Wysoka zawartość kwercetyny i katechiny w soku winogronowym Airen wspiera jego zastosowanie w produkcji żywności funkcjonalnej

Proszę o kontaktoscar.xiao@wecistanche.compo więcej informacji

Abstrakcyjny:Zapewnienie zdrowego życia i dobrego samopoczucia stanowi jeden z Celów Zrównoważonego Rozwoju Agendy ONZ 2030. W związku z tym badania nad sposobem, w jaki produkty naturalne mogą promować zdrowie, są niezbędne dla nowej generacji nutraceutyków i żywności funkcjonalnej, na które obecnie istnieje duże zapotrzebowanie. Sok winogronowy to naturalny środek spożywczy składający się z wody, cukrów, minerałów, witamin i szerokiej gamy polifenoli. Polifenole są związkami bioaktywnymi o dużym znaczeniu ze względu na ich właściwości przeciwutleniające i korzyści dla zdrowia, wspierające działanie przeciwdrobnoustrojowe, przeciwstarzeniowe i przeciwrakotwórcze. Większość soku winogronowego produkowanego na świecie jest wykorzystywana do produkcji wina, chociaż niewielka część jest wykorzystywana w przemyśle spożywczym, głównie w żywności dla niemowląt i napojach dla sportowców. Celem pracy jest określenie zawartości polifenoli w naturalnym i zagęszczonym soku z winogron Airen, głównej odmiany winogron białych produkowanej w Hiszpanii. W tym celu przeanalizowano i porównano świeże soki z pięciu odmian winogron (Airen, Sauvignon Blanc, Gewürztraminer, Verdejo i tempranillo) oraz zagęszczony sok Airen. Wyniki wykazały zbliżoną zawartość kwasów fenolowych i stylbenów we wszystkich badanych odmianach winogron, chociaż odmiana Airen wykazywała wyższe stężenie dwóch flawonoidów: kwercetyny i katechiny. Można stwierdzić, że proces zagęszczania soku winogronowego negatywnie wpływa na stabilność tych związków, powodując obniżenie zawartości polifenoli, które waha się między 54-71 procent , z wyjątkiem kwercetyny i katechiny.

Słowa kluczowe:sok winogronowy; polifenole; przeciwutleniacze; Viti's vinifera var. Airen

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej

1. Wstęp

Sok winogronowy to produkt pozyskiwany z jagód winogron. Winogrona – popularna podstawa diety śródziemnomorskiej – zawierają wodę i cukry, glukozę i fruktozę, a także niewielkie ilości minerałów, witamin i innych związków organicznych znanych jako fitochemikalia. Związki fenolowe należą do tej grupy cząsteczek organicznych występujących w roślinach i owocach, które wykazują ciekawe właściwości związane ze zdrowiem człowieka [1]. Zdolność antyoksydacyjna tych związków została obszernie wykazana, szczególnie w związku z ich właściwościami przeciwstarzeniowymi, przeciwzapalnymi, kardioprotekcyjnymi i immunomodulującymi [2-6]. Ponadto istnieją dowody sugerujące, że właściwości przeciwdrobnoustrojowe i przeciwrakotwórcze określonych związków polifenolowych są związane z rodzinami flawonoidów i stilbenów [7]. Wszystkie te dowody przyczyniły się do większego zainteresowania tymi bioaktywnymi cząsteczkami pod kątem ich zastosowania jako nutraceutyków w celu poprawy jakości żywności, w szczególności żywności funkcjonalnej przeznaczonej dla dzieci, sportowców i osób cierpiących na różne choroby.

Hiszpania ma bogatą tradycję w kulturze winorośli i produkcji wina. Odmiana Airen Vitis vinifera jest głównym uprawianym białym winogronem (zajmująca 21546 ha) i stanowi 23 procent całkowitej powierzchni winnic w kraju i 50 procent białych odmian [8]. Inne białe winogrona hodowane w Hiszpanii, takie jak Verdejo, Gewurztraminer i Sauvignon Blanc, stanowią zaledwie 2 procent powierzchni upraw winorośli. Kastylia-La Mancha to hiszpański region o najwyższej powierzchni winnic odmiany Airen, która jest wykorzystywana głównie do produkcji wina. Jednak około 20 procent uprawianych winogron Airen jest wykorzystywane do produkcji zagęszczonego soku winogronowego, produktu niezbędnego do procesu szaptalizacji przy produkcji wina, a także w przemyśle spożywczym do produkcji odżywek i napojów dla dzieci, w tym napojów dla sportowców. .

