“Quantità ed attività degli antiossidanti polifenolici della mela trentina”

Transcript

“Quantità ed attività
degli antiossidanti
polifenolici della mela
trentina”
Fulvio Mattivi
Istituto Agrario di San Michele all’Adige
Centro Sperimentale - Dipartimento Qualità Agroalimentare
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
“Most nutritionists….are used to start from some general
opinions taken for granted but being actually most debatable.
First of all, it is generally assumed that all nutrients necessary
for human health are really known. If health is defined as the
highest level of physical and intellectual efficiency, this
assumption is certainly not justified.”
“A second misconception underlies the widespread
supposition that there be a sharp boundary between essential
(indispensable) and non-essential nutrients. These arguments
are not valid and can be refuted by a thorough examination
of our vegetable food”
Joachim Kühnau, 1976
The Flavonoids: a class of semi-essential food components: their
role in human nutrition. Wld. Rev. Nutr.Diet., 24, 117-191
There are many compounds of plant origin biologically active
in rather low concentrations which are so widely distributed
in the vegetable world, and especially in our food plants, that
a certain nutritive role and a “semi-essential” quality of
these substances must be taken into consideration. This
applies preferentially to the compounds with phenolic
structure (...) and among them in the first line to the socalled flavonoids”
“The exact determination of the nutritional potency of
flavonoids in vivo presents great difficulties due to the fact
that a special experimental diet otherwise complete and
palatable but totally devoided of flavonoids is not available”
Joachim Kühnau, 1976
The Flavonoids: a class of semi-essential food components: their
role in human nutrition. Wld. Rev. Nutr.Diet., 24, 117-191
Il consumo giornaliero di polifenoli,
antiossidanti naturali che si ritiene
giochino un ruolo protettivo sulla
salute umana, è estremamente
variabile in funzione del tipo di
alimenti consumati
Nella dieta americana, è stato
stimato intorno ad 1 g/die(1), valore
tutt’ora ritenuto nel giusto ordine di
grandezza (2)
(1) Kühnau J., 1976, World Rev. Nutr. Diet., 24: 117-191
(2) Scalbert & Williamson, 2000, J. of Nutrition, 2073S-2085S
Quali frutti sono ricchi di polifenoli….?
0
54
40
38 28
27
21
Papaia
Persimmon
Fig
Banana
54
Mango
Kiwi
57
Pear (n=3)
cultivated
berries
Peach
100
Apple (n=41)
193 179
Pomegranate
408
Cherry (n=7)
231
Plum (n=6)
294 280
Sour cherry
Strawberry (n=9)
200
Raspberry (n=5)
291
Gooseberry, white
400
Blueberry (n=9)
424 411
Blackberry (n=3)
641
White currant
500
Red currant
wild
berries
Black currant
300
Wild raspberry
600
Elderberry
645
Wild blackberry
700
Wild strawberry
Wild bilberry
