SUBSTANCJE BIOLOGICZNIE AKTYWNE NATURALNIE WYSTĘPUJĄCE W OLEJU AMARANTUSOWYM

Transkrypt

1 BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. XLIV, 2011, 3, str Dorot Ogrodowsk, Sylwester Czplicki, Ryszrd Zdernowski SUBSTANCJE BIOLOGICZNIE AKTYWNE NATURALNIE WYSTĘPUJĄCE W OLEJU AMARANTUSOWYM Ktedr Przetwórstw i Chemii Surowców Roślinnych Wydziłu Nuki o Żywności Uniwersytet Wrmińsko-Mzurski w Olsztynie Kierownik: prof. dr h. E. J. Borowsk Ciągle ktulne jest poszukiwnie nowych źródeł ioktywnych skłdników żywności. Niewątpliwie surowcem ciekwym pod tym względem jest mrntus z ogtym w ioktywne skłdniki olejem pozyskiwnym z jego nsion. Celem prcy yło określenie zwrtości związków iologicznie ktywnych (tokoferole, skwlen), nturlnie występujących w oleju mrntusowym. Podjęto się tkże próy ustleni, w jkim stopniu miejsce uprwy orz wielkość nsion decydują o zwrtości tych skłdników. Stwierdzono, że nsion mrntus chrkteryzują się dużą jednorodnością ez względu n rok i loklizcję uprwy. Przeprowdzone nlizy wykzły, że olej mrntusowy jest ogtym źródłem skwlenu orz tokoferoli, wśród których dominowły α- i β- tokoferol. Nie stwierdzono sttystycznie istotnego wpływu loklizcji lu roku uprwy n zwrtość tokoferoli w olejch z nsion mrntus. Hsł kluczowe: Amrnthus cruentus, skwlen, tokoferole, nturlne przeciwutlenicze. Key words: Amrnthus cruentus, squlen, tocopherols, nturl ntioxidnts. Ze względu n wlory odżywcze orz wysoką zwrtość skłdników iologicznie ktywnych mrntus jest corz szerzej wykorzystywny do produkcji rtykułów spożywczych. N szczególną uwgę zsługuje olej mrntusowy, którego uniklną cechą jest zwrty we frkcji niezmydljącej skwlen. Włściwości przeciwutlenijące skwlen zwdzięcz swej udowie, w której występuje 6 wiązń podwójnych o konfigurcji trns (1, 2). Związek ten otrzymywny jest głównie z oleju z wątroy rekin. Aspekt ekologiczny, tj. ochron zwierząt morskich, przemwi z wykorzystniem szrłtu jko źródł skwlenu (3, 4). W orgnizmie człowiek skwlen wchodzi w skłd nturlnych lipidów kutikulrnych, chroniących skórę przed dziłniem gresywnych czynników zewnętrznych (2). Stosowny jest jko skłdnik mści frmceutycznych orz kosmetyków (5). Sustncj t wrz z tokotrienolmi wymienin jest jko inhiitor enzymu, który ierze udził w iosyntezie cholesterolu w wątroie, tj. reduktzy HMG-CoA (hydroksymetyloglutrylo koenzymu A) (6, 7). W przyrodzie tokoferole i tokotrienole tworzą grupę ośmiu związków izomerycznych o różnej ktywności

2 640 D. Ogrodowsk i inni Nr 3 iologicznej (8). Tokoferole szczególnie silnie hmują utleninie lipidów głównie przez skuteczną elimincję rodników ndtlenkowych (RO 2 ) znim te zdążą uszkodzić cząsteczki kwsów tłuszczowych lu skłdniki ścin. Aktywność przeciwutlenijąc tych związków zleży m.in. od ich stężeni, skłdu tricylogliceroli w sustrcie, orz oecności sustncji, z którymi mogą one oddziływć synergistycznie lu proutlenijąco (9). Młeck (7) twierdzi, że njskuteczniejsze włściwości przeciwutlenijące wykzują γ- i δ-tokoferol, niezncznie gorsze β-tokoferol, njgorsze α-tokoferol, który to z kolei wykzuje njwiększą ktywność witminową. Prce Leon-Cmcho i współpr. (4) dotyczące