Cistanche może przeciwdziałać starzeniu

Włączenie soku winogronowego do napojów i żywności jest cenione ze względu na zawartość polifenoli i jego korzystne właściwości promujące zdrowie i zapobiegające rozwojowi chorób [9-11]. Ilość i rodzaj związków fenolowych obecnych w soku winogronowym zależy od odmiany winogron, klimatu, warunków uprawy winorośli i procesu uzyskiwania soku. Do tej pory związki te nie były intensywnie badane. Większość polifenoli znajduje się w pestkach i skórkach winogron, podczas gdy miąższ zawiera mniej tych związków [3,12,13].bioflawonoidy cytrusoweSkórka i nasiona posiadają złożone polifenole odpowiedzialne za gorzkie i cierpkie smaki, cechy nie tak bardzo cenione w produktach spożywczych. Sok winogronowy uzyskany z miąższu określonych gatunków winogron jest produktem naturalnym z bioaktywnymi cząsteczkami; ten sok jest bardzo poszukiwany do stosowania w napojach bezalkoholowych, takich jak soki, napoje dla niemowląt, napoje regenerujące i koktajle energetyczne [14,15]

Wcześniejsze badania wykazały, że spożywanie pokarmów bogatych w polifenole zmniejsza ryzyko chorób wywołanych stresem oksydacyjnym, ze względu na ich właściwości przeciwutleniające, zmniejszając akumulację wewnątrzkomórkowych reaktywnych form tlenu (ROS), które są ważnymi cząsteczkami w rozwoju neurodegeneracyjnych, sercowo-naczyniowych, i choroby nowotworowe [16,17]Istnieją badania in vivo i próby kliniczne z użyciem polifenoli winogronowych, które wykazały ich korzystne działanie w leczeniu raka [18-20] i chorób sercowo-naczyniowych [21,22]Ponadto badania sprawdzające specyficzne Wykazano, że polifenole, takie jak resweratrol, zakłócają liczne szlaki metaboliczne związane z progresją niektórych rodzajów raka i choroby wieńcowej [23,24]. Inne polifenole również obecne w winogronach, takie jak kwercetyna i jej pochodne, brały udział w leczeniu stanów zapalnych i bólu [25] i wykazywały interesujące właściwości przeciwnowotworowe i proapoptotyczne w leczeniu niektórych typów nowotworów [19, 26, 27].

W ostatnich latach w licznych badaniach scharakteryzowano zawartość polifenoli w winach. Badania te wykazały, że ilość tych związków w winach czerwonych jest znacznie wyższa niż w winach białych ze względu na odmianę winorośli i procesy technologiczne związane z ich produkcją [28,29]. Jednak ostatnie badania epidemiologiczne i badania in vitro sugerują, że białe wino może mieć podobne korzyści zdrowotne jak wino czerwone [30-34]. Ponadto wykazano, że zdolność antyoksydacyjna polifenoli obecnych w odmianach winogron białych nie jest znikoma, co stanowi wartość dodaną produktu pochodzącego z takich odmian, w tym soku winogronowego [35]. Ostatnie badania wykazały, że bioaktywne cząsteczki obecne w soku winogronowym i winie są odpowiedzialne za korzyści zdrowotne zawarte w diecie. Niemniej jednak alkohol obecny w winach nie jest zalecany dla dzieci, osób starszych i osób z różnymi patologiami [36] Ponadto doniesiono, że spożywanie soku winogronowego ma podobne działanie przeciwutleniające do wina, pomimo większej ilości polifenoli obecnych w winie. wino [37]. Istnieje kilka badań wykazujących pozytywny wpływ spożywania soku winogronowego na zdrowie człowieka, w tym obniżenie wskaźnika masy ciała, glikemii, peroksydacji lipidów osocza, ciśnienia krwi i całkowitego cholesterolu, a także zwiększenie zdolności antyoksydacyjnej surowicy i poziomu HDL w osoczu. -c i apolipoproteina B[37-4]. Wyniki te nadal podsycają zainteresowanie lepszym zrozumieniem składu polifenoli soku winogronowego i jego korzystnego wpływu na zdrowie po włączeniu do codziennej diety [12,14,45].