mg / 100 g
Frutta & polifenoli
cultivated
fruits
475
apple
330
292
211 211
111 110
Gli antiossidanti nella mela
Polifenoli
Flavonoli
Acido ascorbico
Antociani
Diidro-calconi
Flavanoli
Acidi cinnamici
OH
O
HO
Acido ascorbico
HO
O
OH
9,0
8,1
Acido ascorbico
7,7
acido ascorbico, mg/100g
7,5
6,0
5,6
5,4
4,5
4.09
3,0
2,7
2,1
1,5
0,7
0,4
0,0
Braeburn
Golden
Delicious
Morgenduft
Renetta
Granny
Smith
Fuji
Stark
Delicious
Royal Gala
La mela ha una concentrazione media di
polifenoli di ca. 110 mg/100 g ...… ma sono
tutte uguali?
Polifenoli totali
250
Polifenoli totali
211,9
polifenoli totali (mg/100g)
200
150
131,1
121
110.2
105,8
100
86,3
83,9
75,4
66,2
50
0
Renetta
Stark
Delicious
Granny Smith
Morgenduft
Golden
Delicious
Royal Gala
Braeburn
Fuji
Flavanoli (I)
Acidi cinnamici
Ac. clorogenico
DAD1 A, Sig=280,4 Ref=off (MDOP_ICT\A0000042.D)
procianidina B2
(+) catechina
DAD1 B, Sig=320,4 Ref=off (MDOP_ICT\A0000042.D)
(-) epicatechina
ac. 4’-p-cumarilchinico
acido p-cumarico
1 epicatechin & catechin
2 phloretin-2-xyloglucoside
Flavanoli (II)
3 procyanidin B2
4 phloridzin
DAD1 A, Sig=280,4
1
3
4
2
Proanthocyanidins (oligomers)
OH
OH
OH
OH
OH
HO
OH
HO
O
O
HO
Flavanoli
O
OH
OH
HO
CH3
OH
CH3
CH3
OH
OH
O
250
proantocianidine oligomere
procianidina dimero B2
(-) epicatechina
(+) catechina
CH3
OH
flavanoli (mg/100g)
200
150
100
96.33
50
i
Fu
j
a
al
ae
bu
rn
Br
ic i
De
l
en
Go
ld
Ro
ya
lG
ou
s
t
nd
uf
M
or
ge
Sm
ith
nn
y
Gr
a
St
ar
k
De
lic
i
Re
ne
ou
s
tta
0
HO
HO
O
HO
O
O
O
HO
OH
Acidi cinnamici
O
OH
COOH
OH
40
OH
OH
OH
Acido p-cumarico
Acido 4'p-cumarilchinico
Acido clorogenico
COOH
OH
35
cinnamati (mg/100 g)
30
25
20
14.21
15
10
5
0
Renetta
Morgenduft
Fuji
Royal Gala
Golden
Delicious
Stark
Delicious
Braeburn
Granny
Smith
phloretin-2’xyloglucoside
mix Renete, conc 100x
phlorizdin_mele_extr_5
100
phloridzin
14-Oct-200213:57:29
10: Diode Array
280
2.63e6
Diidro-calconi
%
3-hydroxyphloridzin
2
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
21.00
Time
22.00
Diidro-calconi
HO
OH
OH
OH
O
phloretin
HO
OH
OH
phloretin-2’-glucoside (phloridzin)
OR
HO
phloretin-2’-xyloglucoside
O
OH
OH
OH
OR
O
3-hydroxy-phloridzin
Diidro-calconi
16
phloretin-xylosylglucoside
phloridzin
3-hydroxyphloridzin
14
diidro-calconi (mg/100g)
12
10
8
6
4.18
4
2
0
Renetta
Stark
Delicious
Golden
Delicious
Morgenduft
Braeburn
Granny
Smith
Fuji
Royal Gala
OH
Flavonoli
OH
HO
7
Renetta_3, extr.2001
2
flavonols_mele_extr_38
100
OH
27-Aug-200217:37:39
OH
6
3
3 quercetin-3-glucoside
2
100
4 quercetin-3-xyloside
2: SIR of 1 Channel ES+
303.2
4.98e5
5
4
5 quercetin-3arabinoside
6
6 quercetin-3ramnoside
3
%
1
2
5.00
6.00
7.00
10: Diode Array
370
7.38e3
2 quercetin-3galactoside
%
-15
flavonols_mele_extr_38
O
1 quercetin-3-rutinoside
5
4
1
O
7 miricetin (IS)
8.00
9.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
