Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.

Methodenartikel

Eine verallgemeinerte Methode zur Bestimmung der frei löslichen Phenolsäurezusammensetzung und der antioxidativen Kapazität von Getreide und Hülsenfrüchten

7.7K Aufrufe

⸱

DOI:

10.3791/62467

⸱

10. Juni 2022

 ,  , 

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Phenolsäuren sind wichtige sekundäre Pflanzenstoffe, die in Vollkornprodukten vorhanden sind. Sie besitzen bioaktive Eigenschaften wie antioxidative Schutzfunktionen. Diese Arbeit zielte darauf ab, über eine verallgemeinerte Methode zur HPLC-Identifizierung, zur Schätzung des Gesamtphenolgehalts und zur Bestimmung der antioxidativen Kapazität von Phenolsäuren in Getreide und Hülsenfrüchten zu berichten.

Zusammenfassung

Phenolsäuren sind eine Klasse organischer Verbindungen, die sowohl eine phenolische Gruppe als auch eine Carbongruppe tragen. Sie kommen in Körnern und Konzentrat in der Kleie von Getreide oder Samenschale von Hülsenfrüchten vor. Sie besitzen antioxidative Eigenschaften, die in den letzten Jahren viel Forschungsinteresse an ihren potenziellen antioxidativen schützenden Gesundheitsfunktionen geweckt haben. Diese Arbeit stellt eine verallgemeinerte Methode zur Extraktion von frei löslichen Phenolsäuren aus Vollkornprodukten und zur Analyse ihrer antioxidativen Kapazität vor. Es wurden fünf Vollkornproben verwendet, die aus zwei Getreidearten (Weizen und gelber Mais) und drei Hülsenfrüchten (Kuhbohnen, Kidneybohnen und Sojabohnen) bestanden. Die Körner wurden zu Mehl gemahlen und ihre frei löslichen Phenolsäuren mit wässrigem Methanol extrahiert. Die Verbindungen wurden dann mit einem Hochdruck-Flüssigkeitschromatographen (HPLC) identifiziert. Die Folin-Ciocalteu-Methode wurde verwendet, um ihren Gesamtphenolgehalt zu bestimmen, während ihre antioxidativen Kapazitäten unter Verwendung der DPPH-Radikalfängerkapazität, der Trolox-äquivalenten antioxidativen Kapazität (TEAC) und der Sauerstoffradikalabsorptionskapazität (ORAC) bestimmt wurden. Zu den identifizierten Phenolsäuren gehörten Vanill-, Kaffee-, p-Cumarsäure und Ferulasäure. Vanillinsäure wurde nur in Kuhbohnen identifiziert, während Kaffeesäure nur in Kidneybohnen identifiziert wurde. p-Coumarsäure wurde in gelbem Mais, Kuhbohnen und Sojabohnen identifiziert, während Ferulasäure in allen Proben identifiziert wurde. Ferulasäure war die vorherrschende Phenolsäure, die identifiziert wurde. Die Gesamtkonzentration der Phenolsäuren in den Proben nahm in der folgenden Reihenfolge ab: Sojabohnen > Kuhbohnenbohnen > gelber Mais = Kidneybohnen > Weizen. Die gesamte antioxidative Kapazität (Summe der Werte von DPPH-, TEAC- und ORAC-Assays) nahm wie folgt ab: Sojabohnen > Kidneybohnen > gelber Mais = Kuhbohnenbohnen > Weizen. Diese Studie kam zu dem Schluss, dass HPLC-Analysen sowie DPPH-, TEAC- und ORAC-Assays nützliche Informationen über die Phenolsäurezusammensetzung und die antioxidativen Eigenschaften von Vollkornprodukten liefern.