Większość związków fenolowych w białych winogronach należy do grupy nieflawonoidów, obejmującej głównie kwasy fenolowe (kwas galusowy, protokatechowy, syryngowy, wanilinowy i elagowy) oraz flawonoidy, w tym flawanole (katechina, epikatechina, procyjanidyny i wyższe oligomery) oraz flawonole (kwercetyna i pięć innych aglikonów, głównie w postaci glikozydów). Doniesiono, że wszystkie te związki fenolowe mają właściwości kardioprotekcyjne, neuroprotekcyjne, przeciwnowotworowe, przeciwutleniające, przeciwzapalne i przeciwdrobnoustrojowe [3,4,14, co potwierdza cel niniejszego badania, jakim jest określenie składu polifenoli soku winogronowego Airen, produktu o wysokiej popyt w przemyśle spożywczym. Głównym celem niniejszej pracy było scharakteryzowanie zawartości polifenoli w naturalnych i zagęszczonych sokach winogronowych Airen produkowanych w hiszpańskim regionie Kastylia-La Mancha. W tym celu przeanalizowano próbki soku winogronowego z czterech białych odmian winogron (Airen, Sauvignon Blanc, Verdejo i Gewürztraminer) oraz czerwonej odmiany Tempranillo.

2. Materiały i metody

2.1.Chemikalia i odczynniki

Rozpuszczalniki stosowane do ekstrakcji polifenoli i analizy metodą chromatografii cieczowej ze spektrometrią mas (LC-MS/MS), metanol, acetonitryl i kwas mrówkowy, zakupiono w firmie Merck (Darmstadt, Niemcy).2,2-difenylo-lpikrylohydrazyl (DPPH) ), używany do określania zdolności przeciwutleniających, został zakupiony od Thermo Fisher (Kandel, Niemcy) Polifenole stosowane jako wzorce, kwas aminobenzoesowy, kwas acetylosalicylowy, kwas kawowy, kwas chlorogenowy, kwas elagowy, kwas galusowy, kwas p-kumarowy, kwas protokatechowy, kwas salicylowy, kwas transferulowy, kwas wanilinowy, apigeninę, epikatechinę, eskuletynę, hydrat katechiny, izoramnetynę, kempferol, luteolinę, polidatynę, kwercetynę, resweratrol, rutynę, aldehyd syringowy i winiferynę, zakupiono w firmie Sigma-Aldrich Hiszpania). Woda Mili-Q stosowana we wszystkich roztworach została oczyszczona przy użyciu referencyjnego systemu oczyszczania wody ultraczystej Merck Milli-QTM model Z00QSVC01 (Darmstadt, Niemcy).

2.2. Próbki soku winogronowego i ekstrakcja polifenoli

Analizie poddano świeże soki z czterech różnych białych odmian winorośli Vitis vinifera (Airen, Sauvignon Blanc, Gewürztraminer i Verdejo) oraz czerwonej odmiany Tempranillo. Wszystkie winnice znajdowały się w Kastylii-La Manchy w Hiszpanii, a próbki soku zostały dostarczone przez winnicę Vinicola de Tomelloso (Tomelloso, Hiszpania) podczas zbiorów w 2017 i 2018 roku. Po przeprowadzeniu kontroli jakości przez enologa wytwórni win, próbki zostały pobrane i zamrożone w stopniu -20 aż do ich przetworzenia laboratoryjnego.

Próbki zagęszczonego soku winogronowego otrzymano z firmy Mostos Es-paioles SA z siedzibą w Tomelloso w Hiszpanii. Proces zagęszczania polegał na podgrzaniu soku winogronowego do 95 stopni w celu odparowania wody, zwiększając stężenie cukrów z 19 do 65 stopni Brixa (gram cukru na 100 ml soku).korzyści cynomoriumAby uzyskać odbarwiony stężony sok winogronowy, przed zatężeniem przeprowadzono etap filtracji przez nitrocelulozową membranę rurową o średnicy porów 0.45-mikrometra (Permeare, Padova, Włochy). Proces ten pozwolił na usunięcie związków odpowiedzialnych za kolor, oprócz minerałów, jonów takich jak żelazo, magnez, wapń czy potas i ewentualnie innych cząsteczek bioaktywnych obecnych w soku [9,15]. Próbki przemysłowe pobrano w trzech etapach procesu zagęszczania zarówno w soku zagęszczonym normalnym, jak i odbarwionym (odpowiednio NCJ i DCJ): początkowy w 19° Bx (NCJ19/DCJ19), pośredni w 30° Bx (NCJ3o/DCJ) oraz produkt końcowy przy 65 stopniach Bx (NCJ65/DCJ65). Zagęszczony sok zawiera 3,5 razy więcej cukru niż świeży sok winogronowy.