Time
20.00
Flavonoli
9
quercetin
quercetin-3-ramnoside
8
quercetin-3-arabinoside
quercetin-3-xyloside
flavonoli (mg/100g)
7
quercetin-3-glucoside
quercetin-3-galactoside
6
quercetin-3-rutinoside
5
4
3
2
1
0
Braeburn
Golden
Delicious
Stark
Delicious
Royal Gala Morgenduft
Granny
Smith
Fuji
Renetta
5.66
1 cyanidin-3-galactoside
Antociani
2 cyanidin -3-glucoside (t.i.)
3 cyanidin -3-arabinoside
35 Morgen, extr.2001 conc cca. 20x
18-Jul-200211:23:22
1
mela30
100
10: Diode Array
520
7.09e5
4 cyanidin -7-arabinoside
5 cyanidin -3-xyloside
%
3
-0
mela30
100
4
5
2: SIR of 1 Channel ES+
287.2
1.52e7
1
%
0
8.00
9.00
10.00
2
3
11.00
12.00
4
13.00
14.00
5
15.00
16.00
17.00
Time
18.00
OH
OH
OH
OH
+
HO
O
O
HO
Antociani
+
OH
OHO
4,0
O
OH
O HO
OH
OH
OH
OH
OH
cyanidin-3-xyloside
cyanidin-7-arabinoside (t.i.)
cyanidin-3-arabinoside
cyanidin-3-galactoside
3,0
antociani (mg/100g)
OH
O
OH
HO
O
+
OH
OH
2,0
1.62
1,0
0,0
Morgenduft
Stark
Delicious
Royal Gala
Braeburn
Fuji
Renetta
Granny
Smith
Golden
Delicious
Composizione media delle varietà
Renetta "media"
1% 0%
6%
15%
16%
Granny Smith
Golden Delicious
4%0%
0%
8%
12%
3%
2%
4%
19%
Braeburn
1%
8%
11%
3%
14%
15%
62%
63%
71%
62%
3%
2%
3% 4%
Royal Gala
Morgenduft
Red Delicious
2%4%
7%
1%
2%6%
15%
17%
antociani
Fuji
1%
3% 7%
13%
14%
acidi cinnamici
18%
proantocianidine
oligomere
flavan-3-oli
18%
15%
diidro-calconi
69%
59%
64%
53%
flavonoli
acido ascorbico
polifenoli totali
flavanoli
acidi cinnamici
diidro-calconi
flavonoli
antociani (§)
2,95
2,75
3,94
1,91
79,4
74,1
106,2
51,5
69,4
64,8
92,9
45,0
10,2
9,6
13,7
6,6
3,0
2,8
4,0
2,0
4,1
3,8
5,5
2,6
1,2
1,1
1,6
0,8
Consumo
giornaliero per
abitante 2001
Nazione
apporto medio giornaliero (mg) di antiossidanti
naturali con il consumo di mele (esclusi trasformati)
Francia
Italia
Germania
Regno Unito
Unione
Europea
1 porzione
2 porzioni
(*) fonte dati
fonti diverse;
72,1
67,3
96,4
46,7
77,8
3,18
85,7
74,9
11,1
3,3
4,4
1,3
150
6,14 165,3 144,5 21,3
6,3
8,5
2,4
300 12,27 330,6 289,0 42,6
12,5
17,0
4,9
consumo per abitante: elaborazioni servizio statistico DG VI, da
(§) media varietà rosse
test in vitro per riprodurre i fenomeni di
perossidazione che si verificano in vivo
H2O
H 2O
H 2O
H2O
H2 O
Sistema micellare
H 2O
H2 O
H 2O
H2O
H2O
H2O
H2 O
H2 O
H2 O
H2O
O
9
12
Substrato ossidabile:
Iniziatore radicalico:
Acido linoleico
ABIP
N
N
NH
CH3
CH3
CH3
N
N
N
2
CH3
NH
=LH
OH
NH
CH3
.
CH3
+ N2
Le metodologie di indagine:
il consumo di ossigeno per la misura dei
fenomeni di perossidazione
200
A zo
A ntiossidante T
LT
O2 (µM)
150
α1
α0
α1
100
α2
α0
α1
50
tipo II
tipo I
α2
0
0
10
20
tem po (m in)
30
40
Efficienza antiossidante (PRTE): C1/2
(quantità di antiossidante necessaria per dimezzare il consumo
di ossigeno dovuto alla perossidazione dell’acido linoleico)
α1
= A+ B⋅e
α0
1.0
α1/α0
0.8
A=
0.6
−(ln 2 )
