Az összes polifenoltartalom, antioxidáns kapacitás és az antibakteriális hatás összefüggései több összetevőjű gyümölcs-zöldség instant italporokban

Az összes polifenoltartalom, antioxidáns kapacitás és az antibakteriális hatás összefüggései több összetevőjű gyümölcs-zöldség instant italporokban

Ádám Papp1, Mónika Kovács1, Éva Stefanovits-Bányai1, Anna Mária Nagy2

1 Szent István Egyetem, Táplálkozástudományi Kar, Élelmiszerminőségi és biztonsági Intézet, Alkalmazott kémia szak

H-1118 Budapest, Villányi út 29-43, Hungary,

2Holi-Medic Kft, Hungary

e-mail: holimedic@gmail.com

 

Összefoglaló

A kereskedelmi forgalomban kapható, polifenolos komponensekben gazdag zöldség-gyümölcs lésűrítményekből vákuumszárítással előállított FlaViva Flavurin és FlaViva FlavoFERR instant italporok és ezek egyes összetevőinek összes polifenoltartalmát és antioxidáns kapacitását vizsgáltuk spektrofotomeriás módszerrel. Emellett megvizsgáltuk mindkét készítmény antibakteriális hatását Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli baktérium törzseken.

A mikrobiológiai mérések azt igazolták, hogy a FlaViva FlavUrin instant italpor a antibakteriális hatása szignifikánsan nagyobb volt, mint a Vasgyúróé, mindhárom baktérium esetében. A 2 élelmiszerkoncentrátum – FRAP-módszerrel történt – antioxidáns kapacitás vizsgálata azt igazolta, hogy az antibakteriális hatás nem áll összefüggésben a készítmények vastartalmával, ugyanis a redukált organikus vasban gazdag Vagyúró antioxidáns kapacitása 13,77-szer nagyobb volt, mint a FlavUrin esetében. A 2 élelmiszerkoncentrátum összes polifenoltartalma nem különbözött szignifikáns mértékben, ezért önmagában ez a tényező sem eredményezhette a szignifikáns antibakterális hatást, hanem egyéb – jelen kísérletünkben nem vizsgált – bioaktív komponenseknek köszönhető. Ugyanakkor a 2 késztmény összetevőinek (ingredients) összes polifenoltartalom (TPC) mérései során igen jelentős különbségeket észleltünk: kiemelkedő TPC értékeket mértünk a csak FlavUrinban jelen lévő csipkebogyó és a tőzegáfonya esetében, valamint a mindkét készítményben egyaránt benne lévő fekete ribizli, feketebodzabogyó és feketeáfonya esetében is, de ezek egyenkénti, közvetlen antibakteriális hatásait és a TPC értékeikkel való korrelációját jelen kísérletünkben nem vizsgáltuk.

A funkcionális élelmiszerek, élelmiszerkoncetrátumok analytikai és mikrobiológiai vizsgálatai, valamint azok eredményeinek összefüggései számos egészségmegőrző és terápiás lehetőségre hívhatják fel a figyelmet, ezért további részletes vizsgálatokat igényelnek.

Bevezetés

Széles körben deklarált tény, hogy a megfelelő mennyiségű és minőségű zöldség gyümölcs fogyasztása elengedhetetlen az egészséges élethez. Ugyanakkor a különböző zöldségek, gyümölcsök beltartalmi értékei – és ezzel kapcsolatos élettani hatásai is – igen jelentősen eltérnek egymástől, ezért a tudatosan táplálkozók körében egyre nagyobb az igény ezek részletesebb megismerésére és a magas beltartalmú “szuper-élelmiszerek“ rendszeres fogyasztására.

Az általunk vizsgált komplex élelmiszerkoncentrátumok egyes összetevői (vörös- és feketeáfonya, feketebodza, feketeribizli, csipkebogyó, cékla, meggy) egyaránt nagyon fontos beltartalmi értékekkel rendelkeznek (szénhidrátokkal, szerves savakkal, ásványi anyagok). Mindezek mellett legfőbb egészségvédő hatásukért a szabadgyökökfogó (scavanger) képességük tehető felelőssé a bennük megtalálható flavonoidoknak, vitaminoknak és különösen – a növényi anyagcsere másodlagos termékeinek -, a polifenolos komponenseiknek köszönhetően. Legtöbbjük – a gyönyörű színük kialakításáért felelős – jelentős mennyiségű antocyanidokkal is rendelkezik [1-8].

Számos szerző igazolta, hogy bizonyos gyümölcsök jelentős antimikróbás hatásokkal is rendelkeznek, amelyet magas polifenoltartalmukkal hoztak párhuzamba. Néhány példával szemléltetve: a fekete ribizli esetében [9], a vörös áfonyánál [10], bodzánál [11] fekete berkenyénél[12], csipkebogyónál [13], céklánál [14], meggynél [15] és fekete áfonyánál [16] írtak le kedvező antimikróbás hatást.

 

Anyagok és módszerek

A Szanté Bt. által kifejlesztett és forgalmazott, flavonoidokban, polifenolokban és ásványi anyagokban gazdag összetevőket tartalmazó FlaViva FlavUrin (összetevői: vörös áfonyapor, vadon termő erdei fekete áfonyapor, fekete bodzabogyópor, fekete ribizlipor, csipkebogyópor) és FlaViva FlavoFERR (összetevői: feketeribizlipor, fekete bodzabogyópor bio-céklapor, meggypor, erdei fekete áfonyapor), vákumszárítással előállított instant porai kerültek felhasználásra a mérésekhez

(1.kép). 1. kép: FlaViva Flavurin és Vasgyúró

 

Mikrobiológiai vizsgálatok

A vizsgált mikróba törzsek: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli voltak.

Antimikrobás hatás vizsgálata agarlyuk diffúziós módszerrel: TGE agart tartalmazó táptalaj lyukainak mindegyikébe 50-50 μl minta került. 24 és 48 óra után történt a kiértékelés.

 

Analítikai vizsgálómódszerek

Mintaelőkészítés az analitikai vizsgálatokhoz: 25 mg/ml vizes oldat készítése, 1 órás UH-os feltárás 10000 fordulat/percen 15 percig,majd a tiszta felulúszóból dolgoztunk.

Az összpolifeniltartalom (total phenolic contents = TPC) meghatározása Folin-Ciocalteu módszerrel: A Singleton és Rossi [9] által kifejlesztett Folin-Ciocalteu spektrofotometriás módszer egy olyan elektrontranszfer-alapú vizsgálat 760 nm-en, amely a redukciós képességet mutatja, amit fenol tartalomként fejezünk ki. A standard görbe elkészítéséhez gallusavat (GA) használtunk. Az eredményeket μmol GA / g teljesítményben fejeztük ki.

Az antioxidáns kapacitás meghatározása FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power) módszerrel: A gyümölcs kivonatok – vas redukálás elvén alapuló – antioxidáns kapacitásának mérését Benzie és Strain [18] eljárása alapján, 593 nm-en végeztük. A kalibrációs oldatok elkészítéséhez standardként aszkorbinsavat (AA) használtunk. Az eredményeket μMAA / g teljesítményben fejeztük ki. A mikrobiológiai és az analitikai mérésekhez a vegyszerek a Sigma Aldrich Kft-től származtak.

 

Eredmények

 

Agarlyuk diffúziós vizsgálat eredményei

A legnagyobb és legteljesebb gátló hatás a Staphylococcus aureus és az Escherichia coli törzseknél volt megfigyelhető: a petri csészében az agar gélbe diffundált FlavUrin minta körülaz antibakteriális gátlás mértékét jelző – 2 cm sugarú feltisztulási zóna volt látható, ugyanakkor a Vasgyúró minta esetében a feltisztulási zóna sugara csak 1,5 cm volt, emellett az antibakteriális gátlás mértéke is csak részleges volt, mert a zónán belül is fejlődtek kis számban baktériumok (1. táblázat).

A Pseudomonas aeruginosa baktérium törzsnél a Vasgyúró minta nem okozott feltisztulási zónát. A Flavurin mintánál a fentiekhez hasonlóan megfigyelhető volt egy 2,5 cm sugarú feltisztulási zóna, de a fentiekkel ellentétben ennek mértéke már csak részleges volt, tehát csak a mintához legközelebb eső, legbelső részén gátolta teljesen a mikrobákat, de a feltisztuási zóna szélein már egyre kevésbé, ezért ott – kisebb számban – már kifejlődtek a baktériumok (1. táblázat).

mikroba törzs

Flavurin

Feltisztulási zóna (cm)

FlavoFERR

Feltisztulási zóna (cm)

Escherichia coli

2

1,5 (részleges)

Staphylococcus aureus

2

1,5 (részleges)

Pseudomonas aeruginosa

2,5 (részleges)

  1. Táblázat: Agarlyukdiffúzió vizsgálat eredményei

  

2.kép: E.coli agarlyukdiffúzió 48 óra

(fent FlavUrin, lent Vasgyúró)

3.kép: Staph. aureus agarlyukdiffúzió 48 óra

(fent: FlavUrin, lent:Vasgyúró)

4.kép: P. aeruginosa agarlyukdiffúzió 48 óra

(fent FlavUrin, lent:

Vasgyúró)

Az analitikai mérések eredményei

A FlaViva FlavUrin és Vasgyúró instant italporok összes polifenoltartalmának (TPC) meghatározása során (5. kép) az eltérő összetételük ellenére hasonló eredményeket mértünk: a FlavUrin esetében 84,3 mM, a Vasgyúró estében 77,9 mM galluszsavra vonatkoztatott értékeket kaptunk az instant porokból, grammonként.

5.kép: A FlavUrin és a Vasgyúró összes polifenol tartalma (mMGS/g)                               

6.kép: FlavUrin és a Vasgyúró összes antioxidáns kapacitása (µMAA/g)

Ugyanakkor a FRAP módszerrel mért antioxidáns kapacitás vizsgálat (6.kép) azt igazolta, hogy a Vasgyúró 13,77-szer nagyobb antioxidáns kapacitással rendelkezik, mint a FlavUrin. Figyelembe véve, hogy a FRAP mérési módszer a mért mintában lévő vastartalom redukálási képességén alapszik, ezért ez a szignifikáns különbség a Vasgyúró összetevőinek magasabb vas-tartalmából adódik. Mivel a Vasgyúró antibakteriális hatásai szignifikánsan kisebbek voltak a FlavUrinhoz képest, ezért megállapítható, hogy az antibakteriális hatásért nem az összetevőkben lévő redukált vas mennyisége a felelős.

 

A két készítmény összetevőinek összes polifenoltartalmának vizsgálata (7. kép) során jelentős különbségeket mértünk. A mindkét készítményben közös összetevők: a feketebodzabogyópor, feketeáfonyapor és a feketeribizlipor voltak (a .7 ábrán kék színnel jelölve). Mivel a Vasgyúrónak is volt mérhető antibakteriális hatása (a Staphylococcus és E.Coli esetében 1,5 cm-es feltisztulási zóna), ezért ebből adódóan a 3 komponens is hozzájárulhatott az antibakteriális hatáshoz.

7. kép: FlaViva FlavUrin, Vasgyúró és az összetevőik összes polifenol tartalma (uMGS/g)

A meggypor és a céklapor kizárólag a Vasgyúróban van jelen, míg a csipkebogyópor és a tőzegáfonyapor kizárólag a FlavUrin alkotói. Ez utóbbi 2 összetevőnek szignifikánsan magasabb az összes polifenol tartalma (a csipkebogyópornak 232,91 uMGS/g, a tőzegáfonyapornak 78,7 uMGS/g), mint a Vasgyúróban lévő meggypornak (69,9 uMGS/g) illetve a céklapornak (27,5 uMGS/g), ezért feltételezhetően ezek a szignifikáns TPC különbségek is hozzájárulhattak a FlavUrin szignifikánsan nagyobb antibakteriális hatásához.

Ugyanakkor kiemelendő, hogy mivel a két készítmény összes polifenoltartalma nem tér el egymástól szignifikáns mértékben (5.kép), ezért a FlavUrin antibakteriális hatása nem kizárólag a polifenolos komponenseknek köszönhető, hanem az összetevőiben lévő egyéb bioaktív komponenseknek is, amelyek pontos feltárása további kutatásokat igényel.

