mmol TR/g] DPPH [mmol TR/L]

octan etylu w temp. 200C

borówka czernica

Wyszków 5,3 + 0,26 1,09 + 0,03 0,76 + 0,04

Wyszków (susz.) 26,8 + 1,74 6,05 + 0,04 5,38 + 0,17

Ostrów Maz. 4,9 + 0,03 0,98 + 0,03 0,72 + 0,04

Chojnów 3,9 + 0,23 0,85 + 0,04 0,58 + 0,01

targ1 5,0+ 0,23 0,99 + 0,07 0,69 + 0,03

borówka brusznica

Wyszków 4,6 + 0,30 0,96 + 0,05 0,55 + 0,02

Wyszków (susz.) 24,2 + 1,09 5,18 + 0,11 3,96 + 0,16

Ostrów Maz. 5,8 + 0,15 1,15 + 0,06 0,67 + 0,01

Chojnów 5,9 + 0,00 1,25 + 0,05 0,71 + 0,02

targ1 4,6 + 0,22 0,99 + 0,04 0,57 + 0,01

borówka wysoka

targ1 2,6 + 0,24 0,65 + 0,01 0,23 + 0,03

targ (susz.)1 6,0 + 0,02 3,25 + 0,11 0,70 + 0,02

ogród2 1,2 + 0,09 0,42 + 0,03 0,26 + 0,01

122

123

0 2 4 6 8 10

borówka czernica borówka brusznica

[Bmim]PF6 [Bmim]BF4

mmol troloksu/g

woda 60% etanol octan etylu [Bmim]Cl

CUPRAC

0 1 2 3 4 5 6

borówka brusznica borówka czernica

DPPH

[Bmim]PF6 [Bmim]BF4 [Bmim]Cl octan etylu 60% etanol woda

mmol troloksu/L

Rys. 40. Właściwości antyutleniające ekstraktów z suszonych owoców borówki czernicy i borówki brusznicy (Nadl. Wyszków) wyznaczone metodą CUPRAC oraz metodą z rodniekiem DPPH w zależności od użytego ekstrahenta, temperatura eksytakcji 20°C.

123

124 7.5. Podsumowanie badań

Owoce borówek nie są bogatym źródłem flawonoidów, w ich ekstraktach oznaczono tylko cztery związki - kwercetynę, katechinę, epikatechinę oraz mirycetynę. Więcej w owocach borówek jest kwasów fenolowych (oznaczono kwas p-hydroksybenzoesowy, galusowy, kawowy, chlorogenowy, p-kumarowy, ferulowy oraz protokatechowy). Najwięcej kwasów zawierają ekstrakty z owoców borówki brusznicy, najmniej zaś ekstrakty z owoców borówki wysokiej. W owocach borówki wysokiej dominuje kwas chlorogenowy; stanowi on ponad 90% wszystkich oznaczonych polifenoli. Największą różnorodnością pod względem zawartości jak i rodzaju związków polifenolowych charakteryzują się owoce borówki brusznicy, które spośród wszystkich jagód zawierają najwięcej kwasu ferulowego, katechiny i epikatechiny. Najwyższe całkowite zawartości flawonoidów otrzymano w przypadku użycia cieczy jonowych jako ekstrahentów. Ekstrakty przygotowane w chlorku 1-butylo-3-metyloimidazoliowym z owoców jagody czarnej zawierają około 30 % więcej flawonoidów w porównaniu do ekstraktów przygotowanych w mieszaninie etanolu i wody. Ciecze jonowe są więc dobrymi rozpuszczalnikami do ekstrakcji związków polifenolowych z owoców jagód i mogą z powodzeniem zastąpić klasyczne rozpuszczalniki organiczne.