c
c1/ 2
α1
= cos tan te quando c → ∞
α0
0.4
(A dipende dalla concentrazione di ABIP)
0.2
0.0
0
2
4
6
8
10
12
14
µM
se presenti più antiossidanti, vale
l’additività
B=
α1
−A
α0
per c = 0
α1
= A+ B⋅e
α0
−(ln 2 ) ∑
ì
ci
ci1 / 2
Efficienza di sostanze pure
Composti di tipo II
Composti di tipo I
Composto
C1/2
(mM)
(C1/2)-1
(mM)-1
Composto
C(1/2)
(mM)
(C1/2)-1
(mM)-1
(+)-catechina
11.1
0.09
delfinidina-3G
0.8
1.25
petunidina-3G
1.0
1.0
(-)-epicatechina
12.1
0.08
malvidina-3G
1.2
0.83
procianidina B3
11.8
0.085
cianidina-3G
2.5
0.40
peonidina-3G
5.8
0.17
procianidina B4
8.7
0.16
pelargonidina-3G
6.4
0.16
ac. clorogenico
9.6
0.10
trolox
1.1
0.91
ac. caffeico
7.0
0.14
quercetina
1.7
0.60
phloridzin
42.8
0.023
miricetina
0.7
1.43
t-resveratrolo
2.5
0.40
ac. ascorbico
4.6
0.22
21.3
0.05
3.0
0.33
t-resveratrolo-G
t-piceide
La conoscenza completa della composizione della mela
è stata utilizzata per interpretare l’efficienza
antiradicalica degli estratti delle diverse varietà.
8
7
mmoli/kg
6
5
flavanoli
idrossicin.
diidrocalconi
flavonoli
antociani
ac. Ascorbico
4
3
2
Fuji
Braeburn
Royal Gala
Golden D.
Imperatore
Granny S.
Red D.
0
Renetta
1
_________________________________________
Vrhovsek U., Rigo A., Tonon D., Mattivi F. (2004)
J. Agric. Food Chem., 52, 21, 6532-6538.
Composizione ed efficienza antiossidante di alcune
cultivar di mela
Renetta
0.9 %
4.1 %
Cultivar
flavanoli
13 %
82 %
(mmoli/Kg)
(C1/2)-1
(L/g)
HPLC
∑i Ci/Ci ½
%
idrossicinna
mati
diidrocalconi
Renetta
8.52
1.64
52.9
Red Delicious
4.43
0.93
52.0
flavonolo
Granny Smith
3.92
0.93
47.0
antociani
Imperatore
4.22
0.96
55.7
Golden Delic.
2.96
0.75
59.0
Royal Gala
2.84
0.69
47.4
Braeburn
2.45
0.53
78.2
Fuji
2.34
0.68
43.5
Royal Gala
4.2%
PT
0.7%
1.6 %
11.5 %
82 %
________________________________________
Vanzani P., Rossetto M., Rigo A., Vrhovsek U.,
Mattivi F., D’Amato E.; Scarpa M. (2005) J. Agric.
Food Chem., 53, 3377-3382.
... Influenza della esposizione al sole sul contenuto di flavonoidi
ed acido clorogenico nella buccia
(Awad et al., 2000, Sci. Hort, 249-263)
Flavonoids and chlorogenic acid (mg/g dw)
Cyanidin 3galactoside
Phloridizin
Catechins
Quercetin 3glycosides
Total
flavonoids
Chlorogenic
acid
0,81
0,63
1,04
1,41
0,81
0,52
0,54
0,44
0,90
1,83
2,27
1,87
12,14
6,38
7,00
5,29
14,66
9,36
10,85
9,01
0,20
0,04
0,06
0,05
Fruit side
Sun side
Cultivar
Jonagold
Elstar
Elshof
Red Elstar
Shade side
Jonagold
Elstar
Elshof
Red Elstar
0,01
0,05
0,11
0,11
0,71
0,46
0,48
0,53
0,80
1,88
1,84
1,74
3,27
2,03
2,10
1,95
4,79
4,42
4,54
4,33
0,24
0,03
0,04
0,00
Mean
Sun side
Shade side
0,97
0,07
0,58
0,54
1,72
1,57
7,7
2,34
10,97
4,52
0,09
0,08
**
NS
NS
**
**
NS
F-test (for
the mean)
• Catechins = catechin + epicatechin;
• Quercetin 3-glycosides = quercetin 3-galactoside + quercetin 3-glucoside + quercetin 3-xyloside + quercetin 3rhamnoside + quercetin 3-arabinoside
