ПОРУБЧАНОВА, В. Вміст вибраних біологічно активних речовин у цукрі Стевії. Брно: Технологічний університет Брно, хімічний факультет, 2013. 47 с. Науковий керівник RNDr. Мілена Веспалкова, доктор філософії. ДЕКЛАРАЦІЯ Я заявляю, що я підготувала бакалаврську дисертацію самостійно, і що я правильно та повністю цитувала всі використані літературні джерела. За змістом бакалаврська робота є власністю хімічного факультету Технологічного університету Брно і може використовуватися в комерційних цілях лише за згодою керівника дипломної роботи бакалавра та декана FCH, АЛЕ. підпис студента ПОДЯКИ Я хотів би подякувати своєму керівнику RNDr. Мілена Веспалкова, к.т.н. для сприяння розробці теми, яка мене цікавить, а також для професійного керівництва, консультацій та часу, який вона приділяла мені протягом роботи. 4
4.1 Визначення загального вмісту фенолу у залежності від часу. 30 4.2 Визначення загального вмісту фенолу в залежності від температури води. 30 4.3 Визначення загального вмісту фенольних речовин після більш тривалого періоду вилуговування. 31 4.4 Визначення фенольних речовин у екстрактах з різних зразків. 32 5 ВИСНОВОК. 34 6 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ. 35 7 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ СКОРОЧЕНЬ. 38 8 СПИСОК ДОДАТКІВ. 39 9 ДОДАТКИ. 40 6
Основний скелет стевіолу Таблиця 7: Будова та солодкість глікозидів у стевії [4,6,7] З’єднання R1 R2 Зведена формула Солодкість Стевіол HHC 20 H 30 O 3 Біозид стевіолу H β-глю-β-глю (2 1) C 38 H 60 O 18 100125 Стевіозид β-глю β-глю-β-глю (2 1) C 32 H 50 O 13 250 300 Ребаудіозид A β-глю β-глю-β-глю (2 1) C 44 H 70 O 23 350 450 β-глю (3 1) Ребаудіозид BH β-глю-β-глю (2 1) C 38 H 60 O 18 300 350 β-глю (3 1) Ребаудіозид C β-глю β-глю-α-баран ( 2 1) C 44 H 70 O 2 50 120 β-глю (3 1) Ребаудіозид D β-глю-β-глю (2 1) β-глю-β-глю (2 1) C 50 H 80 O 28 200 300 β- глю (3 1) Ребаудіозид E β-глю-β-глю (2 1) β-глю-β-глю (2 1) C 44 H 70 O 23 250 300 Ребаудіозид F β-глю β-глю-β- ксил (2 1) C 43 H 68 O 22 β-глю (3 1) Дулкозид A β-глю β-глю-α-баран (2 1) C 38 H 60 O 17 100 125 Пояснення: Глюкоза глюкози, Ram Ramnose, Ксилоксилоза Частини рослини, крім кореня, мають солодкуватий смак, але вміст глікозидів дитерпену в них неоднаковий. В основному вони містяться в листі, завдяки чому переважно ця частина рослини використовується для виробництва екстрактів. 14
Рисунок 5: Будова флавану [14] Фенольні кислоти Структура цих кислот складається з бензольного ядра, до якого приєднані гідроксильна та карбоксильна групи. [9] Кавова кислота Загальною формулою є C 9 H 8 O 4, а систематичною назвою є 3,4-дигідроксифенілпроп-3-еноева кислота. Це одне з гідроксипохідних коричної кислоти. [9] Хлорогенова кислота Це ефір кавової кислоти із систематичною назвою 3 - [(3,4-дигідроксицинамоїл) окси] -1,4,5-тригідроксициклогексан-1-карбонова кислота. Загальна формула - C 16 H 18 O 9. [9] Інші фенольні речовини у стевії Окрім уже згаданих фенолів та поліфенолів, стевія містить кверцетин, епікатехін, авікуларуляр, гуаяверин, кверцитрин, апігенін-4-О-глюкозид, лютеолін - 7-оглюкозид, кверцетин-3-о-глюкозид, камфора-3-о-рамнозид та метоксильований кентауреїдин. [9,14] 2.2.8 Стеребіни та інші хімічні сполуки Стеребіни належать до групи біснордітерпеноїдів, будова та основні фізико-хімічні властивості яких були описані Осімою та його колегами в 1986 та 1988 рр. Серебіни A-H виявлені в стевії. 17
