*Anna Muzykiewicz, Joanna Zielonka-Brzezicka, Adam Klimowicz
Aktywność przeciwutleniająca ekstraktów z wybranych roślin należących do rodziny Rosaceae**
Antioxidant activity of extracts of selected plants belonging to Rosaceae family
Katedra i Zakład Chemii Kosmetycznej, Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie
Kierownik Katedry i Zakładu: prof. dr hab. n. med. Adam Klimowicz
Streszczenie
Wstęp. Rośliny są cennym źródłem związków biologicznie czynnych, w tym przeciwutleniaczy, które wykazują zdolność zapobiegania rozwojowi tzw. stresu oksydacyjnego. Należące do rodziny Rosaceae: Sorbus aucuparia L. oraz Cydonia oblonga Mill. są przykładami roślin zawierających przeciwutleniacze.
Cel pracy. Celem pracy była ocena potencjału przeciwutleniającego ekstraktów z liści i owoców jarzębu pospolitego i pigwy pospolitej z uwzględnieniem wpływu rozpuszczalnika i metody ekstrakcji na badane właściwości uzyskanych ekstraktów.
Materiał i metody. Ekstrakty sporządzono klasycznymi metodami ekstrakcji – poprzez wytrząsanie oraz z wykorzystaniem aparatu Soxhleta. Jako rozpuszczalniki wykorzystano: metanol, aceton oraz 70 i 96% (v/v) etanol. Oceny aktywności przeciwutleniającej dokonano metodami DPPH, FRAP, Folin-Ciocalteu (F-C) oraz ABTS.
Wyniki. Najwyższą aktywnością przeciwutleniającą odznaczały się ekstrakty sporządzone z liści obu roślin. W większości przypadków ekstrakty z jarzębu pospolitego wykazywały wyższy potencjał niż odpowiadające im ekstrakty z pigwy pospolitej. Najskuteczniejszym sposobem ekstrakcji okazał się proces w aparacie Soxhleta z wykorzystaniem metanolu (w przypadku jarzębu i pigwy) oraz 96% (v/v) etanolu (pigwa) i 70% (v/v) etanolu (jarząb). Najwyższe wyniki uzyskano metodą FRAP, natomiast najniższe metodą DPPH.
Wnioski. Przedstawione wyniki analiz in vitro potwierdziły, że ekstrakty z liści oraz owoców wybranych roślin należących do rodziny Rosaceae charakteryzują się aktywnością przeciwutleniającą i mogą zostać wykorzystane w różnych dziedzinach przemysłu.
Summary
Introduction. Plants are a valuable source of biologically active compounds, including antioxidants, which could prevent the development of oxidative stress. The members of Rosaceae family such as Sorbus aucuparia L. and Cydonia oblonga Mill. are the examples of plants contained antioxidants.
Aim. The aim of the study was to evaluate the antioxidant potential of leaves and fruits extracts of rowan and quince, taking into account influence of the extrahent as well as extraction method on this activity.
Material and methods. The extracts were obtained by classic extraction methods – shaking and extraction in Soxhlet apparatus. Methanol, acetone as well as 70 and 96% (v/v) ethanol were used as solvents. Antioxidant activity was estimated by DPPH, FRAP, Folin-Ciocalteu (F-C) and ABTS methods.
Results. The highest antioxidant activity was found in leaf extracts of both plants. In most cases, rowan extracts showed higher potential than appropriate extracts of quince. The most effective extraction method was extraction in Soxhlet apparatus using methanol (in case of rowan and quince) as well as 96% (v/v) ethanol (quince) and 70% (v/v) ethanol (rowan). The highest results were obtained with FRAP method, whereas the lowest – with DPPH.
Conclusions. The presented in vitro results confirmed, that the leaves and fruits extracts of selected plants belonging to the Rosaceae family showed antioxidant activity and could be applied in various industry branches.
Wprowadzenie
Rośliny towarzyszą człowiekowi od zarania dziejów, bowiem już ludzie pierwotni wykorzystywali je jako pożywienie. Najstarsze zachowane zapiski o stosowaniu roślin w ziołolecznictwie pochodzą z ok. 3000 roku p.n.e. i opisują zwyczaje ludów Mezopotamii. Z czasem postęp naukowy doprowadził do rozwoju przemysłu chemicznego, który pozwolił na syntezę leków, w wyniku czego lecznicze znaczenie roślin uległo marginalizacji. Wraz z rozwojem produkcji preparatów syntetycznych zaczęto obserwować coraz więcej działań niepożądanych związanych z ich stosowaniem, co spowodowało, że obecnie obserwujemy powrót do naturalnych środków leczniczych (1). Bogactwo związków biologicznie czynnych, takich jak: flawonoidy, glikozydy, garbniki, śluzy, alkaloidy, pektyny, gorycze, sole mineralne, witaminy oraz olejki eteryczne, sprawia, że rośliny wykorzystywane są nie tylko w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, ale również coraz częściej są składnikami kosmetyków.