Antocyjany są dominującą grupą związków polifenolowych zawartych w jagodach, ich najbogatszym źródłem są owoce borówki czernicy. Ekstrakty z owoców borówki brusznicy i borówki wysokiej zawierają 10-krotnie mniej antocyjanów. Duże różnice w wynikach uzyskanych dla borówki czernicy i borówki wysokiej można tłumaczyć rodzajem antocyjanów zawartych w ich owocach. Borówka czernica charakteryzuje się wysoką zawartością cyjanidyn, podczas gdy borówka wysoka zawiera głównie malwidyny. Prowadzenie ekstrakcji w podwyższonej temperaturze spowodowało znaczący wzrost stężenia antocyjanów w ekstraktach, zwłaszcza wodnych.

Ekstrakty wodno-etanolowe oraz w octanie etylu posiadają wyższe zdolności redukujące w porównaniu do ekstraktów wodnych. Według klasyfikacji zaproponowanej przez Vasco i in. [88] badane ekstrakty z owoców borówek czernicy i brusznicy można zaliczyć do produktów o średnich i wysokich właściwościach redukujących, zaś borówki wysokiej do niskich. Ponadto ekstrakty z owoców borówek są zdolne do redukcji kompleksu Cu(II) z neokuproiną (metoda CUPRAC) oraz do neutralizacji rodników DPPH. Za silne właściwości antyutleniające borówki czernicy odpowiada duża zawartość antocyjanów w ich owocach,

125 natomiast borówki brusznicy kwasy hydroksycynamonowe, w tym zwłaszcza kwas chlorogenowy.

Owoce borówek leśnych są bogatym źródłem makroelementów: potasu, wapnia i magnezu oraz mikroelementów, takich jak mangan i cynk. Borówka wysoka zawiera najmniej pierwiastków spośród analizowanych próbek. Owoce borówek, zarówno świeże jak i suszone, mogą być używane do przygotowania naparów, herbat, soków oraz syropów.

Dlatego też ważna jest zawartość makro i mikroelementów w wodnych ekstraktach z jagód, a także efektywność ich ekstrakcji przy użyciu wody. Efektywność ekstrakcji przekracza 80%

dla potasu w przypadku wszystkich borówek. Wysokie efektywności otrzymano również dla manganu, cynku i magnezu, zaś najniższe dla żelaza, niklu i sodu. Matryca próbki oraz rodzaj pierwiastka mają znaczący wpływ na efektywność ekstrakcji.

126 8. Kora dębu (Quercus robur L.) i kora sosny (Pinus sylvestris L.)-wyniki i dyskusja

8.1. Analiza chromatograficzna i całkowita zawartość flawonoidów

Analiza chromatograficzna ekstraktów z kory dębu wykazała w niej dużą ilość kwasu p-HBA, katechiny oraz epikatechiny. Wodno-etanolowe ekstrakty zawierały odpowiednio:

58,3-172 µg/g kwasu p-HBA, 203-392 µg/g katechiny, 33,9-249 µg/g epikatechiny. Ponadto kora dębu zawiera kwas protokatechowy i galusowy, a także niewielkie ilości kwasu chlorogenowego, ferulowego i kawowego (Tabela 22, Rys. 41). Ekstrakty z kory dębu z Wyszkowa zawierają najwięcej polifenoli. Głównym składnikiem kory dębu są garbniki, składające się z glukozy połączonej wiązaniem estrowym z katechinami, kwasem galusowym i protokatechowym, mało jest w niej związków polifenolowych w postaci aglikonów. Dla porównania wyciągi w 60% etanolu z kory afrykańskiego dębu korkowego zawierały 0,9 mg/kg kwasu galusowego, 47,3 mg/kg kastalaginy, 20,7 mg/kg weskalaginy [145].

Kora sosny, podobnie jak kora dębu jest bogata w katechinę, epikatechinę oraz kwas p-HBA (Tabela 22 i 23). Katechina stanowiła ponad 50% zawartości sumy polifenoli oznaczonych w ekstrakcie kory sosny (Rys.41). Zawartość epikatechiny kształtowała się na poziomie 1,64-91,2 µg/g, co stanowi do 20 % wszystkich oznaczonych związków (Rys. 41).

Ponadto kora sosny zawiera kwas ferulowy oraz niewielkie ilości kwasu galusowego, chlorogenowego i kwercetyny. Jest ona bogatym źródłem proantocyjanidynów, składających się głównie z katechiny i epikatechiny. Najwięcej jest w niej proantocyjanidynów typu B, w których cząsteczki katechiny połączone są ze sobą wiązaniami pojedynczymi [127,128].