Рисунок 6: Структурні формули стеробінів АГ [9] Іншими ідентифікованими речовинами в солодкій стевії є: сигмастерол, β-ситостерин, β-амірину ацетат, австроінулін, 6-О-ацетилаустроїнулін, 7-О-ацетилаустроїнулін, люпеол-тристери, пігменти, рослинні ясен, леткі компоненти олії та неорганічні речовини. [9,15] 2.3 Вплив стевії на здоров’я людини Різні наукові дослідження підтверджують сприятливий вплив стевії на здоров’я людини. У деяких випадках це може полегшити або навіть вилікувати деякі проблеми зі здоров’ям. Глікозиди стевіолу є природним адаптогеном, таким чином допомагаючи організму адаптуватися до невідповідних умов навколишнього середовища, таких як радіація, важкі метали та токсичні сполуки. Ці властивості вперше були використані в Японії після скидання 2 атомних бомб та вдруге після вибуху атомної електростанції в Україні. [16] 18
температура 120 С. Подальше підвищення температури почало розкладати стевіозид до повного його розкладання при 200 С. Поступове розкладання стевіозиду показано на малюнку 4. Оскільки стевіозид нестійкий при високих температурах, використання підсолоджувача стевії в хлібобулочних виробах не рекомендується . [19] Рисунок 7: Графік залежності розкладання стевіозиду від температури [19] 2.4.2 Стабільність підсолоджувача при різному рН та різній температурі Водний розчин стевіозиду з концентрацією 0,5 гл -1 при 60 та 80 С протягом 1 до 2 годин у межах ph 1-10. Стевіозид у водному розчині з рН 2-10, загартований при 60 ° С протягом 2 годин, практично не розкладається. Після підвищення температури до 80 ° C 5% стевіозиду розкладається при рН 2 і 10. У дуже кислому середовищі (ph 1) стевіозид швидко руйнується до повного, коли інкубується при 80 ° C протягом 2 годин. У результаті продуктами розпаду є стевіолбіозид та глюкоза, оскільки розщеплення відбувається при ефірному зв’язку С 19 стевіозиду. [8] Рисунок 8: Кількість стевіозиду при різних значеннях рН, температури та часу [19] 22
3.3.5 Визначення загального вмісту фенолу Кожне визначення окремих екстрактів проводили у трьох пробірках, в які піпетували 6 мл води, 0,5 мл реагенту Фолін-Ціокальтеу та 0,1 мл відповідного екстракту. Вмісту пробірок давали постояти протягом 5 хвилин після перемішування. Потім додавали 1,5 мл 20% розчину карбонату натрію і розчини перемішували. Через 2 години вимірювали поглинання при 765 нм. [13] 29
4 РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ Метод, описаний у статті [13], використовувався для визначення загального вмісту фенольних речовин у екстрактах солодощів із стевії. 4.1 Визначення загального вмісту фенольних речовин у залежності від часу Для цього визначення витяг No. 1. Концентрація фенольних речовин виражається в еквіваленті галової кислоти в мг на г листя стевії. Таблиця 9: Результати визначення фенольних речовин у залежності від часу t [хв] 5 10 15 20 25 30 35 40 c 1 [mg g -1] 271,07 327,56 406,36 464,93 471,21 479,58 477, 79 480,97 Графік 1: Кількість фенольних речовин у залежності від часу Вміст фенолів у екстракті з листя стевії збільшувався протягом 20 хвилин вилуговування. Після цього часу кількість фенольних речовин суттєво не зросла. Тому 20 хвилин використовували як стандартний час екстракції в інших аналізах. 4.2 Визначення загального вмісту фенольних речовин залежно від температури води Екстракт № 2 (дрібно подрібнене листя) і екстракт № 3 (листя подрібнені в порошок). 30
Таблиця 10: Результати визначення вмісту фенольної речовини в залежності від температури води [C] 10 23 40 60 80 100 c 2 [mg g -1] 467,72 510,96 566,75 638,57 655,31 654,61 c 3 [mg g -1] 488,64 622,61 672,77 754,51 755,38 783,20 Графік 2: Кількість фенольних речовин залежно від температури води Вміст фенольних речовин в екстракті листя стевії збільшувався із збільшенням температури води, в якій екстрагували листя. При температурі води вище 60 С вміст фенольних речовин не суттєво підвищився, тому ідеальною температурою води для вилучення можна вважати 60 С. Вилуговуючи подрібнене листя в порошок, багато більше фенольних речовин виділяється в екстракт, але завдяки для більш суттєвих змін смаку рекомендується до чаю, використовувати листя лише дрібно подрібнені. 