• Total flavonoids = cyanidin 3-galactoside, phloridzin, catechins and quercetin 3-glycosides
• NS - not significant; (**) significant at level P= 0.01
...influenza della posizione della mela sulla pianta sul contenuto
di flavonoidi ed acido clorogenico nella buccia
(Awad et al., 2000, Sci. Hort, 249-263)
Position
Top
Inner
North
South
East
West
F-test
Flavonoids and chlorogenic acid (mg/g dw)
Cyanidin 3Quercetin 3Total
Chlorogenic
Phloridizin Catechins
galactoside
glycosides flavonoids
acid
0,26
0,64
1,83
4,21
6,93
0,043
0,04
0,56
1,78
1,52
3,90
0,047
0,14
0,69
1,90
2,85
5,58
0,042
0,16
0,62
1,72
3,18
5,67
0,048
0,15
0,61
1,76
2,94
5,47
0,043
0,15
0,72
1,72
2,97
5,56
0,048
***
NS
NS
**
**
NS
• Catechins = catechin + epicatechin;
• Quercetin 3-glycosides = quercetin 3-galactoside + quercetin 3-glucoside + quercetin 3-xyloside + quercetin 3rhamnoside + quercetin 3-arabinoside
• Total flavonoids = cyanidin 3-galactoside, phloridzin, catechins and quercetin 3-glycosides
• NS - not significant; (*), (**), (***) significant at levels P= 0.05, P=0.01 and P=0.001 respectively
... influenza della esposizione al sole sulla concentrazione in
acido ascorbico (mg/100 g) nelle differenti parti della mela
Granny Smith (Simcic et al., 2001, COST 916 action: Molecular and
genetic interactions involving phytochemicals, p.203-208)
SUNNY SIDE
123.1 ± 21.3
8.4 ± 1.3
SHADOW
35.4 ± 12.3
4.1 ± 0.9
2.3 ± 0.8
Localizzazione delle catechine
• (-)-epicatechin
• (+)-catechin
200-310 mg/kg
60-160 mg/kg
Localizzazione delle proantocianidine
1900-3400 mg/kg
600-900 mg/kg
Proantocianidine oligomere:
elevatissime concentrazioni nella buccia, ma presenti
in rilevanti concentrazioni anche nella polpa, il
principale dimero (B2) costituisce circa il 10% del
totale nella buccia, il 20% nella polpa
Localizzazione dei non-flavonoidi
40-430 mg/kg
100-290 mg/kg
Hydroxycinnamic acids:
their concentrations in skin and cortex are
similar
La mela di montagna è significativamente
più ricca di acido ascorbico
CONTENUTO IN ACIDO ASCORBICO
IN FRUTTI DI GOLDEN DELICIOUS/M9 (al 4/06/03)
(Produzioni 2002 di differenti ambienti della Val di Non)
CONTENUTO IN ACIDO ASCORBICO
IN FRUTTI DI GOLDEN DELICIOUS/M9 (alla raccolta)
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
ns
P=0,0058
P=0,0545
P=0,7616
ns
ns
E
M
b
a
ns
ns
m g/kg di frutta fres c a
mg/kg di frutta fresca
P=0,8561
b
a
ab
b
ns
B
DENNO
E= ELEVATA
E
M
B
TORRA
M= MEDIA
E
M
B
TRES
E
M
ROMENO
B= BASSA
B
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
ns
ns
ns
ns
ns
ns
a
b
B
M
b
ns
ns
E
B
M
DENNO
B= BASSA
ns
E
TORRA
M= MEDIA
B
M
E
B
TRES
M
ROMENO
E= ELEVATA
Valori compositivi riscontrati in frutteti sperimentali tra 340 e 940 m.s.l.m.
E
La mela di montagna è significativamente
più ricca di polifenoli