Yesil-Celiktas i in. [133] oznaczyli katechinę w korze sosny Pinus sylvestris na poziomie kilkunastu mg/g. Ci sami badacze podają, że zawartość katechiny w korach sosen Pinus pinea, Pinus nigra oraz Pinus brutia wynosi kilkadziesiąt mg/g. Uzyskane w pracy wyniki zawartości katechiny w korze sosny są niższe od tych prezentowanych w literaturze, co może mieć związek z innymi warunkami środowiskowymi, w których rosły drzewa, różnorodnymi warunkami ekstrakcji, a także z oznaczeniem wszystkich form katechin, np. tych związanych w postaci proantocyjanidynów czy też glikozydów.

127 Tabela 22. Zawartość kwasów fenolowych w ekstraktach z kory dębu i sosny [µg/g].

Kwas p-HBA galusowy kawowy chlorogenowy p-kumarowy ferulowy protokatechowy

woda

kora dębu

Wyszków z 38,3 ± 2,05a < Gw 0,24 ± 0,07a 2,17 ± 0,25a < Gw < Gw 10,9 ± 1,00a c 43,6 ± 1,07b 28,1 ± 1,55a 0,41 ± 0,05ab 4,05 ± 0,42b < Gw 0,57 ± 0,03a 15,5 ± 1,59b Ostrów Maz. z 25,8 ± 0,75c 1,87 ± 0,14b 0,13 ± 0,02a 1,85 ± 0,21a < Gw 0,83 ± 0,05ab 7,62 ± 0,95ac c 39,3 ± 1,05abd 4,82 ± 0,68bc 0,53 ± 0,09b 3,64 ± 0,47bc < Gw 1,26 ± 0,12bc 15,8 ± 1,07bd Chojnów z 34,9 ± 0,97ad 2,54 ± 0,39b 0,27 ± 0,03ab 4,91 ± 0,25bd < Gw 1,27 ± 0,43bcd < Gw

c 46,9 ± 2,54b 5,38 ± 1,48bd 0,78 ± 0,16c 7,29 ± 0,42e < Gw 1,50 ± 0,17bcd < Gw

zioło apteczne z 45,5 ± 2,99b 8,59 ± 2,45cd 0,13 ± 0,03a 1,77 ± 0,27a < Gw 1,07 ± 0,31abcd 6,30 ± 0,21c c 54,1 ± 1,62e 14,1 ± 2,30e 0,48 ± 0,11b 2,31 ± 0,25a < Gw 1,71 ± 0,28cd 13,8 ± 2,92ad

kora sosny

Wyszków 1 z 7,35 ± 0,40a 2,24 ± 0,13 0,56 ± 0,05a < Gw 1,46 ± 0,14a 9,23 ± 0,48a 20,3 ± 1,04a c 16,1 ± 1,12b 3,86 ± 0,21 2,05 ± 0,07b 6,42 ± 0,52a 1,67 ± 0,21a 10,5 ± 0,60a 32,4 ± 2,23b Wyszków 2 z < Gw < Gw 2,09 ± 0,35b 0,50 ± 0,04b 0,53 ± 0,09b 5,69 ± 0,41b 15,6 ± 0,73c c 2,79 ± 0,09c < Gw 2,79 ± 0,37c 0,79 ± 0,07b 0,80 ± 0,09bc 12,1 ± 0,44c 34,9 ± 0,19bd Wyszków 3 z < Gw < Gw < Gw < Gw 0,75 ± 0,05bd 5,10 ± 0,78bd 25,4 ± 2,02e c < Gw < Gw < Gw 0,50 ± 0,02b 0,96 ± 0,04cd 13,8 ± 0,71e 37,8 ± 1,74d Ostrów Maz. z 3,69 ± 0,28c < Gw 0,72 ± 0,04a 1,73 ± 0,08c < Gw 1,55 ± 0,18f < Gw