4.3 Визначення загального вмісту фенольних речовин після більш тривалого періоду вилуговування. Для цього визначення екстрактів немає. 4 і 5. Аналіз також проводили 2 рази, щоб перевірити точність результатів. Таблиця 11: Результати визначення вмісту фенольної речовини після більш тривалого часу вилуговування [C] 10 23 40 60 80100 c 4 [mg g -1] 467,72 510,96 566,75 638,57 655,31 654,61 c 5 [mg g -1] 488,64 622,61 672,77 754,51 755,38 783,20 31
Графік 3: Кількість фенольних речовин залежно від тривалого часу екстракції Протягом 2,5 годин спочатку спостерігалося незначне, але з часом значне збільшення вмісту фенольних речовин у екстракті під час вилуговування. Максимально можливий вміст цих визначених речовин був досягнутий відразу після 2,5 годин вилуговування. Здається, це явище пов’язане з тим, що деякі фенольні речовини, такі як епікатехін, галокатехінгалат та епікатехінгалат, видобуваються лише через тривалий час. Подальше зменшення кількості аналітів відбулося внаслідок окислення та розкладання фенольних речовин [25]. Листя подрібнювали в руках, тому подрібнені частини були не однакового розміру. У витягу № 4 були менші фрагменти, що виявилося як більший вміст фенольних речовин у цьому екстракті. 4.4 Визначення фенольних речовин у екстрактах з різних зразків Для екстракції використовували зразки сухого листя стевії 2010, 2012 років та свіжого листя (екстракти № 6-9). Процедура приготування екстрактів описана в главі 3.3.4. Таблиця 12: Результати визначення фенольних речовин у екстрактах з різних зразків екстракт № 6 7 8 9 с [мг г -1] 469,12 367,30 45,83 6,77 32
Графік 4: Кількість фенольних речовин у екстрактах з різних зразків. 8 та 9 (свіже листя) фенольних речовин було набагато менше, ніж у сухих екстрактах листя. Основна причина полягає в тому, що 70-90% ваги свіжого листя - це вода. Розриваючи свіже листя на дрібні шматочки, клітинна стінка лише деяких клітин пошкоджується, так що не всі фенольні речовини потрапляють в екстракт. Заморожування призвело до більш ефективного пошкодження клітинних стінок, тому екстракт ні. 8 містив більше речовин, які слід визначити. Вміст фенольних речовин у рослинах відрізняється, оскільки це залежить не тільки від виду рослини, але і від способу її вирощування. 33
7 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ СКОРОЧЕНЬ A - Абсорбція ФАО (Організація продовольства та сільського господарства) - Організація продовольства та сільського господарства hm. - JECFA (Спільний комітет експертів ФАО/ВООЗ з харчових добавок) - JECFA (Спільний комітет експертів ФАО/ВООЗ з харчових добавок). - колективна РНК (рибонуклеїнова кислота) - рибонуклеїнова кислота США (Сполучені Штати Америки) - УФ США (ультрафіолетове випромінювання) - ультрафіолетове випромінювання VIS (видиме випромінювання) - видиме світло ВООЗ (Всесвітня організація охорони здоров’я) - Всесвітня організація охорони здоров’я 38
8 СПИСОК ДОДАТКІВ Додаток No. 1: Графік Калібрувальна залежність галової кислоти Додаток No. 2: Деякі харчові продукти зі стевією Додаток No. 3: Глікозиди стевіолу у вигляді настільного підсолоджувача Додаток 4: Схвалені харчові добавки та умови їх використання в харчових категоріях 39
9 ДОДАТКИ Додаток № 1: Графік Калібрувальна залежність галової кислоти c [мг л -1] A 50 0,086 100 0,133 150 0,223 300 0,441 450 0,651 650 0,936 40
Додаток 2: Деякі харчові продукти зі стевією [26,27] 41
Додаток No 3: Глікозиди стевіолу у вигляді настільного підсолоджувача 42