47
10/20/2012 1 Minaleshewa Atlabachew

Plant phenolic analysis

Embed Size (px)

DESCRIPTION

 

Citation preview

Page 1: Plant phenolic analysis

10/20/2012 1Minaleshewa Atlabachew

Page 2: Plant phenolic analysis

������������������

• ���������

• � ���������

• ��� �������������� �����

� ����������� ������ ����������� �����

� ������������� �����

• �������

• ������ �������������

• ��������

10/20/2012 2Minaleshewa Atlabachew

Page 3: Plant phenolic analysis

�� ���������• �� � ���������������������������������� �! ��

���������� ����"����

• #��� ������� ���� ������������������������

������� ������ ����������������

• $�� � ���������%are biosynthetically derived from primary metabolites. They are more limited in primary metabolites. They are more limited in distribution being found usually in specific families. They are not necessary for growth and development, but may serve as pollination attractants, environmental adaptations, or protection.

10/20/2012 3Minaleshewa Atlabachew

Page 4: Plant phenolic analysis

• & ������������� ����������� ����������� � ������'������������������(�! ��������������#�����������������������(����������������������

• � ������ ��������)���� ������ ����������������(�� ������������� �������(�� ������������� �������

• � �������������� �������'�����������������������������*#+�,(�� �������������������'�! �(��������������

10/20/2012 4Minaleshewa Atlabachew

Page 5: Plant phenolic analysis

� -�'������ ���������'����������������������� ���� ����

����(���� ���������*�������,�� �������

� #��������� #�������������� ���������� ���(.�����

���������������������������*�. +",�

• #��������(�����������(�� ����������������������

��/�! �����������������

� ��������� ��������

� $�� � ���������

� ���� ����� ������� �! ������� ������)�� ����

� "������������������������������'�! �

10/20/2012 5Minaleshewa Atlabachew

Page 6: Plant phenolic analysis

�����������

��������

������������� ��

������� ��

����� ������ � � ��������� ������������� ���

10/20/2012 6

����� ������ � � ���������

� ��������� �� ��������

������� ��� ��������

� �� � �� �� ���������� �

������ ������

������������� ���

������ � ����� ����������

������� ����������������

������������ ���� ��������

�������� ��� ��� �� �����

Minaleshewa Atlabachew

Page 7: Plant phenolic analysis

• �������

�������������������

�(�� �� ���)��! ������������������

��((��������� ��������

� �((�����������/����(����� ������� �������� �((�����������/����(����� ������� �������

���������������

� ������������������ �����(�������������! ���

10/20/2012 7Minaleshewa Atlabachew

Page 8: Plant phenolic analysis

• ��������

• (�������� ����������������������� �� ����������

��,

• ������ ��*�����((��������! ������,

�& ����� �� ����������(��

����� ����! ������������� ������������ �����

��������� ����������������������������

10/20/2012 8Minaleshewa Atlabachew

Page 9: Plant phenolic analysis

�� �����������(�������

10/20/2012 9Minaleshewa Atlabachew

Page 10: Plant phenolic analysis

�����������

MiscellaneousSimple phenolsPolyphenols

0��������1����Tannins �������

����$�����

LiganasCumarinsLignins ResveratrolFlavones

10/20/2012 10

ResveratrolFlavonesFlavonolsFlavan-3-olIsoflavonesFlavanolsAnthocyanins

Minaleshewa Atlabachew

Page 11: Plant phenolic analysis

• ���� ���( ��������������� ��������

• ���� ���(���� ����������������� ��������

• ���� ���((�����������������(����������

�#��(�����! ���������������/����������

#���������

�#��(�����! ���������������/����������

! ������������������������������

�������

10/20/2012 11Minaleshewa Atlabachew

Page 12: Plant phenolic analysis

#������������(������

����������� ������

������� ������ ������ ��� ������� ����10/20/2012 12Minaleshewa Atlabachew

Page 13: Plant phenolic analysis

���� �����������

• ������� ���(����������������� ����

• ������������������� ������������

• ����������������������� �������������������

� ����������������

� #� �'�(���(�� �����(���� � ����)

� �������������((�������(���������������

���� �������������(��! �� �������������

10/20/2012 13Minaleshewa Atlabachew

Page 14: Plant phenolic analysis

��� ���

Sample pre-treatment

!��� ��

Extraction

Freeze-drying, Air drying, Oven drying,Grinding, Homogenization

Solid-liquid extraction Conventional ModernPercolation UAE, MAE, SFE, PLE, Maceration PHWE , Soxhlet, Refluxing, Infusion