CONTENUTO IN POLIFENOLI TOTALI + CATECHINA
IN FRUTTI DI GOLDEN DELICIOUS/M9 (al 4/06/03)
CONTENUTO IN POLIFENOLI TOTALI + CATECHINA
IN FRUTTI DI GOLDEN DELICIOUS/M9 (novembre 2004)
1.200
P=0,0173
1.100
1.000
P=0,6189
a
b
ns
b
ns
ns
ns
ns
ns
a
ab
b
900
800
700
600
500
E
M
B
DENNO
E= ELEVATA
E
M
B
TORRA
M= MEDIA
E
M
B
E
TRES
M
ROMENO
B= BASSA
B
P=0,6272
P=0,0171
1.300
ns
1.300
ns
ns
B
M
1.200
1.100
1.000
ns
ns
ns
ns
ns
900
ns
ns
M
E
ns
800
700
600
500
B
M
E
DENNO
B= BASSA
B
TORRA
M= MEDIA
E
TRES
B
M
ROMENO
E= ELEVATA
Valori compositivi riscontrati in frutteti sperimentali tra 340 e 940 m.s.l.m.
ns
E
Influenza della conservazione sulla composizione di
frutti della cv. Golden D. in differenti siti di produzione
della Val di Non e da alberi a diversa carica
Livelli
Siti produttivi
Variabili
di
A (340)
B (540)
C (740)
D (940)
3
Carica
Racc. F.C. Racc. F.C. Racc. F.C. Racc. F.C.
Bassa
827
997 a 789 949
934 1075 a 1026 1234
Media
735 886 b 789 883
935 1002 ab 990 1171
Polifenoli (mg +Elevata
850 910 b 826 930
912 907 b 1078 1187
catechina/Kg di
Av. R.
b 804 c
b 802 c
927 b
b1031 a
s. f.)
Av. F.C.
a 931 bc
a 921 c
995 b
a 1198 a
Bassa
23
32
46
62
47
93 a
111 101
Vitamina C (mg
Media
33
35
34
53
58
70 b
92
104
acido ascorbico/
Elevata
25
34
30
47
62
60 b
83
92
Kg di s. f.)
b 56 b
95 a
Av. R
27 c
b 37 c
a 74 b
99 a
Av. F.C.
33 d
a 54 c
3 Racc. = alla raccolta (settembre 2002); F.C. = a fine conservazione (maggio 2003).
4 Medie in colonna con stesse lettere non sono significativamente diverse al Test di Duncan.
5 Av. R.= Indice medio alla raccolta; Av. F.C. = Indice medio a fine conservazione. Medie con stesse lettere sulla riga, ed in corsivo sulle
colonne, non sono significativamente diverse al Test di Duncan.
Polifenoli totali alla raccolta e dopo 210 gg di
conservazione in mele Golden Delicious, prodotte nei
frutteti A-340 (p); B-540 (r); C-740 (l) e D-940 (•).
2A
2B
TOTAL POLYPHENOLS
1300
160
mg/Kg f. w. (May 2003)
180
mg/Kg f. w. (May 2003)
1400
140
1200
120
1100
100
1000
900
800
700
80
60
40
20
600
500
500
ASCORBIC ACID
0
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
mg/Kg f. w (November 2002)
1400
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
mg/Kg f. w. (November 2002)
I polifenoli estraibili e l’acido ascorbico si sono significativamente
accresciuti in conservazione, particolarmente con l’elevarsi della
quota altimetrica del sito di produzione e con il contenimento
della carica produttiva degli alberi.
Grazie per la vostra attenzione!

“Quantità ed attività degli antiossidanti polifenolici della mela trentina”

Transcript

Documenti analoghi

qhg U w I - Montessori Materials

La scrittura

Scarica pdf

Architetture di Data Warehouse

TEXT MINING

Brescia, 3‐14 o]obre 2011

jaipur - estetica della citta

Fate of Mountain Glaciers in the Anthropocene