Wydział Chemiczny RCH

Tytuł: Badanie uwalniania z materiałów roślinnych oraz wpływu na właściwości oksydacyjne związków fenolowych i pierwiastków śladowych.

Założenia projektu

Wiele gatunków roślin  zawiera związki fenolowe, w tym flawonoidy i kwasy fenolowe znane ze swoich właściwości przeciwutleniających. Zgodnie z literaturą związki fenolowe mogą wykazywać synergistyczne działanie przeciwutleniające w połączeniu ze składnikami występującymi w ilościach śladowych, zwiększając ich ogólną skuteczność w wychwytywaniu reaktywnych form tlenu, co obserwowane jest również w innych ekstraktach roślinnych. Ponadto obecność pierwiastków śladowych, takich jak jod, wpływa na profil fenolowy i zwiększa potencjał antyoksydacyjny roślin w warunkach stresowych.

Metody analityczne, takie jak wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) i spektroskopia, są niezbędne do ilościowego oznaczania tych związków fenolowych i potwierdzania ich ochronnego działania. HPLC jest szeroko stosowana do analizy zawartości fenoli w różnych ekstraktach roślinnych. Ponadto związki fenolowe mogą stabilizować białka utrzymując ich integralność funkcjonalną w warunkach stresu oksydacyjnego.

Interakcje między związkami fenolowymi mogą prowadzić zarówno do efektów synergistycznych, jak i antagonistycznych, w zależności od ich stężeń i kombinacji. Ta złożoność wymaga dokładnego określenia, w jaki sposób związki te oddziałują z pierwiastkami śladowymi i białkami w warunkach stresu oksydacyjnego. Na enzymy antyoksydacyjne, takie jak katalaza i dysmutaza ponadtlenkowa, wpływa również obecność związków fenolowych, które mogą zwiększać ich ekspresję i aktywność, dodatkowo przyczyniając się do ochrony komórek przed uszkodzeniami oksydacyjnymi.

Cele projektu

Celem projektu była ocena potencjału ekstraktów z wybranych materiałów roślinnych (np.: ziele czystka, oregano, tymianek) jako naturalnego środka chroniącego białka przed modyfikacjami oksydacyjnymi oraz zrozumienie mechanizmów synergii między związkami fenolowymi a pierwiastkami śladowymi. Wyniki mogą stanowić podstawę do opracowania nowych rozwiązań w suplementacji diety, ochronie zdrowia oraz zastosowań przemysłowych.

Osiągnięte rezultaty

W trakcie realizacji projektu uzyskano wyniki potwierdzające skuteczność ekstrakcji związków fenolowych  z wybranych materiałów roślinnych, ze szczególnym uwzględnieniem ziela czystka. Przeprowadzono systematyczne badania wpływu warunków ekstrakcji – takich jak rodzaj rozpuszczalnika, temperatura i czas trwania procesu – na zawartość całkowitą związków fenolowych w uzyskanych ekstraktach. Wykazano, że zmiana tych parametrów znacząco wpływa na efektywność ekstrakcji, a tym samym na jakość otrzymanego ekstraktu. Ilościowa analiza zawartości związków fenolowych została przeprowadzona metodą Folina–Ciocalteu, z wykorzystaniem spektrofotometrii UV-Vis. Uzupełnieniem badań były testy aktywności przeciwutleniającej przeprowadzone z użyciem metody DPPH. Wyniki tych analiz wykazały istotne zróżnicowanie aktywności antyoksydacyjnej pomiędzy ekstraktami otrzymanymi w różnych warunkach. Pozwoliło to na wskazanie układów ekstrakcyjnych o największym potencjale przeciwutleniającym, co może stanowić podstawę do dalszych prac nad optymalizacją procesu pozyskiwania naturalnych antyoksydantów. 

Przeprowadzono także jakościową analizę profilu chemicznego wybranych ekstraktów przy użyciu chromatografii cieczowej (HPLC) i gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS). Uzyskane chromatogramy pozwoliły na wstępną identyfikację obecnych związków fenolowych oraz ich porównanie między ekstraktami pozyskanymi w odmiennych warunkach ekstrakcji. W ekstraktach stwierdzono obecność następujących związków z grupy fenoli: rutyna, kwas chlorogenowy, kwas p-kumarowy, hesperydyna, lidokaina, inozytol. 

Zebrane dane stanowią punkt wyjścia do dalszych badań nad naturalnymi przeciwutleniaczami oraz możliwościami ich wykorzystania w przemyśle chemicznym, spożywczym i farmaceutycznym. 

Opiekunowie

prof. dr hab. inż Agnieszka Kudelko (PŚ)

dr inż. Celina Pieszko (PŚ)

dr n. farm. Sławomir Smolik (ŚUM)

mgr inż. Kamil Peckh (PŚ)

Zespół Projektowy

Maciej Prudel (PŚ)

Julia Paris (PŚ)

Paulina Zgaślik (PŚ)

Sandra Szczurowska (ŚUM)

Oliwia Szczurek (ŚUM)

Piotr Grodzicki (ALO)

Mirosław Kowal (ALO)