W opinii wielu badaczy prawidłowo skomponowane mieszanki świeżych bądź suszonych ziół, stosowane zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie, mogą zapobiegać rozwojowi wielu chorób, działać przeciwbakteryjnie, wspomagać odnowę organizmu oraz pracę wielu układów, m.in. nerwowego, krążenia, oddechowego czy pokarmowego (2). Na szczególną uwagę zasługują przeciwutleniające właściwości roślin. Stres oksydacyjny, wywołany nadmierną ilością wolnych rodników w organizmie, przyczynia się do rozwoju wielu chorób, m.in. nowotworów, chorób neurodegeneracyjnych, chorób układu sercowo-naczyniowego oraz narządu wzroku, jak również zaburzeń metabolicznych (np. cukrzyca, miażdżyca) i ich powikłań (3, 4). Ponadto zjawisko to jest jedną z przyczyn starzenia się organizmu (5). W piśmiennictwie można znaleźć wiele doniesień o korzystnym wpływie przeciwutleniaczy zawartych m.in. w pożywieniu (6), preparatach kosmetycznych (7) oraz wyrobach farmaceutycznych (8).
Cennym źródłem związków biologicznie aktywnych, w tym składników o potencjale przeciwutleniającym, są rośliny należące do rodziny różowatych (Rosaceae), która obejmuje ok. 3000 gatunków roślin okrytozalążkowych (drzew i krzewów), bardzo ważnych z punktu gospodarczego, ze względu na częste ich wykorzystanie w celach farmaceutycznych, spożywczych oraz kosmetycznych (9-11). Przedstawicielami tej rodziny są jarząb pospolity (Sorbus aucuparia L.) oraz pigwa pospolita (Cydonia oblonga Mill.). Rośliny te, występujące pospolicie na terenie naszego kraju, są bogate m.in. w związki o potencjale przeciwutleniającym (3, 12).
Cel pracy
Celem pracy była ocena potencjału przeciwutleniającego ekstraktów z liści oraz owoców dojrzałych jarzębu pospolitego i pigwy pospolitej, które pozyskano klasycznymi metodami ekstrakcji – z wykorzystaniem wytrząsania oraz w aparacie Soxhleta. Analizie poddano wpływ metody ekstrakcji, rodzaj zastosowanego rozpuszczalnika i surowca oraz metody oceny aktywności przeciwutleniającej na badaną aktywność uzyskanych ekstraktów.
Materiał i metody
Odczynniki użyte do badań pochodziły z firm: Sigma Aldrich, USA: 2,2-difenylo-1-pikrylohydrazyl (DPPH), kwas 6-hydroksy-2,5,7,8-tetrametylochromano-2-karboksylowy (troloks), 2,4,6-tripirydylo-S-triazyna (TPTZ), kwas 2,2-azyno-bis(etylobenzotiazolino-6-sulfonowy) (ABTS); Merck Darmstadt, Niemcy: chlorek żelaza(III) heksahydrat, odczynnik Folin-Ciocalteu; Chempur, Piekary Śląskie, Polska: węglan sodu bezwodny, kwas solny 36%, octan sodu bezwodny, potasu nadsiarczan, metanol, aceton oraz kwas octowy 99,5%, wszystkie o czystości cz.d.a. oraz Linegal Chemicals, Polska: alkohol etylowy skażony izopropanolem.
Surowiec rośliny wykorzystywany w procesie ekstrakcji stanowiły liście oraz owoce dojrzałe (miąższ i skórka) jarzębu pospolitego oraz pigwy pospolitej, które zebrano na terenie Świnoujścia (woj. zachodniopomorskie). Zbioru liści jarzębu dokonano w czerwcu, a owoców we wrześniu 2016 roku, natomiast liści pigwy w czerwcu, a owoców w listopadzie 2015 roku. Świeży surowiec poddawano ekstrakcji w aparacie Soxhleta oraz wytrząsaniu. W przypadku pierwszej metody, ekstrakcję prowadzono do momentu 5-krotnego obiegu rozpuszczalnika przez ekstraktor, natomiast proces wytrząsania kontynuowano przez 4 godziny, przy częstotliwości 400 obrotów/min (wytrząsarka SK-O330-PRO, Chemland). Jako rozpuszczalniki wykorzystano: 96 i 70% (v/v) etanol (EtOH), 99,85% (v/v) metanol (MeOH) oraz aceton.