10/20/2012 14UV , Electo.Chem., FLU, MS, MS/MS, NMR

Instrumental analysis

Clean- up -Isolation

Soxhlet, Refluxing, Infusion

CC-fractionation, Filtration, Evaporation, LLE, SPE, SPME, SDME

LCLC GC FID, ECD MS, MS/MS

UV, EC, FLU, TLC MS

� �����

Minaleshewa Atlabachew

Page 15: Plant phenolic analysis

2)�������� ����

• �������)�������*��3��)�������,

• �4�����������! ����������������� �(

��������������5& ��������������������

��������� ��������������� ������

• �4�����������������������(�#������

• 6 �����4�������������� ���������

����������������

10/20/2012 15Minaleshewa Atlabachew

Page 16: Plant phenolic analysis

-����������

• ��'�� ! ���������

• ���������������! ���

�����(�! ����

1-50 g

������

• ��������������� 3

• ��� �����/���.�

• #�� ����7����

• -���������8���������

10/20/2012 16

Percolator

1-50 g

�������Minaleshewa Atlabachew

Page 17: Plant phenolic analysis

9�& ��������

"��� � ������� #���� �� � �������

FiltrationSolvent

Up to 72 hr

½ h -24 h

Pooled

Solvent renewed

10/20/2012 17

Sample

Sample

Up to 72 hr Solvent renewedtwo-three

ShackenStirred

UniversalProlonged ext. time improves efficiency but

Solvent

Solvent

Minaleshewa Atlabachew

Page 18: Plant phenolic analysis

���)����

• -������������ ��

• 0������������� ���������������

• �4����� ��������������������������

• #�� �8���$:�

• ;��� �8����.��� 3• ;��� �8����.��� 3

• -������� ���������������� ����

• �����((������������ �(�)�������

• ����� ������������ �����*#������,� ��������/������ ���������������(����

• �������������������

10/20/2012 18Heat Minaleshewa Atlabachew

Page 19: Plant phenolic analysis

5�+�! ������(����

• -������ ��(! ����

• & ���((������

• ��4������ ���� ��������� �

• #��< �((��(��������)�������Heat • #��< �((��(��������)�������

• 3�� ������

& ����������� ���������������������

��������((����������������

10/20/2012 19

Heat

Minaleshewa Atlabachew

Page 20: Plant phenolic analysis

��� ����������� �����• =����� ������ ���� ��������������� �������((��(��

� ������ ������

� 3�� ���� �����/�������� �(� ����������

� ���� ���)���������� �

� 0�� ����(����(����

� 3�� ���(�����

� >���������������� ��������/�����������(����������� >���������������� ��������/�����������(����������

� �����

� ! ������������)���������� �

� ������������������ �����

� ����������������������������������! ��������������(�

����� ������������������

� -��� ����

� >�������������10/20/2012 20Minaleshewa Atlabachew

Page 21: Plant phenolic analysis

-�? �����������������)�������*?-2,

• ? ������������

�����������������

US irradiation

�����������������

• ������� (���������

� >�������� �2

� >�������������! ���

10/20/2012 21

Recently , UAE is widely used for all types of phenolic cpds

Minaleshewa Atlabachew

Page 22: Plant phenolic analysis

���@�

• 2((�������(�)���������������

• ��������#�� �8*�.�1�� ��,

• #�� ��������8*7��A���,

• ?��! ��*9���! ����� ��! ��,

• �)�������������8�4������������(��������• �)�������������8�4������������(��������

� 9�������������� ��������������������$�����

�������������������� �������

� >������������ �������������

� ��)��� �(����������)����

10/20/2012 22Minaleshewa Atlabachew

Page 23: Plant phenolic analysis

$% & ����� �� ������ '�������• & -2�������������� ������ �������������

�� �����(& ���! ���>�������*$:.� & +/

(��4�����,

� �����������

� 5����������

Heating � 5����������

10/20/2012 23

�Only polar solvents are used for MAE

�expansion and rupture of cell walls

�Weakening van der Waals forces between solute & matrix

� liberation of phenolics

Minaleshewa Atlabachew

Page 24: Plant phenolic analysis

-������ ��������������� ��(& -2

� >�������(

� �)���������� �*�������B$�� ��,

� ���������� �

� � ������)������������*(���������� ����)���

��������,���������,�

• +! ����

� 3����((������(�� ������)��������������

� ����� ���� �������� ����������������

��� ��������*"���.��,

10/20/2012 24Minaleshewa Atlabachew

Page 25: Plant phenolic analysis

���@�C �� ������! ������������

10/20/2012 25

D���� � Plant flavonoids-4����������

24 20 6 0.5 0.1 h

Minaleshewa Atlabachew

Page 26: Plant phenolic analysis

!% "���� !������ (���� '������� �"(')*+%��

• ������������������(����������)������� ������

• �� $ ������ ���� � �������������! ����02����� �! ����������� ��������*7���AE�,�����������*F7��� ,

� ������� �����������

� ����! �)�����

� >������������ >�����������

• 3! ��������� 5 �((����

• +� ��������� ������� �! ��

• #�������

• & ��(������������������G��������/����

10/20/2012 26

SF

Minaleshewa Atlabachew

Page 27: Plant phenolic analysis

2)����������������

• 3! ��� ����

���� � �����

• #�� ��:��A��

• ��������8$.�:. & ��

• #�� �*$���:�� ��,

• #������ ���"

• ������$�.� �

• �.�A�� 3

10/20/2012 27& ��(���

�������(���

Liquid solvent

Minaleshewa Atlabachew

Page 28: Plant phenolic analysis

-������ ��������������� ��• ���������

• 9����� ������ ���)�����������

• 0���������)�������

• >�������)���������� �

• >������(�� $

• ��������(���(� � ��������• ��������(���(� � ��������

• 3����� ������������ �� ��� ������

• -��� �����.����

• & ���� �/��� �������*)������< ��� ���/����,

• +� ����������� �����)�������

• 2)�������

10/20/2012 28

DisadvantageMinaleshewa Atlabachew

Page 29: Plant phenolic analysis

#% ,������-� .�/��� '������� ,.'01"'

• �! �'������������������� ��������! �����������

��

• #*.�� $����,����*��� �.& ��,

� #�� ������������������((����������6 ��'���� ���� #�� ������������������((����������6 ��'���� ���

���6 ����(����� ���������������

� ��������(���� ���������������< ��(������

10/20/2012 29Minaleshewa Atlabachew

Page 30: Plant phenolic analysis

2)����������������

�100 atm to 200 atm

10/20/2012 30

5���� ��G������� ��

�Multiple extraction ( for static)Minaleshewa Atlabachew

Page 31: Plant phenolic analysis

���@�

�+� ���� ���((����)�������

�A�������

�9������ �)�����+$� *>�+���������+7�� ,

�#������� �)�����*+$� H>�+H5& �� G�+7�� ,

�5& �� ����4����5& �� ���������)��������5& �� ����4����5& �� ���������)�������

����������

�#�� �8���7�� ��I������� �

�+� ���#�� ������ ����

10/20/2012 31Minaleshewa Atlabachew

Page 32: Plant phenolic analysis

2������������+�6 ����2)��*�+6 2,G*�+6 2,

• ������� �������������������4��

• �����/����������/��! ����������������� ��������

���������������������������

• #�� �8����7F:J�< ��������8��������

� #���������������� �����-�2� #���������������� �����-�2�$����

� �������(! ������������������������4�����

� 5���������������������� �������*"��$:,

� (�! ������������������������(������

��������)�������

� 0���� ��������������*����$��J�,�A����

10/20/2012 32Minaleshewa Atlabachew

Page 33: Plant phenolic analysis

�������• ������(���������� ����������(���������������

��4�����

• ������(� ����0������������������������

• ����������� ��

• 3���������� ������������������������������

��������� ����������������������)������� �������

•• 2��������� >����������

10/20/2012 33Minaleshewa Atlabachew

Page 34: Plant phenolic analysis

���@�• 332 ���� � �������������'��+$��$ ����������

� #��� ���������������

• ��2 *�"���"����� �������������������)���� �,

� ���� ������������� �����

• & ����������� ����������� ��������� ��& ����������� ����������� ��������� ��

�K ��������G��������������������� �����

����������� ����)�������*��& 2,

���� ������ ����)�������*�5& 2,

10/20/2012 34Minaleshewa Atlabachew

Page 35: Plant phenolic analysis

& ����������� ����������� ���

10/20/2012 35Minaleshewa Atlabachew

Page 36: Plant phenolic analysis

��& 2

• ��& 2�D��& �

• 5�������/����

• ��� ���������������

- Hexyl acetate

SDME-in syringe derivatizationSDME-GC-MS

10/20/2012 36

SDME-in syringe derivatization

GC/MS Minaleshewa Atlabachew

Page 37: Plant phenolic analysis

• �����(��& 2�������������������(������������/��! ���

����������������/�� � ������'���������� �����

����(�� �����������/�� � �������4����� ������$.�:���(�7��A�� ��

• ����������(������������������������������������

��������������� �)�������

• ���������'�*��� ��������� ��������)����������������

����)��G������ ��������)������������ ��������)���G����)��G������ ��������)������������ ��������)���G

����������/���,

• �����(�5& 2����� �����(� ������������'�*��)��

�������, ������������������(�� �������� �������

���(������ ���������! ����������� �

• �+(�������������������������������! ���������

����������� ��� �������������� ����������������

�4���������

10/20/2012 37Minaleshewa Atlabachew

Page 38: Plant phenolic analysis

K ����(������

D�

2������������

�����

Derivatization

Individual Determination

+�3�

� �����

10/20/2012 38

�����

2)�����

Minaleshewa Atlabachew

Page 39: Plant phenolic analysis

-��� �� ���

• 9�������������(����������)�������

• & ���������� ����������� ���(���2

• ���������� �����)�������*������������

�������� �������& 2,

��� ��������������� �����)�������• ��� ��������������� �����)�������

10/20/2012 39Minaleshewa Atlabachew

Page 40: Plant phenolic analysis

D��������� ������

#����������

L 1��% � 234 �� ����� �� �� � �� /������ � 51')

L 6����� � �� (���� #���0!������� 784 ��

#���(�����

L 6����� � �� 1�!� ������ ���

L 1944 ��� ������ �� ������ /������ �!')(�������

L 1944 ��� ������ �� ������ /������ �!')

#����������

L ������ ��� � �� �����

L 1���,������� 1��������� �� ������� � �� ��� ��� � �� (������� ��� � ���� 1���% 1 9*4 ��

L �1'*7%��

10/20/2012 40Minaleshewa Atlabachew

Page 41: Plant phenolic analysis

• #������������ ���������� ������

• #��������! ! ���(������ ���� ������������� �����

• ����� ������� ������������(����)�����������$"�

�� ����)�������������������� �(�4��������(��

��������� �����? ������ ���������4��������

• $�#��(�����!������ ���� *0�>,�(����:� ����� ����• $�#��(�����!������ ���� *0�>,�(����:� ����� ����

�(�����#��� ���� ���� �)����(������ ������� ���

�������� �����

•• �������������������� ������������� �� ����� ���������

������������ ��� ����� ���� ����������������������� ����

�������������� �������������������� ���������������

����������������������������������������������

10/20/2012 41Minaleshewa Atlabachew

Page 42: Plant phenolic analysis

#��������������� ������

• ?��� ���� �������������'��;���! M

• ?��� ���������'� �������9�-�� ����� ��

�! M

10/20/2012 42Minaleshewa Atlabachew

Page 43: Plant phenolic analysis

-���)����������• ; �� �� ���������� <• �����������(�����)��������'������ ��������� ��2�

���������������������������������������� �������

������� ��/��������� ����������������������������'

• #��� �����������������(������)����������������������

(�����������(�����������

• +� �����������(��������������)� ���������������������

��� ���������� �(�� �! ����������(������

• #����(������������ ��)���/����������������������������

�5�-���������������� �����������������

10/20/2012 43Minaleshewa Atlabachew

Page 44: Plant phenolic analysis

• -���)������� �������'��������������������������

(������������� �(��������������������)����

�������)������������)�������������������)�������

� �������� ������������ ������������������

• #����������� ���(����������������� ����� �������

����)��������(�������� �����������������! ���������

� ���(�����(������������((�����(�����(����

������� ������������(���������������������� �����

������������ �������������������� ��������

10/20/2012 44DPPH (2, 2 -diphenyl-1-pycryl-hydrazyl)Minaleshewa Atlabachew

Page 45: Plant phenolic analysis

& 2#+� 5�� �� 52>-# � ��

• ;���������)�������������� ������������������

� ��������� �����������)�������������((��

10/20/2012 45Minaleshewa Atlabachew

Page 46: Plant phenolic analysis

���������#�����������3�)�������� �������4�������� �

4�������(��������������� ������ �� �

� ���������������������� ����������� �

��������������� �����((���� ������� ��! ���

��������

� �)���������� ��� �)���������� ��

� ����������� ����

� �)�������������

�#���������� ����������������)�������������4��

�������������������(��������� ������

� ����� �������� �/�������������4����������

���������10/20/2012 46Minaleshewa Atlabachew

Page 47: Plant phenolic analysis

10/20/2012 47Minaleshewa Atlabachew