c 13,5 ± 0,10d < Gw 1,46 ± 0,11d 2,28 ± 0,30c < Gw 6,62 ± 0,16b < Gw

Chojnów z 10,1 ± 0,60e < Gw 0,40 ± 0,07a 0,23 ± 0,09b < Gw 0,87 ± 0,11f < Gw

c 13,3 ± 1,80d < Gw 2,71 ± 0,09c 0,73 ± 0,19b < Gw 1,55 ± 0,18f < Gw

127

128

Kwas p-HBA galusowy kawowy chlorogenowy p-kumarowy ferulowy protokatechowy

60% etanol

kora dębu

Wyszków z 92,4 ± 4,86a 23,7 ± 0,78a 0,49 ± 0,03a 6,56 ± 0,36a < Gw 6,60 ± 0,05a 20,4 ± 1,49a c 172 ± 6,20b 31,2 ± 1,63b 0,93 ± 0,09a 11,4 ± 0,67b < Gw 10,5 ± 0,44b 37,7 ± 2,01b Ostrów Maz. z 58,3 ± 2,34c 11,5 ± 1,12c 0,98 ± 0,24a 4,81 ± 0,73a < Gw 2,85 ± 0,37c 19,2 ± 1,14a c 102 ± 3,69ad 40,8 ± 1,76d 2,81 ± 0,36b 9,65 ± 0,69bd < Gw 4,95 ± 0,43d 25,6 ± 1,28c Chojnów z 66,4 ± 3,61c 9,73 ± 1,41c 2,19 ± 0,37bc 10,5 ± 2,45be 1,10 ± 0,20a 3,54 ± 0,28c 18,5 ± 1,30a c 152 ± 12,2e 33,5 ± 1,20b 3,28 ± 0,47b 15,5 ± 0,99c 1,68 ± 0,16b 5,92 ± 0,22a 22,3 ± 1,30acd zioło apteczne z 63,4 ± 1,87c 44,4 ± 0,86d 0,80 ± 0,10a 5,03 ± 0,17a 0,73 ± 0,18a 5,76 ± 0,50ade 27,9 ± 1,25c c 118 ± 9,35d 58,4 ± 3,35e 1,82 ± 0,23c 7,57 ± 0,23ade 1,23 ± 0,29ab 9,21 ± 0,16e 34,7 ± 2,44b

kora sosny

Wyszków 1 z 22,3 ± 1,49a 3,20 ± 0,22 0,95 ± 0,07a 8,86 ± 2,75a 1,20 ± 0,07a 15,1 ± 0,63a 25,8 ± 1,46a c 49,3 ± 1,12b 6,10 ± 0,41 4,06 ± 0,46b 15,1 ± 2,10b 1,57 ± 0,13ab 22,4 ± 1,66b 46,1 ± 0,65b Wyszków 2 z 4,75 ± 0,49c < Gw 4,90 ± 0,44b 0,63 ± 0,01c 0,94 ± 0,13abc 9,40 ± 0,93c 20,0 ± 0,49c c 6,17 ± 0,31c < Gw 6,71 ± 0,74c 1,25 ± 0,12c 1,00 ± 0,12abcd 17,1 ± 2,21a 49,6 ± 2,86bd Wyszków 3 z < Gw < Gw < Gw 0,61 ± 0,03c 1,06 ± 0,09abcd 8,69 ± 0,25c 44,1 ± 2,77be c < Gw < Gw < Gw 1,24 ± 0,04c 1,65 ± 0,48abde 16,9 ± 1,72a 64,6 ± 1,38f Ostrów Maz. z 30,8 ± 0,79d < Gw 0,96 ± 0,04a 2,32 ± 0,19c 0,97 ± 0,17abcde 9,02 ± 1,51c 7,42 ± 0,48g c 67,1 ± 1,19e < Gw 2,29 ± 0,49d 2,68 ± 0,12c 2,62 ± 0,44f 16,5 ± 1,82a 9,24 ± 0,65g Chojnów z 9,78 ± 0,86f < Gw 2,38 ± 0,25d 0,54 ± 0,08c 0,75 ± 0,23acde 2,11 ± 0,44de 1,75 ± 0,24h c 15,8 ± 1,32g < Gw 2,94 ± 0,09bd 0,77 ± 0,17c 0,79 ± 0,09acde 5,88 ± 0,39ce 7,88 ± 0,64g Wartość średnia + odchylenie standardowe (n=3). *z – ekstrakcja w temp. 20°C; c – ekstrakcja w temp. 55°C. 1 kora sosny 20-letniej, 2 kora sosny 10-letniej,

