PORUBČANOVÁ, V. Kiválasztott biológiailag aktív anyagok tartalma a Stevia cukorban. Brno: Brünni Műszaki Egyetem, Kémiai Kar, 2013. 47 p. Témavezető RNDr. Milena Vespalcová, Ph.D. NYILATKOZAT Nyilatkozom, hogy az alapszakdolgozatot önállóan készítettem el, és az összes felhasznált irodalmi forrást helyesen és teljes mértékben megemlítettem. Tartalmát tekintve az alapszakdolgozat a Brünni Műszaki Egyetem Vegyészkarának tulajdonát képezi, és kereskedelmi célokra csak az alapszakdolgozat témavezetője és az FCH dékánjának beleegyezésével használható fel. hallgató aláírása KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Szeretném megköszönni témavezetőmnek RNDr. Milena Vespalcova, Ph.D. lehetővé téve egy engem érdeklő téma kidolgozását, de szakmai útmutatásért, konzultációkért és az időért, amelyet a munka során nekem adott. 4
4.1 A teljes fenoltartalom meghatározása az idő függvényében. 30 4.2 A teljes fenoltartalom meghatározása a víz hőmérsékletétől függően. 30 4.3 A fenolos anyagok teljes tartalmának meghatározása hosszabb kimosódási időszak után. 31 4.4 Fenolos anyagok meghatározása különböző minták kivonataiban. 32 5 KÖVETKEZTETÉS. 34 6 FELHASZNÁLT FORRÁSOK JEGYZÉKE. 35 7 A FELHASZNÁLT RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE. 38 8 MELLÉKLETEK FELSOROLÁSA. 39 9 MELLÉKLETEK. 40 6
Alapvető szteviol gerinc 7. táblázat: A glikozidok szerkezete és édessége a sztíviában [4,6,7] R1 R2 vegyület Összefoglaló képlet Édesség Steviol HHC 20 H 30 O 3 Steviol biosid H β-glu-β-glu (2 1) C 38 H 60 O 18 100 125 Steviosid β-glu β-glu-β-glu (2 1) C 32 H 50 O 13 250 300 Rebaudioside A β-glu β-glu-β-glu (2 1) C 44 H 70 O 23 350 450 β-glu (3 1) Rebaudioside BH β-glu-β-glu (2 1) C 38 H 60 O 18 300 350 β-glu (3 1) Rebaudioside C β-glu β-glu-α-ram ( 2 1) C 44 H 70 O 2 50 120 β-glu (3 1) Rebaudioside D D β-glu-β-glu (2 1) β-glu-β-glu (2 1) C 50 H 80 O 28 200 300 β- glu (3 1) Rebaudioside E β-glu-β-glu (2 1) β-glu-β-glu (2 1) C 44 H 70 O 23 250 300 Rebaudioside F β-glu β-glu-β- xil (2 1) C 43 H 68 O 22 β-glu (3 1) Dulcoside A β-glu β-glu-α-ram (2 1) C 38 H 60 O 17 100 125 Magyarázatok: Glu glükóz, Ram ramnóz, Xil-xilóz A növénynek a gyökér kivételével egyes részeinek édes íze van, de a diterpén-glikozidok tartalma nem azonos. Leginkább levelekben találhatók, ennek köszönhetően főleg a növény ezen részét használják kivonatok előállítására. 14
5. ábra: A flavan [14] fenolsavak szerkezete Ezen savak szerkezete egy benzolmagból áll, amelyhez hidroxil- és karboxilcsoportok kapcsolódnak. [9] Koffeinsav Általános képlete C 9 H 8 O 4, szisztematikus neve 3,4-dihidroxi-fenil-prop-3-én-sav. A fahéjsav egyik hidroxi-származéka. [9] Klorogénsav Ez egy koffeinsav-észter, amelynek szisztematikus neve 3 - [(3,4-dihidroxi-cinnamoil) -oxi] -1,4,5-trihidroxi-ciklohexán-1-karbonsav. Általános képlete: C 16 H 18 O 9. [9] Egyéb fenolos anyagok a stevia-ban A már említett fenolok és polifenolok mellett a stevia kvercetint, epikatechint, avicularulart, guayaverint, kvercitrint, apigenin-4-O-glükozidot, luteolinot hagy maga után. - 7-oglükozid, kvercetin-3-o-glükozid, kámfor-3-o-ramnozid és metoxilezett kentaureidin. [9,14] 2.2.8 Szterebinek és egyéb kémiai vegyületek A szterebinek a bisznorditerpenoidok csoportjába tartoznak, amelyek felépítését és alapvető fizikai-kémiai tulajdonságait Oshima és munkatársai 1986-ban és 1988-ban írták le. 17.
