Visok sadržaj kvercetina i katehina u Airen soku od grožđa podržava njegovu primjenu u funkcionalnoj proizvodnji hrane

Molimo kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza više informacija

sažetak:Osiguravanje zdravog života i blagostanja jedan je od ciljeva održivog razvoja UN-ove agende 2030. Shodno tome, istraživanje o tome kako prirodni proizvodi mogu promovirati zdravlje je od suštinskog značaja za novu generaciju nutrijetika i funkcionalne hrane koja je danas veoma tražena. Sok od grožđa je prirodna namirnica sastavljena od vode, šećera, minerala, vitamina i širokog spektra polifenola. Polifenoli su bioaktivna jedinjenja od velikog interesa zbog svojih antioksidativnih svojstava i dobrobiti za zdravlje, podržavajući antimikrobnu, anti-aging i antikarcinogenu aktivnost. Većina proizvedenog soka od grožđa u svijetu koristi se za proizvodnju vina, iako se mali dio koristi u prehrambenoj industriji, uglavnom u hrani za bebe i sportskim pićima. Cilj ovog rada je utvrditi sadržaj polifenola u prirodnom i koncentriranom soku grožđa Airen, glavne bijele sorte grožđa proizvedene u Španjolskoj. Za to su analizirani i upoređeni svježi sokovi od pet sorti grožđa (Airen, Sauvignon Blanc, Gewürztraminer, Verdejo i tempranillo) i koncentrirani Airen sok. Rezultati su pokazali sličan sadržaj fenolnih kiselina i stilbena u svim ispitivanim sortama grožđa, iako je sorta Airen pokazala veću koncentraciju dva flavonoida: kvercetina i katehina. Može se zaključiti da proces koncentracije soka od grožđa negativno utiče na stabilnost ovih jedinjenja, uzrokujući smanjenje sadržaja polifenola koji se kreće između 54-71 posto, sa izuzetkom kvercetina i katehina.

Ključne riječi:sok od grejpa; polifenoli; antioksidansi; Viti's vinifera var. Airen

Molimo kliknite ovdje da saznate više

1. Uvod

Sok od grožđa je proizvod koji se dobija od bobica grožđa. Grožđe – popularna namirnica u mediteranskoj ishrani – sadrži vodu i šećere, glukozu i fruktozu, zajedno s malim količinama minerala, vitamina i drugih organskih spojeva poznatih kao fitokemikalije. Fenolni spojevi pripadaju ovoj grupi organskih molekula prisutnih u biljkama i voću koji pokazuju interesantna svojstva vezana za zdravlje ljudi [1]. Antioksidativni kapacitet ovih jedinjenja je opširno demonstriran, posebno kada se radi o njihovim anti-aging, anti-inflamatornim, kardioprotektivnim i imunomodulirajućim svojstvima [2-6]. Štaviše, postoje dokazi koji upućuju na to da su antimikrobna i antikancerogena svojstva specifičnih polifenolnih jedinjenja povezana sa familijama flavonoida i stilbena [7]. Svi ovi dokazi podstakli su veći interes za ove bioaktivne molekule u pogledu njihove upotrebe kao nutrijetika u cilju poboljšanja kvaliteta hrane, posebno funkcionalne hrane prilagođene djeci, sportistima i osobama koje pate od različitih bolesti.

Španija ima veliku tradiciju u kulturi proizvodnje vinove loze i vina. Sorta Airen Vitis vinifera je glavno uzgajano bijelo grožđe (zauzima 21546 hektara) i čini 23 posto ukupne površine vinograda u zemlji i 50 posto bijelih sorti [8]. Ostalo bijelo grožđe uzgojeno u Španjolskoj, kao što su Verdejo, Gewurztraminer i Sauvignon Blanc, čine samo 2 posto površine uzgojene loze. Castilla-La Mancha je španska regija s najvećom vinogradarskom površinom sorte Airen, koja se uglavnom koristi za proizvodnju vina. Međutim, otprilike 20 posto uzgojenog grožđa Airen koristi se u proizvodnji koncentriranog soka od grožđa, proizvoda potrebnog za proces kaptalizacije u proizvodnji vina, kao i u prehrambenoj industriji za proizvodnju dječje hrane i pića, uključujući i sportska pića. .

