Univerzitet u Nišu

Prirodno - matematički fakultet Departman za hemiju

Ultrazvučna ekstrakcija fenolnih jedinjenja i

antioksidativne aktivnosti ekstrakata maline

- Master rad -

Mentor: Student: dr Blaga Radovanović Milica Stanković

Niš, 2016.

Прилог 5/1

ПРИРОДНO - MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ НИШ

КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА

Редни број, РБР:

Идентификациони број, ИБР:

Тип документације, ТД: монографска Тип записа, ТЗ: текстуални / графички Врста рада, ВР: мастер рад Аутор, АУ: Mилица Станковић Ментор, МН: Блага Радовановић Наслов рада, НР:

Ултразвучна екстракција фенолних једињења и антиоксидативне активности екстраката малине

Језик публикације, ЈП: српски Језик извода, ЈИ: Енглески Земља публиковања, ЗП: Р. Србија Уже географско подручје, УГП: Р. Србија Година, ГО: 2016. Издавач, ИЗ: Aуторски репринт Место и адреса, МА: Ниш, Вишеградска 33. Физички опис рада, ФО: (поглавља/страна/ цитата/табела/слика/графика/прилога) 47 стр.; 14 референце; 8 табела; 17 слика;

Научна област, НО: Хемија Научна дисциплина, НД: Органска хемија, Инструменталне методе у органској хемији

Предметна одредница/Кључне речи, ПО:

УДК 66.084.8+66.061.34 : [547.562.1 + 634.711]

Чува се, ЧУ: Библиотека

Важна напомена, ВН:

Извод, ИЗ: Циљ овог рада је био изналажење одговарајућег екстракционог средства и одређивање оптималних услова екстракције фенолних једињења из плода малине, спектроскопски пратећи садржај укупних фенола, флавоноида и антоцијана и антиоксидативне активности добијених екстраката овог бобичастог воћа. На основу упоредне анализе класичне и ултразвучне технике закључили смо да ултразвучна екстракција доводи до већег приноса фенолних једињења и јаче оксидативне активности у краћем временском периоду, чиме се смањује унос енергије и деградација фенолних једињења.

Q4.16.01 - Izdawe 1

Датум прихватања теме, ДП:

Датум одбране, ДО:

Чланови комисије, КО: Председник: Члан: Члан, ментор:

Образац Q4.09.13 - Издање 1

Прилог 5/2

ПРИРОДНО - МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ НИШ

KEY WORDS DOCUMENTATION

Accession number, ANO: Identification number, INO:

Document type, DT: Monography

Type of record, TR: Text/graphics

Contents code, CC: Master thesis

Author, AU: Milica Stanković

Mentor, MN: Blaga Radovanović

Title, TI: Ultrasonic extraction of phenolic compounds and antioxidant activity of extracts of raspberries

Language of text, LT: Serbian

Language of abstract, LA: English

Country of publication, CP: Republic of Serbia

Locality of publication, LP: Serbia

Publication year, PY: 2016.

Publisher, PB: Author’s reprint

Publication place, PP: Niš, Višegradska 33.

Physical description, PD: (chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/appendixes)

47 pages; 14 ref.; 8 tables; 17 figures;

Scientific field, SF: Chemistry

Scientific discipline, SD: Organic chemistry, Instrumental methods in organic chemistry

Subject/Key words, S/KW:

UC 66.084.8+66.061.34 : [547.562.1 + 634.711]

Holding data, HD: Library

Note, N:

Abstract, AB: Goal of this study was to find a suitable extracting agent and determine the optimal conditions of extraction of phenolic compounds from the raspberries fruit, spectroscopically following the contents of total phenols, flavonoids and anthocyanins and antioxidant activity obtained in extracts of berries. Based on comparative analysis of classical and ultrasound techniques, we have concluded that ultrasonic extraction leads to higher content of phenolic compounds and increase in oxidative activity in a shorter period of time, thereby reducing energy intake and degradation of phenolic compounds.

Accepted by the Scientific Board on, ASB:

Q4.16.01 - Izdawe 1

Defended on, DE:

Defended Board, DB: President:

Member:

Member, Mentor:

Образац Q4.09.13 - Издање 1

6

Najiskrenije se zahvaljujem svojoj mentorki profesorki dr Blagi Radovanović na izboru teme, 

stručnim savetima i vremenu posvećenom na izradu i pisanju mog master rada. 

Srdačno se zahvaljujem svojim roditeljima na bezgraničnoj ljubavi i prijateljima na moralnoj 

podršci u toku studiranja. 

HVALA VAM! 

!

7

Sadržaj:1. UVOD .................................................................................................................................... 9 

2. TEORIJSKI DEO ................................................................................................................. 10 

2.1.Botaničke karakteristike maline ......................................................................................... 10 

2.2. Lekovita svojstva maline ................................................................................................... 11 

2.3. Hemijski sastav maline ...................................................................................................... 12 

2.3.1. Voda ............................................................................................................................... 13 

2.3.2. Ugljeni hidrati................................................................................................................. 13 

2.3.3. Proteini ........................................................................................................................... 14 

2.3.4. Fenolna jedinjenja .......................................................................................................... 14 

2.3.5. Pektinske materije .......................................................................................................... 18 

2.3.6. Organske kiseline ........................................................................................................... 19 

2.3.7. Vitamini .......................................................................................................................... 20 

2.3.8. Mineralne materije ......................................................................................................... 21 

2.4. Antioksidansi ..................................................................................................................... 22 

2.5. Ekstrakcija biljnog materijala ............................................................................................ 24 

2.5.1. Konvencijalna ekstrakcija čvrsto-tečno ......................................................................... 26 

2.5.2. Ultrazvučna ekstrakcija .................................................................................................. 27 

2.6. Spektrofotometrijska analiza ekstrakata ............................................................................ 28 

3. EKSPERIMENTALNI DEO ................................................................................................ 29 

3.1. Materijal ............................................................................................................................ 29 

3.2. Aparati ............................................................................................................................... 29 

3.3. Hemikalije i reagensi ......................................................................................................... 29 

3.4. Ekstrakcione procedure .................................................................................................... 30 

3.4.1. Klasična ekstrakcija fenolnih jedinjenja ........................................................................ 30 

3.4.2. Ultrazvučna ekstrakcija fenolnih jedinjenja ................................................................... 30 

3.5. Spektrofotometrijsko određivanje ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina i flavonola 31 

3.6. Spektormetrijsko određivanje ukupnih antocijana ............................................................ 31 

3.7. Spektrofotometrijsko odredjivanje antioksidativne aktivnosti .......................................... 32 

3.8. Statistička obrada podataka ............................................................................................... 32 

4. REZULTATI I DISKUSIJA ................................................................................................ 33 

4.1. Optimizacija uslova ultrazvučne ekstrakcije fenolnih jedinjenja ...................................... 33 

4.1.1. Uticaj rastvarača na sadržaj fenolnih jedinjenja u ekstraktima maline .......................... 33 

4.1.2. Uticaj odnosa mase biljne materije i ukpne zapremine rastvarača na sadržaj fenolnih jedinjenja u ekstraktima maline ................................................................................................ 37 

4.1.3. Uticaj temperature na sadržaj fenolnih jedinjenja u ekstrakatima maline ..................... 39 

4.1.4. Uticaj vreme trajanja ekstrakcije na sadržaj fenolnih jedinjenja u ekstraktima maline . 40 

8

4.2. Uporedjivanje spektrofotometrijskih rezultata analize fenolnih jedinjenja i antioksidativne aktivnosti primenom konvencijalne i ultrazvučne ekstrakcione tehnike ................................. 43 

5. ZAKLJUČAK ...................................................................................................................... 45 

6. LITERATURA ..................................................................................................................... 46 

9

1. UVOD

Jagodasto voće predstavlja izuzetno značajna grupa voćnih plodova. Značaj ovih

plodova kojoj pripadaju jagoda, malina, kupina, ribizla, ogrozd i borovnica ogleda se u

njihovom veoma povoljnom hemijskom sastavu.

U većim količinama prisutne su biološki aktivne materije kao što su: šećeri, organske

kiseline, mineralne materije, pektini, vitamini i fenolna jedinjenja koja povoljno deluju na

ljudski organizam.

Malina (Rubus idaeus) je jedna od najzastupljenijih jagodastih vrsta. S obzirom na

hemijski sastav, plodovi maline su ne samo ukusni, već i hranljivi i lekoviti. Vitamin C je

veoma važan sastojak ovih plodova, a u 100g plodova ima ga oko 30mg. Od mineralnih

materija značajno je prisustvo kalcijuma, fosfora, magnezijuma, gvožđa i mangana.

Jagodasto voće je poznato kao dobar izvor polifenolnih jedinjenja koja doprinose

visokoj antioksidativnoj aktivnosti. Od polifenola u najvećem procentu zastupljeni su

antocijani, i to u vidu glikozida i flavonoida od kojih su najzastupljeniji derivati kvercetina i

kamferola.

Cilj ovog rada je bio iznalaženje odovarajućeg ekstrakcionog sredstva i određivanje

optimalnih uslova ekstrakcije fenolnih jedinjenja iz ploda maline, kao i određivanje sadržaja

ukupnih fenola, flavonoida i antocijana i antioksidativne aktivnosti dobijenih ektrakata ovog

bobičastog voća.

10

2. TEORIJSKI DEO

2.1.Botaničke karakteristike maline Sistematika maline (Rubus idaeus) prikazana je u tabeli 1, a izgled maline na slici 1.

Tabela 1. Sistematika maline (Rubus idaeus)

Sistematika maline

Carstvo Plantae - Biljke

Divizija Magnoliophyta

Razred Magnoliopsida

Red Rosales

Porodica Rosaceae

Potporodica Rosoidea

Rod Rubus

Podrod Idaeobatus

Slika 1. Malina (Rubus idaeus)

11

Malina (Rubus idaeus) je poznata od davnina kao lekovita biljka. Zovu je još i himber

(od nem. - Himbeere). Postoji legenda koja kaže da je latinsko ime maline - Rubus idaeus -

izvedeno od planine Ida u Turskoj gde su je otkrili grčki bogovi i tako joj dali ime. U to

vreme malina je korišćena u medicinske svrhe mnogo više nego kao hrana. Sakupljali su ih i

stanovnici Troje, kao i ljudi iz naselja u podnožju planine Ida u vreme Isusa Hrista. Zapisi o

kultivisanju maline su pronađeni u IV veku u spisima Paladiusa, Rimskog poljoprivrednika, a

semenke su pronađene i u rimskim utvrđenjima u Britaniji. Najverovatnije su Rimljani raširili

kultivaciju maline širom Evrope [1].