3 kora sosny 90-letniej. Różne litery w kolumnach pionowych dla danego związku, rodzaju próbki (kora dębu i kora sosny) i ekstrahenta oznaczają, ze wartości różnią się miedzy sobą w sposób statystycznie istotny na 95% poziomie istotności (p<0,05); < Gw – poniżej granicy wykrywalności.

128

129 Tabela 23. Zawartość flawonoidów w ekstraktach z kory dębu i sosny [µg/g].

apigenina kwercetyna katechina epikatechina

woda

kora dębu

Wyszków z < Gw < Gw 199 ± 8,24a 93,4 ± 3,83a c < Gw < Gw 329 ± 5,51b 199 ± 4,45b Ostrów Maz. z < Gw < Gw 185 ± 3,84ac 40,9 ± 0,87c c < Gw < Gw 234 ± 6,92d 68,4 ± 1,73d Chojnów z < Gw 0,12 ± 0,04a 124 ± 7,49e 23,5 ± 1,68e c < Gw 0,36 ± 0,05b 190 ± 10,0ac 27,5 ± 1,80e zioło apteczne z < Gw 0,18 ± 0,03ab 207 ± 2,59a 98,4 ± 4,36a c < Gw 0,73 ± 0,13c 265 ± 3,69f 132 ± 8,94f

kora sosny

Wyszków 1 z < Gw < Gw 104 ± 3,25a 29,1 ± 1,12a c < Gw < Gw 237 ± 12,2b 63,4 ± 1,11b Wyszków 2 z 0,19 ± 0,04a < Gw 51,6 ± 0,37c 13,9 ± 0,13c c 0,38 ± 0,02b < Gw 80,7 ± 2,17d 23,0 ± 0,76d Wyszków 3 z 0,07 ± 0,01c < Gw 3,67 ± 0,13e < Gw

c 0,24 ± 0,04a < Gw 8,05 ± 0,37e < Gw

Ostrów Maz. z < Gw < Gw 129 ± 12,7f < Gw

c < Gw < Gw 231 ± 9,73b < Gw

Chojnów z < Gw < Gw 72,6 ± 0,16d 25,2 ± 0,81e c < Gw < Gw 112 ± 5,19af 50,3 ± 0,23f

130

apigenina kwercetyna katechina epikatechina

60% etanol

kora dębu

Wyszków z 0,79 ± 0,20a 0,34 ± 0,07a 234 ± 13,3a 160 ± 5,50a c 1,00 ± 0,15a 0,40 ± 0,02a 382 ± 12,2b 249 ± 4,10b Ostrów Maz. z 0,14 ± 0,02b 0,41 ± 0,08a 265 ± 4,36c 71,2 ± 2,08c c 0,23 ± 0,01b 0,70 ± 0,05ab 303 ± 7,42d 97,1 ± 2,53d Chojnów z 0,25 ± 0,07b 0,22 ± 0,03a 203 ± 6,01e 33,9 ± 1,14e c 0,36 ± 0,03b 0,56 ± 0,09a 221 ± 1,01ae 50,9 ± 1,06f zioło apteczne z 0,33 ± 0,06b 0,63 ± 0,17a 258 ± 8,02c 183 ± 1,71g c 0,43 ± 0,17b 1,63 ± 0,35c 392 ± 7,24b 185 ± 1,29g

kora sosny

Wyszków 1 z 0,64 ± 0,15a 4,58 ± 0,49a 201 ± 11,8a 61,0 ± 2,22a c 0,83 ± 0,07ab 5,75 ± 0,75b 378 ± 14,3b 91,2 ± 4,34b Wyszków 2 z 0,26 ± 0,02c 4,35 ± 0,76ac 73,2 ± 3,61c 25,1 ± 0,84c c 0,54 ± 0,03ad 11,2 ± 0,15d 86,2 ± 1,78c 50,1 ± 1,08d Wyszków 3 z 0,29 ± 0,03c 3,23 ± 0,23ce 6,06 ± 0,63d 0,88 ± 0,04e c 0,39 ± 0,05cd 3,52 ± 0,29ace 30,4 ± 1,70e 2,52 ± 0,31e Ostrów Maz. z < Gw 1,90 ± 0,08f 225 ± 10,4f 1,41 ± 0,12e c < Gw 2,32 ± 0,11ef 281 ± 10,6g 1,64 ± 0,21e Chojnów z < Gw 0,93 ± 0,05f 84,0 ± 4,42c 48,7 ± 0,01d c < Gw 1,29 ± 0,26f 242 ± 5,63f 73,0 ± 0,01f Wartość średnia + odchylenie standardowe (n=3). *z – ekstrakcja w temp. 20°C; c – ekstrakcja w temp. 55°C. 1 kora sosny 20-letniej, 2 kora sosny 10-letniej, 3 kora sosny 90-letniej.

Różne litery w kolumnach pionowych dla danego związku, rodzaju próbki (kora dębu i kora sosny) i ekstrahenta oznaczają, ze wartości różnią się miedzy sobą w sposób statystycznie istotny na 95%

poziomie istotności (p<0,05); < Gw – poniżej granicy wykrywalności.

131 Rys. 41. Zawartość polifenoli w ekstraktach wodno-etanolowych (40/60, v/v) z kory dębu i

sosny, ekstrakcja prowadzona w temperaturze 55oC (W.-Nadl. Wyszków, O.-Nadl.

Ostrów Mazowiecka, Ch.-Nadl. Chojnów).

Kory dębu i sosny są bogatym źródłem związków z grupy katechin, występujących zarówno w formie aglikonów jak i związanej w postaci glikozydów, estrów czy proantocyjanidynów. Podobnie jak w przypadku ekstraktów z kwiatów wrzosu, ekstrakty z kory nie wykazywały maksimum absorpcji charakterystycznego dla kwercetyny przy λ = 435 nm dla procedury 1. W związku z tym wyznaczono zawartość flawonoidów metodą spektrofotometryczną z jonami glinu według procedury 2, a wyniki zestawiono w tabeli 24.

Najwyższe rezultaty uzyskano dla ekstraktów przygotowanych w mieszaninie wody i etanolu (40/60, v/v) w temperaturze 55°C. Całkowita zawartość flawonoidów w tych ekstraktach wynosiła 237,3-270,6 µmoli katechiny/g dla próbek kory dębu oraz 272,9-329,8 µmoli katechiny/g dla kory sosny. Co ciekawe, kora młodej 10-letniej sosny zawierała najwięcej flawonoidów (377 µmoli katechiny/g), najmniej zaś było ich w korze 90-letniej sosny (62 µmoli katechiny/g). Podobne wyniki zostały uzyskane dla kory dębu przez Dedrie i in. [113].

Kolejnym, dobrym rozpuszczalnikiem do ekstrakcji polifenoli z próbek kory jest octan etylu.

132 Ekstrakty z kory dębu przygotowane w octanie etylu charakteryzowały się zawartością flawonoidów na poziomie 226,3-232 µmoli katechiny/g, zaś z kory sosny 234,8-273,1 µmoli katechiny/g. Dla porównania etanolowy ekstrakt z kory daglezji zielonej (Pseudotsuga

132 Ekstrakty z kory dębu przygotowane w octanie etylu charakteryzowały się zawartością flawonoidów na poziomie 226,3-232 µmoli katechiny/g, zaś z kory sosny 234,8-273,1 µmoli katechiny/g. Dla porównania etanolowy ekstrakt z kory daglezji zielonej (Pseudotsuga