Cistanche može protiv starenja

Uključivanje soka od grožđa u piće i hranu je cijenjeno zbog njegovog sadržaja polifenola i njegovih korisnih svojstava za unapređenje zdravlja i prevenciju razvoja bolesti [9-11]. Količina i vrsta fenolnih jedinjenja prisutnih u soku od grožđa zavise od sorte grožđa, klime, uslova vinogradarstva i procesa dobijanja soka. Do danas, ova jedinjenja nisu detaljno proučavana. Većina polifenola nalazi se u sjemenkama i kožici bobica grožđa, dok pulpa sadrži manje ovih spojeva [3,12,13].bioflavonoidi citrusaKožica i sjemenke posjeduju kompleksne polifenole odgovorne za gorak i trpki okus, karakteristike koje se ne cijene toliko u prehrambenim proizvodima. Sok od grožđa dobijen od pulpe određene vrste grožđa je prirodni proizvod sa bioaktivnim molekulima; ovaj sok je veoma tražen za upotrebu u bezalkoholnim pićima kao što su sokovi, napici za bebe, restorativni napici i energetski šejkovi [14,15]

Dosadašnja istraživanja su pokazala da konzumacija hrane bogate polifenolima smanjuje rizik od bolesti izazvanih oksidativnim stresom, zbog svojih antioksidativnih svojstava, smanjujući nakupljanje intracelularnih reaktivnih kisikovih vrsta (ROS) koje su važne molekule u razvoju neurodegenerativnih, kardiovaskularnih, i kanceroznih bolesti [16,17]Postoje in vivo studije i klinička ispitivanja korištenjem polifenola grožđa koja su pokazala svoje blagotvorno djelovanje u liječenju raka [18-20] i kardiovaskularnih bolesti [21,22] Štaviše, istraživanja koja ispituju specifične polifenoli kao što je resveratrol su pokazali da ometaju brojne metaboličke puteve povezane s progresijom nekih vrsta raka i koronarne bolesti srca [23,24]. Drugi polifenoli također prisutni u grožđu, kao što je kvercetin i njegovi derivati, uključeni su u liječenje upale i boli [25], te su pokazali zanimljiva antikancerogena i proapoptotička svojstva kada se koriste u liječenju određenih tipova raka [19,26, 27].

Posljednjih godina brojna istraživanja karakteriziraju sadržaj polifenola u vinima. Ovo istraživanje je pokazalo da je količina ovih spojeva u crnim vinima znatno veća nego u bijelim zbog sorte grožđa i tehnoloških procesa u njihovoj proizvodnji [28,29]. Međutim, nedavne epidemiološke i in vitro studije ukazuju na to da bi bijelo vino moglo imati slične zdravstvene prednosti u poređenju s crvenim vinom [30-34]. Štoviše, pokazano je da antioksidativni kapacitet polifenola prisutnih u bijelim sortama grožđa nije zanemariv, što dodaje vrijednost svakom proizvodu dobivenom od takvih sorti, uključujući sok od grožđa [35]. Nedavna studija je pokazala da su bioaktivni molekuli prisutni i u soku od grožđa i u vinu odgovorni za zdravstvene prednosti kada su uključeni u ishranu. Ipak, alkohol prisutan u vinima ne preporučuje se djeci, starijim osobama i osobama s različitim patologijama [36] Štaviše, objavljeno je da konzumacija soka od grožđa ima slične antioksidativne učinke kao vino, uprkos većoj količini polifenola prisutnih u vinu. vino [37]. Postoji nekoliko studija koje pokazuju pozitivne efekte konzumacije soka od grožđa na ljudsko zdravlje, uključujući smanjenje indeksa tjelesne mase, glikemije, peroksidacije lipida plazme, krvnog tlaka i ukupnog kolesterola, kao i povećanje antioksidativnog kapaciteta u serumu i nivoa HDL-a u plazmi. -c i apolipoprotein B[37-4]. Ovi rezultati i dalje podstiču interesovanje za bolje razumevanje sastava polifenola soka od grožđa i blagotvornih efekata na zdravlje kada su uključeni u svakodnevnu prehranu [12,14,45].