Po svom izgledu malina je višegodišnji žbun sa uspravnim, zeljastim stablom i listovi

složeni od 3-7 listića. Cvetovi su beli sa dugačkim cvetnim drškama, a plodovi su

mnogobrojne koštunice koje su spojene cvetnom ložom crvene, ređe žute boje. Plod je sočan,

nalik kupini, ima prijatan miris i sladak ukus. Listovi, takođe, prijatno, ali slabije mirišu. Plod

maline sadrži mnogo vode, pa su za obilan rod i dobar kvalitet plodova neophodne velike

količine padavina ili navodnjavanje. Ali višak vode u zemljištu može biti štetan za malinu, jer

usled nedostatka vazduha (kiseonika) i napada prouzrokovača bolesti strada njen koren.

2.2. Lekovita svojstva maline

List maline se koristi u narodnoj medicini za ispiranje usne duplje kod upale njene

sluzokože, ždrela i kod dijareje. Ekstrakt lista maline je deo mnogobrojnih mešavina za

lečenje oboljenja kardiovaskularnog i digestivnog sistema, menstrualnih i hormonskih

poremećaja, avitaminoza i sl. Takođe, ulazi u sastav mešavina za tzv. prolećno čišćenje krvi.

List maline može da zameni neke čajeve, kao što su indijski, gruzijski i ruski.

U mnogim zemljama se plod maline koristi u naučnoj medicini kao sredstvo za

izbacivanje tečnosti, dijareje i ekcema. Ekstrakt ploda deluje protiv virusa i bakterija. Pored

toga, on aktivira pankreas na lučenje insulina pa time snižava šećer u krvi.

Plod maline nalazi primenu i u prehrambenoj industriji za dobijanje različitih prehrambenih

proizvoda [2].

U poslednje vreme se istražuje delovanje maline na maligne ćelije. Ustanovljeno je da

elaginska kiselina, koje ima dosta u malinama, sprečava umnožavanje ćelija raka. Preventivno

i suzbijajuće dejstvo ima i plod i čaj od lišća maline. U terapiji plod maline se koristi kao

preventivna zaštita od ovih bolesti.

12

Tradicionalna medicina preporučuje da se maline jedu sveže, jer uspešno skidaju

povišenu temperaturu, podstiču znojenje, čiste žuč, pospešuju izbacivanje peska iz bubrega,

jačaju imunitet i srce, normalizuju krvnu sliku. Od sušenih plodova maline se prave izuzetno

kvalitetni čajevi.

U kozmetici plod maline posebno je delotvoran pri tretmanima masne kože, a sa

dodatkom odgovarajućeg biljnog ulja i za osetljivu, zrelu i oštećenu kožu. Prisutan vitamin C

i elaginska kiselina obezbeđuju hemijski i mehanički piling kože, a mogu da posluže i kao

sredstvo za izbeljivanje kože [3].

2.3. Hemijski sastav maline

Hemijski sastav maline je dat u tabeli 2. I to, u 100g malina koja sadrži 52 kalorije

nađene su sledeće supstance:

Tabela 2. Hemijski sastav ploda maline

Sastav 100g maline

Ugljeni hidrati 11,9g

Dijetalna vlakna 6,5g

Šećeri 4,4g

Proteini 1,2g

Ukupno masti 0,7g

Zasićene masti 0,1g

Kalijum 151mg

Kalcijum 25mg

Natrijum 1mg

Najvažnije komponente hemijskog sastava maline su: voda, ugljeni hidrati, kiseline,

bojene materije, aromatične, mineralne materije, vitamini, proteini itd. Maline su bogat izvor

vitamina C (30mg na jednu šolju - 50% dnevnih potreba), kao i vitamina E i B i dijetetskih

vlakana. U plodu se nalazi više sastojaka od kojih se izdvajaju šećeri (glukoza, fruktoza,

13

saharoza), organske kiseline (jabučna, limunska, salicilna, elaginska i dr.), fenolna jedinjenja

(antocijane, tanine) etarsko ulje i bojene materije.

Mineralne materije u svežim malinama nalaze se najčešće u granicama od 0,3 - 0,8%.

Kao redovni sastojci prisutni su: kalijum, kalcijum, magnezijum, gvožđe, mangan, natrijum,

fosfor, sumpor, zatim u manjim količinama bakar, fluor, cink, jod i dr.

Posebno značajnu ulogu imaju mikroelementi (gvožđe, bakar, jod, fluor, cink), koji su

važni kofaktori za aktivnost enzima. Mineralne materije su u poređenju sa drugim sastojcima

voća stabilne, ne menjaju se tokom čuvanja, kao ni pri procesu konzervisanja.

Aromatične materije su odgovorne za miris, a pretežnim delom i za ukus voća. Ove

materije se u voću nalaze u minimalnim količinama, lako su isparljive i veoma lako reaguju

međusobno ili sa nekim drugim materijama. U hemijskom pogledu arome voća predstavljaju

smešu raznih alkohola, estara, aldehida, ketona, karbonskih kiselina, eteričnih ulja, smola i

voskova. Uljane frakcije aroma sadrže više masne kiseline i terpene. List maline sadrži

vitamine C i E, bojene materije, tanine i flavonoide.

2.3.1. Voda

Voda je neophodna za odvijanje metabolizma u svim ćelijama biljaka. U zavisnosti od

vrste i uslova gajenja voće može da sadrži od 75 do 93% vode. Prosečan sadržaj vode u

malini je 85% [4].

Nutritivno vredne supstance voća su šećeri, kiseline, deo pektinskih materija, bojene

materije (polifenoli), itd. Dok, visok sadržaj vode smanjuje energetsku, ali pruža visoku

fiziološku vrednost voća. Zahvaljujući tome što su pojedini vitamini i minerali rastvorni u

vodi organizam čoveka ih lako usvaja.

2.3.2. Ugljeni hidrati

Ugljeni hidrati su posle vode najzastupljeniji sastojci. Zajedno sa kiselinama oni

predstavljaju osnovnu komponentu u formiranju ukusa proizvoda. U malini su prisutni

monosaharidi: glukoza i fruktoza, kao i disaharid saharoza.

14

Glukoza ili grožđani šećer je najrasprostranjeniji monosaharid u voću. Glukoza

ima vrlo sladak ukus, lako je rastvorljiva u vodi, a takođe je i neophodna za održavanje života

jer kada se razgradi u citoplazmi žive ćelije oslobađa velike količine energije potrebne za

mnoge životne funkcije.

Fruktoza ili voćni šećer je vrlo sladak šećer koji je dobro rastvorljiv u vodi. U

prirodi se nalazi zajedno sa glukozom u voću i medu. Sa glukozom čini saharozu gde se

nalazi u D-furanoznom obliku. Slobodna fruktoza česta je u voću, a vezana za glukozu čini

disaharid saharozu. Najslađa je od svih monosaharida, dva puta je slađa od glukoze, a 1,73

puta od saharoze.

Saharoza, poznata kao običan šećer, je disaharid koji se sastoji od molekula

glukoze i fruktoze. Neizbežni je dodatak namirnicama zbog slatkosti i zbog svojih

funkcionalnih osobina. Saharoza je namirnica koju organizam lako usvaja i koja za

organizam predstavlja brzi izvor energije dovodeći do naglog porasta koncentracije glukoze

u krvi. Čista saharoza se najčešće dobija kao fini, kristalni prašak bez boje i mirisa, ugodnog

slatkog ukusa.

2.3.3. Proteini Proteini se u većini voćnih plodova nalaze u količinama od 0,3 - 2% sveže mase.

Jagoda sadrži 0,8%, dok malina sadrži 1,3% proteina.

Iako proteini u većini slučajeva ima u malim koncentracijama, oni su vrlo značajni ne

samo kao komponenta građe citoplazme već i enzima koji učestvuju u metabolizmu za vreme

rasta, razvoja, zrenja i čuvanja plodova posle berbe.

2.3.4. Fenolna jedinjenja

Poslednjih godina su mnoga polifenolna jedinjenja privukla pažnju naučnika iz

oblasti hemije, hrane i medicine zbog svojih antioksidativnih, antimutagenih,

antikancerogenih i antibakterijskih osobina. S obzirom na veliku raznovrsnost biljnih fenola,

njihova klasifikacija je veoma kompleksna. Podela fenolnih jedinjenja data je u tabeli 3:

15

Tabela 3: Podela fenolnih jedinjenja

Osnovni Skelet

Klasa Primer

C6 Jednostavni fenoliBenzohinoni

Katehol, hidrohinon, rezorcinol

C6-C1 Fenolne kiseline p-Hidroksibenzoeva kiselina, salicilna

C6-C2 FenilsirćetneKiseline

p-Hidroksifenilsirćetna kiselina

C6-C3 Fenilpropeni Eugenol, mirsticinKumarini Umbeliferon, eskuletin, skopolin Hromoni Eugenin

C6-C4 Naftohinoni JuglonC6-C1-C6 Ksantoni Mangostin, mangiferinC6-C2-C6 Stilbeni Razveratrol

Antrahinoni Emodin, hrizofanol, rein C6-C3-C6 Flavonoidi

Flavoni Sinensetin, nobiletin, izosinensitin, tangeretin,diosmin

Flavonoli Kvercetin, kempferolFlavonol glikozidi RutinFlavanoli Dihidroksikvercetin i

dihidroksikempferol glikoizdi

Flavanoni Hesperidin, naringeninFlavanon glikozidi Neohesperidin, narirutin,

naringin,eriocitrin

Antocijanini Glikozidi pelargonidina, peonidina, d lifi idi idiFlavanoli (katehini) (+)-Katehin, (-)-epikatehin, (+)- galokatehin, (-)-epigalokatehin

Halkoni Floridžin, arbutin,h lk i i(C6-C3)2 Lignini Pinorezinol

(C6-C3-C6)2 Biflavonoidi Agatisflavon Flavonoidi su polifenoli široke rasprostranjenosti u biljnom svetu. To su

rastvorljivi pigmenti koji se mogu naći u korenju, lišću, semenkama, pokožici voća i

cvetu viših biljaka, a prilikom prerade voća i povrća prelaze u sok u kom su dobro

rastvorljivi. Flavonoidi predstavljaju najveću grupu polifenolnih jedinjenja. Do danas je

izolovano preko 4000 jedinjenja iz ove grupe.