Einleitung

Phenolsäuren gehören zu den wichtigsten Phytochemikalien, die in Pflanzen untersucht werden, da sie eine wichtige Rolle bei der Pflanzenabwehr gegen Pflanzenfresser und Pilzinfektionen spielen und die strukturelle Unterstützung und Integrität im Pflanzengewebeaufrechterhalten werden 1,2. Sie sind reichlich in der Kleie von Getreide und Samenmantel von Hülsenfrüchten3. Strukturell werden sie in zwei Gruppen unterteilt: die Hydroxybenzoesäuren (Abbildung 1) und die Hydroxyzimtsäuren (Abbildung 2). Die üblichen Hydroxybenzoesäuren....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

1. Art der Proben

  1. Verwenden Sie für diese Studie fünf Vollkornproben, bestehend aus zwei Getreidearten (z. B. Hartweizen und gelber Mais) und drei Hülsenfrüchten (z. B. Blackeye-Kuhbohnen, Sojabohnen und rote Kidneybohnen).
  2. Mahlen Sie 50 g jedes Getreides in dreifacher Vervielfältigung mit einer Kaffeemühle zu Mehl und führen Sie sie durch ein 500 μm großes Sieb.
  3. Lagern Sie sie bei -20 °C.

2. Probenvorbereitung

  1. Bestimmung des Trockensubstanzgehalts und Angabe der Trockengewichtsbasis
    HINWEIS: Bestimmen Sie den Trockensubstanzgehalt jeder pul....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

Tabelle 2 zeigt die Phenolsäuren, die in den Getreide- und Hülsenfrüchtekörnern identifiziert wurden. Basierend auf den verfügbaren authentischen Standards wurden vier Phenolsäuren in den Proben identifiziert, und sie sind: Vanillsäure, Kaffeesäure, p-Cumarin und Ferulasäure. Vanillsäure ist eine Hydroxybenzoesäure, während die anderen drei Hydroxyzimtsäuren sind. Vanillinsäure wurde nur in der Blackeye-Kuhbohnenbohne identifiziert, während Kaffeesäure nur in der Kidneybohne identifiziert wurde........

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

Die Vollkornprodukte wurden als repräsentative Getreidekörner und Hülsenfrüchte ausgewählt, die weltweit breite Lebensmittelanwendungen finden. Während Variationen zwischen den Sorten jedes Korns bestehen können, lag der Schwerpunkt dieser Studie auf der Demonstration einer verallgemeinerten Methode zur freien Phenolsäureextraktion und -analyse für Vollkornprodukte. Die Extraktionsmethode wurde modifiziert, indem die Mengen an Proben und Lösungsmitteln erheblich reduziert wurden, um die Menge an Chemikalien zu reduzieren.......

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.

Danksagungen

Die Autoren danken den Autoren für die technische Unterstützung von Frau Alison Ser und Frau Hannah Oduro-Obeng sowie für die Videobearbeitungsunterstützung durch Frau Janice Fajardo und Herrn Miguel del Rosario.

....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
15 mL Falcon konische ZentrifugenröhrchenFisher Scientific05-527-90
2 mL Braunglas ID Surestop FläschchenThermo ScientificC5000-2W
2 mL Braune MikrozentrifugenröhrchenVWR20170-084
2,2′-Azobis(2-amidinopropan) dihydrochlorid (AAPH)Sigma-Aldrich440914-100G
2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonsäure (ABTS) (C18H18N4O6S4) ≥ 98%,Sigma AldrichA1888-2G
2,2-Diphenyl-1pikrylhydrazyl (DPPH) (C18H12N5O6)Sigma AldrichD913-2
6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carbonsäure (Trolox) (C14H<>sub18O4), ≥ 98%Fluka Chemika56510
9 mm Autosampler Fläschchen SchraubverschlusskappenThermo Scientific60180-670
96-Well-Platten mit flachem BodenFisher Scientific12565501
Agilent BioTek ELx800 Mikroplatten-ReaderFisher ScientificBT-ELX800NB
Agilent BioTek Precision 2000 96/384 Automatisiertes Mikrotiterplatten-PipettiersystemFisher Scientific N/A
Agilent BioTek FLx800 Mikrotiterplatten-Fluoreszenz-ReaderFisherScientific N/A
Analysenwaage SI-114Denver InstrumentSI-114.1
Autosampler, Waters 717 PlusWatersWAT078900
BD 3 mL Spritze Luer-Lok TipBD309657
Bransonic Ultraschallreiniger, Branson 5510Millipore SigmaZ245143
Corning LSE Vortex MischerCorning6775
Durapore Filter (0,45 &Mikro; m PVDF-Membran)Merck Millipore LtdHVLP04700 
Durapore Membranfilter (0,45 &Mikro; m HV)Merck Millipore LtdHVHP04700
Eppendorf Research  plus, 0,5-10 &Mikro; LEppendorf3123000020
Eppendorf Research  plus, 0,5-5 mLEppendorf3123000071
Eppendorf Research  plus, 100-1000 µ LEppendorf3123000063
Eppendorf Research  Plus, 10-100 &Mikro; LEppendorf3123000047
Ethylacetat, HPLC-QualitätFisher ChemicalE195-4
FerulasäurestandardSigma Aldrich128708-5G
FluoresceinFisher ScientificAC119245000
Folin & Ciocalteu Phenol ReagenzSigma AldrichF9252
Ameisensäure, 99%Acros Organics, Janssen Pharmaceuticalaan 3a27048-0010
Gallussäure StandardSigmaG7384
Hochleistungsflüssigkeitschromatograph (HPLC), Wasser 2695Wasser960402
Methanol, HPLC-QualitätFisher ChemicalA452-4
Mikro-Pipettenspitzen, 0,5-10 & Mikro; LFisherbrand21-197-2F
Mikrozentrifuge Sorvall Legend Micro 21 ZentrifugeThermo Scientific75002435
Mehrkanal-Mikropipette, Proline Plus, 30-300 & Mikro; LSartorius728240
Photodioden-Array-Detektor, Wasser 2996Wasser720000350DE
, 1000 & Mikro; LVWR83007-382
Pipettenspitzen, 1-5 mLVWR82018-840
Kaliumpersulfat (K2S2O8), ≥ 99,0%Sigma Aldrich216224-100G
Kaliumphosphat zweibasisch wasserfrei (K2HPO4)Fisher ScientificP288-500
Kaliumphosphat monobasisch (KH2PO4)Fisher ScientificP285-500
PYREX 250 mL Kurzhals-Siedekolben, Corning4321-250
Umkehrphasen-C18-Analysesäule mit rundem Boden (100 x 3 mm) Accucore aQThermo Scientific17326-103030
Roto-Verdampfer, IKA RV 10IKAnbsp;
Natriumcarbonat (NaCO3) wasserfreiFisher ChemicalS263-1
Natriumchlorid (NaCl)Mallinckrodt AR®7581
Natriumphosphat zweibasisch wasserfrei (Na2HPO4)Fisher ScientificBP332-500
Natriumphosphat monobasisch wasserfrei (NaH2PO4)Fisher BioreagenzienBP329-500
Standardisierung Pipettenspitzen 0-200µ LFisherbrand02-681-134
Spritzengetriebene Filtereinheit (0,22 &Mikro; m)  Millex®-GVSLGVR04NL
Target Mikro-Serts Fläschcheneinsatz (400 & Mikro; L)Thermo ScientificC4011-631
Reinstwasser (Direct Q-3 UV-System mit Pumpe)MilliporeZRQSVP030
Pipettenspitzen0010005185

Referenzen

  1. Huitu, O., et al. Silicon, endophytes and secondary metabolites as grass defenses against mammalian herbivores. Frontiers in Plant Science. 5, 478(2014).
  2. Joshi, J. R., Burdman, S., Lipsky, A., Yariv, S., Yedidia, I.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Weitere Artikel entdecken

VollkornprodukteGetreideHülsenfrüchteHPLC-AnalyseDPPH-AssayTrolox-ÄquivalentORAC-Assayfreie lösliche PhenoleGesamtphenolgehalt