DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.10.11

Удосконалення методики кількісного визначення хлорогенової кислоти у шроті з насіння соняшнику

Marina Labeiko, Olena Litvinenko, Fedir Gladkiy, Zoya Fedyakina

Анотація


У статті розглянуто корисні властивості сполук – антиоксидантів стосовно жирових продуктів харчування, та організму людини вцілому. Зазначено, які бувають антиоксиданти за природою та описано механізми їх дії. Крім того, обґрунтовано вибір соняшникового шроту, як сировини для виробництва антиоксидантів і вказано, які саме антиоксиданти містяться у шроті. До них належать поліфенольні сполуки і, зокрема хлорогенова кислота, кількість якої складає 43-73 % усіх поліфенольних сполук, виділених з ядра соняшника та 1-4 % стосовно соняшникового шроту. Розглянуто методи кількісного аналізу поліфенольних сполук – антиоксидантів та, враховуючи переваги і недоліки, обрано один з них для подальших досліджень – метод перманганатного титрування, який базується на окисленні фенольних сполук перманганатом калію за участю індигокарміну як індикатору. Кінець реакції визначається за зникненням зеленого відтінку і появою чистого жовтого кольору. Обраний метод був удосконалений з метою усунення труднощів під час визначення кінця реакції. Для економії часу та кількості розчинника, підготовку зразка шроту для вилучення поліфенольних сполук і, зокрема хлорогенової кислоти, також вдосконалено за допомогою центрального композитного ортогонального планування другого порядку з наступним математичним моделюванням в пакеті програмного забезпечення MathCad. Серію дослідів щодо екстрагування хлорогенової кислоти із соняшникового шроту проводили в одну ступінь у колбі зі зворотним холодильником на киплячій водяній бані. Визначено оптимальні умови процесу екстрагування: концентрація водного розчину етилового спирту становить 60%, гідромодуль шрот: розчинник 1:90, тривалість екстракції - 30 хвилин. За отриманих умов масова частка хлорогенової кислоти складає 7,99 %. (Враховуючи, що масова частка хлорогенової кислоти у соняшниковому шроті за традиційних умов екстрагування – складає 6,80 %).Визначення оптимальних параметрів процесу екстрагування фенольних сполук дозволило істотно скоротити тривалість процесу підготовки проби, зменшити вартість екстрагента - етанольного розчину і збільшити вихід кінцевого продукту у порівнянні з відомим традиційним методом.


Ключові слова


антиоксидант; соняшниковий шрот; процес екстракції; фенольні сполуки; хлорогенова кислота; оптимальні умови; математичне моделювання

Повний текст:

PDF

Посилання


Shapovalova, Y. E., Fediakyna, Z. P. Vozmozhnost yspolzovanyia podsolnechnoho shrota kak ystochnyka pryrodnoho antyoksydanta – khlorohenovoi kyslotы [The possibility of using sunflower meal as a source of natural antioxidant - chlorogenic acid]. Oliino-zhyrovyi kompleks [Oil and fat complex.], 2013, 2 (41), 49-50.

Hunyna, L. Mekhanyzmы vlyianyia antyoksydantov pry fyzycheskykh nahruzkakh [Mechanisms of influence of antioxidants during exercise]. Nauka v olympyiskom sporte [Science in the Olympic sport], 2016, 1, 25-32.

Lytvynenko, O. A., Hladkyi, F. F., Fediakina, Z. P. Vyrobnytstvo kharchovykh form bilkiv iz nasinnia oliinykh kultur [Production of food forms of proteins from seeds of oilseeds]. K.: Ahrar. Nauka, 2016, 52.

Schmidt, S., Pokorny, J. Potential application of oilseeds as source of antioxidants for food lipids – a review. Czech. J. Food Sci., 2005, 23, 93-102, doi: 10.17221/3377-CJFS.

Lekar, A. V., Fylonova, O. V., Borysenko, S. N. [at al.] Эkstraktsyia khlorohenovoi kyslotы yz sabelnyka bolotnoho COMARUS PALUSTRE L. V srede subkrytycheskoi vodы [Extraction of chlorogenic acid from the marsh COMARUS PALUSTRE L bladder. In a subcritical water environment] Khymyia rastytelnoho sыria [Chemistry of plant materials], 2014, 3, 201-207, doi: 10.14258/jeprm.1403201.

Yang, D., Jiao, L., Ling, Tai [et al.]. Development of a new chlorogenic acid certified reference material for food and drug analysis. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 2017, 140, 169-173, doi: 10.1016/j.jpba.2017.03.026

Chuklyn, R. E. Vlyianye kofeinoi kyslotы na serdechno-sosudystuiu systemu v эksperymente [Effect of caffeic acid on the cardiovascular system in the experiment]: dys. … kand. med. nauk : 14.03.06., Kursk, 2012, 130.

Levytskyi, A. P., Vertykova, E. K., Selyvanskaia, Y. A. Khlorohenovaia kyslota: byokhymyia y fyzyolohyia [Chlorogenic acid: biochemistry and physiology]. Mikrobiolohiia i biotekhnolohiia [Microbiology and Biotechnology], 2010, 2, 6-20.

Karamac, M., Kosinska, A., Estrella, I. [et al.] Antioxidant activity of phenolic compounds identified in sunflower seeds. Eur Food Res Technol, 2012, 235, 221-230, doi: 10.1007/s00217-012-1751-6.

Pedrosa, M. M., Muzquiz, M., Garcia-Vallejo, C. [et al.] Determination of caffeic and chlorogenic acids and their derivatives in different sunflower seeds. J. Sci. Food Agric., 2000, 80, 459-464.

Weisz, G. M., Kammerer, D. R., Carle, R. Identification and quantification of phenolic compounds from sunflower (Helianthus annuus L.) kernels and shells by HPLC-DAD/ESI-MSn. Food Chem, 2009, 115, 758-765.

Ovchynnykova, S. Ia., Mezenova, T. D., Orlovskaia, T. V. Opredelenye khlorohenovoi kyslotы metodom planarnoi khromatohrafyy [Determination of chlorogenic acid by planar chromatography]. Sovremennыe problemы nauky y obrazovanyia [Journal Scientific Review. Pharmaceutical Sciences], 2014, 1, 41-42.

Song, S. H., Sung, H. K., Park, D. H. [et al.] Quantitative Analysis, Extraction Optimization, and Biological Evaluation of Cudrania tricuspidata Leaf and Fruit Extracts Molecules, 2017, 22, 1489, doi: 10.3390/molecules22091489.

Faqueti, L. G., Sandjo, L. P., Biavatti, M. W. Simultaneous identification and quantification of polymethoxyflavones, coumarin and phenolic acids in Ageratum conyzoides by UPLC-ESI-QToF-MS and UPLC-PDA. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 2017, 145, 621-628, doi: 10.1016/ j.jpba.2017.07.034.

Beltiukova, S. V., Bychkova, A. A. Liumynestsentnoe opredelenye khlorohenovoi kyslotы v zernakh kofe [Luminescent determination of chlorogenic acid in coffee beans]. Kharchova nauka i tekhnolohiia [Food Science and Technology], 2010, 1(10), 100-104.

Khramov, V. A., Komarova, V. Y. Sposob opredelenyia khlorohenovoi kyslotы v rastytelnыkh obъektakh [Method for determination of chlorogenic acid in plant objects] Hyhyena y sanytaryia [Hygiene and Sanitation], 1999, 6, 71.

Dobrunov, Dmytro Yevheniiovych. Tekhnolohiia kompleksnoi pererobky soniashnykovoi makukhy z bezlushpynnoho yadra : dys. ... kand. tekhn. nauk : 05.18.06. Kharkiv, 2016, 181.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Шаповалова, И. Е. Возможность использования подсолнечного шрота как источника природного антиоксиданта – хлорогеновой кислоты / И. Е. Шаповалова, З. П. Федякина // Олійно-жировий комплекс. – 2013. – №2 (41). – C. 49-50.
  2. Гунина, Л. Механизмы влияния антиоксидантов при физических нагрузках / Л. Гунина // Наука в олимпийском спорте. – 2016. – № 1. – С. 25-32. 
  3. Литвиненко, О. А. Виробництво харчових форм білків із насіння олійних культур / О. А. Литвиненко, Ф. Ф. Гладкий, З. П. Федякіна. – К.: Аграр. Наука, 2016. – 52 с.
  4. Schmidt, S. Potential application of oilseeds as source of antioxidants for food lipids – a review / S. Schmidt, J. Pokorny // Czech. J. Food Sci. – 2005. – Vol. 23. – P. 93-102. – doi: 10.17221/3377-CJFS.
  5. Лекарь, А. В. Экстракция хлорогеновой кислоты из сабельника болотного COMARUS PALUSTRE L. В среде субкритической воды / А. В. Лекарь, О. В. Филонова, С. Н. Борисенко [и др.] // Химия растительного сырья. – 2014. – № 3. – С. 201-207. – doi: 10.14258/jeprm.1403201.
  6. Yang, D. Development of a new chlorogenic acid certified reference material for food and drug analysis / D. Yang,; L. Jiao, Tai Ling [et al.] // Journal of pharmaceutical and biomedical analysis. – 2017. – Vol. 140. – P. 169-173. – doi:10.1016/ j.jpba.2017.03.026.
  7. Чуклин, Р. Е. Влияние кофейной кислоты на сердечно-сосудистую систему в эксперименте : дис. … канд. мед. наук : 14.03.06 / Роман Евгеньевич Чуклин. – Курск, 2012. – 130 с.
  8. Левицкий, А. П. Хлорогеновая кислота: биохимия и физиология / А. П. Левицкий, Е. К. Вертикова, И. А. Селиванская // Мікробіологія і біотехнологія. – 2010. – №2. – С. 6-20.
  9. Karamac, М. Antioxidant activity of phenolic compounds identified in sunflower seeds / М. Karamac, A. Kosinska, I. Estrella [et al.] // Eur Food Res Technol. – 2012. – Vol. 235. – P. 221-230. – doi: 10.1007/s00217-012-1751-6.
  10. Pedrosa, M. M. Determination of caffeic and chlorogenic acids and their derivatives in different sunflower seeds / M. M. Pedrosa, M. Muzquiz, C. Garcia-Vallejo [et al.] // J. Sci. Food Agric. – 2000. – Vol. 80. – P. 459-464.
  11. Weisz, G.M. Identification and quantification of phenolic compounds from sunflower (Helianthus annuus L.) kernels and shells by HPLC-DAD/ESI-MSn / G. M. Weisz, D. R. Kammerer, R. Carle // Food Chem. – 2009. – Vol. 115. – P. 758–765.
  12. Овчинникова, С. Я. Определение хлорогеновой кислоты методом планарной хроматографии / С. Я. Овчинникова, Т. Д. Мезенова, Т. В. Орловская // Журнал Научное обозрение. Фармацевтические науки. – 2014. – № 1. – С. 41-42.
  13.  Song, S.H. Quantitative Analysis, Extraction Optimization, and Biological Evaluation of Cudrania tricuspidata Leaf and Fruit Extracts / S. H. Song, H. K. Sung, D. H. Park [et al.] // Molecules. – 2017. – Vol. 22. – 1489. – doi:10.3390/molecules22091489.
  14. Faqueti, L. G. Simultaneous identification and quantification of polymethoxyflavones, coumarin and phenolic acids in Ageratum conyzoides by UPLC-ESI-QToF-MS and UPLC-PDA/ L. G. Faqueti, L. P. Sandjo, M. W. Biavatti // Journal of pharmaceutical and biomedical analysis. – 2017. – Vol. 145. – P. 621-628. – doi:10.1016/ j.jpba.2017.07.034.
  15. Бельтюкова, С. В. Люминесцентное определение хлорогеновой кислоты в зернах кофе / С.В. Бельтюкова, А. А. Бычкова // Харчова наука і технологія. – 2010. – № 1(10). – C. 100-104.
  16. Храмов, В. А. Способ определения хлорогеновой кислоты в растительных объектах / В. А. Храмов, В. И. Комарова // Гигиена и санитария. – 1999. – № 6. – С.71.
  17. Добрунов Д. Є. Технологія комплексної переробки соняшникової макухи з безлушпинного ядра : дис. ... канд. техн. наук : 05.18.06 / Дмитро Євгенійович Добрунов. – Харків, 2016. – 181 с.