Flavonoidi ispoljavaju veliki broj biološki značajnih aktivnosti kao što je

antioksidativna aktivnost. Antioksidsansi imaju zadatak da smanje oksidativna oštećenja

kod ljudi izazvanih slobodnim radikalima i reaktivnim kiseoničnim vrstama u uslovima

16

„oksidativnog stresa”. Ova jedinjenja čine najveću grupu biljnih polifenola, nalaze se u

značajnim količinama u povrću i voću, kao i u biljnim prehrambenim proizvodima.

Pokazuju širok spektar antioksidantnih svojstava in vitro. Sposobni su da vezuju metalne

jone gradeći helate i da prekinu reakcije stvaranja slobodnih radikala. U poslednjih

nekoliko godina flavonoidi i druga fenolna jedinjenja biljnog porekla imaju važno mesto,

posebno u oblasti farmacije i medicine, zbog njihovog potencijala da spreče veliki broj

hroničnih i degenerativnih bolesti, uključujući maligna oboljenja i kardiovaskularne

bolesti. Različite studije, in vitro i in vivo pokazale su da flavonoidi poseduju

antioksidativne, antimutagene, antivirusne, antimikrobne, antiinflamatorne,

antikancerogene i imuno-modulatorske efekte.

Kvercetin je najaktivniji od većine bioflavonoida, a biološka aktivnost brojnih biljaka

upravo zavisi od njegovog sadržaja. Dobar je antiinflamatorni agens, jer učestvuje u

blokiranju nekoliko inflamatornih procesa. Blokira sintezu, a samim tim i oslobađanje

histamina i drugih medijatora upale. Veoma je jak antioksidans, pa štiti LDL-holesterol

od oksidacije i smanjuje opasnost od njegovog nakupljanja na unutrasnjim zidovima

arterija. Sprečava zgrušavanje krvi i stvaranje krvnih ugrušaka.

Slika 2. Strukturna formula kvercetina

U zavisnosti od stepena oksidacije centralnog piranovog prstena kao i od pozicije

sekundarnog aromatičnog prstena flavonoidi su podeljeni u više klasa i podklasa:

1. Fenilhromoni (pravi flavonoidi),

- flavoni, flavonoli (monomerni i dimerni)

- flavanoni i dihidroflavonoli

- izoflavoni i izoflavononi

2. Fenilhromani (gradivne jedinice tanina),

- flavani

- flavan-3-oli i flavan-3,4-dioli

17

3. Halkoni i dihidrohalkoni,

4. Auroni i antocijani.

Strukturna raznolikost flavonoida rezultat je brojnih modifikacija osnovne

skeletne strukture, koje su uslovljene reakcijama hidrogenizacije, hidroksilacije, O-

metilacije hidroksilnih grupa, dimerizacije, vezivanja neorganskog sulfata i

glikolizacijom hidroksilnih grupa ili flavonoidnog jezgra. Osnovnu strukturu flavonoida

čini difenilpropan (C6-C3-C6). Ugljenikov skelet flavonoida sadrži dva benzenova prstena

(A i B) međusobno povezana tročlanim ugljeničnim nizom, koji sa atomom kiseonika

formira heterociklični prsten.

Antocijani su obojena fenolna jedinjenja koja pripadaju flavonoidima. Naziv

antocijani dolazi od grčke reči »antos« - cvet i »kyaneos« - plav. Nalaze se u cvetnim

laticama i u drugim delovima viših biljaka.

U prirodi se ne pojavljuju u obliku aglikona (antocijanidina), već kao glikozidi i to

najčešće kao 3-glikozidi. Šest aglikona su najrasprostranjeniji u prirodi, a to su:

cijanidin, delfinidin, petunidin, pelargonidin, peonidin i malvidin. U voću najzastupljeniji

je cijanidin. Antocijanidini imaju u osnovi 2- fenilbenzopirilijum ili flavilijum jon i variraju

jedino po broju OH i OCH3 grupa. Derivati su benzopirilijum-hlorida:

Slika 3. Strukturna formula benzopirilijum-hlorida

Tanini su složeni polifenoli koji imaju opor ukus. Sa solima gvožđa obrazuju

rastvore crne, plave i zelene boje. Mogu da ispunjavaju čitavu vakuolu biljne ćelije koja

tada dobija naziv taninska vakuola. Nalaze se u stablima i listovima nekih biljaka a sadrže

ih i zeleni plodovi koji zbog toga imaju opor ukus. Sazrevanjem plodova količina tanina u

njima se smanjuje. Osim u medicinu, našli su primenu u industriji kože za štavljenje.

Lekovitost tanina i njihova upotreba je višestruka:

imaju dejstvo protiv bakterija i gljiva

deluju hemostatično jer sužavaju krvne sudove i stvaraju čep od zgrušane krvi

18

ublažavaju i leče dizenteriju,

protivotrovi su različitim materijama.

2.3.5. Pektinske materije

Pektinske materije su heteropolisaharidi koji se nalaze u ćelijskom zidu biljaka.

Samo ime pektin potiče od grčke reči "pektos" što u prevodu znači želiran, ukrućen.

Pektinske materije su koloidne prirode, čija je osnovna gradivna jedinica

anhidrogalakturonska kiselina, međusobno povezana α-1,4 - glukozidnom vezom i

ramnoza, povezana α-1,2-glukozidnim vezama za galakturonsku kiselinu. Karboksilne grupe

galakturonske kiseline su delimično esterifikovane metanolom ili slobodne, odnosno

delimično ili potpuno neutralisane jednom ili više baza. Sekundarne alkoholne grupe mogu

biti parcijalno acetilovane.

Pored galakturonske kiseline i ramnoze u molekulu pektinskih materija nalaze se i

neutralni šećeri, kao što su arabinoza, galaktoza i ksiloza u bočnim lancima.

Karakteristike sastava (vrsta i položaj neutralnih šećera, bočni lanci, stepen esterifikacije,

molekulska masa) zavise od sirovine i stepena zrelosti.

Prema nomenklaturi američkog hemijskog društva za različite oblike pektinskih

materija koriste se sledeći izrazi: protopektin, pektininske kiseline i pektinske kiseline.

Protopektin je u vodi nerastvorljiva frakcija, čijom ograničenom hidrolizom

(kiselom, baznom, enzimskom) nastaju pektininska i pektinska kiselina. Protopektin

predstavlja jedinjenje kompleksne građe.

Danas se smatra da se protopektin sastoji od polimerizovanih jedinica galakturonske

kiseline i ramnoze za koje su vezane celuloza, hemiceluloza, lignin i druge materije.

Protopektin daje čvrstoću biljnom tkivu i nalazi se u većoj količini u nezrelim

plodovima. Sazrevanjem plodova protopektin, dejstvom enzima protopektinaze, prelazi u

rastvorljivi pektin što za posledicu ima omekšavanje plodova.

Pektininske kiseline predstavljaju poligalakturonske kiseline sa karboksilnim

grupama koje su potpuno ili delom esterifikovane metil alkoholom. Koloidno su rastvorljive

u vodi. Jedan broj ovih kiselina pod pogodnim uslovima (prisustvo šećera i kiselina ili sa

19

određenim metalnim jonima ako poligalakturonski lanac sadrži malo metoksilnih grupa)

može da stvara gel. Pektininske kiseline sa metalima grade soli pektinate. .00

Slika 4. Strukturna formula pektininske kiseline

Pektininske kiseline koje imaju sposobnost stvaranja gela nazivaju se pektinima.

Prema stepenu esterifikacije pektini se dele na visokoesterifikovane i

niskoesterifikovane.

Pektinske kiseline su deesterifikovane pektininske kiseline i ne poseduju svojstvo

želiranja. Sa metalima grade soli pektate.

Sadržaj pektinskih materija je značajan za one vrste voća koje se prerađuju u želirane

proizvode kao i za proizvodnju kašastih sokova [5].

2.3.6. Organske kiseline Od organskih kiselina, u malini su najzastupljenije limunska, salicilna, elaginska i jabučna kiselina.

Limunska kiselina, C6H8O7, trobazna je organska kiselina, prisutna u mnogim

vrstama voća (u limunovom soku 5–6%). Bela je kristalna supstanca kiselog ukusa, lako

rastvorljiva u vodi.

Salicilna kiselina je beta hidroksilna kiselina formule C6H4(OH)COOH. Javlja se u

formi bezbojnih kristala i slabo je rastvorljiva u vodi. Hemijski je slična aktivnoj

komponenti aspirina (acetilsalicilnoj kiselini) i glavna je sirovina za njegovu proizvodnju.

Elaginska kiselina je organsko jedinjenje, koje sadrži 14 atoma ugljenika.

Jabučna kiselina, C4H6O5, je dvobazna organska kiselina prisutna u kiselom voću.

To su bezbojni igličasti kristali rastvorljivi u vodi i alkoholu.

20

2.3.7. Vitamini Vitamini su složena organska jedinjenja koja se nalaze u malim količinama u biljnim

i životinjskim tkivima.

Vitamin C ili L-askorbinska kiselina u prirodi se nalazi u obliku dehidroaskorbinske

kiseline. Mogu ga sintetizovati biljke i neke životinje, a nalazi se u šipku, paprici, kupusu,

spanaću i limunu. Ima veoma važnu ulogu u stvaranju kostiju i hrskavice, a neophodan je i

za zarastanje rana. Dokazano je da smanjuje toksičnost nekih lekova. Fiziološko dejstvo

ogleda se u učestvovanju u oksido-redukcionim procesima metabolizma ćelija. Nedostatak

vitamina C u hrani dovodi do pojave skorbuta.

