background image

______________________________________________ 

 
 
 
 
 
 

 
 
 

Całkowity potencjał antyoksydacyjny, wyznaczony metodą 

chromatograficzną, niektórych ziół i napoi alkoholowych 

 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 

background image

 
 
 
 
 
 

Total antioxidant potential, obtained using chromatographic assay, 

of some herbs and alcoholic beverages 

 
 
 
 
 
 

Słowa kluczowe: 

-  rodnik hydroksylowy 

-  całkowity potencjał antyoksydacyjny 

-  wysokosprawna chromatografia cieczowa 

-  kwas tereftalowy 

-  detekcja fluorescencyjna 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

6

 
 
 
 

______________________________________________ 

SPIS TREŚCI 

 
 
 
 

SPIS TREŚCI.................................................................................................................................6 

1.  CZĘŚĆ LITERATUROWA .................................................................................................8 

1.1. 

Podstawowe informacje o wolnych rodnikach ................................................................8 

1.2. 

Tlen i produkty jego redukcji...........................................................................................9 

1.2.1.  Tlen singletowy ...........................................................................................................9 

1.2.2.  Anionorodnik ponadtlenkowy, O

2

·-

.............................................................................9 

1.2.3.  Rodnik nadhydroksylowy, HO

2

·

..................................................................................9 

1.2.4.  Nadtlenek wodoru, H

2

O

2

...........................................................................................10 

1.2.5.  Rodnik hydroksylowy, 

·

OH .......................................................................................10 

1.2.6.  Tlenek azotu, NO.......................................................................................................10 

1.3. 

Wpływ wolnych rodników na komórki zwierzęce ..........................................................11 

1.3.1.  Peroksydacja lipidów.................................................................................................11 

1.3.2.  Wpływ na aminokwasy i białka.................................................................................11 

1.3.3.  Wpływ na kwasy nukleinowe....................................................................................11 

1.3.4.  Działanie wolnych rodników na cały organizm ........................................................12 

1.4. 

Antyoksydanty, zmiatacze wolnych rodników................................................................12 

1.5. 

Metody oznaczania wolnych rodników i stresu oksydacyjnego. Całkowity potencjał 

antyoksydacyjny.........................................................................................................................13 

1.6. 

Właściwości naturalnych antyoksydantów ....................................................................16 

2.  CEL PRACY........................................................................................................................17 

3.  CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA.......................................................................................18 

3.1. 

Odczynniki .....................................................................................................................18 

background image

 

7

3.2. 

Aparatura ......................................................................................................................18 

3.3. 

Metody pomiarowe ........................................................................................................19 

3.3.1.  Przygotowywanie próbek ..........................................................................................19 

3.3.2.  Stosowane antyoksydanty .........................................................................................19 

3.3.3.  Wytwarzanie rodników i ich reakcja z antyoksydantami..........................................20 

3.3.4.  Warunki rozdziału chromatograficznego ..................................................................21 

4.  WYNIKI ...............................................................................................................................22 

4.1. 

Wpływ stężenia próbki na zmianę powierzchni piku .....................................................22 

4.2. 

CPA wysokoprocentowych napoi alkoholowych ...........................................................24 

4.4. 

 CPA niskoprocentowych napoi alkoholowych .............................................................25 

4.5. 

CPA naparów ziołowych ...............................................................................................26 

4.6. 

CPA soków i napoi bezalkoholowych............................................................................27 

4.7. 

Porównanie różnych CPA .............................................................................................28 

5.  DYSKUSJA WYNIKÓW ...................................................................................................29 

5.1. 

Wpływ stężenia próbki na zmianę powierzchni piku .....................................................29 

5.2. 

CPA wysokoprocentowych napoi alkoholowych ...........................................................29 

5.3. 

CPA niskoprocentowych napoi alkoholowych ..............................................................30 

5.4. 

CPA ziół.........................................................................................................................31 

5.5. 

CPA soków i napoi ........................................................................................................32 

5.6. 

Porównanie CPA różnych klas produktów spożywczych ..............................................32 

6.  WNIOSKI.............................................................................................................................33 

7.  STRESZCZENIE ................................................................................................................34 

8.  AKRONIMY I SKRÓTY....................................................................................................35 

9.  PIŚMIENNICTWO.............................................................................................................36 

 

background image

 

8

 
 
 
 

 

______________________________________________ 

1. CZĘŚĆ LITERATUROWA 

 
 
 

1.1. Podstawowe 

informacje o wolnych rodnikach 

 

Tlen jest pierwiastkiem niezbędnym do życia, ale zarazem toksycznym [1, 2]. W 

większości zużywany jest w komórkowych procesach energetycznych. Podczas jego redukcji 

wytwarzane są reaktywne formy tlenu (ang. ROS – reactive oxygen species), do których zalicza 

się wolne rodniki tlenowe, a także tlen singletowy i nadtlenek wodoru. 

Wolne rodniki są to atomy, cząsteczki lub ich fragmenty bądź też jony posiadające 

conajmniej jeden niesparowany elektron na powłoce walencyjnej, który nadaje im właściwości 

paramagnetyczne [3]. Powstawanie ich związane jest z rozrywaniem wiązań w cząsteczkach lub 

z przenoszeniem elektronów. Jedną z ważniejszych cech jest ich względnie wysoka reaktywność. 

Wolne rodniki mogą być indukowane przez różne czynniki fizykochemiczne, do których 

należą: promieniowanie jonizujące, ultrafioletowe, podczerwone i widzialne, a także reakcje 

utleniania i redukcji. Głównymi  źródłami powstawania jest autooksydacja związków 

niskocząsteczkowych, a mianowicie: flawin, tioli, katecholamin, hydrochinonów oraz niektóre 

reakcje enzymatyczne, do których zalicza się oksydazę ksantynową, oksydazę cytochromową P-

450 i b-5 systemu mikrosomalnego, dysmutazę ponadtlenkową stymulującą mitochondrialny 

system transportu elektronów. Podczas tzw. wybuchu oddechowego rodniki mogą także 

generować pobudzone komórki fagocytujące (makrofagi, monocyty i granulocyty) do 

zwalczania infekcji [4]. W tym przypadku odgrywają one pozytywną rolę. Mogą wywoływać 

jednak działanie kancerogenne przy długotrwałym ich wytwarzaniu (np. w przewlekłych stanach 

zapalnych). Za najważniejszy generator wolnych rodników uchodzi mitochondrialny łańcuch 

oddechowy [5]. 

Reaktywne formy tlenu w organizmie wytwarzane są w czasie: 

-  ekspozycji na wysokie ciśnienie tlenu oraz w czasie reperfuzji poischemicznej, 

- działania związków chemicznych np. kancerogennych, pestycydów, antybiotyków 

antracyklicznych, barwników azowych, ozonu, dymu papierosowego (nikotyny), 

background image

 

9

- rozrywania 

wiązań pod wpływem energii zewnętrznej (np. promieniowanie α,  β,  γ, UV, 

wyładowania elektryczne czy temperatura), 

- zaburzeń procesów metabolicznych pojawiających się w wyniku: awitaminozy (brak witamin 

A i E),  procesów starzenia się organizmów, w stanach zapalnych, 

-  procesu fagocytozy i fotosyntezy, w reakcjach z udziałem cytochromów (komórki 

fagocytujące (makrofagi, monocyty, granulocyty) podczas infekcji wytwarzają jony 

ponadtlenkowe, nadtlenek wodoru i rodniki hydroksylowe w celu obrony organizmu),  

- przebiegu 

reakcji 

enzymatycznych, 

-  procesów metabolicznych zachodzących w mitochondriach i mikrosomach, 

-  podczas peroksydacji wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. 

 

1.2.  Tlen i produkty jego redukcji 

 

Najprostszym rodnikiem (dokładnie birodnikiem w stanie trypletowym) jest tlen 

atmosferyczny, którym oddychamy. Ma on względnie dużą reaktywność, ale jest ona 

stosunkowo mała jak na rodnik. 

1.2.1. Tlen singletowy

  

W stanie wzbudzonym tlen występuje w postaci singletu. Tworzy się m.in. w reakcjach 

utleniania anionorodnika ponadtlenkowego żelazem (część reakcji Habera-Weissa) i 

oksyalkoholem oraz w czasie nieenzymatycznej dysmutacji nadtlenku (utleniaczem w tej reakcji 

jest rodnik nadhydroksylowy będący silnym utleniaczem). Komórkowym źródłem wzbudzonego 

tlenu są: nieenzymatyczna peroksydacja lipidów, fagocytoza, reakcje katalizowane przez 

peroksydazy.

 

1.2.2.  Anionorodnik ponadtlenkowy, O

2

·-

 

 

  Pierwszym produktem redukcji tlenu jest anionorodnik ponadtlenkowy (O

2

•-

) i jego 

sprotonowana forma – rodnik nadhydroksylowy (HO

2

), który jest znacznie bardziej reaktywny. 

Rodnik ponadtlenkowy może być zarówno utleniaczem jak i reduktorem [6]. W 

rozpuszczalnikach niepolarnych jest silną zasadą i nukleofilem [7], zaś w roztworach wodnych 

działa jak silny czynnik redukujący oddając swój dodatkowy elektron, bądź jako słaby czynnik 

utleniający ulegający redukcji do nadtlenku wodoru.  

1.2.3.  Rodnik nadhydroksylowy, HO

2

·  

  Rodnik nadhydroksylowy jest znacznie silniejszym utleniaczem niż anionorodnik 

ponadtlenkowy. Przypuszcza się nawet [8], że układ rodników O

2

·-

/HO

2

·

 odpowiedzialny jest za 

background image

szkodliwe działanie tlenu i uszkadzanie błon komórkowych. Charakteryzuje się długim czasem 

życia, przez co może dyfundować do sąsiednich struktur komórkowych.  

1.2.4.  Nadtlenek wodoru, H

2

O

2   

Nadtlenek wodoru powstaje w wyniku reakcji dysmutacji. Wytwarzany jest również 

przez oksydazę L-aminokwasową i glikolanową. Jest najbardziej stabilną, pośrednią formą 

redukcji tlenu do wody. Jako produkt redukcji tlenu cząsteczkowego, nie jest wolnym rodnikiem, 

ponieważ nie posiada niesparowanych elektronów. Występuje w chloroplastach, mitochondriach, 

siateczce śródplazmatycznej.  

1.2.5. Rodnik hydroksylowy, 

·

OH

 

Rodnik hydroksylowy jest wysoce reaktywny, a przez to reaguje tylko z cząsteczkami 

znajdującymi się w najbliższym otoczeniu [9]. Wchodzi w reakcje z wieloma związkami 

organicznymi (addycja, substytucja wolnorodnikowa, przenoszenie elektronów). Jest mało 

ruchliwy, nie penetruje komórki. 

Rodnik hydroksylowy powstaje podczas homolizy wiązania w cząsteczce wody pod 

wpływem promieniowania jonizującego lub zgodnie z reakcją Fentona, która została opisana po 

raz pierwszy w 1884 roku: 

(1) 

 

 

H

O

 

OH

 

 

 Fe

 

O

H

 

 

Fe

-

3

2

2

2

+

+

+

+

=

+

Utleniony metal może być następnie zredukowany, co oznacza, że pełni on rolę katalizatora: 

(2) 

 

2

+

2

2

+

3

 

+

 

=

 

 

+

 

O

Fe

O

Fe

W sumie reakcję Fentona i ponadtlenkową redukcję metalu można przedstawić jako jedną 

reakcję Habera-Weissa (1934r.): 

 

(3) 

 

+

+

=

+

OH

 

OH

 

O

 

 

O

H

 

 

O

-

 

2

2

2

-

2

Bez obecności katalizatora, czyli jonów metali przejściowych, ostatnia reakcja przebiega bardzo 

wolno. Dodatek żelaza na plus drugim stopniu utlenienia znacznie ją przyspiesza. Żelazo na plus 

trzecim stopniu utlenienia również może ją pośrednio katalizować, gdyż jest łatwo redukowalne 

w organizmie. 

1.2.6.  Tlenek azotu, NO 

 W 

organizmach 

żywych tlenek azotu powstaje w procesie utleniania argininy do 

cytruliny. Jest on neurotoksyczny, kancerogenny i może wytwarzać inne wolne rodniki. Po 

przejściu z przeciwutleniacza do nadtlenoazotynu staje się silnym utleniaczem.  

 

 

10

background image

 

11

1.3. Wpływ wolnych rodników na komórki zwierzęce 

 

Wolne rodniki w organizmach żywych atakują przede wszystkim lipidy, białka i materiał 

genetyczny. W szczególny sposób narażone są na nie mitochondria i błony komórkowe, gdyż ich 

uszkodzenie może doprowadzić do śmierci komórek [10]. 

1.3.1.  Peroksydacja lipidów 

Rodniki powstające z tlenu biorą udział w procesie przemiany lipidów. Termin 

peroksydacja lipidów oznacza przemiany wywołane wpływem wolnych rodników na lipidy, 

skutkiem czego, są różnego rodzaju produkty pośrednie o własnościach utleniających. 

Produktami peroksydacji lipidów mogą być aldehydy, ketony czy hydroksynadtlenki, które 

oddziaływują  nie tylko na składniki komórek ale również na ich błony. Obecność ich wywołuje 

zmiany ładunków na powierzchni błony oraz zmiany płynności błon. Dochodzi do pęcznienia, 

czyli wzrostu objętości mitochondriów  [11]. 

1.3.2.  Wpływ na aminokwasy i białka 

Wolne rodniki uszkadzają białka, czego skutkiem jest starzenie się komórki. Skóra staje 

się sucha, stara i zwiotczała. Mięśnie słabną i tracą swoją sprężystość.

 

Podobne procesy 

zachodzą wewnątrz organizmu, ale skutki są o wiele gorsze. Starzeje się cały organizm, 

ponieważ starzeją się wszystkie komórki, których białko jest zaatakowane przez rodniki. 

Efekty uszkodzeń struktury białek pod wpływem wolnych rodników można rozpatrywać 

w trzech aspektach: 

- modyfikacji 

aminokwasów, 

- fragmentacji 

białek, 

- agregacji 

sprzęgania krzyżowego fragmentów peptydowych (powstawanie bityrozyny i 

cystyny). 

1.3.3. Wpływ na kwasy nukleinowe 

Wolne rodniki oddziaływując z kwasami nukleinowymi mogą doprowadzić do 

rozerwania łańcuchów lub modyfikacji zasad purynowych i pirymidynowych. Za powstawanie 

tych uszkodzeń odpowiada w głównej mierze rodnik hydroksylowy, będący najsilniejszym 

czynnikiem utleniającym w komórce, który z łatwością powoduje modyfikację cząsteczki kwasu 

nukleinowego (modyfikacja zasad heterocyklicznych, rozrywanie wiązań fosfodiestrowych, 

rozerwanie wiązań glikozydowych oraz uszkodzenie reszt pentozowych).

 

background image

 

12

1.3.4.  Działanie wolnych rodników na cały organizm 

Wolne rodniki spełniają dużo korzystnych funkcji w organizmie. Są używane przez ciała 

odpornościowe do niszczenia bakterii chorobotwórczych, utleniają substancje toksyczne. Tlenek 

azotu i rodniki hydroksylowe wykorzystywane są w terapii nowotworów. 

Z drugiej strony wolne rodniki uszkadzają DNA czyli kod genetyczny komórki. Prowadzi 

to do powstawania komórek nowotworowych. Wywołują także wiele innych schorzeń, do 

których można zaliczyć miażdżycę, chorobę Parkinsona, Alzheimera, raka itp. 

W szczególny sposób na uszkodzenia wolnorodnikowe jest narażony mózg. Występują w 

nim w dużych ilościach wielonienasycone kwasy tłuszczowe i żelazo, zaś w niewielkich 

antyutleniacze.  

 

1.4.  Antyoksydanty, zmiatacze wolnych rodników 

 

 Organizmy 

żywe (w tym człowiek) rozwinęły skomplikowany system obronny, 

zabezpieczający przed szkodliwym działaniem wolnych rodników tlenowych, określany 

systemem zmiataczy wolnych rodników tlenowych lub antyoksydacyjnym. Można je podzielić na 

antyutleniacze enzymatyczne lub nieenzymatyczne [9].  

1.  Antyutleniacze enzymatyczne 

a)  System oksydaz mitochondrialnych, 

b)  Dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) – wyróżnia się trzy rodzaje tego enzymu: 

SOD1 (Cu,Zn-SOD) oraz SOD-2 i SOD-3 (obie zawierające Mn). Występuje w 

zarówno w mitochondriach jak i cytozolu. Katalizuje dysmutację anionorodnika 

ponadtlenkowego do nadtlenku wodoru, powodując spadek jego stężenia. 

c)  Peroksydaza glutationowa – w swoim składzie zawiera atom selenu, z tego 

względu jest on błędnie uważany za antyutleniacz. Występuje w cytozolu i 

mitochondriach. Redukuje hydronadtlenki organiczne i nadtlenek wodoru do 

tlenu cząsteczkowego i wody. 

d)  Katalaza – jest reaktywna w peroksyzomach, obniża stężenie nadtlenku wodoru. 

Okazało się,  że osłabienie funkcji SOD i katalazy prowadzi do szybkiego 

starzenia się komórek. 

e)  Ceruloplazmina – miedzioproteina o niebieskiej barwie występująca w surowicy 

krwi. Katalizuje ona utlenianie jonów żelaza, przez co zapobiega wytwarzaniu 

rodników hydroksylowych, likwiduje anionorodnik ponadtlenkowy [9]. Jest 

enzymem zewnątrzkomórkowym o działaniu podobnym do SOD.  

 

background image

 

13

2.  Antyutleniacze nieenzymatyczne 

a)  Witamina E i beta-karoten – najsilniejszym fizjologicznym antyoksydantem, 

działającym w błonach komórkowych oraz lipoproteinach osocza jest witamina E.  

Za główną biologiczną rolę witaminy E uważa się redukcję wolnych rodników  

oraz zapobieganie peroksydacji nienasyconych kwasów tłuszczowych. Witamina 

E i beta-karoten chronią płuca przed dymem tytoniowym, ponieważ usuwają NO

2

˙ 

[10].  

b)  Witamina C (kwas askorbinowy) – jest reduktorem zaangażowanym w reakcje 

hydroksylacji (tworzenie hydroksyproliny w kolagenie), chelatuje metale, w tym 

żelazo oraz chroni witaminy A i E przed utlenianiem. Reaguje z wolnymi 

rodnikami w cytoplazmie i zewnątrzkomórkowo. Reagując z rodnikiem 

hydroksylowym, ponadtlenkowym i tlenem singletowym, utrzymuje potencjał 

oksydoredukcyjny komórek. 

c)  Kwas moczowy – jest inhibitorem peroksydacji lipidów, wchodzi w reakcje z 

oksydantami, jak również wiąże jony żelaza. Jest końcowym produktem 

metabolizmu puryn.  

d)  Chelatory metali (transferyna, mioglobina, laktoferyna, hemoglobina) – ich 

mechanizm działania polega na zapobieganiu katalizowania reakcji utleniania 

przez żelazo i miedź. Można do nich zaliczyć też poliaminy biogenne. 

e)  Glutation – jest jednym z głównych niskocząsteczkowych czynników obrony 

przed działaniem wolnych rodników tlenowych. Występuje w wysokich 

stężeniach we wszystkich komórkach eukariotycznych. 

f)  Koenzym Q

10

 (ubichinon) – występuje w cytoplazmie w połączeniu z 

lipoproteinami oraz w wewnętrznej błonie mitochondrialnej, w mitochondrialnym 

układzie oddychania. Zapobiega przed utlenianiem lipidów. 

g)  Fito-związki – zmiatacze rodników o pochodzeniu roślinnym (flawonoidy, 

antocyjany, proantocyjany, pytoestrogeny, polifenole) posiadające właściwości 

antyoksydacyjne [12].  

 

1.5.  Metody oznaczania wolnych rodników i stresu oksydacyjnego. Całkowity 

potencjał antyoksydacyjny 

 

W literaturze opisanych jest wiele metod oznaczania zarówno wolnych rodników [13-20] 

jak i antyoksydantów [13, 20-23]. W organizmach żywych zachodzi wiele przemian, w wyniku 

których dochodzi do wytworzenia wolnych rodników o różnej trwałości i reaktywności. Istnieje 

background image

 

14

więc potrzeba oznaczania sumarycznej ilości tych rodników lub stresu oksydacyjnego, który 

wywołują [18, 24-27]. Stężenia antyoksydantów zmieniają się podczas powstawania zmian 

patologicznych, które są spowodowane z jednej strony ich zużywaniem się podczas reakcji z 

wolnymi rodnikami, z drugiej zaś akcją obronną organizmu. Często oznaczanie sumarycznego 

stężenia wszystkich antyoksydantów pozwala na lepszą ocenę poziomu mocy antyoksydacyjnej 

badanego układu, niż oznaczanie stężenia poszczególnych antyoksydantów każdego z osobna 

[28-37].  

Wolne rodniki w swej budowie zawierają niesparowane elektrony, co nadaje im 

właściwości paramagnetyczne. Dlatego też pomiar oddziaływania próbki z polem 

magnetycznym dostarcza informacji o sumarycznej ilości wolnych rodników w niej zawartych. 

Taki pomiar można wykonać przy użyciu wagi tzw. aparatu Gouy’a [38, 39]. Na oznaczaniu 

własności paramagnetycznych próbki oparte są również pomiary elektronowego rezonansu 

paramagnetycznego (EPR). 

Rodniki mogą być także wytwarzane pod wpływem działania na niektóre związki 

promieniowania elektromagnetycznego. W przypadku odwrotnej reakcji, np. rekombinacji 

rodników lipidowych dochodzi wówczas do wydzielenia kwantu promieniowania 

elektromagnetycznego tzn. chemiluminescencji. Metoda pomiaru chemiluminescencji pozwala 

na badanie niestabilnych rodników lipidowych, możliwych nawet w do bezpośredniej analizy 

żywym organizmie [40]. 

Z chemicznego punktu widzenia wolne rodniki są, z reguły, utleniaczami, z kolei 

antyoksydanty są reduktorami. Dlatego możliwe jest ich oznaczanie (w tym, ich sumarycznego 

stężenia i całkowitego potencjału antyoksydacyjnego) metodami elektrochemicznymi [43]. 

Oznaczanie stresu oksydacyjnego jest również możliwe za pomocą analizy niektórych 

związków naturalnie występujących w komórkach. Do tej grupy zalicza się oznaczanie 

sumarycznego stężenia tioli [44, 45], stosunek stężeń glutationu do jego postaci utlenionej [46, 

47] jak również kwasu askorbinowego do dehydroaskorbinowego [48]. Rodniki wchodzą w 

reakcje prawie ze wszystkimi związkami aktywnymi biologicznie. Do wyznaczenia stopnia 

uszkodzenia związków służą produkty reakcji. 

Inna metoda polega na dodaniu do badanego układu związku, który tworzy trwały 

rodnik, możliwy do

 

oznaczeń przy pomocy dowolnej metody analitycznej, np. elektronowego 

rezonansu paramagnetycznego bądź fotometrii [41, 42]. 

 

Stężenie rodników hydroksylowych, które są najbardziej reaktywne spośród wszystkich 

rodników, jest przybliżoną miarą całkowitego stresu oksydacyjnego. Ponieważ rodniki te

 

są 

wyjątkowo nietrwałe do ich oznaczania stosuje się metodę pułapki spinowej. Oznaczanie tą 

metodą polega na wprowadzeniu względnie nietoksycznych związków aromatycznych do 

materiału biologicznego, a następnie oznaczeniu produktów ich reakcji z rodnikiem 

background image

 

15

hydroksylowym. Jako pułapkę spinową stosuje się naturalnie występująca fenyloalaninę, kwas 

tereftalowy [45] lub egzogenne pochodne aspiryny [2, 15]. Oznaczanie produktów odbywa się 

głównie na drodze chromatograficznej.  

W literaturze można odnaleźć następujące określenia na sumaryczne stężenie wszystkich 

antyoksydantów w badanym układzie: TRAP – total redox antioxidant potential, TRAP – total 

peroxyl radical trapping antioxidant parametr, FRAP – ferric reducing ability of plasma, ORAC 

– oxygen radical absorbance capacity, TEAC – Trolox-equivalent antioxidant capacity, TAC – 

total antioxidant capacity oraz TAR – total antioxidant reactivity [29, 34]. W tej pracy będę 

stosowała termin całkowity potencjał antyoksydacyjny, w skrócie CPA. 

Pomiar CPA znacznie się rozwinął w odniesieniu do badania zdolności 

antyoksydacyjnych skomplikowanych próbek biologicznych (surowica czy osocze krwi) [29-37]. 

Jedna z metod, FRAP, opiera się na redukcji żelaza przez składniki surowicy oraz na

 

fotometrycznym pomiarze wytworzonych trwałych rodników [32, 44].  

Inna metoda, tzw. TRAP, polega na badaniu rodników peroksylowych, które powstają 

wskutek termicznego rozpadu związków diazowych. Monitoruje się je za pomocą detektora, 

czyli takiego związku, który w wyniku reakcji z rodnikiem będzie zmieniał swoje właściwości 

fizykochemiczne, łatwe do oznaczania. Efekt ten można zaobserwować poprzez zmianę sygnału 

luminescencyjnego [33], fluorymetrycznego [29, 51] lub fotometrycznego [31, 35]. Miarą  

potencjału antyoksydacyjnego jest przesunięcie w czasie krzywej obrazującej zmiany stężenia 

detektora lub produktu jego reakcji, w czasie. Przesunięcie to jest spowodowane tym, że zawarte 

w próbce antyoksydanty nie dopuszczają do reakcji detektora z rodnikiem. Warunkiem tej 

metody jest, aby reakcja próbki z rodnikiem była znacznie szybsza od analogicznej reakcji 

detektora.  

Do pomiaru CPA mogą być również zastosowane metody chromatograficzne. Układ 

pomiarowy zawiera wtedy próbkę biologiczną bądź badany związek oraz detektor (np. kwas p-

hydroksybenzoesowy) [52] pełniący rolę pułapki spinowej. Rodniki hydroksylowe generowane 

są w reakcji analogicznej do reakcji Fentona [49, 50]. Są one zmiatane przez detektor jak i przez 

badaną próbkę. W przypadku, gdy próbka charakteryzuje się większą reaktywnością z rodnikami 

niż detektor, wówczas nastąpi zmniejszenie wysokości piku chromatograficznego produktu 

reakcji detektora z rodnikiem. Można w ten sposób porównać moc zmiatania rodników 

hydroksylowych przez różne próbki. Zmniejszenie to jest zależne od mocy jak i stężenia 

antyoksydanta (Rys. 1). 

 

 

 

 

background image

 

 

odniesienie 

próbka 

czas 

st

ęż

enie 

OH 

Rys.1. Schemat pomiaru całkowitego potencjału antyoksydacyjnego metodą chromatograficzną. 

 

1.6. Właściwości naturalnych antyoksydantów 

 
 

W ostatnich latach duże zainteresowanie wzbudzają naturalne antyoksydanty zawarte w 

roślinach. Należą do nich polifenole, a w szczególności flawonoidy i antocyjany. Związki te, 

występujące w wielu owocach, warzywach, herbacie i ziołach, wykazują silne właściwości 

antyoksydacyjne [57]. Szczególnie dużo antocyjanów zawartych jest w aronii czarnej (Aronia 

melanocarpa) [57, 58], bzie czarnym (Sambucus nigra) czy korze sosny śródziemnomorskiej 

(Pinus pinaster).  Żółte i czerwone zabarwienie kwiatów pochodzi często od flawonoidów, z 

kolei czerwono-fioletowe barwy jagód od antocyjanów.  

 

16

background image

 

17

 

 

 

 

2.  CEL PRACY 

 
 
 

 

 

 

 
 

W literaturze opisane są metody oznaczania rodników hydroksylowych z zastosowaniem 

fenyloalaniny, kwasu salicylowego, a także kwasu p-hydroksybenzoesowego, jako pułapek 

spinowych. Produkty reakcji tych związków z rodnikami oznaczane były za pomocą HPLC z 

detekcją elektrochemiczną. Te same związki były zastosowane do oznaczania CPA (w tym 

przypadku rodniki hydroksylowe były generowane w układzie pomiarowym). Ostatnio okazało 

się,  że do oznaczania rodników hydroksylowych można zastosować kwas tereftalowy. 

Produktem reakcji był wówczas kwas hydroksytereftalowy oznaczany za pomocą HPLC z 

detekcją fluorescencyjną [53, 54]. 

 

 

Celem pracy było: 

- zbadanie 

możliwości zastosowania kwasu tereftalowego do oznaczania CPA (z 

zastosowaniem detekcji fluorescencyjnej), 

- zbadanie 

właściwości antyoksydacyjnych napoi alkoholowych i bezalkoholowych, 

naparów herbat i ziół oraz soków. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

18

 
 
 
 
 
 
 

______________________________________________

 

3.  CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA 

 
 

3.1. Odczynniki 

 
Podczas pracy stosowałam następujące odczynniki: 

kwas tereftalowy (TFA); Sigma-Aldrich, Niemcy, 

bufor fosforanowy w soli fizjologicznej PBS (Phosphate Buffered Saline) w 

tabletkach; Sigma-Aldrich, Niemcy, 

- siarczan 

(VI) 

żelaza (II); Sigma-Aldrich, Niemcy, 

fosforan sodowy jednozasadowy cz.d.a.;  POCh, Polska, 

fosforan potasowy dwuzasadowy cz.d.a.; POCh, Polska, 

wodorotlenek sodu cz.d.a., Chempur, Polska, 

3% woda utleniona; Infarm, Polska, 

alkohol etylowy; POCh, Polska. 

Próbki napoi alkoholowych, herbat, ziół i soków zostały zakupione w najbliższym 

supermarkecie. W pracy stosowałam wodę destylowaną.  

 

3.2.  Aparatura 

 
 

Pomiary chromatograficzne były wykonywane za pomocą zestawu do wysokosprawnej 

chromatografii cieczowej (HPLC) firmy Knauer (Niemcy) składającego się z: 

- pompy 

dwutłokowej Smartline 1000 o zakresie przepływu 0,001-50 ml/min, 

- interfejsu 

degazerem, Smartline Manager 500, 

dozownika o objętości pętli 20 μl, 

- mieszalnika, 

kolumny analitycznej RP-18 5μm, 250x3 mm śred. wew., Hypersil, Wielka 

Brytania, 

termostatu Smartline 400 o zakresie temperatur 5-85° C, 

detektora DAD UV-Vis Smartline 2600 do oznaczania TFA, 

background image

 

19

-  detektora fluorescencyjnego RF-10AXL do oznaczania kwasu 

hydroksytereftalowego (HTFA), Schimadzu, Japonia, 

- komputera. 

pH buforu było mierzone pehametrem CP – 251 (Elmetron, Polska) kalibrowanym przed 

każdym pomiarem dwoma roztworami wzorcowymi o pH 7,0 i 4,0. 

 

 

3.3.  Metody pomiarowe 

 

3.3.1. Przygotowywanie próbek 

Substancje użyte do analizy nie były wstępnie oczyszczane. Roztwory przygotowywane 

były poprzez rozpuszczenie naważek w wodzie destylowanej. Przechowywane były one w 

lodówce do jednego tygodnia. Stężenia wyjściowe związków do reakcji wynosiły 10 mM.  

3.3.2.  Stosowane antyoksydanty 

Podczas pracy badałam CPA napoi alkoholowych, naparów herbat i ziół oraz napoi i 

soków. Napoje alkoholowe zostały podzielone na dwie grupy, tj. wysokoprocentowe napoje 

alkoholowe (wódki, likiery, brandy itp.) i niskoprocentowe napoje alkoholowe (wina, piwa, 

wermuty itp.). 

Wysokoprocentowe napoje alkoholowe (około 40%): 

- wódka 

Borovicka (Słowacja), 

- whisky 

Ballantines (Irlandia), 

- brandy 

Grand Cavalier (Łotwa), 

- nalewka 

Czarny Balsam (Łotwa), 

- nalewka 

Unicum (Węgry), 

- likier 

Krupnik (Polska), 

- likier 

Bylinna (Czechy), 

- likier 

Malibu (Polska), 

- gin 

Gordon’s (Wielka Brytania). 

Wszystkie były rozcieńczane wodą destylowaną 20-krotnie. 

Niskoprocentowe napoje alkoholowe (około 5-15%): 

Wśród nich wyróżniamy piwo Grafen Walder Strong (Niemcy), a także wina: 

białe: półwytrawne Blanc de Blanc (Bułgaria), wytrawne Chardonnay (Węgry),  

różowe: półwytrawne  Melnik Rose (Bułgaria), gazowane Spurmante Roso 

(Włochy), 

background image

 

20

czerwone: słodkie  Pierre Chalain (Francja), słodkie  Commandaria (Cypr), 

półsłodkie  Pamid ((Bułgaria), półsłodkie  Kadarka (Bułgaria), słodkie 

Kadarka (Mołdawia), wytrawne Bordeaux (Francja), wermut Martini 

(Włochy)

Wszystkie były rozcieńczane 10-krotnie wodą destylowaną. 

 Napary 

ziół i herbat (biała, zielona, czerwona, czarna, żeńszeniowa i kawa żołędziowa) 

przygotowane były poprzez rozpuszczenie naważki 1g, a następnie parzone przez 15 minut w 10 

ml gotującej się wody destylowanej. Następnie były sączone przez sączek membranowy 

(Milipore, USA).  

 

Napoje i soki: Gingers beer (Polska), karob (Cypr), ocet winny (Włochy), sok z czarnego 

bzu (Polska) czy sok z brzozy (Polska) były przed badaniami rozcieńczane 10-krotnie wodą 

destylowaną. 

3.3.3.  Wytwarzanie rodników i ich reakcja z antyoksydantami 

Układ pomiarowy zawierał próbkę (roztwór napoju alkoholowego lub naparu z herbaty) 

oraz detektor (kwas tereftalowy), który pełnił rolę pułapki spinowej. Rodniki hydroksylowe były 

generowane w reakcji Fentona w obecności  żelaza na plus drugim stopniu utlenienia, buforu 

fosforanowego i nadtlenku wodoru 

Fe

2+ 

+ H

2

O

 =  Fe

3+

 + OH

-

 + OH

·

Zarówno detektor (Rys. 2) jak i badana próbka zmiatały wygenerowane w ten sposób rodniki. W 

przypadku, kiedy próbka odznaczała się większą reaktywnością z rodnikami niż detektor 

wysokość piku chromatograficznego produktu reakcji detektora z rodnikiem

 

(kwasu hydroksyl-

tereftalowego) była mniejsza niż układu bez próbki. Wynikiem pomiaru była więc różnica pola 

powierzchni przed i po dodaniu próbki. Reakcję przeprowadzano poprzez dodanie do naczynka 

roztworów: 

- 500 

μl buforu fosforanowego pH = 7,4, o stężeniu c = 0,02 M, 

- 100 

μl 10 mM TFA, 

- 100 

μl 0,3% H

2

O

2,

- wody 

destylowana, 

próbki (sumaryczna objętość próbki i wody destylowanej wynosiła 200 µl), 

- 100 

μl 10 mM FeSO

4.

Fe (II) dodawane było na samym końcu, ponieważ inicjowało ono reakcję. Po jego dodaniu 

mierzony był czas 7 minut, po którym otrzymany roztwór był wstrzykiwany na kolumnę. Czas 

ten wyznaczony był eksperymentalnie z pomiarów koleżanki Katarzyny Czajki, która prowadziła 

równolegle badania w ramach swojej pracy magisterskiej. 

 

background image

TFA + 

OH = HTFA 

 

COOH

COOH

+

OH

COOH

COOH

OH

 

Rys. 2. Reakcja  pułapkowania rodnika hydroksylowego kwasem tereftalowym, w wyniku której 

powstaje kwas hydroksytereftalowy. 

 

3.3.4.  Warunki rozdziału chromatograficznego 

Warunki chromatograficznego oznaczania kwasu hydroksytereftalowego (HTFA) zostały 

wyznaczone eksperymentalnie. Pomiary przeprowadzane były w temperaturze 18°C, w układzie 

faz odwróconych przy przepływie fazy ruchomej 0,7 ml/min. Fazą ruchomą był bufor 

fosforanowy o pH 6,6. Przed rozpoczęciem pracy kolumna była stabilizowana fazą ruchomą 

przez pół godziny. Za pomocą strzykawki wprowadzana była do dozownika próbka o objętości 

powyżej 20 μl, która następnie trafiała na kolumnę. Sygnał wyjściowy detektora 

fluorescencyjnego pracującego przy długości fali wzbudzenia 312 nm i fali emisji 428 nm był 

monitorowany w sposób ciągły przez komputer. Każda próbka była badana trzykrotnie, a 

wynikiem ostatecznym była  średnia z tych pomiarów. Dla każdej  średniej obliczone zostało 

odchylenie standardowe (SD), które zaznaczono na wykresach.  

 

Bufor fosforanowy o pH 6,6, stosowany jako faza ruchoma przygotowany, był przez 

zmieszanie 312,5 ml 0,2 M NaH

2

PO

4

 i 187,5 ml 0,2 M K

2

HPO

4

. Całość dopełniano wodą 

destylowaną do 1 litra. pH buforu mierzone było za pomocą  pehametru. Ewentualne różnice w 

żądanym pH były korygowane dodatkiem jednego z roztworów składowych. 

W pracy przetestowane zostały dwa sposoby wyrażania miary CPA. Pierwszym była 

różnica pola powierzchni piku HTFA otrzymanego bez próbki w mieszaninie reakcyjnej i pola w 

obecności próbki o stężeniu końcowym wynoszącym dla wysokoprocentowych napoi 

alkoholowych 200 µl/l, niskoprocentowych napoi alkoholowych, soków i napoi 

bezalkoholowych 500 µl/l oraz naparów herbat 0,5 g/l. Drugą miarą CPA było nachylenie 

zależności różnic podanych pól powierzchni od stężenia próbki. Gdy próbka zbyt silnie zmiatała 

rodniki hydroksylowe wówczas CPA nie zależało od jej stężenia. W takich przypadkach 

stosowane były bardziej rozcieńczone roztwory, a wyniki były przeliczane na podane stężenia, 

zakładając liniową zależność CPA od stężenia dla małych jego wartości.  

 

21

background image

 
 
 
 

 

 

4. WYNIKI

 

 

4.1.  Wpływ stężenia próbki na zmianę powierzchni piku 

 

0

20

40

60

80

0

2000

4000

6000

c [

μl/l]

zm

ia

n

pol

a pow

ie

rz

ch

ni

 pi

ku 

[μ

V*

m

in

]

 

Rys. 3. Wpływ stężenia wina czerwonego Pierre Chalain na zmianę pola powierzchni piku 

HTFA.  Warunki chromatograficzne: kolumna RP-18 - Hypersil 5 μm, 250x3 śred. wew., 

temperatura 18° C, szybkość przepływu 0,7 ml/min, detektor fluorescencyjny o długość fali 

wzbudzenia  λ=312nm, emisji λ=428nm, faza ruchoma 100% bufor fosforanowy o pH=6,6 i 

stężeniu 0,1 M.

 

 

 

 

 

 

 

 

22

background image

0

10

20

30

40

50

60

70

0

500

1000

1500

2000

2500

c [

μl/l]

zm

ia

na

 po

la

 pow

ie

rz

c

hni

 pi

k

[μ

V*

m

in

]

 

Rys. 4. Wpływ stężenia

 

wina różowego Spurmante Roso na zmianę pola powierzchni piku HTFA. 

Warunki  chromatograficzne jak na Rys. 3. 

 

 

 

y = 0,1259x
R

2

 = 0,9554

0

10

20

30

40

50

60

0

100

200

300

400

500

c [

μl/l]

zm

ia

na

 pol

a

 pow

ie

rz

c

hni

 pi

k

[μ

V*

m

in]

 

Rys. 5. Wpływ stężenia 40% roztworu alkoholu etylowego na zmianę pola powierzchni piku 

HTFA. Warunki chromatograficzne jak na Rys. 3. 

czy to był to czysty alkohol? 

 

 

 

 

23

background image

4.2.  CPA wysokoprocentowych napoi alkoholowych 

 

0

20

40

60

80

100

120

0

100

200

300

400

500

c [

μl/l]

zm

ia

na

 po

la

 po

w

ie

rz

c

hn

i p

ik

[μ

V*

m

in

]

Czarny Balsam

Unicum

Bylinna

Ballantines

Borovicka

Grand Cavalier

 

Rys. 6.

 

Wpływ stężenia wysokoprocentowych napoi alkoholowych na zmianę pola powierzchni 

piku HTFA. Warunki chromatograficzne jak na Rys. 3. 

 

0

10

20

30

40

50

60

Gr

an

d Ca

va

lie

r

Go

rd

on

's

Kr

up

nik

Bo

ro

vi

ck

a

M

al

ibu

Ba

lla

nt

in

es

By

linn

a

Et

an

ol

Un

ic

um

Cz

ar

ny

 B

als

am

CP

A [

μ

V*

m

in

]

 

Rys. 7.  Wartości CPA wysokoprocentowych napoi alkoholowych o stężeniu 200 µl/l. Warunki 

chromatograficzne jak na Rys. 3. 
 

24

background image

4.4.   CPA niskoprocentowych napoi alkoholowych 

 

0

10

20

30

40

50

60

70

0

200

400

600

800

1000

1200

c [

μl/l]

zm

ia

na

 pol

a

 pow

ie

rz

c

hni

 pi

k

[μ

V

*mi

n

]

Martini

Melnik Rose

Blanc de Blanc

Grafen Walder Strong

 

Rys. 8. Wpływ stężenia niskoprocentowych napoi alkoholowych na zmianę pola powierzchni piku 

HTFA. Warunki chromatograficzne jak na Rys. 3. 

 

 

 

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Gr

afe

n Wa

ld

er 

St

ro

ng

Ch

ard

on

nay

Bla

nc

 d

Bl

an

c

Pi

err

e C

ha

la

in

Pa

mi

d

Me

ln

ik

 Ro

se

Sp

ur

m

ant

e Ro

so

Ka

da

rk

a M

Ka

da

rk

a B

Co

m

ma

nd

ar

ia

Bo

rd

eau

x

Ma

rti

ni

CPA [

μ

V

*mi

n

]

 

Rys. 9. Wartości CPA niskoprocentowych napoi alkoholowych o stężeniu 500 μl/l. Warunki 

chromatograficzne jak na Rys. 3. 

 

 

25

background image

4.5.  CPA naparów ziołowych 

 
 

0

10

20

30

40

50

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

c [g/l]

zm

ia

na

 pol

a

 pow

ie

rz

c

hni

 pi

k

[μ

V*

m

in]

Zielona chińska

Biała

Czarna

Żeńszeniowa

 

Rys. 10.  Wpływ stężenia herbat na zmianę pola powierzchni piku HTFA. Warunki 

chromatograficzne jak na Rys. 3. 

 

 

 

 

0

10

20

30

In

dia

 ek

sp

re

so

wa

Pu

-E

rh

 c

hi

ńs

ka w

ni

ow

a

Że

ńs

ze

ni

ow

a

M

ar

oc

co

 e

ksp

re

sow

a

Ea

rl G

re

y e

ksp

re

so

wa

Cz

erw

on

a

Ka

w

żo

łę

dz

io

wa

Zie

lo

na

 mi

ęt

ow

a

Cz

ar

na

Bi

a

Zi

el

ona

 c

hi

ńsk

a

CP

A [

μ

V*

m

in

]

 

Rys. 11. CPA naparów ziołowych o stężeniu 0,5 g/l. Warunki chromatograficzne jak na Rys. 3. 

 
 
 

 

26

background image

 
 
 
 

0

10

20

30

40

50

60

In

di

a ek

spr

es

owa

Pu

-Er

h c

hi

ńs

ka

 wi

śni

ow

a

Cze

rwo

na

Że

ńs

zen

io

wa

Ma

roc

co e

ks

pr

es

ow

a

Ea

rl G

rey

 e

ksp

re

sow

a

Zi

elo

na m

to

wa

Ka

wa

 żo

łę

dz

io

wa

Cz

ar

na

Bia

ła

Zi

elo

na c

hi

ńs

ka

CP

A [

μ

V*

m

in

*l

/μ

g]

 

 
Rys. 12. CPA, wyrażone jako nachylenia krzywej…,  naparów ziołowych o stężeniu 0,5 g/l. 

Warunki chromatograficzne jak na Rys. 3. Czy jednostki są ok.? 

 
 

4.6.  CPA soków i napoi bezalkoholowych 

 

0

10

20

30

40

50

0

200

400

600

800

1000

1200

c [

μl/l]

zm

ia

na

 pol

a

 pow

ie

rz

c

hni

 

pi

k

u [

μ

V*

m

in]

Karob

Sok z brzozy

Ocet winny

Gingers beer

 

Rys. 13.  Wpływ stężenia soków i napoi bezalkoholowych na zmianę pola powierzchni piku 

HTFA. Warunki chromatograficzne jak na Rys. 3. 

 

 

27

background image

 
 

 

0

4

8

12

16

20

24

Gingers

beer

Ocet winny

Sok z

brzozy

Sok z

czarnego

bzu

Karob

CP

A [

μ

v*m

in

]

 

Rys. 14. Wartości CPA dla soków i napoi o stężeniu 500 µl/l. Warunki chromatograficzne jak na  

rys. 3. 

4.7. Porównanie 

różnych CPA  

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Oc

et

 wi

nn

y

Bl

anc

 d

Bl

an

c

He

rb

. cz

arn

a

Ka

ro

b

Sp

urm

an

te

 R

os

o

He

rb

. b

ia

ła

He

rb

. z

ie

lo

na

 c

hi

ńsk

a

Et

an

ol

Ma

rti

ni

Uni

cum

Cza

rn

Ba

ls

am

CP

A [

μ

V*

m

in

]

 

Rys. 15. Porównanie wartości CPA różnych próbek. Warunki chromatograficzne jak na  

rys. 3. Nie można porównywać wielkości o różnych mianach. Można porównywać tylko próbki o 

tym samym stężeniu. 

 

28

background image

 

29

 

 

 

 

 

  

 

5. DYSKUSJA 

WYNIKÓW 

 
 
 

5.1.  Wpływ stężenia próbki na zmianę powierzchni piku 

Na Rys. 3 i 4 przedstawiłam zależności zmiany pola powierzchni piku HTFA od stężenia 

dla dwóch wybranych zmiataczy rodników hydroksylowych (podobne wykresy uzyskałam dla 

wszystkich badanych próbek). Wynika z nich, że stężenie dodawanej próbki na początku ma 

istotny wpływ na zmianę powierzchni piku. W pewnym zakresie zależność ta jest liniowa, 

następnie ulega zakrzywieniu i przyjmuje praktycznie stałą wartość. Oznacza to, że przy dużym 

stężeniu próbki wszystkie wygenerowane rodniki z nią przereagowują. Uzyskana na krzywej 

kalibracyjnej asymptota oznacza brak piku chromatograficznego HTFA na chromatogramie. 

Zarówno z powyższych rysunków, jak i z Rys. 5, 6, 8, 10 i 13, wynika, że w małym zakresie 

stężeń powyższe krzywe kalibracyjne są liniowe. W celu porównywania różnych próbek 

pracowałam w zakresie liniowym, co jest przedstawione na wykresach. 

 

5.2.   CPA wysokoprocentowych napoi alkoholowych 

Wartości całkowitego potencjału antyoksydacyjnego wysokoprocentowych napoi 

alkoholowych przedstawione zostały na Rys. 7. Okazało się,  że najsilniejszymi własnościami 

antyoksydacyjnymi charakteryzowała się Łotewska nalewka Czarny Balsam (podać oryginalną 

nazwę). Drugim z kolei był  Węgierski  Unicum, a następnie  Bylinna,  Ballantines,  Malibu

BorovickaKrupnikGordon’s oraz Grand Cavalier. W celu odróżnienia udziału w CPA udziału 

antyoksydantów (głównie polifenoli) od etanolu w pracy przebadałam także CPA samego 

etanolu (Rys. 5). Okazało się,  że jest on zmiataczem wolnych rodników (Rys. 7). Wprawdzie 

napoje alkoholowe o najsilniejszych własnościach antyoksydacyjnych (Czarny Balsam, Unicum

charakteryzowały się znacznie większymi wartościami CPA niż czysty alkohol etylowy o tym 

samym stężeniu, tym nie mniej istnieje wyraźna korelacja między stężeniem etanolu, a CPA. 

Wynik ten nie będzie zaskakujący, jeśli zdamy sobie sprawę z tego, że stężenie poszczególnych 

background image

 

30

antyoksydantów jest na poziomie od ppb do ppm, podczas gdy stężenie etanolu waha się w 

granicach 25-45%. Należy w tym miejscu zaznaczyć,  że nadmiar etanolu w organizmie 

człowieka prowadzi do wzrostu stężenia wolnych rodników [

60

], co jest spowodowane jego 

autooksydacją do aldehydu octowego. Z drugiej strony z badań tych wynika, że często 

składnikiem wielu ekstraktów ziołowych jest właśnie etanol.  

 

5.3.  CPA niskoprocentowych napoi alkoholowych 

 

Współcześnie, w świetle badań dotyczących związku między trybem życia i spożyciem 

wina, a wskaźnikiem umieralności, znamienna zdaje się być teoria o nieocenionym wpływie 

tego, jak się odżywiamy i jaki prowadzimy tryb życia.

 

Korzyści płynące z picia szklanki 

czerwonego wina dziennie zostały odkryte w minionej dekadzie kiedy zaczęto się zastanawiać 

nad tzw. "francuskim paradoksem" - mimo wysokocholesterolowej diety Francuzi mieli niski 

wskaźnik zachorowalności na choroby układu krążenia. Badania wykazywały, że związane jest 

to ze spożywaniem przez nich właśnie czerwonego wina w codziennej diecie [55].  

Niezwykłe właściwości wina są spowodowane obecnością składników 

przeciwutleniających, a głównie polifenoli, w tym flawonoidów, w tym antocyjanów, a także 

resweratrolu. Posiadają one zdolność niszczenia wolnych rodników, które to, jak już 

wspomniałam, przyspieszają proces starzenia się organizmu czy też wpływają na powstawanie 

różnych chorób. Związki polifenolowe stanowią dużą grupę związków szeroko 

rozpowszechnionych wśród roślin. Występują w wielu warzywach, owocach, herbacie, 

czekoladzie, a także w dużych ilościach w skórce winogron. Polifenole z wina wykazują silne 

działanie antyoksydacyjne. Hamują utlenianie wielonienasyconych kwasów tłuszczowych [56], 

wiążą jony żelaza i miedzi, co przeszkadza powstawaniu wolnych rodników. Stężenie polifenoli 

w winach zależy od jego rodzaju. W czerwonym winie znajduje się znacznie więcej tych 

związków niż w winie białym. Spowodowane to jest nie tylko gatunkiem winorośli, ale także 

różnymi procesami wyrobu. Czerwone wino powstaje jako produkt fermentacji całych owoców, 

zaś wino białe z fermentacji soku. Za zabarwienie czerwonego wina odpowiadają antocyjany i 

resweratrol. Spożywanie czerwonego wina w umiarkowanych ilościach może być skutecznym 

zabiegiem wspomagającym w zapobieganiu chorobie wieńcowej serca. 

Badanie całkowitego potencjału antyoksydacyjnego niskoprocentowych napoi 

alkoholowych potwierdziło,  że wina czerwone są najlepszymi zmiataczami rodników 

hydroksylowych. Z kolei najsłabszym zmiataczem okazało się piwo Grafen Walder Strong

mające niską zawartość alkoholu. Ponownie okazało się, że CPA jest skorelowane ze stężeniem 

etanolu w próbce. Wina białe mają dużo niższą moc zmiatania rodników 

OH w stosunku do win 

czerwonych i różowych. Najwyższymi wartościami CPA charakteryzował się wermut,  wino 

background image

 

31

zawierające  w swym składzie ekstrakt z piołunu oraz inne przyprawy ziołowo-korzenne tj. 

szałwię, goździki, kolendrę i gałkę muszkatołową.  

 

5.4.  CPA ziół 

 

W ostatnich

 

latach obserwuje się wzrost zainteresowania naturalnymi antyoksydantami, 

zwłaszcza barwnikami roślinnymi – flawonoidami. Najczęściej występują one jako żółte 

barwniki rozpuszczone w soku komórkowym w kwiatach, liściach, rzadziej w owocach, korze 

czy drewnie. Do grupy flawonoidów zalicza się m.in. flawony, flawanony, antocyjany, 

flawonole i flawonony. Związki te, występujące w wielu herbatach i ziołach, są silnymi 

antyutleniaczami [57]. Prozdrowotne właściwości herbaty są znane już od ponad czterech 

tysięcy lat. Zapoczątkowane zostało przez cesarza Chin Szen Nung któremu, według legendy, 

wpadł do wody listek herbaty. W Europie zdrowotne jej działanie poznano około XVI wieku. 

Wśród herbat wyróżniamy białą, zieloną, czerwoną i czarną. Każdą z nich charakteryzuje 

odmienny sposób przetwarzania.  

Herbata biała i zielona należą do herbat niepoddanych procesowi fermentacji. Herbata 

biała powstaje z młodych pąków liści, które jeszcze nie zdążyły się rozwinąć. Poddaje się je 

tylko procesowi więdnięcia i suszenia, nie praży się ich ani nie zwija. Z kolei świeżo zebrane 

liście herbaty zielonej pozostawia się do przeschnięcia i poddaje obróbce cieplnej co 

powstrzymuje fermentację. Dzięki zastosowaniu takiej obróbki liście zachowują zielony kolor, a 

także cenne właściwości lecznicze. 

 

Herbata czerwona (pu-erh) przechodzi dodatkowy proces fermentacji i leżakowania. Jej 

charakterystyczną cechą jest bardzo silny zapach i smak. Czarną herbatę otrzymuje się w wyniku 

czterech procesów: więdnięcia, skręcania, fermentacji i suszenia. 

 

CPA różnych ziół, w tym wspomnianych herbat, przedstawione zostały na Rys. 11

Okazało się,  że rodniki hydroksylowe najsilniej są zmiatane przez napar herbaty zielonej. Jej 

najsilniejsze właściwości antyoksydacyjne wynikają z obecności związków z grupy 

flawonoidów w niej występujących. Słabszymi zmiataczami rodników hydroksylowych okazały 

się napary herbaty białej i czarnej, jak również z kawy żołędziowej, która została zaliczona do 

ziół. Najsłabszymi własnościami antyoksydacyjnymi wyróżniają się napary z herbat 

ekspresowych i herbaty żeńszeniowej. 

 Miarą CPA w moich pomiarach była różnica pola powierzchni piku HTFA bez obecności 

próbki oraz przy jej dodatku. W przypadku naparów ziołowych przetestowałam możliwość 

zastosowania nachylenia krzywej zależności zmiany powierzchni piku HTFA, bez i z próbką, od 

stężenia próbki (Rys. 12). Okazało się,  że w obu przypadkach (Rys. 11 i 12) otrzymałam 

analogiczne względne wartości, co wynika zresztą z własności zależności liniowej.  

background image

 

32

 

Z danych literaturowych wiadomo, że ekstrakty ziołowe, w tym zielona herbata, aronia i 

imbir były badane metodą 

 

fluorymetryczną [59]. Wynika z nich, że napar z zielonej herbaty jest 

najsilniejszym antyoksydantem w stosunku do rodników hydroksylowych, peroksylowych i 

nadtlenoazotynu. Spowodowane jest to wysokim stężeniem flawonoidów w niej występujących. 

Badania te potwierdziły się również przy zastosowaniu detekcji fluorescencyjnej w stosunku do 

rodników hydroksylowych. 

 

 

5.5.  CPA soków i napoi 

Kolejnymi próbkami jakie przebadałam były soki i napoje (Rys. 14). Wśród nich na 

szczególną uwagę zasługuje karob, który ma największy CPA spośród badanych substancji. 

Karob inaczej zwany szarańczynem strąkowym występuje w regionie śródziemnomorskim. 

Rozwijające się strąki karobu (zwane chlebem Świętojańskim) wyglądem przypominają zielone, 

lecz bardzo szerokie strąki fasoli, dojrzewając stają się ciemnobrązowe. Zarówno nasiona jak i 

strąki są jadalne. Karob w smaku przypomina osłodzone kakao, dlatego też jest używany jako 

jego substytut, głównie ze względu na bardzo niską zawartość tłuszczu, hipoalergiczność i brak 

kofeiny. 

Mające niższe CPA, ale równie dobrze zmiatające rodniki hydroksylowe są soki z 

czarnego bzu i brzozy. W dalszej kolejności występuje ocet winny, zaś na samym końcu napój 

korzenny Gingers beer

 

5.6.  Porównanie CPA różnych klas produktów spożywczych 

Rys. 15 przedstawia zestawienie niektórych związków spośród przebadanych i ich wpływ 

na CPA. Najwyższa wartość potencjału przypada dla wysokoprocentowego napoju 

alkoholowego  Czarny Balsam, później  Unicum. Następnym mocnym zmiataczem rodników 

hydroksylowych jest czerwony wermut Martini, napary z herbat i karob. Najsłabsze właściwości 

antyoksydacyjne ma wino białe i ocet winny. 

 

background image

 

33

 

 

 

 

 

______________________________________________ 

6. WNIOSKI 

 
 

 

 

1. 

Kwas tereftalowy może być  użyty do oznaczania całkowitego potencjału 

antyoksydacyjnego z zastosowaniem HPLC z detekcją fluorescencyjną. 

 

2. 

Zaletą metody, w stosunku do metod opisanych w literaturze jest jej odniesienie do 

rodnika hydroksylowego. Ponieważ jest to najbardziej reaktywny rodnik, dlatego wydaje 

się sensowne, aby właśnie w stosunku do niego wykonywać pomiary CPA. Porównanie 

wartości CPA mierzonych w stosunku do różnych rodników pozwala na zbadanie 

selektywności działania poszczególnych antyoksydantów. 

3. 

Niektóre napoje alkoholowe mają silne właściwości antyoksydacyjne, zależne m.in. od 

stężenia alkoholu etylowego. 

4. Spośród zbadanych ziół najsilniejszymi własnościami antyoksydacyjnymi 

charakteryzował się napar z zielonej herbaty. Prawdopodobnie spowodowane jest to tym, 

że herbata czerwona i czarna tracą część antyoksydantów (flawonoidów) podczas procesu 

obróbki (fermentacji). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

34

 

 

 

 

 

______________________________________________ 

7. STRESZCZENIE 

 

 

 

 

W pracy badano całkowity potencjał antyoksydacyjny (CPA) metodą chromatograficzną 

z zastosowaniem kwasu tereftalowego jako detektora i detekcji fluorescencyjnej. Rodniki 

hydroksylowe generowane były w reakcji Fentona w obecności  żelaza na plus drugim stopniu 

utlenienia, buforu fosforanowego i nadtlenku wodoru. