Joanna Newerli-Guz, Maja Pych Akademia Morska w Gdyni WŁAŚCIWOŚCI PRZECIWUTLENIAJĄCE IMBIRU (ZINGIBER OFFICINALE ROSCOE) Właściwości przyprawowe imbiru i jego działanie lecznicze są znane od lat. Istotne wydają się też być jego właściwości przeciwutleniające. Celem pracy była ocena potencjału oksydacyjnego imbiru (Zingiber officinale Roscoe), dostępnego na rynku Trójmiasta, metodą Folina-Ciocalteau oraz określenie jego aktywności przeciwutleniającej z wykorzystaniem DPPH. Dodatkowo oznaczono w badanych próbkach imbiru zawartość kwasu askorbinowego. WSTĘP Przyprawy korzenne są obecne w kuchni polskiej od dawna. Jedną z lepiej rozpoznawanych obecnie przypraw korzennych jest imbir lekarski (Zingiber officinale Roscoe) z rodziny imbirowatych Zingiberaceae. Jest on szczególnie popularny jako dodatek do sushi i wielu potraw kuchni indyjskiej i tajskiej. Imbir to roślina przyprawowa niewydająca owoców, rozmnażana przez podział kłączy. Przyprawę stanowią zgrubiałe, mięsiste kłącza, nieraz powyginanie i rozgałęzione. Niektóre z nich mogą przechodzić stopniowo w korzeń. Imbir uprawiany jest głównie w Chinach, Japonii i Indiach. Jego uprawy można również znaleźć w południowej oraz zachodniej Afryce, na Haiti, Barbados, Tajwanie oraz w Australii [3, 9, 15]. 1. IMBIR JAKO PRZYPRAWA Na rynku imbir występuje jako surowiec w postaci surowej, jako przyprawa suszona i rozdrobniona, popularny jest również imbir marynowany, wykorzystywany do sushi, kandyzowany i w postaci konfitur jedno- i wieloskładnikowych. Surowy imbir stanowi beżowo-szare nieokorowane kłącze w kawałkach. Przekrój surowca jest bladożółty, ziarnisty, mączysty oraz włóknisty wskutek obecności pęków włókien łykowych. Zapach kłączy imbiru jest silny, aromatyczny, smak silnie palący, korzenny [6, 9].
J. Newerli-Guz, M. Pych, Właściwości przeciwutleniające imbiru (Zingiber officinale Roscoe) 29 Do najważniejszych gatunków handlowych imbiru należą: imbir jamajski gatunek najwyższej jakości, kłącze oskrobane ze wszystkich stron, niepoddane wapnowaniu ani bieleniu, imbir malabarski dobrej jakości, oskrobany ze wszystkich stron, niekiedy po usunięciu tylko najbardziej zewnętrznej warstwy korka, imbir zachodnioafrykański o jakości najniższej, nieoskrobany, niewapnowany, ciemno zabarwiony (najbardziej ostry w smaku), imbir chiński do handlu trafia zakonserwowany w syropie lub powleczony lukrem [9]. Najwyżej ceniony jest bardzo aromatyczny i słodkawy imbir z Jamajki [16]. Jako przyprawa jest on szczególnie wykorzystywany w kuchniach Wschodu. 2. IMBIR JAKO LEK Imbir jest również bardzo cennym surowcem używanym w medycynie konwencjonalnej i ziołolecznictwie. Bardzo długo uważano, że imbir należy do środków silnie pobudzających i rozgrzewających, a w mniejszych dawkach do wzmacniania żołądka i poprawiania trawienia i w takich celach go stosowano. W latach 60. XX wieku podkreślano głównie jego właściwości przyprawowe. W ostatnim dwudziestoleciu kłącze imbiru zostało na nowo odkryte jako cenny lek o wielokierunkowym działaniu. Imbir działa przeciwzapalnie, stosowany jest przy zapaleniu stawów, zapaleniu oskrzeli, działa żółciopędne oraz pobudza motorykę przewodu pokarmowego. Działa profilaktyczne w chorobie lokomocyjnej (w Polsce preparaty Avioplant, Lokomotiv). Łagodzi nudności, przeciwdziała mdłościom po narkozie i chemioterapii. Działa przeciwbólowo, przeciwmigrenowo, przeciwwirusowo, przeciwbakteryjne i przeciwgrzybiczo. Reguluje i obniża poziom cholesterolu we krwi, zmniejsza oksydacje frakcji LDL i wynikające z tego działanie przeciwmiażdżycowe. W kosmetykach wykorzystuje się głównie jego działanie przeciwzmarszczkowe [4]. 3. SUBSTANCJE BIOLOGICZNIE CZYNNE IMBIRU Kłącze imbiru znane jest pod wieloma nazwami potocznymi, stosowanymi w innych krajach. Są to m.in. ada, adrak, african ginger, ajenjibre, ata-le jinja, gengibre, ginger root, ingwer, kan chiang, shengiang, zingibil [8]. Imbir zawiera wiele substancji biologicznie czynnych determinujących jego właściwości przeciwutleniające. Miarą wartości przyprawowej imbiru jest zawartość olejku eterycznego i gingerolu. Kłącze imbiru zawiera około 1 do 3% olejku eterycznego i od 4 do 7,5% oleożywicy. Skład olejku jest zróżnicowany w zależności
30 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 73, wrzesień 2012 od pochodzenia surowca; stałe są jednak podstawowe komponenty odpowiedzialne za aromat, do których należą węglowodory seskwiterpenowe, takie jak zingiberen, kurkumen, b-bisabolen [8]. Obecne są także aldehydy, alkohole i węglowodory monoterpenowe: cytral (formy cis i trans), a- i b-felandren, limonen, linalol, kamfen, a- i b-pinen. Za główny nośnik zapachu uważany jest zingiberol będący mieszaniną izomerów cis i trans b-eudesmolu. Głównymi składnikami aktywnymi biologicznie wśród ostrych substancji nielotnych są gingerole (odpowiedzialne za charakterystyczny smak imbiru) połączenia typu złożonych pochodnych fenylopropanu zidentyfikowane jako 1-(3 -metoksy-4 -hydroksyfenyl)-5-hydroksyalkan-3-ony. Podczas przeróbki i przechowywania kłącza powstają produkty dehydratacji gingeroli shogaole [4, 14]. Celem pracy była ocena potencjału oksydacyjnego imbiru metodą Folina- -Ciocalteau, określenie jego zdolności do zmiatania rodnika DPPH oraz dodatkowo określenie zawartości kwasu askorbinowego, który według innych autorów [10] może wpływać istotnie na ogólną zawartość polifenoli, a także na właściwości antyoksydacyjne wielu ziół i przypraw. 4. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Badaniom poddano osiem próbek ogółem, pięć rodzajów imbiru mielonego różnych marek (Prymat, Rol-tom, Kotǎnyi, Appetita, Kamis), zakupionych w sklepach na terenie Trójmiasta, dwie próbki pochodzące wprost z portu oraz jedną próbkę imbiru świeżego. Próbki pobrano zgodnie z PN-ISO 948 [11]. Oznaczono całkowitą zawartość polifenoli (TP) metodą Folina-Ciocalteau (F- C) z modyfikacjami [2]. Do 0,5 cm 3 roztworu wodnego imbiru, dodano 2,5 cm 3 0,2 N odczynnika F-C, odstawiono na 5 minut, następnie dodano 2 cm 3 75 g/l węglanu sodu. Próby badane inkubowano przez 120 minut w temperaturze 25 C, po czym zmierzono absorbancję przy długości fali λ = 760 nm wobec próby zerowej. Ogólną zawartość polifenoli określono jako liczbę równoważników kwasu gallusowego (mg GAE/g produktu). Aktywność przeciwutleniającą oznaczono przy użyciu odczynnika DPPH (2,2-difenylo-1-pikrylohydrazyl). Do 1 cm 3 wodnego roztworu imbiru dodano 2 cm 3 roztworu DPPH. Po 60-minutowej inkubacji bez dostępu światła mierzono ich absorbancję przy długości fali 517 nm. Próbkę kontrolną stanowił roztwór DPPH z wodą destylowaną. Wyniki oznaczenia przedstawiono jako % zmiatania wolnych rodników obliczony według następującego równania: aktywność zmiatania DPPH [%] = (1 (abs. próbki/abs. DPPH)) 100% W celu wykazania wpływu producenta imbiru na ogólną zawartość polifenoli przeprowadzono jednoczynnikową analizę wariancji ANOVA. Hipotezy statystyczne zweryfikowano na poziomie α = 0,05.
J. Newerli-Guz, M. Pych, Właściwości przeciwutleniające imbiru (Zingiber officinale Roscoe) 31 Zawartość witaminy C oznaczono metodą miareczkową Tillmansa [12] i obliczono współczynnik korelacji pomiędzy zawartością witaminy C a aktywnością antyutleniajacą wobec DPPH. Do obliczeń statystycznych wykorzystano program Statistica 10.0 firmy Statsoft. 5. WYNIKI BADAŃ Uzyskane wyniki badań przedstawiono w tabeli 1. Wszystkie badane próbki imbiru charakteryzowały się wysoką zdolnością zmiatania stabilnych rodników DPPH, średnio na poziomie 54,37%. Najsilniejsze właściwości antyoksydacyjne do dezaktywacji rodników DPPH wykazał imbir Port 2 79,16%. Najmniejszą imbir firmy Kamis 34,8%. Dla porównania zdolność przeciwutleniająca imbiru świeżego była na poziomie 40,88%. Jest to wynik bardzo zbliżony do wyniku Shobana [13], który określił zdolność przeciwutleniającą świeżego imbiru na poziomie 41%. Gdy porówna się jednak ten wynik z danymi zawartymi w literaturze przedmiotu dotyczącymi innych przypraw korzennych, okazuje się, że nie jest to poziom zbyt wysoki [5, 13]. Całkowita zawartość polifenoli i aktywność antyoksydacyjna imbiru [oprac. własne] Total polyphenols content and antioxidant activity of ginger Producent/pochodzenie n TP mg GAE/g AA DPPH [%] Prymat 3 12,81 ±0,57 40,31 Rol-tom 3 11,97 ±0,24 46,98 Kotanyi 3 14,18 ±0,68 49,15 Appetita 3 15,37 ±0,55 54,21 Kamis 3 15,29 ±1,25 34,83 Port 1 3 17,92 ±0,68 75,99 Port 2 3 12,85 ±0,60 79,16 Imbir świeży 3 2,12 ±0,98 40,88 Tabela 1 Zawartość polifenoli ogółem przeliczona na mg GAE/g wynosiła średnio 14,34 mg. Najwyższą zawartością charakteryzowała się próbka Port 1 średnio 17,92 mg, najniższą zaś imbir Rol-tom 11,97 mg GAE/g. Oznaczona zawartość polifenoli w imbirze surowym była najniższa i wynosiła 2,12 mg GAE/g. Zawartość polifenoli ogółem w imbirze oznaczona przez innych autorów jest bardzo zróżnicowana. Zawartość polifenoli ogółem oznaczona przez Hinneburg [7] wynosiła 23,5 mg GAE/g. Isabele [10] oznaczyła w imbirze świeżym zawartość polifenoli na poziomie 1,45 mg GAE/g. Różnice w zawartości polifenoli oraz aktywności antyutleniającej wynikają przede wszystkim z cech surowca wyjściowego. Wpływ na te parametry mogą mieć również procesy przetwarzania i przechowywania (szczególnie biorąc pod uwagę dla przypraw 24-miesięczny termin przydatności do spożycia).
32 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI, nr 73, wrzesień 2012 Główną wadą oznaczenia zawartości polifenoli z wykorzystaniem odczynnika F-C jest jego niska specyficzność. Odczynnik F-C reaguje nie tylko z polifenolami, ale również z innymi składnikami, m.in. witaminą C, która daje z nim charakterystyczne zabarwienie, zwiększając przez to wynik analizy zawartości związków polifenolowych [1]. Kwas askorbinowy, znany powszechnie jako witamina C, jest związkiem o silnych właściwościach przeciwutleniających. Oznaczone w badanym imbirze zawartości witaminy C (tab. 2) były na wyższym poziomie i wynosiły od 3,72 mg/100 g dla imbiru Kotanyi do 10,20 mg/100 g dla imbiru Port 1 oraz 14,73 mg/100 g dla imbiru świeżego. Oznaczona przez Isabele [11] zawartość witaminy C wynosiła 1,09 mg/100 g. Średnia zawartość witaminy C w imbirze [oprac. własne] The average content of vitamin C in ginger Firma n Wit.C [mg/100 g] Prymat 3 6,89±0,09 Rol-tom 3 5,67±0,22 Kotanyi 3 3,72±0,10 Appetita 3 8,39±0,18 Kamis 3 5,67±0,22 Port 1 3 10,20±0,32 Port 2 3 6,85±0,05 Imbir świeży 3 14,73±0,23 Tabela 2 WNIOSKI 1. Uzyskane dla imbiru suszonego i świeżego wyniki badań potwierdzają jego właściwości przeciwutleniające. 2. Zdolność przeciwutleniająca analizowanych próbek imbiru oznaczona z wykorzystaniem odczynnika DPPH była w przedziale 34,83 79,16%. 3. Przeprowadzona analiza wariancji ANOVA wykazała statystycznie istotny wpływ producenta imbiru na ogólną zawartość polifenoli w badanych próbkach (F = 16,45105, p = 0,000832). 4. Wysokimi parametrami, świadczącymi o zdolnościach przeciwutleniających imbiru, zarówno ogólną zawartością polifenoli (17,92 mg GAE/g), jak i zdolnością zmiatania wolnych rodników na poziomie 75,99%, charakteryzowała się próbka Port 1. 5. Zawartość witaminy C w badanych próbkach imbiru była zróżnicowana. 6. Nie znaleziono istotnej statystycznie różnicy pomiędzy zawartością witaminy C a aktywnością antyoksydacyjną mierzoną wobec DPPH (r = 0,3).
J. Newerli-Guz, M. Pych, Właściwości przeciwutleniające imbiru (Zingiber officinale Roscoe) 33 LITERATURA 1. Alvarez-Suarez J., Tulipani S., Romandini S., Vidal A., Battino M., Methodological aspects about determination of phenolic compounds and in vitro evaluation of antioxidant capacity in the honey: Review, Current Analytical Chemistry, 2009, no. 5, 4, s. 293 302. 2. Amin I., Norazaidah Y., Emmy Hainida K.I., Antioxidant activity and phenolic content of raw and blanched Amaranthus species, Food Chemistry, 2006, no. 94, s. 47 52. 3. Amsel J.I., Przyprawy korzenne, Videograf II, 2007. 4. Cisowski W., Kowalczyk A., Jamontt J., Kłącze imbiru zastosowanie lecznicze oraz składniki czynne, Borgis, Postępy Fitoterapii, 2004, nr 2, s. 71 76. 5. Drużyńska B., Wojda M., Antioxidant Properties of Acetone Extracts From Selected Fresh and Dried Spices, Polish Journal of food and Nutrition Sciences, 2007, no. 57, s. 47 51. 6. Drygas A., Śniegocki L., Towaroznawstwo zielarskie i środków leczniczych, Państwowe Wydawnictwa Szkolnictwa Zawodowego, Warszawa 1971. 7. Hinneburg J., Dorman H.J.D., Hiltunen R., Antioxidant activities of extracts from selected culinary herbs and spices, Food Chemistry, 2006, no. 97, s. 122 129. 8. Mahady G.B. i inni, WHO monographs on selected medicinal plants. Vol. I. Rhizoma Zingiberis, WHO 1999. 9. Melchior H., Kastner H., Przyprawy. Badania botaniczne i chemiczne, Wydawnictwa Naukowo- -Techniczne, Warszawa 1978. 10. Mia Isabele, Bee Lan Lee i inni, Antioxidant activity and profiles of common vegetables in Singapore, Food Chemistry, 2010, no. 120, s. 993 1003. 11. PN-ISO 948 Przyprawy pobieranie próbek. 12. PN-90/A-75101/11 Oznaczanie zawartości witaminy C. 13. Shobana S., Akhilender Naidu K., Antioxidant activity of selected Indian spices, Prostaglandins, Leukotrienes and Essential Fatty Acids, 2000, no. 62, 2, s. 107 110. 14. Suhaj M., Spice antioxidants isolation and their antiradical activity: a review, Journal of Food Composition and Analysis, 2006, no. 19, s. 531 537. 15. Wiśniewski M., Używki i przyprawy, Zakład Wydawnictw CRS, 1968. Strony internetowe: 16. http://www.panacea.pl/articles.php?id=2402 [17.01.2011] ANTIOXIDANT PROPERTIES OF GINGER (ZINGIBER OFFICINALE ROSCOE) Summary Spices properties and medicinal effects of ginger have been known for years. Also important seem to be its antioxidant properties. The aim of this study was to assess the oxidant potential of ginger (Zingiber officinale Roscoe) available on the Tricity market using the Folin-Ciocalteau method and determination of its antioxidant activity using DPPH. Additionally the ascorbic acid content was determined in investigated samples.