Većina fenolnih jedinjenja u belom grožđu pripada neflavonoidnoj grupi, koja se sastoji uglavnom od fenolnih kiselina (galna, protokatehijska, siringinska, vanilinska i elaginska kiselina) i flavonoida, uključujući flavanole (katehin, epikatehin, procijanidine) i više oligomere flavonoli (kvercetin i ostalih pet aglikona, uglavnom kao glikozidi). Prijavljeno je da svi ovi fenoli imaju kardioprotektivna, neuroprotektivna, antikancerogena, antioksidativna, protuupalna i antimikrobna svojstva[3,4,14, što podržava cilj ove studije da se odredi polifenolni sastav Airen soka od grožđa, proizvoda visoke potražnje u prehrambenoj industriji. Glavni cilj ovog rada bio je okarakterizirati sadržaj polifenola u prirodnim i koncentriranim Airen sokovima od grožđa proizvedenim u španjolskoj regiji Castilla-La Mancha. U tu svrhu analizirani su uzorci soka od četiri bijele sorte grožđa (Airen, Sauvignon Blanc, Verdejo i Gewürztraminer) i crvene sorte Tempranillo.

2. Materijali i metode

2.1. Hemikalije i reagensi

Rastvarači koji se koriste za ekstrakciju polifenola i analizu tečnom hromatografskom-masenom spektrometrijom (LC-MS/MS), metanol, acetonitril i mravlja kiselina, kupljeni su od Merck-a (Darmstadt, Njemačka).2,2-difenil-lpikrilhidrazil(DPPH) ), koji se koristi za određivanje antioksidativnog kapaciteta, kupljen je od Thermo Fisher-a (Kandel, Njemačka) Polifenoli koji se koriste kao standardi, aminobenzojeva kiselina, acetilsalicilna kiselina, kafeinska kiselina, hlorogenska kiselina, elaginska kiselina, galna kiselina, p-kumarinska kiselina, protokatehinska kiselina, salicilna kiselina, trans-ferulna kiselina, vanilna kiselina, apigenin, epikatehin, eskuletin, katehin hidrat, izorhamnetin, kempferol, luteolin, polidatin, kvercetin, resveratrol, syringaldehid i rutin, kupljeni su od SigMa-Al viniferin-a, Španija). Mili-Q voda korištena u svim rješenjima pročišćena je Merck Millipore Milli-QTM Reference Ultrapure Water Purification System model Z00QSVC01 (Darmstadt, Njemačka).

2.2. Uzorci soka od grožđa i ekstrakcija polifenola

Analizirani su svježi sokovi od četiri različite bijele sorte grožđa Vitis vinifera (Airen, Sauvignon Blanc, Gewürztraminer i Verdejo), te crvene sorte Tempranillo. Svi vinogradi su se nalazili u Castilla-La Mancha, Španija, a uzorke sokova je isporučila vinarija Vinicola de Tomelloso (Tomelloso, Španija) tokom berbe 2017. i 2018. godine. Nakon što je proveo kontrolu kvaliteta od strane enologa vinarije, uzorci su sakupljeni i zamrznuti na -20 stepenu do njihove laboratorijske obrade.

Uzorci koncentrisanog soka od grožđa dobijeni su od kompanije Mostos Es-paioles SA, koja se nalazi u Tomellosu, Španija. Proces koncentriranja sastojao se od zagrijavanja soka od grožđa na 95 stepeni da bi isparila voda, povećavajući koncentraciju šećera sa 19 na 65 Brix stepeni (grama šećera na 100 mL soka).cynomorium prednostiDa bi se dobio obojeni koncentrirani sok od grožđa, prije koncentracije je izvršen korak filtracije kroz nitroceluloznu cjevastu membranu od 0.45-mikrometarskog promjera pora (Permeare, Padova, Italija). Ovaj proces je omogućio uklanjanje jedinjenja odgovornih za boju, pored minerala, jona kao što su gvožđe, magnezijum, kalcijum ili kalijum, i moguće drugih bioaktivnih molekula prisutnih u soku [9,15]. Industrijski uzorci su sakupljeni u tri faze procesa koncentracije u normalnom i obezbojenom koncentriranom soku (NCJ i DCJ, respektivno): početni na 19 stepeni Bx(NCJ19/DCJ19), srednji na 30 stepeni Bx(NCJ3o/DCJa) i finalni proizvod na 65 stepeni Bx (NCJ65/DCJ65). Koncentrirani sok sadrži 3,5 puta više šećera od svježeg soka od grožđa.

Ekstrakcija polifenola je izvršena prema dolje opisanoj proceduri, na osnovu onih koje su prethodno opisane za ekstrakciju ovih spojeva iz grozdova, kožice i sjemenki[10,11,47]. Metoda je optimizirana sa standardnim polifenolima koji su komercijalno dostupni.pustinjski zumbulOva jedinjenja su ekstrahovana različitim rastvaračima: metanolom, etanolom i acetonom, svi su 100% i 50% razblaženi Mili-Q vodom. Nakon toga, polifenoli su kvantificirani spektrofotometrijskim mjerenjem na 280 nm, pokazujući da ekstrakcija čistim metanolom nije rezultirala značajnim gubitkom molekula.

Uzorci svježeg i koncentriranog soka od grožđa od {{0}}.2 mL su liofilizirani, a čvrsti suvi matriks je korišten kao supstrat za ekstrakciju. Ekstrakcija polifenola je izvedena dodavanjem 1.0 mL metanola u čvrsti matriks (odnos 15 w/o) i ekstrakcija je vršena tokom 2 h na 4 stepena uz lagano rotaciono miješanje. Uzorci su zatim centrifugirani na 13, 000 o/min i 4 stepena, a supernatant je izvučen i filtriran pomoću 0,45 uM politetrafluoroetilenskog membranskog filtera (hidrofilni PTFE) koji je kupio Merck (Darmstadt, Njemačka). Dobijeni ekstrakti polifenola su zamrznuti na -80 stepeni do analize LC-MS/MS. U ovoj studiji analizirano je dvanaest različitih ekstrakata svakog uzorka soka od grožđa.

2.3. Procjena ukupnih polifenola

Broj ukupnih polifenola u ekstraktima i uzorcima soka od grožđa procijenjen je spektrofotometrijom na 280 nm uz korištenje galne kiseline u poznatim koncentracijama (u rasponu između 2 i 20 mg/L), kao referenca. Kalibraciona kriva sa galnom kiselinom (y=0.0179x{5}}.0376; R2=0.9998) korištena je za određivanje sadržaja polifenola u mg/L ekvivalenta galne kiseline (GAE).

2.4. DPPH analiza uklanjanja radikala

Aktivnost uklanjanja slobodnih radikala uzoraka soka grožđa i ekstrakata polifenola određena je prema proceduri koju je opisao Brand-Williams[48] uz određene modifikacije[49]. Oksidativno jedinjenje DPPH je korišteno kao supstrat, a vrijednosti ICso su izračunate izražavanjem koncentracije (mg/L) polifenola (ili ekstrakta) koji uklanja DPPH radikal za 50 posto. Testovi su izvedeni u 96-pločama sa bunarima (Nunc Delta Surface) sa 200 μL DPPH 60 μM otopljenog u metanolu, s promjenjivim količinama soka grožđa ili ekstrakta polifenola (0-20 μL).metoda ekstrakcije flavonoida pdfSmjese su inkubirane 30 min na sobnoj temperaturi u mraku, a reakcija je praćena mjerenjem apsorbancije na 562 nm u TECAN Sunrise spektrofotometru (Zurich, Švicarska) Galna kiselina je uključena u test kao kontrola. Najniže vrijednosti ICso ukazuju na najveći antioksidativni kapacitet uzorka.

2.5.LC-MS/MS analiza

Ekstrakti polifenola su analizirani na QTrap 4500 sistemu masene spektrometrije (Sciex, Darmstadt, Njemačka) opremljenom Turbo V elektrosprej jonizacionim izvorom. Podaci su prikupljeni pomoću softvera Analyst 1.6 (Sciex, Darmstadt, Njemačka). Operacija masene spektrometrije bila je povezana sa Agilent 1260 serijom Infinity LC sistemom (Agilent, Las Rozas, Madrid, Španija) sa kvaternarnom pumpom, autosamplerom i peći na koloni. Kromatografija je izvedena na 30 stepeni sa Kromasil C18 kolonom (250 × 50 mm, id4,6 um) koristeći mobilnu fazu sastavljenu od mravlje kiseline 0,1 posto (A) i acetonitrila (B). Gradijentno eluiranje pri brzini protoka primijenjeno je od 400 μL/min∶0-5 min,0 posto B;5-8 min,0-20 posto B;8-11 min,20-27 posto B;{ {20}}min,27-35 procenat B;13-20min,35-45 procenat B;20-23min,45-55 procenat B;23-28min , 55-63 posto B;28-32min, 63-70 posto B;32-37 min,70-80 posto B,37-40 min, 80 posto B; i vraćen u početne uslove za 5 min. Zapremina ubrizgavanja uzoraka bila je 5 μL.

Ionizacija elektrosprejom izvedena je u 4500 V negativnom i 5500 V pozitivnom modu. Podešavanje parametara za temperaturu, gas zavese, gas izvora jona 1 i gas 2 bili su: 500 stepeni, 20 psi, 20 psi pri protoku 20 L/min. Podaci su prikupljeni korištenjem MRM (monitoring višestrukih reakcija) moda. MRM parametri masene spektrometrije DP (potencijal deklasteriranja), CXP (izlazni potencijal ćelije sudara), CE (energija sudara), EP (ulazni potencijal) su sažeti u Tabeli Sl dodatnih materijala. Kromatogrami su integrisani sa MultiQuant softverom 1.0.3. (Sciex, Darmstadt, Njemačka).

Kalibracione krive su izvedene korišćenjem komercijalnih standarda, kao što je prethodno opisano (Odeljak 2.1. Hemikalije i reagensi), u opsegu 1 ug/L-10mg/L uz dodatak 5 uL acetilsalicilne kiseline kao internog standardnog radnog rastvora (50 ug/L) Dva seta uzoraka kalibracione krive pripremljena su u dva različita dana. Pojedinačni signali su normalizovani, na osnovu ukupne težine, da bi se uzela u obzir varijabilnost uzorka i normalizovane površine pikova za interni standard.

Svi uzorci su analizirani u tri replike unutar dana, a analiza je ponovljena tri puta tokom 6-mjesečnog trajanja (međudnevno). Granica detekcije (LOD) i granica kvantifikacije (LOQ) korišteni su za određivanje linearnosti, a svi podaci su sažeti u Tabeli S2 Dodatnih materijala.

2.6.Statistička analiza

Statistička analiza koncentracija za određivanje identificiranih polifenola izvršena je pomoću SPSS [50] i R[51]. Deskriptivna statistika je uključivala: srednju vrijednost, medijan, mod i standardnu ​​devijaciju. Urađeni su Shapiro-Wilk i Bartlett testovi kako bi se provjerila normalnost i homoskedastičnost podataka.cistanche wirkungNakon toga, ANOVA i post hoc Tukey (sa Welch korekcijom) testovi su korišteni za poređenje broja polifenola u različitim sokovima od grožđa. Zbog visoke preciznosti LC-MS/MS mjerenja, dobijene standardne devijacije su bile toliko male da je kritična vrijednost 0.01 korištena za procjenu statističke značajnosti.

Rezultati p-vrednosti su kombinovani sa naborom promene—koja se obično koristi u metabolomici [52]—kako bi se odredila funkcionalna relevantnost razlika koncentracije polifenola u uzorcima soka. Nagib vrijednosti je omjer između koncentracije svakog polifenola određene u različitim sokovima od grožđa i koncentracije u Airen soku od grožđa, od kojih je potonji korišten kao referenca. Funkcionalni nivoi relevantnosti za statističke testove definisani su kao p-vrijednosti < 0.01,="" osim="" nabora="" vrijednosti="" promjene="" prikazanog="" u="" tabeli="" 1.="" nivoi="" 3="" i="" 4="" su="" određeni="" kao="" oni="" sa="" relevantnim="" varijacijama="" koncentracije="" od="" tačke="" pogled="" na="" hranu="" i="" nutriceutsku="" funkcionalnost,="" dok="" nivoi="" 1="" i="" 2="" predstavljaju="" tako="" male="" relativne="" varijacije="" da="" se="" ne="" mogu="" smatrati="">

Ovaj članak je preuzet iz Foods 2021, 10, 1532. https://doi.org/10.3390/foods10071532 https://www.mdpi.com/journal/foods