Opinia eksperta o związkach fenolowych barwnika antocyjanowego

Opinia eksperta o związkach fenolowych barwnika antocyjanowego

Opinia eksperta o związkach fenolowych preparatu antocyjanowego „Aronox” firmy
AGROPHARM SA
W wyniku moich analiz techniką chromatografii cieczowej wysokosprawnej (HPLC)
próbek preparatu antocyjanowego z aronii firmy AGROPHARM stwierdziłem wyjątkowo
wysokie stężenie biologicznie aktywnych związków fenolowych.
Średnia zawartość związków fenolowych w 9 próbkach preparatu „Aronox” [%]
Rodzaj związku
Fenolokwasy
Neochlorogenowy
Chlorogenowy
Zawartość
[%]
średnia Odchylenie
standardowe [%]
6,03
6,24
3,39
1,91
Suma
Flawanole
Antocyjany (monomery)
Cya-3-galaktozyd
Cyan-3-glukozyd
Cyan-3-arabinozyd
Cyan-3-ksylozyd
Suma
Procyjanidyny
Stopień
polimeryzacji
DP -19,3
12,27
1,95
1,00
Ogółem związki
fenolowe
52,64
15,53
0,79
6,17
1,03
23,52
14,9
5,08
0,24
2,44
0,46
2,66
Maksymalna zawartość ogółem oznaczonych związków fenolowych metodą HPLC
wyniosła 77,7% masy preparatu.
Spośród fenoli roślinnych w preparacie z owoców aronii występują w dużej ilości
szczególnie aktywne biologiczne grupy tych związków jak: proantocyjanidyny, antocyjany i
fenolokwasy.
Zagadnienia dotyczące związków fenolowych aronii, która jest jednym z
najbogatszych ich źródeł, są obecnie bardzo aktualne i budzą duże zainteresowanie lekarzy,
żywieniowców i
technologów żywności. Związki te są
wtórnymi metabolitami
posiadającymi pierścień benzenowy z przynajmniej dwoma grupami hydroksylowymi. W
roślinie pełnią one ochronną rolę przed promieniowaniem ultrafioletowym, atakiem
mikroorganizmów i różnych patogenów. Są one ważne nie tylko dla roślin ale także dla
zdrowia ludzkiego. W szczególności jako substancje przeciwutleniające i chroniące przed
stresem oksydacyjnym przez zapobieganie i zmiatanie tzw. wolnych rodników, bardzo
reaktywnych substancji, które mogą wywoływać około 60 różnych chorób. Związki fenolowe,
zwane także polifenolami, chronią między innymi przed chorobami serca i obniżają ryzyko
nowotworów. Są pomocne w utrzymaniu naszego zdrowia i dobrego samopoczucia.
Wzrost zainteresowania polifenolami roślinnymi, a szczególnie najbardziej aktywnymi
grupami tych związków: proantocyjanidynami i antocyjanami, w które szczególnie bogata jest
aronia, wzbudziły badania epidemiologiczne przeprowadzone w USA i Francji. Badając
przyczyny
niskiej śmiertelności na choroby serca mieszkańców Tuluzy we Francji w
porównaniu z mieszkańcami USA wykazano, że spożycie tłuszczy i innych składników
1
diety było podobne w obu krajach z wyjątkiem spożycia wina. Zjawisko to określono
"Paradoksem Francuskim". Stwierdzono,
że
substancjami odpowiedzialnymi za
właściwości lecznicze wina są polifenole -antocyjany i procyjanidyny. Polifenole wina
wykazały zdolność zmniejszania agregacji płytek krwi poprzez specyficzne hamowanie
enzymu
oksygenazy. Agregacja
płytek (zakrzepica) jest ważnym czynnikiem w
wywoływaniu zawału serca.
Związkom tym przypisywane są następujące działania profilaktyczne i ochronne
organizmu
człowieka:
aktywność
antykancerogenną
-obniżają
ryzyko
raka,
przeciwutleniająca - zmiatają wolne rodniki, antybakteryjna -chronią prze infekcjami,
przeciwzakrzepowa - chronią przed zakrzepicą, immunostymulująca -zwiększają odporność
organizmu. Wśród tych aktywności na szczególne podkreślenie zasługuje działanie
przeciwutleniające, zmiatanie wolnych rodników.
Proantocyjanidyny są to polimery zbudowane z cząsteczek katechin, które wykazują
najmniejszy stopień utlenienia pierścienia C3. Dlatego
mają silną aktywność
przeciwutleniającą, 50-krotnie większą aktywność przeciwrodnikową niż witamina E i 18krotnie większą niż kwas askorbinowy. Ponadto wykazują wiele cennych właściwości jak:
odtruwanie organizmu poprzez wiązanie toksycznych metali i alkaloidów. W
dotychczasowych badaniach stwierdzono, że proantocyjanidyny tworząc wiązania z
alkaloidami jak np.- berberyną, strychniną i papaweryną oraz metalami ciężkimi jak: ołów,
arsen, chrom, żelazo, kadm i innymi chronią organizm przed zatruciami. Myszy, którym
podawano do spożywania 2% roztwór procyjanidyn i 3% octan ołowiu przez 13 tygodni
przeżyły, natomiast z tych które otrzymywały tylko octan ołowiu nie przeżyła żadna.
Zdolność proantocyjanidyn do zmiatania wolnych rodników oraz wiązania jonów metali między innymi promieniotwórczego strontu 90 została wykorzystana w profilaktyce i
leczeniu schorzeń popromiennych.
Związkom tym przypisywane są właściwości
przeciwzapalne,
antyhepatotoksyczne,
przeciwnowotworowe,
przeciwwirusowe
i
przeciwbakteryjne. Procyjanidyny jako polifenole wysokocząsteczkowe są aktywne
fizjologicznie w zapobieganiu zakrzepom i miażdżycy naczyń krwionośnych. Wzmacniają
ściany naczyń krwionośnych poprzez tworzenie wiązań z kolagenem, zapobiegają
powstawaniu histaminy uszkadzającej ściany naczyń oraz wykazują właściwości hamowania
utleniania cholesterolu. Zdolność pochłaniania przez polifenole promieni UV w zakresie 240360 nm chroni organizm przed szkodliwymi skutkami promieniowania ultrafioletowego. Na
przykład rośliny rosnące w miejscach o dużym nasłonecznieniu zawierają ponad dwukrotnie
więcej polifenoli absorbujących promienie UV niż rosnące w cieniu.
Występowanie w owocach aronii proantocyjanidyn, pochodnych aktywnej
biologicznie
(-)epikatechiny, uzasadnia wysoką wartość leczniczą tych owoców.
Występują one w dużych ilościach (nawet ponad 17% w preparacie "ARONOX"),
niespotykanych w innych owocach jagodowych. Ponadto związki te cechuje jednocześnie
duży stopień polimeryzacji i dobra rozpuszczalność w wodzie. Wyjątkowo polimery
procyjanidyn aronii, w porównaniu do innych owoców jagodowych, są barwne. Po procesie
tiolizy stwierdzono uwolnienie z tych polimerów - antocyjanów. Występowanie takich
związków dotychczas stwierdzono tylko w aronii i może to tłumaczyć dobrą rozpuszczalność
oraz wysoką aktywność biologiczną. Wyższe polimery procyjanidyn nie zawierające
cząsteczek cukrów, są nierozpuszczalne w wodzie i nieprzyswajalne. Procyjanidyny aronii z
cząsteczkami antocyjanów glikozydowanych prawdopodobnie są przyczyną lepszej ich
rozpuszczalności i biodostępności, co dodatkowo wpływa na ich wartość biologiczną w
porównaniu z winogronami i innymi owocami.
Drugą grupą aktywnych biologicznie polifenoli roślinnych są antocyjany. Związki te,
o czerwonej barwie, występując w wyjątkowo dużej ilości w aronii nadając jej czarny odcień
barwy. W preparacie „Aronox” jest ich ponad 20%. Związkom tym przypisuje się również
2
dużą aktywność biologiczną jak proantocyjanidynom. W owocach rzadko stwierdza się
obecność jednocześnie dużej ilości proantocyjanidyn i antocyjanów. Taki przypadek
stwierdzono tylko w czerwonych winogronach , których skórka zawiera antocyjany a nasiona
proantocyjanidyny.
Antocyjany są uznanym w świecie preparatem leczniczym. Od ponad 40 lat stosuje
się je w leczeniu wzroku. Spożywanie ich przyczynia się do poprawy zdolności
regenerowania purpury wzrokowej i adaptacji oka do ciemności. Po podawaniu preparatów
antocyjanowych z czarnych jagód, porzeczek i winogron uzyskano 73-97% poprawę
wzroku u 8000 pacjentów z uszkodzeniami naczyń krwionośnych oka. Szczególnie istotna
poprawa była u osób chorych na cukrzycę. Ponadto antocyjany chronią przed tworzeniem
się zakrzepów poprzez zwiększenie aktywności prostacyklin w tkankach naczyń
krwionośnych. Preparaty z czarnych jagód hamują agregację płytek. Całkowity brak
toksyczności antocyjanów budzi duże nadzieje w leczeniu wielu schorzeń. Antocyjany,
podobnie jak inne flawonoidy (np. rutyna) działają synergistycznie z witaminą C, ułatwiają jej
wchłanianie i zapobiegają rozkładowi tego związku. Wpływają korzystnie na stan
włosowatych naczyń krwionośnych, uszczelniają je, przeciwdziałają ich uszkodzeniom oraz
zmianom miażdżycowym. Ułatwiają eliminację wolnych rodników nadtlenkowych i
poprawiają ogólną przemianę materii. Zwiększają odporność organizmu na infekcje i
szkodliwe działanie czynników zewnętrznych. jak np. promieniowania jonizującego. Mają
zdolność wiązania metali ciężkich i usuwania ich z organizmu. Są naturalnymi
antyoksydantami, przeciwdziałają utlenianiu i niszczeniu wielu cennych związków np.
wysoko nienasyconych kwasów tłuszczowych. Zalecane jest też spożywanie produktów
zawierających antocyjany przy nadciśnieniu tętniczym i arteriosklerozie.
Skład antocyjanów w owocach nie jest jednakowy. Każdy gatunek, a nawet odmiana
charakteryzuje się określonym składem ilościowym i jakościowym. Większość owoców
zawiera mieszaninę od kilku do kilkunastu antocyjanów z jednym lub dwoma dominującymi,
które decydują o odcieniu i stabilności barwy. Na biosyntezę antocyjanów poważny wpływ
wywierają promienie słoneczne, co przejawia się silniejszą barwą owoców od strony bardziej
nasłonecznionej.
Wśród antocyjanów aronii zidentyfikowano cztery pochodne cyjanidyny z cząsteczkami
galaktozy, glukozy, arabinozy i ksylozy, które są aktywniejsze biologicznie niż disacharydy
np. rutynozydy występujące w owocach czarnej porzeczki. Szczególnie interesującym
związkiem aronii jest cyjanidyno-3-ksylozyd, antocyjan ten nie występuje w innych znanych
owocach jagodowych i obecność jego w sokach czy innych przetworach pozwala na
identyfikację dodatku aronii.
Bogactwo związków polifenolowych preparatu „Aronox” nie ogranicza się tylko do
antocyjanów i proantocyjanidyn występują w tych owocach również flawonole i fenolokwasy.
W porównaniu do innych owoców jagodowych, aronia zawiera najwięcej aktywnych
biologicznie ortofenolokwasów - w preparacie kwasu chlorogenowego i neochlorogenowego
jest łącznie ponad 12%. Związki te wykazują silne właściwości przeciwutleniające i
zmiatające wolne rodniki, obecność ich w preparacie aronii podnosi jego wartość biologiczną
jako surowca leczniczego.
Preparaty z aronii polecane są w nadciśnieniu, arteriosklerozie, nieżycie żołądka,
hemoroidach i chorobach naczyń włosowatych ponadto w obrzękach i oparzeniach.
Przedstawiony powyżej szczególnie korzystny ilościowy i jakościowy skład polifenoli
w preparacie aronii czyni go bardzo cennym półproduktem do produkcji preparatów
farmaceutycznych i. żywności funkcjonalnej o szczególnie korzystnym wpływie na zdrowie
człowieka. W porównaniu do preparatów z innych surowców jagodowych ma najbardziej
korzystny skład chemiczny.
3
Publikacje autora dotyczące aronii
1. Oszmiański J., Kucharska A. 1995. Taniny aronii. Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu,
Technologia Żywności VIII, 273, 55-65.
2. Oszmiański J., Sapis J.C.: Anthocyanins in fruits of Aronia melanocarpa
(chokeberry). J. Food Sci. 1988, v.53, nr 4, p.1241-1242.
3. Oszmiański J., Sapis J.C.: Pochodne kwasów hydroksycynamonowych w
owocach Aronii melanocarpa Elliot. Zesz. Nauk. AR Wrocław, Techn. Żywn. V,
1989, nr 184, s.75-87.
4. Razungles A., Oszmiański J., Sapis J.C.: Determination of carotenoids i fruits
Rosa sp. (Rosa canina, Rosa rugosa) and chokeberry (Aronia melanocarpa).J.
Food Sci. 1989, v.54, nr 3, p.774-775.
5. Sokół-Łętowska A., Oszmiański J., Sożyński J.: Stabilność związków fenolowych
i barwy w mieszanych sokach z jabłek, aronii i owoców róży. Zesz. Nauk. AR
Wrocław, Techn. Żywn. VI, 1991, nr 215, s.155-164.
6. Oszmiański J.: Wpływ dodatku pigwowca na stabilność antocyjanów
barwnika aroniowego. Przem. Spoż. 1992, v.46, nr 7, s.182-183.
7. Niedworok J., Błaszczyk J., Kopff M., Oszmiański J.: Antioxidant activity of
anthocyanins from Aronia melanocarpa (the superoxide anion generation in vitro).
III eme Rencontre Internationale Coursan-Aude, France "Vigne, raisin, vin et
sante", Recueil des exposes, Ed. Ville de Coursan, 1995, s.108-112.
8. Gąsiorowski K., Szyba K., Brokos B., Kołaczyńska B., Jankowiak-Włodarczyk M.,
Oszmiański J.: Antimutagenic activity of anthocyanins isolated from Aronia
melanocarpa fruits. Cancer Letters ,119, s37-46, 1997
9. Gabrielska J., Oszmiański J., Komorowska M., Langer M.:.:Anthocyanin extracts
with antioxidant and radical scavenging effect . Z. Naturforsch. 54c, s. 319-324,
1999.
10. Oszmiański J., Kalisz S., Błędowski S.: Stabilisation of colour and anthocyanins of
chokeberry juice concentrate. Proceedings of International Symposium on Fruit and
Vegetable Juices and Drinks - Today and in the XXI Century 20-22.10.1999, Rytro,
Wyd.2000, p.243-249
11. Oszmiański J.: Stabilizacja i zastosowanie barwnika antocyjanowego aronii do
barwienia napoi. Acta. Technologia Alimentaria 1 , 1 , 37-45, 2002
12. Minkiewicz P., Pliszka B., Dziuba J., Oszmiański J.: Second and third derivatives of
UV spectra as a tool for identification of major anthocyanins from Aronia
melanocarpa extract, separated using reversed-phase high-performance liquid
chromatography. Collect. Czech. Chem. Commun. Vol.69, 2004, 1443-1452
13. Bober I., Oszmiański J.: Zastosowanie wytłoków aronii do naparów herbat
owocowych. Acta. Technologia Alimentaria 3 , (1) , 63-72, 2004.
14. Fronc A., Oszmiański J.: Pigwowiec i aronia - surowce do produkcji herbat
owocowych. Wiad.Ziel. 1994, nr 1, 19-21.
15. Oszmiański J.: Dlaczego aronia i tarczyca bajkalska są aktywne biologicznie.
Farmacja Polska, 57, 15, 2001, 726-728.
16. Oszmiański J.: Aronia i tarczyca bajkalska jako surowce bogate w naturalne
przeciwutleniacze polifenolowe. Saluber 2., 1, 2002, 18-21.
4