Otrzymane 5% ekstrakty poddawano ocenie aktywności przeciwutleniającej z wykorzystaniem metod DPPH, FRAP, ABTS oraz Folin-Ciocalteu (F-C) według schematu opisanego w poprzednich pracach (3, 13, 14). W przypadku wszystkich metod wyniki wyrażano w postaci równoważników troloksu [mg troloksu/g surowca] (średnia arytmetyczna wyliczona z trzech niezależnych pomiarów ± odchylenie standardowe – SD). Oceny statystycznej dokonano przy użyciu programu Statistica 12 (StatSoft, Polska), wykorzystując jednoczynnikową analizę wariancji ANOVA (poziom istotności p = 0,05). Różnice międzygrupowe, osobno dla ekstraktów z jarzębu i pigwy, oceniono testem Tuckeya (n = 3), dzieląc uzyskane wyniki na grupy pod względem metody oceny aktywności przeciwutleniającej (DPPH, FRAP, F-C, ABTS) oraz surowca poddawanego ekstrakcji (liść i owoc). Ponadto, obliczono współczynniki korelacji Pearsona (r) pomiędzy wynikami uzyskanymi różnymi metodami dla ekstraktów z poszczególnych surowców roślinnych. Dodatkowo, oceniono istotność statystyczną różnic pomiędzy aktywnością przeciwutleniającą ekstraktów z liści i owoców obu roślin, z wykorzystaniem testu Wilcoxona, przyjmując poziom istotności p = 0,05 (program Prostat 5.5. – Poly Software International Inc., USA).
Wyniki
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Dyduch J. Historia zielarstwa w Polsce. Nauk Przyr 2014; 4(6):5-10.
2. Kozak M, Sobczak P, Żukiewicz-Sobczak W. Health properties of selected herbal plants. Health Probl Civil 2016; 10(2):64-70.
3. Muzykiewicz A, Zielonka-Brzezicka J, Klimowicz A i wsp. Jarząb pospolity (Sorbus aucuparia L.) jako źródło składników o potencjalnym działaniu antyoksydacyjnym – porównanie właściwości przeciwutleniających ekstraktów z liści, kwiatów i owoców. Probl Hig Epidemiol 2017; 98:125-32.
4. Poprac P, Jomova K, Simunkova M i wsp. Targeting free radicals in oxidative stress-related human diseases. Trends Pharmacol Sci 2017; 38:592-607.
5. Guillaumet-Adkins A, Yañez Y, Peris-Diaz MD i wsp. Epigenetics and oxidative stress in aging. Oxid Med Cell Longev 2017; 2017:9175806.
6. Kim K, Vance TM, Chun OK. Greater total antioxidant capacity from diet and supplements is associated with a less atherogenic blood profile in US adults. Nutrients 2016; 8(1):pii: E15.
7. Kerscher M, Buntrock H. Cosmetics and cosmeceuticals. W: Andrè P, Haneke E, Marini L i wsp. (red.): Cosmetic Medicine and Surgery. CRC Press, London 2017:77-89.
8. Kim S, Song Y, Lee JE i wsp. Total antioxidant capacity from dietary supplement decreases the likelihood of having metabolic syndrome in Korean adults. Nutrients 2017; 9(10):pii: E1055.
9. Ekin HN, Gokbulut A, Aydin ZU i wsp. Insight into anticholinesterase and antioxidant potential of thirty-four Rosaceae samples and phenolic characterization of the active extracts by HPLC. Ind Crops Prod 2016; 91:104-13.
10. Cendrowski A, Kalisz S, Mitek M. Właściwości i zastosowanie owoców róży w przetwórstwie spożywczym. Żywn Nauka Technol Jakość 2012; 4(83):24-31.
11. Możdżeń K, Barabasz-Krasny B, Szymacha K i wsp. Rośliny wykorzystywane w maskach kosmetycznych. Pol J Cosmetol 2016; 19:372-9.
12. Sadeghpour O, Aliasl F, Toliyat T i wsp. Medicinal properties of Cydonia oblonga Mill. fruit (pulp and peel) in Iranian traditional medicine and modern phytotherapy. Trad Integr Med 2016; 1(3):122-8.
13. Zielonka-Brzezicka J, Nowak A, Zielińska M, Klimowicz A. Porównanie właściwości przeciwutleniających wybranych części maliny właściwej (Rubus idaeus) i jeżyny europejskiej (Rubus fruticosus). Pomeranian J Life Sci 2016; 62(4):52-9.
14. Nowak A, Zielonka-Brzezicka J, Pechaiko D i wsp. Ocena właściwości antyoksydacyjnych liści Ginkgo biloba L. po zakończeniu wegetacji. Pomeranian J Life Sci 2017; 63(1):24-30.
15. Sieniawska E. Losy roślinnych antyoksydantów w organizmie ludzkim. Post Fitoter 2012; 13:55-8.
16. Ozsoy N, Yilmaz-Ozden T, Serbetci T i wsp. Antioxidant, anti-inflammatory, acetylcholinesterase and thioredoxin reductase inhibitory activities of nine selected Turkish medicinal plants. Indian J Tradit Know 2017; 16:553-61.
17. Šavikin KP, Zdunić GM, Krstić-Milošević DB i wsp. Sorbus aucuparia and Sorbus aria as a source of antioxidant phenolics, tocopherols and pigments. Chem Biodiv 2017; 14(12):e1700329.
18. Mikulic-Petkovsek M, Krska B, Kiprovski B i wsp. Bioactive components and antioxidant capacity of fruits from nine Sorbus genotypes. J Food Sci 2017; 82:647-58.
19. Wojtowicz E, Krupska A, Zawirska-Wojtasiak R. Antioxidant activity and free radicals of roasted herbal materials. Herba Pol 2017; 63(2):34-41.
20. Aladedunye F, Matthäus B. Phenolic extracts from Sorbus aucuparia (L.) and Malus baccata (L.) berries: antioxidant activity and performance in rapeseed oil during frying and storage. Food Chem 2014; 159:273-81.
21. Fomenko SE, Kushnerova NF, Sprygin VG i wsp. Chemical composition and biological action of rowanberry extract. Russ J Bioorg Chem 2016; 42:764-9.
22. Costa RM, Magalhães AS, Pereira JA i wsp. Evaluation of free radical-scavenging and antihemolytic activities of quince (Cydonia oblonga) leaf: a comparative study with green tea (Camellia sinensis). Food Chem Toxicol 2009; 47:860-5.
23. Oliveira AP, Pereira JA, Andrade PB i wsp. Phenolic profile of Cydonia oblonga Miller leaves. J Agric Food Chem 2007; 55:7926-30.
24. Ashraf MU, Muhammad G, Hussain MA i wsp. Cydonia oblonga M., A medicinal plant rich in phytonutrients for pharmaceuticals. Front Pharmacol 2016; 7:163.
25. Benzarti S, Hamdi H, Lahmayer I i wsp. Total phenolic compounds and antioxidant potential of quince (Cydonia oblonga Miller) leaf methanol extract. Int J Innov Appl Stud 2015; 13:518-26.
26. Legua P, Serrano M, Melgarejo P i wsp. Quality parameters, biocompounds and antioxidant activity in fruits of nine quince (Cydonia oblonga Miller) accessions. Sci Hort 2013; 154:61-5.
27. Murugan R, Parimelazhagan T. Comparative evaluation of different extraction methods for antioxidant and anti-inflammatory properties from Osbeckia parvifolia Arn. – an in vitro approach. J King Saud Univ Sci 2014; 26:267-75.
28. Dhanani T, Shah S, Gajbhiye NA i wsp. Effect of extraction methods on yield, phytochemical constituents and antioxidant activity of Withania somnifera. Arab J Chem 2017; 10:1193-9.
29. Saeed N, Khan MR, Shabbir M. Antioxidant activity, total phenolic and total flavonoid contents of whole plant extracts Torilis leptophylla L. BMC Complement Altern Med 2012; 12:221.
30. Kobus-Cisowska J, Flaczyk E, Siger A i wsp. Wpływ warunków ekstrakcji na wydajność i skład wybranych ekstraktów z liści zielonych i żółtych miłorzębu dwuklapowego. Nauka Przyr Technol 2015; 9(1):1-15.
31. Lou SN, Hsu YS, Ho C. Flavonoid compositions and antioxidant activity of calamondin extracts prepared using different solvents. J Food Drug Anal 2014; 22:290-5.
32. Matysiak M, Gaweł-Bęben K, Rybczyńska K i wsp. Porównanie wybranych właściwości biologicznych czosnku (Allium sativum L.) pochodzącego z Polski i Chin. Żywn Nauka Technol Jakość 2015; 2(99):160-9.
33. Apak R, Gorinstein S, Böhm V i wsp. Methods of measurement and evaluation of natural antioxidant capacity/activity (IUPAC Technical Report). Pure Appl Chem 2013; 85:957-98.