 

Következtetések

A flavonoidokban, polifenolokban és egyéb értékes komponensekben gazdag vákuumszárítással előállított FlaViva FlavUrin és Vasgyúró elnevezésű, kereskedelmi forgalomban kapható készítmények analytikai és mikrobiológiai vizsgálatait végeztük el. Vizsgálataink során megállapítható volt, a FlavUrin szignifikánsan nagyobb antibakteriális hatással gátolta a 3 vizsgált baktérium szaporodását in vitro (agarlyukdiffúziós méréseinkben), mint a Vasgyúró. Az analytikai mérések során a by FRAP-method-dal mért antioxidáns kapacitás vizsgálat a Vasgyúró esetében több, mint 13-szorosan magasabb értéket adott, ami az összetevőinek magasabb redukált vas tartalmából adódik. Ugyanakkor ez az eredmény rávilágít arra is, hogy az antibakteriális hatás nem korrelál az élelmiszerek vastartalmával.

Mivel mindkét készítményben közel azonos összes polifenoltartalmat mértünk (Fig 5.), ezért a FlavUrin szignifikánsan nagyobb antibakteriális hatásáért nem kizárólag a polifenol mennyisége tehető felelőssé, hanem az összetevők egyéb bioaktív komponensei is, ezért ezek pontos feltárása további kutatásokat igényel.

 

Elismerés, köszönetnyilvánítás

A projekt az Európai Unió támogatásával és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával készült (EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00005 számú támogatási megállapodás).

Felhasznált szakirodalom, Referenciák

[1] V. Ara, Flussiges Obst, (2002) 69 (10), 653-657.

[2] N. Heiberg, F. Maage, in B. Caballero, L. C.Trugo, P.M. Finglas, Encyclopedia of food sciences and nutrition 2003,  pp. 1708-17012.

[3] M. Butu, S. Rodino, Natural Beverages (2019) 303-338.

[4] R.Veberic, J. Jakopic, F. Stampar, V. Schmitzer, Food Chemistry, (2009) 114(2), 511-515.

[5] L. Krenn, M. Steitz, C. Schlicht, H. Kurth, F. Gaedcke, Die Pharmazie-An International Journal of Pharmaceutical Sciences, (2007) 62(11), 803-812.

[6] N. Demir, O. Yildiz, M. Alpaslan, A.A. Hayaloglu, Lwt-food science and technology, (2014) 57(1), 126-133.

[7] L. Zoratti, H. Klemettilä, L. Jaakola, Nutritional Composition of Fruit Cultivars,  2016. Elsevier, 83–99.

[8] A. Karlsons, A. Osvalde, V. Nollendorfs, Latvian Journal of Agronomy/Agronomija Vestis, (2009) (12).

[9] S.M. Paunović, P. Mašković, M. Nikolić, R. Miletić, Scientia Horticulturae, (2017) 222. 69-75.

[10] J. Côté, S. Caillet, G. Doyon, D. Dussault, J.F. Sylvain, M. Lacroix, Food Control, (2011) 22 (8), 1413-1418.

[11] C. Krawitz, M.A. Mraheil, M. Stein, C. Imirzalioglu, E. Domann, S. Pleschka, T. Hain,

BMC complementary and alternative medicine, (2011) 11(1), 16.

[12] M. Bräunlich, R. Slimestad, H. Wangensteen, C. Brede, K.E. Malterud, H. Barsett, Nutrients (2013) 5, 663-678.

[13] S.O. Yilmaz, , S. Ercisli, Rom Biotech Lett, (2011)16(4), 6407-6411.

[14] M. Nikan, A. Manayi, Nonvitamin and Nonmineral Nutritional Supplements (2019) 153-158.

[15] M. Hevesi, A. Blázovics, E. Kállay, A. Végh, M. Stéger-Máté, G. Ficzek, M. Tóth, Food Technology and Biotechnology, (2012). 50(1), 117.

[16] X. Shen, X. Sun, Q. Xie, H. Liu, Y. Zhao, Y. Pan, V.C. Wu, Food Control, (2014) 35(1), 159-165.

[17] V.L. Singleton, J.A. Rossi, American Journal of Enology and Viticulture, (1965) (161) 144- 158.

[18] I.F.F. Benzie, J.J. Strain, Analytical Biochemistry, (1996) (239) 70-76.