6. ábra: Az AH szterebinek szerkezeti képletei [9] Az édes stevia egyéb azonosított anyagai: sigmasterol, β-szitoszterin, β-amirin-acetát, austroinulin, 6-O-acetylaustroinulin, 7-O-acetylaustroinulin, lupeol trieszterek, pigmentek, növényi íny, illékony olajkomponensek és szervetlen anyagok. [9,15] 2.3 A stevia hatása az emberi egészségre Különböző tudományos vizsgálatok igazolják a stevia emberi egészségre gyakorolt jótékony hatásait. Bizonyos esetekben enyhíthet vagy akár kezelhet bizonyos egészségügyi problémákat. A szteviol-glikozidok természetes adaptogén anyagok, így segítik a testet a nem megfelelő környezeti körülményekhez, például sugárzáshoz, nehézfémekhez és mérgező vegyületekhez való alkalmazkodásban. Ezeket a tulajdonságokat Japánban alkalmazták először 2 atombomba ledobása után, másodszor pedig egy ukrajnai atomerőmű robbanása után. [16] 18
A hőmérséklet további emelkedése a steviosid bomlásáig kezdett bomlani, amíg teljesen el nem bomlik 200 ° C-on. A steviosid fokozatos bomlását a 4. ábra mutatja. Mivel a steviosid instabil magas hőmérsékleten, a pékségben nem ajánlott stevia-édesítőszert használni . [19] 7. ábra: A szteviozid bomlás hőmérséklettől való függőségének grafikonja. [19] 2.4.2. Édesítőszer stabilitása különböző pH-n és különböző hőmérsékleten. Steviosid vizes oldatát, amelynek koncentrációja 0,5 gl -1, 60 ° C hőmérsékleten teszteltük. és 80 ° C-on 1-2 órán át a ph 1-10 tartományban. A steviosid 2-10 pH-jú vizes oldatban, amelyet 60 ° C-on 2 órán át temperálunk, gyakorlatilag nem bomlik. A hőmérséklet 80 ° C-ra történő emelése után a szteviozid 5% -a 2 és 10 pH-értéken elbomlik. Nagyon savas környezetben (ph 1) a steviosid gyorsan, teljesen lebomlik, ha 80 ° C-on 2 órán át inkubáljuk. A kapott bomlástermékek szteviolbiozid és glükóz, mivel a hasadás a szteviozid C 19 észterkötésénél történik. [8] 8. ábra: A szteviozid mennyisége különböző pH-n, hőmérsékleten és időben [19] 22
3.3.5 A teljes fenoltartalom meghatározása Az egyes kivonatok minden egyes meghatározását három csőben végeztük, amelyekbe 6 ml vizet, 0,5 ml Folin-Ciocalteu reagenst és 0,1 ml megfelelő kivonatot pipettáztunk. A csövek tartalmát keverés után 5 percig állni hagytuk. Ezt követően 1,5 ml 20% -os nátrium-karbonát-oldatot adunk hozzá, és az oldatokat keverjük. 2 óra múlva megmérjük az abszorbanciát 765 nm-en. [13] 29
4 EREDMÉNYEK ÉS MEGBESZÉLÉS A [13.] cikkben leírt módszert alkalmazták a stevia édesség kivonatokban található fenolos anyagok teljes tartalmának meghatározására. 4.1. A fenolos anyagok teljes tartalmának meghatározása az idő függvényében Ehhez a meghatározáshoz a 2. sz. 1. A fenolos anyagok koncentrációját gallinsav-ekvivalensben fejezik ki mg/stevia levélben. 9. táblázat: A fenolos anyagok meghatározásának eredményei az idő függvényében t [min] 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 1. ábra: A fenolok mennyisége az idő függvényében A stevia levelek kivonatában a fenolok tartalma 20 percen át kimosódott. Ez idő után a fenolos anyagok mennyisége nem nőtt jelentősen. Ezért más vizsgálatokban 20 percet alkalmaztunk standard extrakciós időként. 4.2 A fenolos anyagok teljes tartalmának meghatározása a víz hőmérsékletétől függően. 2 (finomra tört levelek) és kivonat sz. 3 (levelek porrá zúzva). 30
10. táblázat: A fenolos anyagtartalom meghatározásának eredményei a víz hőmérsékletének függvényében [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 2. grafikon: A fenolok mennyisége a víz hőmérsékletétől függően A stevia levelek kivonatában a fenolok tartalma a levelek kivonásakor növekvő vízhőmérséklet mellett nőtt. 60 C feletti vízhőmérséklet mellett a fenolanyag-tartalom nem nőtt jelentősen, ezért az extrakcióhoz ideális vízhőmérséklet 60 C-nak tekinthető. A zúzott levelek porrá mosásával sokkal több fenolos anyag szabadul fel az extraktumban, de jelentősebb ízváltozáshoz a teát ajánljuk. Csak finomra aprított leveleket használjon. 4.3. A fenolos anyagok teljes tartalmának meghatározása hosszabb kimosódási időszak után Ehhez a meghatározáshoz a 2. sz. A vizsgálatot kétszer is elvégeztük, hogy ellenőrizzük az eredmények pontosságát. 11. táblázat: A fenolos anyagtartalom meghatározásának eredményei hosszabb kimosódási hőmérsékleti hőmérséklet [C] után 10 23 40 60 80 100 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
3. ábra: A fenolok mennyisége az elhúzódó extrakciós idő függvényében 2,5 órán keresztül kezdetben a kivonatban a kilúgozás során a fenolok tartalma enyhén, de idővel jelentősen megnőtt. Ezeknek a meghatározott anyagoknak a maximális lehetséges tartalmát 2,5 órás kimosás után érték el. Úgy tűnik, hogy ez a jelenség összefügg azzal a ténnyel, hogy egyes fenolos anyagokat, mint például az epikatechint, a gallokatechin-gallátot és az epikatechin-gallátot csak hosszú idő után vonják ki. Az analitok mennyiségének későbbi csökkenését a fenolos anyagok oxidációja és bomlása okozta [25]. A leveleket összezúzták a kezekben, így az összetört részek nem voltak egyformák. Számú kivonatban. 4 kisebb töredékek voltak, amelyek ebben a kivonatban magasabb fenoltartalmú anyagként nyilvánultak meg. 4.4 A fenolos anyagok meghatározása különféle minták kivonataiban A kivonáshoz 2010, 2012-es száraz stevia levelek és friss levelek (6-9. Kivonatok) mintákat használtunk. Az extraktumok elkészítésének eljárását a 3.3.4. Fejezet ismerteti. 12. táblázat: A fenolos anyagok meghatározásának eredményei a különböző minták kivonataiban. 6 7 8 9 c [mg g -1] 469,12 367,30 45,83 6,77 32
4. ábra: A fenolos anyagok mennyisége a különböző minták kivonataiban A 8. és 9. (friss levelek) esetében sokkal kevesebb volt a fenolos anyag, mint a száraz levélkivonatokban. Ennek fő oka, hogy a friss levelek tömegének 70-90% -a víz. Azáltal, hogy a friss leveleket apró darabokra szaggatja, csak néhány sejt sejtfala károsodik, így nem minden fenolos anyag szabadul fel a kivonatban. A fagyás hatékonyabban károsította a sejtfalakat, ezért a kivonat nem. 8 több meghatározandó anyagot tartalmazott. A növényekben a fenolos anyagok tartalma azért különbözik, mert nemcsak a növény típusától, hanem a termesztés módjától is függ. 33
7 FELHASZNÁLT RÖVIDÍTÉSEK FELSOROLÁSA A - FAO abszorbancia (Élelmezési és mezőgazdasági szervezet) - Élelmezési és mezőgazdasági szervezet hm. - JECFA (FAO/WHO élelmiszer-adalékanyagok vegyes szakértői bizottsága) - JECFA (FAO/WHO vegyes élelmiszer-adalékanyagok szakértői bizottsága). - Kollektív RNS (Ribonukleinsav) - Ribonukleinsav USA (Amerikai Egyesült Államok) - Egyesült Államok UV (ultraibolya sugárzás) - ultraibolya sugárzás VIS (látható sugárzás) - látható fény WHO (Egészségügyi Világszervezet) - Egészségügyi Világszervezet 38
8 MELLÉKLETEK FELSOROLÁSA Melléklet sz. 1. ábra: A galluszsav kalibrációs függősége 2: Néhány sztíviás élelmiszeripari termék 3: Szteviol-glikozidok asztali édesítőszer formájában 4. melléklet: Jóváhagyott élelmiszer-adalékanyagok és felhasználási feltételek 39 élelmiszer-kategóriában
9 FÜGGELÉKEK 1. számú függelék: Grafikon kalcinsav-függősége c [mg l -1] A 50 0,086 100 0,133 150 0,223 300 0,441 450 0,651 650 0,936 40
2. melléklet: Egyes sztíviás élelmiszerek [26,27] 41
Számú melléklet 3: szteviol-glikozidok asztali édesítőszer formájában 42