związków lipidowych oleju mrntusowego potwierdziły występownie w nim trzech izomerycznych form tokoferoli. Celem prcy yło określenie zwrtości związków iologicznie ktywnych (tokoferole, skwlen), nturlnie występujących w oleju mrntusowym orz ustlenie, w jkim stopniu miejsce uprwy orz wielkość nsion decydują o zwrtości tych skłdników. MATERIAŁ I METODY Do dń użyto nsion Amrntus cruentus odminy Aztek ze ziorów w ltch 2006 i Nsion uprwino n plntcjch zloklizownych w województwch luelskim, młopolskim orz dolnośląskim. Prtie nsion z różnych pól poddno nlizie sitowej n zestwie sit lortoryjnych firmy EKO-LAB. Komplet skłdł się pokrywy, dn orz sit ułożonych jedno n drugim o corz mniejszej średnicy oczek, minowicie: 1,5; 1,4; 1,25; 1,18; 1,0 orz 0,8 mm. Olej z nsion mrntus pozyskiwno techniką tłoczeni n prsie ślimkowej Komet typ CA59G (Niemcy), nstępnie oczyszczno z cząstek stłych n wirówce MLW-T24D firmy Jnetzki (Niemcy). Oznczenie zwrtości skwlenu w oleju przeprowdzono z zstosowniem techniki wysokosprwnej chromtogrfii cieczowej (HPLC) według zmodyfikownej metody opisnej przez Czplickiego i współpr. (10). Anlizę przeprowdzono przy użyciu systemu HPLC serii 1200 firmy Agilent Technologies wyposżonego w detektor fotodiodowy (PDA). Rozdził chromtogrficzny prowdzono n kolumnie LiChrospher RP-18, 250 4,6 mm, 5 m, w temperturze 30ºC. Zstosowno grdient rozpuszczlników: cetonitryl, izopropnol, heksn, przy ntężeniu przepływu fzy ruchomej: 1 ml/min. Detekcję prowdzono przy długości fli 218 nm. Anlizę ilościową przeprowdzono w oprciu o krzywą klircyjną sporządzoną dl stndrdu skwlenu zkupionego w firmie Sigm- Aldrich. Anlizę zwrtości tokoferoli w oleju przeprowdzono z zstosowniem techniki wysokosprwnej chromtogrfii cieczowej (HPLC) wg metody opisnej przez Pterson i Qureshi (11). Anlizę przeprowdzono przy użyciu systemu HPLC serii 1200 firmy Agilent Technologies wyposżonego w detektor fluorescencyjny (FLD). Rozdził chromtogrficzny prowdzono n kolumnie LiChrospher Si 60,5 m,

3 Nr 3 Sustncje iologicznie ktywne w oleju mrntusowym mm 4 mm firmy Merck w temperturze 25ºC. Fzę ruchomą stnowił 0,7 % roztwór izopropnolu w heksnie. Identyfikcję poszczególnych skłdników mieszniny dokonno n podstwie ich czsów retencji. Anlizę ilościową przeprowdzono w oprciu o krzywą klircyjną sporządzoną dl wzorców α-, β-, γ- orz δ-tokoferolu firmy Merck. N podstwie zwrtości poszczególnych form tokoferoli oliczono ich ktywność iologiczną. Zstosowno wzór podny przez Elmdf i Bosse (12): 1 mg -TE = -tokoferol + 0,5 -tokoferolu + 0,25 -tokoferolu + 0,01 -tokoferolu WYNIKI I ICH OMÓWIENIE Bdne nsion mrntus chrkteryzowły się dużą jednorodnością pod względem wielkości nsion. Zdecydown większość podzielon ył między dwie frkcje zerne n sitch o wielkości oczek 1,0 mm x 1,0 mm i 0,8 mm x 0,8 mm. Otrzymno również frkcję stnowiącą odsiew n sicie o średnicy oczek 1,18 mm, jednkże nsion o tych wymirch stnowiły jedynie ułmek procent cłej przesiewnej prtii, z tego powodu wprowdzono je do frkcji nsion o średnicy >1,0 mm. Frkcj stnowiąc przesiew przez sito o oczkch 0,8 mm skłdjąc się głównie z znieczyszczeń użytecznych i nieużytecznych i zostł odrzucon. Zwrtość skwlenu (ryc. 1) w prókch olejów ze ziorów 2007 r. ył zróżnicown. W nsionch nie poddnych frkcjonowniu jego zwrtość wynosił w zleżności od miejsc uprwy od 58,8 mg/g oleju w przypdku nsion uprwinych w okolicch Lulin (prók 5) do 76,7 mg/g w olejch pozysknych z nsion uprwinych w Oleśnicy (prók 4). W oleju pozysknym z nsion frkcjonownych nie zoserwowno wyrźnych zleżności pomiędzy zwrtością tego skłdnik wielkością nlizownych nsion. W oleju pozysknym z nsion frkcji >0,8 i <1,0 mm zwrtość skwlenu whł się od 56,4 mg/g do 76,9 mg/g odpowiednio dl nsion uprwinych w okolicch Lulin (prók 5) i n plntcji w Łziskch (prók 2). Nsion z plntcji w Łziskch chrkteryzowły się jednocześnie njwyższą zwrtością skwlenu we frkcji nsion >1,0 mm, gdzie stwierdzono 77,7 mg tego skłdnik w przeliczeniu n jeden grm oleju. Olej z nsion uprwinych w 2006 roku n plntcji w Nowym Gju (prók 7) chrkteryzowł się niską zwrtością skwlenu. W przypdku nsion niefrkcjonownych jego zwrtość sięgł 59,9 mg/g oleju. Po frkcjonowniu nsion stwierdzono, że we frkcji nsion mniejszych od 1 mm większych niż 0,8 mm zwrtość skwlenu ył njniższ spośród wszystkich dnych próek (55,6 mg/g). W oleju z nsion frkcji >1,0 zwrtość skwlenu sięgł 67,1 mg/g oleju, co stnowi wrtość średnią n tle pozostłych loklizcji. Porównywlne zwrtości skwlenu w oleju z Amrntus cruentus uzyskli Gmel i współpr. (13) 4,9%, orz Leon Cmcho i współpr. (14) 65,6 mg/g.

4 642 D. Ogrodowsk i inni Nr d cd c c c c d d niefrkcjonowne >1.0 <1.0 i >0.8 c cd c d [mg/g oleju] Ryc 1. Zwrtość skwlenu w oleju mrntusowym. Fig. 1. Squlene content of mrnth oil. Wyniki oznczone tą smą literą nie różnią się istotnie n poziomie istotności p<0,05 (test Duncn ). Prók r., Hedów, woj. młopolskie; prók r., Łzisk, woj. luelskie; prók r., Piski, woj. luelskie; prók r., Oleśnic, woj. dolnośląskie; prók r., ok. Lulin, woj. luelskie; prók r., Nowy Gj, woj. luelskie; prók r., Piski Górne, woj. Luelskie. Wśród wielu sustncji występujących w olejch roślinnych niezmiennie duże zinteresownie udzą tokoferole (t. I). Związki te są jednocześnie ich njwżniejszymi i njlepiej poznnymi przeciwutleniczmi (7, 14). W nlizownych wrintch oleju mrntusowego zidentyfikowno α-, β-, γ-, δ- tokoferol, przy czym n podonym poziomie ksztłtowł się zwrtość izomerów α- i β-, nieco mniejsz izomeru δ-, zś njmniejsz γ-tokoferolu. Spośród olejów wytłoczonych z nsion 2007 r., nie poddnych frkcjonowniu, njwiększą ogólną zwrtością tokoferoli chrkteryzowł się prók 6 (1200 mg/kg), z frkcji 0,8-1,0 mm, prók 2 (1281 mg/kg), w olejch frkcji >1,0 mm prók 3 (1172 mg/kg). Oleje z nsion zernych w roku 2006 i przechowywnych przez rok (prók 7) stwierdzono ogólną zwrtość tokoferoli n średnim poziomie w stosunku do nsion uprwinych w roku W zleżności od wielkości nsion wrtości te mieściły się w grnicch 1155 mg/kg (olej z nsion >1,0 mm) do 1246 mg/kg (olej z nsion >0,8 i <1,0 mm). Leon-Cmcho i współpr. (4) djąc olej mrntusowy uzyskli inne wrtości poszczególnych form tokoferolu, minowicie: α-tokoferolu 248 mg/kg, β- 546 mg/kg, δ- 8 mg/kg, ntomist nie stwierdzili oecności γ-tokoferolu.

5 Nr 3 Sustncje iologicznie ktywne w oleju mrntusowym 643 T e l I. Zwrtość tokoferoli w oleju mrntusowym [mg/kg oleju] T l e I. Tocopherols content of mrnth oil [mg/kg of oil] Prók α - tokoferol β - tokoferol γ - tokoferol δ - tokoferol sum tokoferoli Nsion niefrkcjonowne ± 5,5 421 ± 22,9 c 81 ± 8,7 238 ± 7,6 c 1166 ± 44, ± 4,1 398 ± 2,0 97 ± 4,0 263 ± 2, ± 12, ± 2,3 418 ± 11,8 d 89 ± 3,3 c 239 ± 6, ± 23, ± 2,0 428 ± 3,6 c 97 ± 1,9 226 ± 4,1 c 1180 ± 11, ± 3,7 c 413 ± 2,6 88 ± 7,4 c 241 ± 10, ± 24, ± 3,1 c 435 ± 4,6 c 90 ± 1,6 c 228 ± 3,0 c 1200 ± 12, ± 5,8 432 ± 12,6 cd 85 ± 4,9 c 223 ± 22,3 c 1165 ± 45,4 Frkcj nsion > 1,0 mm ± 2,6 417 ± 17,1 90 ± 0,1 247 ± 3, ± 17, ± 1,6 389 ± 3,6 98 ± 1,5 266 ± 5, ± 11, ± 8,2 e 424 ± 6,3 90 ± 1,2 245 ± 5,5 d 1172 ± 21, ± 4,2 c 418 ± 9,7 97 ± 3,4 231 ± 9,4 ce 1141 ± 26, ± 13,8 d 389 ± 7,6 86 ± 5,2 236 ± 5,8 cd 1138 ± 32, ± 0,7 de 410 ± 0,9 89 ± 0,4 223 ± 2,4 e 1144 ± 4, ± 2,6 c 423 ± 11,3 84 ± 5,2 244 ± 6,4 d 1155 ± 25,4 Frkcj nsion > 0,8 mm i <1,0mm ±19,0 445 ± 14,5 89 ± 2,6 246 ± 7, ± 28, ± 7,5 406 ± 2,4 104 ± 3,0 265 ± 5, ± 18,2 c ± 2,0 d 461± 1,9 c 96 ± 1,1 c 255 ± 5, ± 10, ± 2,1 d 425 ± 14,2 d 88 ± 3,8 216 ± 11,6 c 1197 ± 31,8 c ± 2,0 d 442 ± 1,3 97 ± 1,0 c 255 ± 3, ± 7, ± 3,8 c 448 ± 4,0 c 84 ± 1,8 225 ± 2,7 c 1251 ± 12, ± 1,2 d 454 ± 5,0 c 88 ± 3,6 225 ± 13,1 c 1246 ± 20,5 Wyniki oznczone tą smą literą nie różnią się istotnie n poziomie istotności p<0,05 (test Duncn ). Results followed y the sme letter re not significntly different t p<0,05 (Duncn s test). Prók r., Hedów, woj. młopolskie; prók r., Łzisk, woj. luelskie; prók r., Piski, woj. luelskie; prók r., Oleśnic, woj. dolnośląskie; prók r., ok. Lulin, woj. luelskie; prók r., Nowy Gj, woj. luelskie; prók r., Piski Górne, woj. luelskie. Oznczenie zwrtości poszczególnych homologów tokoferoli w dnych prókch oleju mrntusowego posłużyło do oliczeni ich ktywności iologicznej. Z uwgi n njwyższą ktywność iologiczną α-tokoferolu spośród wszystkich form tokoferoli, określnie ktywności iologicznej odnosi się do wyliczeni zwrtości poszczególnych homologów o różnej ktywności witminowej, ich efektywność podje się w ekwiwlentch α-tokoferolu (14). Njwyższe ktywności iologiczne stwierdzono w olejch z frkcji nsion większych (>1,0 mm), njniższe w olejch z frkcji nsion droniejszych (0,8-1,0 mm). W przypdku olejów z nsion 2007 r. niefrkcjonownych njwyższą ktywność iologiczną wyrżoną w mg α-te/kg, stwierdzono w próce 6 (711). W olejch z frkcji nsion 0,8-1,0 mm, również prók 6 odznczł się njwyższą ktywnością iologiczną (762 mg α-te), we frkcji >1,0 mm ył to prók 3 (672 mg α-te). W próce 7 (2006r.) wrtości te wynosiły odpowiednio dl oleju z

6 644 D. Ogrodowsk i inni Nr 3 nsion: niefrkcjonownych 685 mg α-te, frkcji 0,8-1,0 mm 751 mg α-te, orz frkcji >1,0 mm mg α-te. WNIOSKI 1. Amrntus chrkteryzuje się dużą jednorodnością pod względem wielkości nsion ez względu n rok i loklizcję uprwy, 2. Olej mrntusowy jest ogtym źródłem skwlenu orz tokoferoli. 3. Loklizcj uprwy nie wpływ sttystycznie istotnie n zwrtość tokoferoli w olejch z nsion mrntus. 4. Dominującymi tokoferolmi oleju mrntusowego są α- i β- tokoferol. D. Ogr odowsk, S. Czplic ki, R. Z der nowski BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES NATURALLY OCCURRING IN AMARANTH OIL Summr y The serch of new sources of ioctive compounds which cn e used in food supplements is still vlid. Undoutedly interesting mteril in this respect is mrnthus which is rich in ioctive compounds oil otined from their seeds. The im of this study ws to determine the iologiclly ctive compounds (tocopherols nd squlene) nturlly occurring in mrnth oil content. Efforts were lso undertken to estlish the extent the plce of cultivtion nd seed size influence the content of these components. It ws found tht mrnth seeds hve high uniformity regrdless of the yer nd loction of cultivtion. Studies hve shown tht mrnth oil is rich source of squlene nd tocopherols, mong which lph nd et tocopherol were dominnt. There ws no sttisticlly significnt effect of loction or the yer of cultivtion on the content of tocopherols in mrnth oil. PIŚMIENNICTWO 1. Grjet H.: Wrtość odżywcz i wykorzystnie szrłtu. Bromt. Chem. Toksykol., 1997; 30 (1): Rutkowsk J.: Amrnthus roślin przyjzn człowiekowi. Przegl. Piek. Cukier., 2006; 1: Sun H., Wiesenorn D., Tostenson K., Gillespie J., Rys-Durte P.: Frctiontion of Squlene from Amrnth Seed Oil. JAOCS, 1997; 74 (4): León-Cmcho M., Grci- Gonzàlez D. L., Apricio R.: A detiled nd comprehensive study of mrnth (Amrnthus cruentus L.) oil ftty profile. Eur. Food Res. Technol., 2001; 213 (4-5): Piesiewicz H.: Co nieco o skwlenie. Przegl. Piek. Cukier., 2006; 2: Pśko P., Bednrczyk M.: Szrłt (Amrnthus sp.) możliwości wykorzystni w medycynie. Bromt. Chem. Toksykol., 2007; 2: Młeck M.: Skłdniki frkcji nieglicerydowej olejów roślinnych jko przeciwutlenicze. Tłuszcze Jdlne, 1995; 30: Sikorski Z. E. (red.): Chemiczne i funkcjonlne włściwości skłdników żywności. WNT, Wrszw, 1994; Grjek W.: Przeciwutlenicze w żywności spekty zdrowotne, technologiczne, molekulrne i nlityczne. WNT, Wrszw, 2007; Czplicki, S., Zdernowski, R., Ogrodowsk, D.: Tricylglycerols from viper ugloss (Echium vulgre L.) seeds. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 2009; 111: Peterson D.M., Qureshi A.A.: Genotype nd Environment effects on tocols of rley nd ots. Cerel Chem., 1993; 70: Elmdf I., Bosse W: Vitmin E. Wissenschftliche Verlgsgesellschft mh, Stuttgrt Gmel T., H., Mesllm A., S., Dmir A., A., Sheki L., A., Linssen J., P.: Chrcteriztion of mrnth seed oils. J. Food Lipids, 2007; 14: Nogl-Kłuck M., Gogolewski M., Lmprt-Szczp E., Jworek M., Singel A., Szulczewsk A.: Determintion of witmin E ctive compounds s iologicl ntioxidnt occurring in rpeseeds of the selected vrieties. Rośliny Oleiste, 2003; 24 (2): Adres: Olsztyn, Pl. Cieszyński 1.