Vitamin B1 ili tiamin predstavlja jedan od vitamina B grupe koji su rastvorljivi u

vodi i učestvuju u mnogim metaboličkim procesima u organizmu. Vitamin B1 je neophodan

za stvaranje energije iz ugljenih hidrata, za pravilno funkcionisanje nervnih ćelija, za rad

svih mišićnih vlakana. Glavni izvori vitamina B1 su: pivski kvasac, žitne klice i mekinje,

žitna zrna, kupus, razno voće i plodovi. U današnje vreme nedostatak vitamina B1 najčešće

se javlja kod alkoholičara, jer velike količine alkohola smanjuju usvajanje tiamina u

organizmu. Na taj način dolazi do nastanka bolesti beri-beri, pri čemu se oštećuju nervi,

mozak i srčani mišić. Čoveku je potrebno dnevno da uzima oko 1mg ovog vitamina, što je

sasvim dovoljno ako se hranimo mešovitom hranom, pre svega svežom biljnom [6].

Folna kiselina ili vitamin B9, je jedan od vitamina B kompleksa. Drugo ime ove

kiseline je pteroilglutaminska kiselina. Folna kiselina se nalazi kao poliglutamat. Nakon unosa

u organizam, apsorbuje se preko enzima u sluznici duodenuma. Nakon apsorpcije se redukuje

do tetrahidrofolne kiseline, FH4 koja je koenzim i služi kao prenosilac grupa sa jednim

atomom ugljenika, pri metaboličkim procesima. Folna kiselina je važna za sintezu DNK, pa i

za funkcionisanje svake ćelije u organizmu. Ima značajnu ulogu

u ertitropoezi (stvaranju crvenih krvnih zrnaca). Tako manjak ove kiseline u organizmu

dovodi do anemije. Ima bitnu ulogu u konverziji aminokiselina, pre svega snižava nivo

homocisteina u krvi. Povišen nivo homocisteina u krvi može dovesti do začepljenja krvnog

suda. Ima značajnu ulogu u razvoju ploda, jer je bitna za normalan razvoj nervne cevi kod

novorođenčeta [7].

Vitamin E je antioksidans u oksidoredukcionim procesima metabolizma ugljenih

hidrata, masti, fosfata i kreatina. Rastvorljiv je u mastima i štiti supstance koje se lako

21

oksiduju (npr. vitamin A). Potrebe organizma za vitaminom E dovode se u vezu sa sadržajem

polunezasićenih masnih kiselina u telesnim tkivima (štiti od njihove peroksidne

oksidacije); Smatra se da su životinje i čovek nesposobne da sintetišu ovaj vitamin. Vitamin E

sprečava nastanak arterijskog plaka, suženje arterija i razvoj ateroskleroze. Takođe,

sprečava oksidaciju masti i oštećenja krvnih sudova, ugradnju holesterola u arterijski

plak, a na taj način sprečava i razvoj oboljenja srca i krvnih sudova. Smatra se da je

vitamin E zajedno sa drugim antioksidansima iz hrane (vitamin C, flavonoidi) dobra

prevencija za sprečavanje nastanka oboljenja srca i krvnih sudova, malignih oboljenja, a

doprinosi i poboljšanju opšteg zdravlja. Bogati izvor vitamina E su biljna ulja, a

posebno suncokretovo, semenke, bademi, kikiriki, jaja i dr. Druge namirnice koje sadrže

vitamin E su: orasi, lešnici, hladno ceđena biljna ulja (maslinovo, kukuruzno, sojino), spanać.

Preporučene dnevne količine su za odraslu ženu 8mg, a za odraslog zdravog muškarca su

10mg. Vitamin E nije dobro držati u plastici ili uz plastiku jer se veže za nju što bi izazvalo

razne probleme.

2.3.8. Mineralne materije

Natrijum je najzastupljeniji katjon vanćelijske tečnosti. Ima važnu ulogu u regulaciji

zapremine krvi, krvnog pritiska, osmotske ravnoteže i održavanja konstantne pH vrednosti.

Kalijum je jedan od najčešće pripisivanih minerala. Koristi se u situacijama kada

dolazi do gubitka kalijuma iz organizma, kao što je terapija diureticima. Reguliše

metabolizam vode i soli unutar ćelije, osmotski pritisak, kiselo-baznu ravnotežu,

normalizuje rad srca. Ima važnu ulogu u biosintezi proteina, aktivira veliki broj enzima,

posebno onih koji učestvuju u stvaranju energije.

Magnezijum je mineral koji je uključen u preko 300 reakcija u organizmu. Važan je

za sve organe, a naročito za pravilan rad srca, mišića, bubrega, izgradnju zuba i kostiju.

Primenjuje se kod srčanih oboljenja, grčeva i slabosti mišića, zatvora, nedostatka

magnezijuma, alkoholizma, dijabetesa, kod astme, hroničnog umora, osteoporoze,

migrenskih glavobolja.

Kalcijum je gradivni element kostiju i zuba, neophodan je za mišićne kontrakcije,

prenošenje nervnih signala, za izlučivanje hormona i enzima. Stalan nivo kalcijuma u krvi

je neophodan da bi se procesi u organizmu nesmetano odvijali.

22

Gvožđe je sastavni deo hemoglobina koji omogućava transport kiseonika u krvi.

Anemija ili malokrvnost je nedostatak hemoglobina ili eritrocita. Anemija nastaje usled

nedovoljnog unošenja gvožđa u organizam, kod povećanih potreba za gvožđem

(trudnoća, dojenje, deca u periodu rasta i razvoja), smanjene apsorpcije gvožđa u crevima i

kao posledica krvarenja.

Fosfor je posle kalcijuma najzastupljeniji element u organizmu. U ljudskom

organizmu ga ima približno 1% od njegove ukupne telesne težine. Prisutan je u svakoj

ćeliji, ali ga najviše ima u kostima i zubima (oko 85% od ukupnog fosfora).

2.4. Antioksidansi Svim živim bićima (osim onih koja su adaptirana na život u anaerobnim uslovima) je

neophodan kiseonik. Međutim, kiseonik, pod određenim uslovima, može da bude i toksičan.

Njegovo toksično dejstvo se pripisuje formiranju reaktivnih kiseoničnih vrsta (Reactive

Oxygen Species – ROS) tj. slobodnih radikala, koji su u stanju da reaguju sa osnovnim

ćelijskim strukturama i primarnim biomolekulima (npr. lipidima, proteinima, nukleinskim

kiselinama) pri čemu prouzrokuju promene u njihovoj strukturi i funkciji. Neke od ovih

reakcija su kontrolisani normalni procesi u organizmu kao što su prenos signala ili deo

mehanizma imunog sistema (npr. napad organizma na viruse i bakterije), dok druge dovode

do patoloških promena i čine osnovu mnogih oboljenja (npr. kardiovaskularnih poremećaja,

katarakte, kancera, oštećenja bubrega, reumatizma, neurodegenerativnih bolesti i mnogih

drugih autoimunih oboljenja) i starenja.

Stoga, ROS ili slobodni radikali sa jedne strane mogu biti korisni, a sa druge, ukoliko

se stvaraju u višku, mogu izazvati štetnu oksidaciju i ozbiljna ćelijska oštećenja.

Fitohemikalije (bioaktivne supstance koje proizvode isključivo biljke) se ponašaju kao

antioksidansi, hvatači slobodnih radikala i čuvari ćelije.

Epidemiološke studije su pokazale pozitivnu korelaciju između unosa voća i povrća i

smanjenog stepena smrtnosti usled srčanih oboljenja, čestih vrsta kancera, degenerativnih

bolesti, alergijskih oboljenja i usporenog starenja.

Prema široko korišćenoj definiciji, antioksidansi su supstance koje, prisutne u mnogo

nižim koncentracijama od supstrata koji lako podležu oksidaciji (kao što su lipidi, proteini,

dezoksiribonukleinska kiselina (DNK) ili ugljenihidrati) značajno inhibiraju ili potpuno

sprečavaju oksidaciju supstrata [8].

23

U zakonskoj regulativi koja se odnosi na prehrambenu industriju antioksidansi se

definišu kao supstance koje produžavaju rok trajanja namirnica štiteći ih od kvarenja

prouzrokovanog procesima oksidacije, kao što su užeglost masti, promena boje i gubitak

nutritivne vrednosti [9].

Antioksidansi se veoma razlikuju po hemijskoj strukturi i imaju različite mehanizme

delovanja.

Postoji više klasifikacija antioksidanasa, u zavisnosti od toga na osnovu čega se vrši

podela.

Na osnovu različitog mehanizma delovanja antioksidansi mogu biti:

1. Primarni antioksidansi (butilovani hidroksianizol, galati, flavonoidi, ruzmarinski

ekstrakt, vitamin E, fenolna jedinjenja itd.)

2. Sekundarni ili preventivni antioksidansi (limunska kiselina, askorbinska kiselina,

sumporna jedinjenja, selen, fosfolipidi, karotenoidi, transferin, ceruloplazmin itd.)

3. Sinergisti (askorbinska kiselina, sulfiti, β-karoten, limunska kiselina, etilendiamin-

tetrasirćetna kiselina (EDTA), fosfati itd.).

Primarni antioksidansi usporavaju stupanj inicijacije lančane reakcije slobodnih

radikala ili prekidaju lančanu reakciju u fazi propagacije donirajući vodonik ili elektrone

slobodnim radikalima i transformišući slobodne radikale u stabilnije produkte. Oni obično

reaguju sa peroksil ili alkoksil slobodnim radikalima, koji nastaju razlaganjem lipidnih

hidroperoksida. Efikasni su pri manjim koncentracijama dok pri višim koncentracijama mogu

pokazati prooksidativno dejstvo.

Sekundarni ili preventivni antioksidansi sprečavaju razlaganje lipidnih hidroperoksida

na slobodne radikale tj. redukuju brzinu reakcije inicijacije kod lančanih reakcija pomoću

različitih mehanizama inaktivacije metala, raspadanja lipidnih hidroperoksida na neradikalske

produkte, uklanjanja kiseonika, vezivanja određenih proteina sa prooksidativnim dejstvom,

apsorbujući ultraljubičastvo zračenje ili (u slučaju fosfolipida) stvaraju zaštitni sloj između

ulja i vazduha. Sekundarni antioksidansi ne transformišu slobodne radikale u stabilnije

produkte.

Sinergisti su jedinjenja koja nemaju antioksidativno dejstvo ili imaju veoma slab

efekat, ali pojačavaju aktivnost primarnih antioksidanasa. U sinergiste spadaju antioksidansi

koji vežu kiseonik ili "skevindžeri" (hvatači) kiseonika (askorbinska kiselina, sulfiti, askorbil-

palmitat, eritorbinska kiselina) i helatori metala (limunska kiselina, EDTA, fosfati, amino

kiseline, fosfolipidi)

24

Antioksidanti, sprečavaju i oksidaciju koja dovodi do propadanja hrane (pojava

užeglosti ili gubitka boje). Stoga se ova jedinjenja ponašaju i kao konzervansi. Npr. tokom

procesiranja i skladištenja namirnica formiraju se toksične supstance usled lipidne

peroksidacije (u kojoj nastaju slobodni radikali). Isto kao i organizmu, i u hrani prisustvo

antioksidanata prekida dalju oksidaciju lipida hvatanjem slobodnih radikala.

Neki od važnih sintetskih antioksidanata koji se primenjuju u ovu svrhu su butilovani

hidroksianizol (BHA), butilovani hidroksitoluen (BHT), terc-butilhidrohinon (TBHQ),

propilgalat (PG), a od prirodnih tokoferoli (vitamin E).

Da bi se neutralisali slobodni radikali (ROS), organizam je opremljen efikasnim

odbrambenim sistemom koji uključuje razne enzime i antioksidante. Visok unos voća i povrća

deluje preventivno u odbrani organizma, zbog prisustva raznih jedinjenja i njihovih

kombinacija, koje često imaju sinergistički (združeni) efekat.

Najpoznatiji prirodni antioksidanti su: vitamini A, B, C, E, kalcijum, selen, polifenoli

(flavonoidi, fenolne kiseline) i mnogi drugi.

Namirnice bogate navedenim supstancama preporučuju se za jačanje imuniteta.

Smatra se da šljive, grožđe, crno vino, jabuke, zeleni i crni čaj, borovnice, brusnice, jagode,

maline, kupine (crveno i ljubičasto voće), masline, maslinovo ulje, kakao, crna čokolada,

lešnik, badem, kikiriki i drugo jezgrasto voće, soja i ostale integralne žitarice, začini, luk,

celer, peršun, paštrnak, brokoli, kupus, itd. predstavljaju namirnice bogate polifenolima, tj.

antioksidansima. Često su ova jedinjenja skoncetrisana u opni ili ljusci voća i povrća i u

semenkama.

2.5. Ekstrakcija biljnog materijala Ekstrakcija predstavlja izdvajanje i koncentrisanje određenih sastojaka iz biljnih

tkiva pomoću selektivnih rastvarača primenom standardnih procedura.

U zavisnosti od konzistencije, ekstrakti se klasifikuju kao:

tečni ekstrakti - tečni ekstrakti i tinkture (extracta fluida, tincturae)

polučvrsti ekstrakti - meki (žitki) ekstrakti (extracta spissa)

čvrsti ekstrakti - suvi ekstrakti (extracta sicca)

25

Biljni ekstrakti se dobijaju tako što se usitnjeni delovi biljke, uglavnom suve,

dovode u kontakt sa rastvaračem za ekstrakciju u odgovarajućem uređaju,

ekstraktoru. U sledećoj fazi procesa nastaje međuproizvod (miscella, eluat) koji se odvaja

od ostataka biljne mase.

Ako se u procesu ekstrakcije koriste tečni ekstragensi (etanol ili smeša

etanola i vode, masna ulja i sl.) nakon filtracije se dobija tečni ekstrakt.

Kao rezultat procesa ekstrakcije može se dobiti i suvi ekstrakt, ako se od faze miscelle

nastavi proces uparavanja u vakuum uparivaču. U ovoj fazi nastaje polučvrsti ekstrakt od

koga se daljim procesom sušenja na odgovarajući način dobija suvi ekstrakt.

Tečni ekstrakti su preparati tečne konzistencijeb kod kojih 1 deo mase/zapremine

ekstrakta odgovara 1 delu mase suve biljne droge upotrebljene za ekstrakciju.

Tinkture su tečni preparati koji se dobijaju ekstrakcijom osušenih biljnih droga.

Pripremaju se postupkom maceracije ili perkolacije, iz 1 dela droge i 5 (10) delova

rastvarača za ekstrakciju.

Meki (žitki) ekstrakti su polučvrsti preparati dobijeni uparavanjem ili

delimičnim uparavanjem rastvarača koji je korišćen za ekstrakciju.

Suvi ekstrakti su čvrsti preparati dobijeni uparavanjem rastvarača koji je korišćen

za njihovo dobijanje. Gubitak sušenjem obično iznosi 5%.

Uobičajeno je da se metode ekstrakcije dele na:

1. diskontinuirane (maceracija, dvostruka maceracija, digestija, turboekstrakcija i

ekstrakcija u aparatu Ultra-Turrax) i

2. kontinuirane (perkolacija, reperkolacija, ultrazvučna ekstrakcija i dr.) [10].

Maceracija je jednokratna ekstrakcija propisano usitnjene droge propisanim

rastvaračem na sobnoj temperaturi. Prednost ove metode je upotreba hladnog rastvarača,

čime se smanjuje razgradnja aktivnih materija.

Dvostruka maceracija je ekstrakcija propisano usitnjene droge propisanim

rastvaračem, pri sobnoj temperaturi, dva puta uzastopno, a primenjuje se za

ekstrakciju droga grube konzistencije.

Digestija je oblik maceracije pri kome se koristi toplota tokom ekstrakcije. To je

jednokratna ekstrakcija usitnjene droge propisanim rastvaračem na temperaturi od

50°C.

Turboekstrakcija se izvodi tako da se droga prelivena rastvarčem, obrađuje

odgovarajućim sekačima, koji se obrću velikom brzinom (oko 10000 obrtaja u

26

min.) i rotirajući dodatno usitnjavaju drogu. Proces se vrši u zatvorenoj posudi,

onemogućen je gubitak rastvarača, a temperatura ekstrakcije ne sme preći 40°C.

Perkolacija (percolare-pomoću kapi) je kontinuirana ekstrakcija propisano

usitnjene droge na sobnoj temperaturi, koja se izvodi proticanjem propisanog

rastvarača kroz stub droge u perkolatoru.

Reperkolacija podrazumeva proces ponovne perkolacije biljnog materijala

dobijenim perkolatom.

Ultrazvučna ekstrakcija uključuje korišćenje ultrazvuka sa frekvencijama u

rasponu od 20 do 2000kHz, što povećava propustljivost ćelijskih zidova proizvoda

kavitacije. Za ovu ekstrakciju se koriste ultrazvučna kupatila ili

ultarzvučnemsonde. Predstavlja brzu, ekonomičnu i efikasnu ekstrakciju.

Protivstrujna ekstrakcija je industrijski proces kontinuirane ekstrakcije koji

omogućava tretiranje znatnih količina biljnog materijala. U protivstrujnom

ekstraktoru materijal dolazi u kontakt sa rastvaračem, koji protiče u suprotnom

pravcu od pravca kretanja biljke.

Cirkulatorna ekstrakcija je proces u kojem rastvarač na povećanoj temperaturi

kontinuirano cirkuliše kroz stub biljke. Kao solvens za cirkulatornu ekstrakciju se

najčešće koristi 70%V/V etanol, etanol 50%V/V ili prečišćena voda. Ekstrakcija

je nepotpuna, jer prenos masa prestaje kada je postignuta ravnoteža. Ovaj

problem može da se prevaziđe upotrebom višestepene ekstrakcije.

2.5.1. Konvencijalna ekstrakcija čvrsto-tečno

Ekstrakcija čvrsto-tečno je difuziona operacija u toku koje jedna ili više

komponenta, na osnovu razlike u rastvorljivosti, iz čvrstog materijala prelaze u tečni

rastvarač. Ekstrakcija se odvija tako što se dovode u kontakt čvrsti porozni materijal i

tečni rastvarač, pri čemu rastvarač prodire u pore čvrstog materijala. U opštem slučaju,

ova operacija se sastoji od tri odvojena procesa: u prvom se ostvaruje promena

faznog sastava rastvorene komponente (rastvorak), tako što se ona rastvara u

rastvaraču; u drugom, rastvorak difunduje kroz rastvarač, koji se nalazi u porama

čvrstog materijala, na površinu čestice; u trećem, rastvorak se prenosi iz rastvora, koji

je u kontaktu sa čvrstim materijalom u masu rastvarača. Na prenos mase u ovako

složenom sistemu čvrsto-tečno utiče niz faktora kao što su: oblik i veličina čestica,

27

kao i hemijski sastav komponenata prisutnih u čvrstom materijalu, njegova unutrašnja

struktura, kao i veličina, odnosno, oblik pora u materijalu.

Na prinos i sastav ekstrakta uticaj imaju četiri grupe faktora koji se odnose na:

polazni biljni materijal, rastvarač za ekstrakciju, procedure izrade i aparaturu/tip uređaja.

Ovi faktori određuju sastav ekstrakta, odgovorni su za količinu dobijenog ekstrakta

(prinos) i određuju brzinu ekstrakcije [11].

Uređaji za ekstrakciju u sistemu čvrsto-tečno mogu se svrstati u dve grupe:

a) diskontinuirani (šaržni) čvrsto-tečno ekstraktori i rotirajući ekstraktori

b) kontinuirani čvrsto-tečno ekstraktori (horizontalni, Hildebrandt-ov, Bonotto,

Bolman-ov, Kennedy-ev ekstraktor i ekstrakcija po Soxhlet-u).

2.5.2. Ultrazvučna ekstrakcija Ultrazvučna ekstrakcija uključuje korišćenje ultrazvuka sa frekvencijama u

rasponu od 20 do 2000 kHz. To je jedna od novijih tehnika koje omogućavaju visoku

reproduktivnost u kraćem vremenu, jednostavnije rukovanje, niže temperature i korišćenje

manjih količina rastvarača. Prilikom tretiranja ultrazvukom, kavitacije uzrokuju bubrenje

ćelija i probijanje ćelijskih zidova, što omogućava visoke brzine difuzije kroz ćelijski zid, a

samim tim i jednostavnije ispiranje sastojaka. Uz rastvarač, temperaturu i pritisak, za

optimizaciju procesa potrebno je dobro podesiti faktore ultrazvučnog tretiranja poput

frekvencije, vremena tretiranja, snage ultrazvuka, samim tim i distribucije ultrazvučnih

talasa. Da bi se postigao maksimalan prinos potrebni su optimalni uslovi temperature, snage

ultrazvuka i izbor rastvarača.

U današnje vreme istraživanje ultrazvuka se višestruko povećalo zbog njegove

potencijalne primene u prehrambenoj industriji, za analizu i modifikaciju prehrambenih

proizvoda. Ako je primenjena frekvencija visoka, govorimo o dijagnostičkom ultrazvuku

niske energije, a ako je frekvencija niska, govorimo o ultrazvuku visoke energije.

Ultrazvuk niskog intenziteta deluje u frekventnom opsegu od 2 MHz i više. On ne

izaziva fizičke niti hemijske promene, pa se smatra neinvazivnom tehnikom, a koristi se kao

analitička tehnika za kontrolu obrade hrane, određivanje sastava, viskoznosti, kontrolu

pakovanja, koncentracije materije u hrani itd.

28

Ultrazvuk visokog intenziteta sa rasponom frekvencija 20-100 KHz, može uzrokovati

fizičke promene materijala, a samim tim i određene hemijske reakcije u materijalima na

kojima je primenjen [12].

2.6. Spektrofotometrijska analiza ekstrakata

Najčešća tehnika za brzo određivanje ukupnog fenolnog sadržaja jeste UV/VIS

spektrofotometrijska analiza upotrebom Folin–Ciocalteu reagensa [13].

Na slici 5. dat je šematski prikaz glavnih delova i principa rada UV/VIS spektrofotometra.

Obično se koristi galna kiselina kao standard, a fenolni sadržaj se izražava u mg/L ili mg/g

ekvivalenata galne kiseline (GAE) nasuprot svežoj ili suvoj biljnoj masi.

U literaturi se mogu naći slične spektrofotometrijske metode pomoću kojih se pored

ukupnog fenolnog sadržaja može odrediti ukupni sadržaj pojedinih klasa fenola kao što su

flavanoli, hidroksicimetne kiseline, flavan-3-oli i antocijani [14]; [15].

Slika 5: Šematski prikaz glavnih delova i principa rada UV/VIS spektrofotometra

29

3. EKSPERIMENTALNI DEO

3.1. Materijal

Uzorci ploda maline (Rubus idaeus) su sakupljani sa područja južne Srbije u

komercijalnoj fazi zrelosti. Odmah nakon berbe, plod maline je opran, zamrznut i čuvan na -

20oC sve do analize. List maline je opran, sušen na 60 0C i nakon toga samljeven u toku 2min.

3.2. Aparati

UV/VIS spektrofotometar Agilent 8453 (Agilent Technologies, USA) sa dužinom

optičkog puta 1cm za analizu ukupnog fenolnog sadržaja i ispitivanje

antioksidativne aktivnosti;

Analitička vaga AB-204-S (Mettler Toledo, Švajcarska) za odmeravanje čvrstih

supstanci;

Magnetna mešalica;

Ultrazvučno kupatilo 3L 500W40Hz (EI Niš, Srbija).

3.3. Hemikalije i reagensi Metanol, etanol, mravlja kiselina i sirćetna kiselina HPLC čistoće su nabavljeni od

proizvođača Merck (Darmstadt, Nemačka). Galna kiselina, kafena kiselina, kvercetin,

malvidin-3-O-glukozid i 2,2`-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) slobodni radikal su nabavljeni

od Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO). Korišćeni reagensi su analitičke čistoće. Rastvori su

pripremani sa dejonizovanom vodom specifične provodljivosti 0,05 μS/cm.

30

3.4. Ekstrakcione procedure

3.4.1. Klasična ekstrakcija fenolnih jedinjenja Masi od 10g ploda maline prethodno homogenizovanog dodato je 100mL smeše

rastvarača: metanol/voda sirčetna kiselina u odnosu 70/25/5. Dobijena reakciona smeša se

meša na magnetnoj mešalici u toku 3 časa na sobnoj temperaturi, na tamno i nakon toga se

centrifugira u toku 10min na 2500 obrtaja u minuti. Ekstrakti se uparavaju vakum uparivačem

do 10mL i nakon toga se filtriraju preko filtera pora 0.45μm (Chromafil PVDF P-45/25;

Macherei-Nagel).

3.4.2. Ultrazvučna ekstrakcija fenolnih jedinjenja Ultrazvučno kupatilo zapremine 3L, frekvencije 40kHz i ulazne snage ultrazvuka

500W, korišćeno je u eksperimentima. Biljni materijal (10g) je potopljen u 100mL smeše

rastvarača (Tabela 1). Nakon ultrazvučne ekstrakcije, ekstrakti su centrifugirani 10min na

2500 × g. Svi ekstrakti su filtrirani pre analiza preko filtera pora 0.45μm.

Slika 6. Ultrazvučna kadica

31

3.5. Spektrofotometrijsko određivanje ukupnih fenola,

hidroksicimetnih kiselina i flavonola

Ukupni fenolni sadržaj, kao i sadržaj hidroksicimetnih kiselina i flavonola u

ekstrakatima određivan je primenom modifikovane Mazin-ove metode [14] , 0.25mL

razblaženog ekstrakta se pomeša sa 0.25mL 0.1% HCl u 95% etanolu i 4.55mL 2% HCl.

Absorbanca smeše se očitava nakon 15min na UV/VIS spektrofotometru na talasnim

dužinama od 280, 320 i 360nm. Galna kiselina je iskorišćena za konstruisanje standardne

krive, na osnovu koje se određuje ukupni fenolni sadržaj ekstrakta očitavanjem absorbanci na

280nm, izražen preko ekvivalenata galne kiseline (GAE). Sadržaj hidroksicimetnih kiselina

dobijen je očitavanjem absorbanci na 320nm, a kao standard korišćena je kafena kiselina.

Razultati su izraženi preko ekvivalenata kafene kiseline (CAE). Sadržaj flavonola procenjen

je očitavanjem absorbanci na 360nm, a kao standard je korišćen kvercetin. Razultati su

izraženi preko ekvivalenata kvercetina (QE).

3.6. Spektormetrijsko određivanje ukupnih antocijana Ukupni sadržaj antocijana određen je prema Rig-ovoj metodi [16]. Ispitivani ekstrakti

su razblaženi rastvorom: etanol/voda/HCl (70/29/1) i nakon 15min očitavana je absorbanca na

talasnoj dužini od 540nm. Malvidin-3-O-glukozid iskorišćen je kao standard a rezultati su

izraženi preko ekvivalenata malvidin-3-O-glukozida (eng. malvidin-3-O-glucoside

equivalents – ME).

32

3.7. Spektrofotometrijsko odredjivanje antioksidativne

aktivnosti

Antioksidativna aktivnost je određena primenom 2,2′-difenil-1-pikrilhidrazil

slobodnog radikala - DPPH test [17], koji se zasniva na merenju gubitka boje DPPH• radikala

promenom absorbance na 515nm uzrokovane reakcijom DPPH• radikalima sa ispitivanim

ekstraktima. Absorbanca na 515nm od razblaženog ekstrakta i sveže pripremljenog 1x10-4 M

DPPH• metanolnog rastvora snima se nakon inkubacionog perioda od 20min na sobnoj

temperaturi. Antioksidativna aktivnost, odnosno kapacitet hvatanja slobodnih radikala (RSA,

%) svakog ekstrakta određen je na osnovu sledeće formule:

RSA, % = (1 – Auzorak - Ablank/Akontrola) × 100

Gde je Akontrola absorbanca kontrolne reakcije (3×10-4 M DPPH• metanolnog rastvora),

Ablank je absorbanca razblaženog ekstrakta i Auzorak absorbanca smeše razblaženog ekstrakta i

DPPH• metanolnog rastvora.

Srednja efektivna koncentracija (EC50) je dalje izračunata sa grafika konsturisanog

nanošenjem različitih koncentracija ekstrakata (mL/g) na x-osi i njima odgovarajućih

kapaciteta hvatanja slobodnih radikala (%) na y-osi i jednostavnim očitavanjem koncentracije

ekstrakta koja odgovara kapacitetu hvatanja slobodnih radikala od 50%.

3.8. Statistička obrada podataka Svi eksperimenti su ponavljani tri puta. Vrednosti su izražene kao srednje ±

standardna devijacija. Značajne razlike u podacima određene su korišćenjem analize varijansi

(ANOVA), praćene Tukey-ovim testom. Podaci su analizirani korišćenjem softverskih paketa:

Origin software package, version 7.0 i SPSS 20.0 software for Windows (IBM SPSS, USA).

33

4. REZULTATI I DISKUSIJA

4.1. Optimizacija uslova ultrazvučne ekstrakcije fenolnih

jedinjenja

Pregledom literature koja se odnosi na utvrdjivanje sadržaja fenolnih jedinjenja iz

biljaka ili pojedinih biljnih delova, dolazi se do različitih podataka kao posledica različitih

primenjenih tehnika ekstrakcije i uslova pod kojim se ekstrakcija biljnog materijala izvodi.

Dobijene vrednosti, takođe zavise i od genotipa biljnog materijala, uticaja spoljne sredine, kao

i od i interpretacije dobijenih rezultata.

Zbog toga u ovom radu su diskutovani rezultati dobijeni praćenjem različitih

parametara ultrazvučne ekstrakcije, primenom spektofotometrijskih metoda datih u

eksperimentalnom delu.

4.1.1. Uticaj rastvarača na sadržaj fenolnih jedinjenja u

ekstraktima maline

Rastvarači u mnogome mogu da utiču na ekstrakciju fenolnih jedinjenja iz biljnog

materijala. Fenolna jedinjenja iz biljnog materijala se dosta razlikuju po svojoj polarnosti

zbog čega se često koriste smeše rastvarača različite polarnosti.

U cilju izbora optimalnih uslova ekstrakcije ispitivani su rastvarači prikazani u tabeli pri

odnosu mase biljne materije i rastvarača 1: 5 (10g homogenizovane maline u 50mL različite

smeše rastvarača).

U ovom radu ispitivana je podobnost tri dvofazna sistema rastvarača (I, II i III, tabela

4 i jedan trofazni sistem rastvarača (IV, tabela 4) za dobijanje ekstrakata iz ploda maline na

prinos ekstrakcije, sadržaj ukupnih fenola, antocijana, hidroksicimetnih kiselina i flavonola, a

dobijeni rezultati spektrofotometrijskom analizom prikazani su u tabeli 5. i slikama 7., 8., 9.,

i 10.

34

Tabela 4: Pregled rastvarača korišćenih za ekstrakcije fenolnih jedinjenja iz maline

Rastvarač / smeša rastvarača

I Metanol/sirćetna kiselina (95/5)

II Etanol/sirćetna kiselina (95/5)

III Voda/sirćetna kiselina (95/5)

IV Metanol/voda/sirćetna kiselina (70/25/5)

Rezultati spektrofotometrijske analize pokazuju da fenolni sastav dobijenih ekstrakata

značajno zavisi kako od izbora rastvarača tako i od njihovog međusobnog odnosa u smeši

koja se upotrebljava za ekstrakciju.

Proračunato je da najveći sadržaj ukupnih fenola, antocijana, hidroksicimetnih kiselina

i flavonola pokazuju ekstrakti dobijeni upotrebom sistema rastvarača: metanol/voda/sirćetna

kiselina (IV) u međusobnom procentnom odnosu: 70/25/5 i to za 2,24% je veči sadržaj

ukupnih fenola, 21,65% sadržaj hidroksicimetnih kiselina, za 10.6% sadržaj flavonola i za

5,73% sadržaj ukupnih antocijana od dvovaznog sistema rastvarača metanol/sirćetna kiselina

(I) u odnosu 95/5.

Razlog tome je veoma velika raznolikost fenolnih jedinjenja prisutnih u malini koja se

veoma razlikuju po polarnosti. Kod dvofaznih sistema najbolji efekat je pokazao metanol, pa

zatim etanol, a najmanji prinos fenola je dobijen primenom destilovane vode kao rastvarača.

Pretpostavlja se da prisustvo vode povećava polarnost ekstrakcionog sredstva

(dielektrična konsatanta vode je 78,3 dok je kod metanola 37,9 i kod etanola 25,2) i utiče na

bubrenje biljnog materijala, što povećava kontaktnu površinu između biljnog matriksa i

rastvarača [18].

Sa druge strane, metanol je efikasniji za ekstrakciju polifenola iz polarnih, vlaknastih

matriksa [19].

Fizičke karakteristike rastvarača imaju veliki uticaj na dobijanje visokog prinosa svih

ispitivanih klasa fenolnih jedinjenja, što je u saglasnosti sa rezultatima ekstrakcije biljnog

materijala drugih autora [20].

35

Tabela 5: Sadržaj ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola i antocijana u

ekstraktima maline dobijenih primenom različitih rastvarača

Sistem r-ča

Vreme ekstrakcije (min)

Ukupni fenoli (mg GAE/kg)

Hidroksicimetne kiseline (mg CAE/kg)

Flavonoli (mg QE/kg)

Ukupni antocijani (mg ME/kg)

I

5 790,43 ± 5,16 28,26 ± 2,34 20,11 ± 1,09 629,93 ± 5,04

10 830,23 ± 4,99 32,56 ± 1,72 25,23 ± 1,66 656,12 ± 4,78

15 876,11 ± 10,09 40,11 ± 1,44 33,56 ± 1,23 689,11 ± 6,94

20 891,27 ± 11,27 46,19 ± 1,72 37,72 ± 1,36 704,25 ± 8,12

II

5 752,24 ± 4,83 24,41 ± 2,77 18,23 ± 1,30 602,45 ± 3,11

10 780,23 ± 5,05 28,44 ± 1,05 22,09 ± 1,58 631,73 ± 4,52

15 796,34 ± 9,67 35,34 ± 1,34 26,86 ± 1,41 656,73 ± 6,08

20 801,72 ± 10,45 49,20 ± 1,09 27,99 ± 1,74 674,25 ± 7,93

III

5 497,16 ± 3,23 20,18 ± 2,56 10,14 ± 2,52 278,15 ± 1,93

10 547,39 ± 4,18 23,45 ± 3,18 19,29 ± 3,13 417,22 ± 2,69

15 669,92 ± 6,78 28,77 ± 4,04 23,34 ± 3,71 517,26 ± 4,19

20 698,57 ± 7,09 29,40 ± 4,56 25,19 ± 3,66 529,55 ± 5,09

IV

5 812,25 ± 5,47 34,26 ± 1,67 25,11 ± 1,32 689,93 ± 5,94

10 870,56 ± 7,84 46,12 ± 1,05 34,93 ± 1,04 726,12 ± 6,25

15 906,11 ± 10,09 52,25 ± 1,44 40,08 ± 1,23 740,83 ± 5,94

20 911,27 ± 11,27 56,19 ± 1,38 41,72 ± 1,08 744,61 ± 11,34

Slika 7: Sadržaji ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola i ukupnih antocijana

(mg/kg) iz ekstrakata ploda maline dobijenih primenom različitih sistema rastvarača i odnosa

pojednih rastvarača primenom ultrazvučne ekstrakcije u toku 10min.

36

Slika 8: Sadržaji ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola i ukupnih antocijana

(mg/kg) iz ekstrakata ploda maline dobijenih primenom različitih sistema rastvarača i odnosa

pojednih rastvarača primenom ultrazvučne ekstrakcije u toku 5min.

Slika 9: Sadržaji ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola i ukupnih antocijana

(mg/kg) iz ekstrakata ploda maline dobijenih primenom različitih sistema rastvarača i odnosa

pojednih rastvarača primenom ultrazvučne ekstrakcije u toku 15min.

37

Slika 10: Sadržaji ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola i ukupnih antocijana

(mg/kg) iz ekstrakata ploda maline dobijenih primenom različitih sistema rastvarača i odnosa

pojednih rastvarača primenom ultrazvučne ekstrakcije u toku 20min.

4.1.2. Uticaj odnosa mase biljne materije i ukpne zapremine

rastvarača na sadržaj fenolnih jedinjenja u ekstraktima

maline

Pored odabira odgovarajućeg rastvarača tj. smeše rastvarača za dobijanje većeg

sadržaja fenolnih jedinjenja bitno je i odabrati optimalan odnos mase biljne materije i ukupne

zapremine rastvarača koji će se koristiti za ekstrakciju.

U tabeli 6. prikazani su rezultati analiza ekstrakata dobijenih primenom različitih odnosa mase

biljne materije i ukupne zapremine rastvarača.

Analiza dobijenih rezultata je pokazala da sa porastom odnosa mase biljne materije i

rastvarača, tj. sa povećanjem zapremine rastvarača koji se koristi za ekstrakciju povećava se

sadržaj fenolnih jedinjenja. Kako nema značajnije razlike između odnosa 1:10 i 1:12 za dalju

optimizaciju je korišćen odnos 1:10, među ostalog i zbog smanjenja utroška rastvarača (Slika

11).

38

Tabela 6: Sadržaj ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola i antocijana u

ekstraktima maline dobijenih primenom različitih odnosa mase biljne materije i ukupne

zapremine rastvarača nakon 15 min ekstrahovanja

Odnosa mase biljne materije i ukupne zapremine rastvarača

1:5 1:7 1:10 1:12

Ukupni fenoli (mg GAE/kg)

906,11 ± 10,09 924,47 ± 8,43 1107,35 ± 11,27 1120,74 ± 10,48

Hidroksicimetne kiseline (mg CAE/kg)

52,25 ± 1,44 59,15 ± 2,06 65,19 ± 1,38 69,09 ± 1,04

Flavonoli (mg QE/kg)

40,08 ± 1,23 48,20 ± 2,08 50,72 ± 1,08 53,48 ± 1,27

Ukupni antocijani (mg ME/kg)

740,83 ± 5,94 761,16 ± 6,17 824,91 ± 11,34 839,30 ± 9,41

Analiza dobijenih rezultata je pokazala da sa porastom odnosa mase biljne materije i

rastvarača, tj. sa povećanjem zapremine rastvarača koji se koristi za ekstrakciju povećava se

sadržaj fenolnih jedinjenja. Kako nema značajnije razlike između odnosa 1:10 i 1:12 za dalju

optimizaciju je korišćen odnos 1:10, među ostalog i zbog smanjenja utroška rastvarača (Slika

11).

Slika 11. Sadržaji ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola i antocijana (mg/kg) iz

ekstrakata ploda maline dobijenih primenom odnosa mase biljne materije i ukpne zapremine

rastvarača

39

4.1.3. Uticaj temperature na sadržaj fenolnih jedinjenja u

ekstrakatima maline

Temepratura na kojoj se izvodi ekstrakcija takođe ima uticaj na sadržaj fenolnih

jedinjenja u dobijenim ekstraktima. Temperatura je limitirana tačkom ključanja korišćenih

rastvarača, a takođe na višim temperaturama može doći do degradacije fenolnih jedinjenja.

Uticaj temperature ekstrakcije na sadržaj fenolnih jedinjenja ispitivan je u intervalu od 20 °C

do 60 °C.

Tabela 7: Sadržaj ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola i antocijana u

ekstraktima maline dobijenih na različitim ekstrakcionim temperaturama

Temperatura

20 30 40 50 60 Ukupni fenoli

(mg GAE/kg) 1107,35 ± 11,27 1120,15 ± 9,43 1174,15 ± 9,43 1201,27 ± 11,23 1223,45 ± 13,06

Hidroksicimetne

kiseline

(mg CAE/kg)

65,19 ± 1,38 69,31 ± 1,07 73,98 ± 2,23 79,41 ± 2,09 83,15 ± 2,36

Flavonoli

(mg QE/kg) 50,72 ± 1,08 52,84 ± 1,11 56,47 ± 2,09 62,27 ± 1,45 65,09 ± 1,38

Ukupni antocijani

(mg ME/kg) 824,91 ± 11,34 833,45 ± 7,93 850,17 ± 8,40 867,34 ± 9,26 877,21 ± 10,05

Analizom rezultata utvrđeno je da sa porastom temperature (tabela 7. i slika 12.)

dolazi do povećanja sadržaja fenolnih jedinjenja u ekstraktu jer se smanjuje viskozitet

ekstrakcione smeše, rastvarač bolje prodire kroz biljni materijal. Takođe sa porastom

temperature se javljaju i negativni efekti: može doći do degradacije fenolnih jedinjenja, a

takođe se i povećava isparljivost rastvarača što negativno utiče na sam process ekstrakcije.

40

Slika 12. Sadržaji ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola i antocijana (mg/g) iz

ekstrakata ploda maline dobijenih primenom različitih radnih temperatura

4.1.4. Uticaj vreme trajanja ekstrakcije na sadržaj fenolnih

jedinjenja u ekstraktima maline

Analizom tabele 5. se takođe može zaključiti da je vreme ekstrakcije jedan od ključnih

parametara i da sa njegovim povećanjem dolazi do povećanja prinosa fenolnih jedinjenja.

Kako nema velike razlike u prinosu fenolnih jedinjenja u ekstraktima dobijenim nakon 15 i

20min ekstrahovanja za dalju optimizaciju je korišćeno ekstrakciono vreme od 15min.

41

Slika 13: Sadržaji ukupnih fenola (mg/kg) iz ekstrakata ploda maline dobijenih u toku

razičitog vremena trajanja ekstrakcije

Slika 14: Sadržaj hidroksicimetnih kiselina (mg/kg) iz ekstrakata ploda maline dobijenih u

toku razičitog vremena trajanja ekstrakcije

42

Slika 15: Sadržaj flavonola (mg/kg) iz ekstrakata ploda maline dobijenih u toku razičitog

vremena trajanja ekstrakcije

Slika 16: Sadržaj ukupnih antocijana (mg/kg) iz ekstrakata ploda maline dobijenih u toku

razičitog vremena trajanja ekstrakcije

43

4.2. Uporedjivanje spektrofotometrijskih rezultata analize

fenolnih jedinjenja i antioksidativne aktivnosti primenom

konvencijalne i ultrazvučne ekstrakcione tehnike

Na osnovu prethodno izloženih rezultata izvršena je uporedna analiza dobijenih

vrednosti za sadržaj ukupnih fenola, flavonola, hidroksicimetnih kiselina, antocijana, kao i

antioksidativne aktivnosti ekstrakata ploda maline dobijenih klasičnom i ultrazvučnom

ekstrakcijom na sobnoj temperaturi i hidromodulu 1:10, dok je vreme ekstrakcije za klasičnu

ekstrakciju bilo 3h, a ultrazvuču 15min (tabela 8. i slika 11.).

Iz tabele 8. se može zaključiti da je ultrazvučna ekstrakcija bolja tehnika od klasične

ekstrakcije, jer se dobijaju ekstrakti sa većim sadržajem fenolnih jedinjenja za mnogo kraće

vreme što je veoma bitno i sa ekonomske strane.

Sadržaj ukupnih fenola iz ekstrakata maline dobijenih primenom ultrazvučne

ekstrakcije je veći za 18,46% u poređenju sa klasičnom.

Analiza hidroksicimetnih kiselina je pokazala značajno veću razliku, tako da je njihov

sadržaj u ekstraktima maline dobijenim primenom ultrazvučne ekstrakcije 25,56% veći u

poređenju sa klasičnom ekstrakcijom.

Dok, sadržaj flavanola iz ekstrakata maline dobijenih primenom ultrazvučne

ekstrakcije bio je veći za 12,59% u poređenju sa klasičnom ekstrakcijom.

Utvrđeno je, takođe da ekstrakti maline dobijeni primenom ultrazvučne ekstrakcije

imaju veći sadržaj antocijana za 19,68% u odnosu na ekstrakte dobijene primenom klasične

ekstrakcije.

Upoređivanjem antioksidativne aktivnosti ispitivanih ekstrakata maline, tj. njihovih

EC50 vrednosti potvrđeno je da ekstrakti maline dobijeni ultrazvučnom ekstrakcionom

tehnikom imaju jaču antioksidativnu aktivnost za 11,11% u poređenju sa ekstraktima

dobijenim klasičnom ekstrakcijom, što je u saglasnosti sa prethodnim rezultatima o sadržaju

fenolnih jedinjenja ispitivanih ekstrakata.

44

Tabela 8: Sadržaj ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavonola, antocijana i

antioksidativne aktivnosti ekstrakta maline dobijenih na različitim ekstrakcionim tehnikama:

UZ – ultrazvučna i K – klasična ekstrakcija

Biljni

Materijal

Ukupni fenoli

(mg GAE/kg)

Hidroksicimetne

kiseline

(mg CAE/kg)

Flavonoli

(mg QE/kg)

Antocijani

(mg ME/kg)

EC50

(mL/mg)

Malina UZa 1107,35 ± 11,27 65,19 ± 1,38 50,72 ± 1,08 824,91 ± 11,34 0,63 ± 0,04

Kb 934,77 ± 8,48 51,92 ± 2,41 45,05 ± 1,19 689,27 ± 9,15 0,70 ± 0,08

a uslovi ekstrakcije: vreme - 15min; temperatura – sobna; odnos mase biljne materije i

zapermine rastvarača – 1:10

b uslovi ekstrakcije: vreme – 3h; temperatura – sobna; odnos mase biljne materije i

zapermine rastvarača – 1:10

Slika 17. Sadržaj ukupnih fenola, hidroksicimetnih kiselina, flavanola i antocijana (mg/kg) i

antioksidativne aktivnosti (EC50, mL/mg) iz ekstrakta ploda maline obijenog ■ ultrazvučnom

ekstrakcijom (UE) u vreme trajanja od 15min i ■ klasičnom ekstrakcijom (KE) u vreme

trajanja od 3h

45

5. ZAKLJUČAK

Na osnovu dobijenih rezultata ispitivanja fenolnih jedinjenja i antioksidativne

aktivnosti ploda maline različitim ekstrakcionim sistemima i ekstrakcionim tehnikama mogu

se izvesti sledeći zaključci:

Ekstrakti maline sadrže različita fenolna jedinjenja i pokazuju antioksidativnu

aktivnost;

Sadržaj fenolnih jedinjenja zavisi od ekstrakcionog sredstva, uslova pod kojim se

odvija ekstrakcija i od tipa same ekstrakcione tehnike;

Optimalni uslovi ekstrakcije fenolnih jedinjenja iz ekstrakata maline određeni su

primenom dve ekstrakcione tehnike: klasična ekstrakcija – maceracija i ultrazvučna

ekstrakcija;

Najveći sadržaji fenolnih jedinjenja dobijeni su korišćenjem sistema rastvarača:

metanol/voda/sirčetna kiselina u odnosu 70/25/5, što je u skladu sa različitom

polarnošću i kiselošću fenolnih jedinjenja prisutnih u ekstraktima;

Na osnovu uporednih analiza obe ekstrakcione tehnike može se zaključiti da

ultrazvučna ekstrakcija dovodi do većeg prinosa fenolnih jedinjenja i jače

antioksidativne aktivnosti u kraćem vremenskom periodu, čime se smanjuje unos

energije i degradacija fenola.

Ultrazvučna ekstrakcija pokazala se kao bolja tehnika od klasične za ekstrakciju

fenolnih jedinjenja iz bobičastog voća.

46

6. LITERATURA

1. Blagoević R., Voćarstvo, Imprime, Niš, 2000.

2. Pelagić V., Lekovito bilje, Beoknjiga, Beograd, 2009.

3. Halliwell B, Gutteridge JM. The definition and measurement of antioxidants in

biological systems. Free Radic Biol Med. 18(1),125–126 (1995).

4. Watson, D.H. Food Chemical Safety, Vol. 2: Additives, Cambridge England, 283-299,

2002.

5. Helena Drmić i dr. Ultrazvučna ekstrakcija. Croat J. Food Sci. Technol. 2 (2), 22-33

(2010).

6. Singleton V. L., Rossi J. A. Jr. 1965. Colorimetry of total phenolics with

phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. Am. J. Enol. Vitic. 16, 144-158

(1965)..

7. Mazza G., Fukumoto L., Delaquis P., Girard B., Ewert B. Anthocyanins, phenolics,

and color of Cabernet Franc, Merlot, and Pinot Noirwines from British Columbia. J.

Agric. Food Chem. 47, 4009–4017 (1999).

8. Radovanović B. C., Radovanović A. N., Souquet J-M. Phenolic profile and free

radical-scavenging activity of Cabernet Sauvignon wines of different geographical

origins from the Balkan region. J. Sci. Food Agric. 90, 2455–2461 (2010).

9. Rigo A., Vianello F., Clementi G., Rossetto M., Scarpa M., Vrhovsek U., Mattivi F.

Contribution of the proanthocyanidins to the peroxy radical scavenging capacity of

some Italian red wines. J. Agric. Food Chem. 48, 1996-2002 (2000)..

10. Choi C. W., Kim S. C., Hwang S. S., Choi B. K., Ahn H. J., Lee M. Y., Park S. H.,

Kim K. Antioxidant activity and free radical scavenging capacity between Korean

medicinal plants and flavonoids by assay-guided comparison. Plant Sci. 163, 1161-

1168 (2002).

11. Hemwimon S., Pavasant P., Shotipruk, A. Microwave-assisted extraction of

antioxidative anthraquinones from roots of Morinda citrifolia. Sep. Purif. Technol.

54: 44-50 (2007).

12. B.C. Radovanović, A.S. Milenković Anđelković, A.B. Radovanović, M.Z.

Anđelković. Antioxidant and Antimicrobial Activity of Polyphenol Extracts from

Wild Berry Fruits grown in Southeast Serbia. Trop. J Pharmac. Res. 12 (5), 813-819

(2013).

47

13. Chirinos R., Rogez H., Campos D., Pedreschi R., Larondelle Y. 2007. Optimization

of extraction conditions of antioxidant phenolic compounds from mashua

(Trapaeolum tuberosum Ruiz and Pavon) tubes. Sep. Purif. Technol. 55, 217-225

(2007).

14. Alothman M., Bhat R., Karim A.A. Antioxidant capacity an phenolic content of

selected tropical fruits from Malaysia extracted with different solvents. Food

Chemistry 115, 785-788 (2009).