Ekstrakcja polifenoli została przeprowadzona zgodnie z procedurą opisaną poniżej, opartą na tych wcześniej opisanych dla ekstrakcji tych związków z kiści winogron, skórek i nasion [10,11,47]. Metodę zoptymalizowano przy użyciu standardowych polifenoli, które są dostępne w handlu.pustynny hiacyntZwiązki te wyekstrahowano różnymi rozpuszczalnikami: metanolem, etanolem i acetonem, wszystkie w 100% i 50% rozcieńczone wodą Mili-Q. Następnie polifenole oznaczono ilościowo przez pomiar spektrofotometryczny przy 280 nm, wykazując, że ekstrakcja czystym metanolem nie spowodowała znaczącej utraty cząsteczek.

Próbki świeżego i zagęszczonego soku winogronowego {{0}},2 ml liofilizowano, a stałą suchą matrycę zastosowano jako substrat do ekstrakcji. Ekstrakcję polifenolami przeprowadzono przez dodanie 1,0 ml metanolu do stałej matrycy (stosunek 15 w/o) i ekstrakcję prowadzono przez 2 godziny w 4 stopniach z delikatnym mieszaniem obrotowym. Próbki następnie odwirowano przy 13 000 obrotach na minutę i 4 stopniach, a supernatant odzyskano i przefiltrowano stosując filtr membranowy 0,45 uM politetrafluoroetylenu (hydrofilowy PTFE) zakupiony przez Merck (Darmstadt, Niemcy). Otrzymane ekstrakty polifenolowe zamrożono w stopniu -80 aż do analizy metodą LC-MS/MS. W tym badaniu przeanalizowano dwanaście różnych ekstraktów z każdej próbki soku winogronowego.

2.3. Szacowanie całkowitej zawartości polifenoli

Liczbę polifenoli ogółem w ekstraktach i próbkach soku winogronowego oszacowano metodą spektrofotometrii przy długości fali 280 nm, stosując jako odniesienie kwas galusowy o znanych stężeniach (w zakresie od 2 do 20 mg/l). Krzywą kalibracyjną z kwasem galusowym (y=0.0179x-0.0376; R2=0.9998) zastosowano do określenia zawartości polifenoli w mg/l równoważników kwasu galusowego (GAE).

2.4. Test usuwania rodników DPPH

Aktywność wymiatania wolnych rodników w próbkach soku winogronowego i ekstraktach polifenolowych oznaczono zgodnie z procedurą opisaną przez Brand-Williamsa[48] z pewnymi modyfikacjami[49]. Jako substrat zastosowano związek utleniający DPPH, a wartości IC50 obliczono wyrażając stężenie (mg/L) polifenolu (lub ekstraktu), który zmiata rodnik DPPH w 50%. Testy przeprowadzono na płytkach 96-dołkowych （Nunc Delta Surface） z 200 μL DPPH 60 μM rozpuszczonego w metanolu, ze zmienną ilością soku winogronowego lub ekstraktu polifenolowego （0-20 μL）.metoda ekstrakcji flawonoidów pdfMieszaniny inkubowano przez 30 min w temperaturze pokojowej w ciemności, a reakcję śledzono przez pomiary absorbancji przy 562 nm w spektrofotometrze TECAN Sunrise (Zurych, Szwajcaria) Kwas galusowy włączono do testu jako kontrolę. Najniższe wartości IC50 wskazują na najwyższą zdolność antyoksydacyjną próbki.

2.5. Analiza LC-MS/MS

Ekstrakty polifenolowe analizowano w układzie spektrometrii mas QTrap 45{{11}0 (Sciex, Darmstadt, Niemcy) wyposażonym w źródło jonizacji przez elektrorozpylanie Turbo V. Dane zebrano przy użyciu oprogramowania Analyst 1.6 (Sciex, Darmstadt, Niemcy). Działanie spektrometrii mas było sprzężone z systemem Agilent serii 1260 Infinity LC (Agilent, Las Rozas, Madryt, Hiszpania) z czwartorzędową pompą, autosamplerem i piecem kolumnowym. Chromatografię przeprowadzono w 30 stopniach na kolumnie Kromasil C18 (250 × 50 mm, śr 4,6 µm) z użyciem fazy ruchomej złożonej z 0,1% kwasu mrówkowego (A) i acetonitrylu (B). zastosowano 400 μl/min∶0-5 min,0 procent B;5-8 min,0-20 procent B;8-11 min,20-27 procent B;{ {20}}min,27-35 procent B;13-20min,35-45 procent B;20-23min,45-55 procent B;23-28min , 55-63 procent B;28-32min, 63-70 procent B;32-37 min,70-80 procent B,37-40 min, 80 procent B; i powrócił do warunków początkowych w ciągu 5 min. Objętość wtrysku próbek wynosiła 5 µl.

Jonizację przez elektrorozpylanie przeprowadzono w trybie 4500 V ujemnym i 5500 V dodatnim. Ustawienia parametrów dla temperatury, gazu kurtynowego, gazu źródła jonów 1 i gazu 2 wynosiły: 500 stopni, 20 psi, 20 psi przy przepływie 20 l/min. Dane zebrano w trybie MRM (monitorowanie wielokrotnych reakcji). Parametry spektrometrii masowej MRM DP (potencjał rozbijania klastrów), CXP (potencjał wyjściowy komórki kolizyjnej), CE (energia zderzenia), EP (potencjał wejścia) są podsumowane w tabeli SI materiałów uzupełniających. Chromatogramy zintegrowano z oprogramowaniem MultiQuant 1.0.3. (Sciex, Darmstadt, Niemcy).

Krzywe kalibracyjne wykonano przy użyciu wzorców handlowych, jak opisano wcześniej (Sekcja 2.1. Substancje chemiczne i odczynniki), w zakresie 1 μg/L-10mg/L z dodatkiem 5 μL kwasu acetylosalicylowego jako roztworu roboczego wzorca wewnętrznego (50 ug/L) Dwa zestawy próbek krzywych kalibracyjnych przygotowano w dwa różne dni. Poszczególne sygnały znormalizowano w oparciu o całkowitą wagę, aby uwzględnić zmienność próbki i znormalizowane powierzchnie pików dla wzorca wewnętrznego.

Wszystkie próbki analizowano w trzech powtórzeniach w ciągu dnia, a analizę powtarzano trzy razy w ciągu 6-miesiąca (między dniami). Do określenia liniowości zastosowano granicę wykrywalności (LOD) i granicę oznaczalności (LOQ), a wszystkie dane podsumowano w tabeli S2 materiałów uzupełniających.

2.6.Analiza statystyczna

Analizę statystyczną stężeń w celu oznaczenia zidentyfikowanych polifenoli przeprowadzono za pomocą SPSS [50] i R[51]. Statystyki opisowe obejmowały: średnią, medianę, tryb i odchylenie standardowe. Przeprowadzono testy Shapiro-Wilka i Bartletta w celu sprawdzenia odpowiednio normalności i homoskedastyczności danych.cistanche wirkungNastępnie zastosowano testy ANOVA i post hoc Tukeya (z poprawką Welcha), aby porównać liczbę polifenoli w różnych sokach winogronowych. Ze względu na dużą precyzję pomiarów LC-MS/MS otrzymane odchylenia standardowe były tak małe, że do oceny istotności statystycznej zastosowano wartość krytyczną 0.01.

Uzyskane wyniki wartości p połączono z częstością zmiany – zwykle stosowaną w metabolomice [52] – w celu określenia funkcjonalnej istotności różnic stężeń polifenoli w próbkach soku. Wartość krotności zmiany jest stosunkiem między stężeniem każdego polifenolu określonym w różnych sokach winogronowych a stężeniem w soku winogronowym Airen, z którego ten ostatni został użyty jako odniesienie. Poziomy istotności funkcjonalnej dla testów statystycznych zdefiniowano jako wartości p < 0.01,="" poza="" krotnością="" wartości="" zmian="" pokazanych="" w="" tabeli="" 1.="" poziomy="" 3="" i="" 4="" określono="" jako="" te="" o="" istotnych="" wahaniach="" stężenia="" od="" punktu="" z="" punktu="" widzenia="" funkcji="" żywności="" i="" nutraceutyków,="" podczas="" gdy="" poziomy="" 1="" i="" 2="" reprezentują="" tak="" niewielkie="" względne="" różnice,="" że="" nie="" można="" ich="" uznać="" za="">

Ten artykuł pochodzi z Foods 2021, 10, 1532. https://doi.org/10.3390/foods10071532 https://www.mdpi.com/journal/foods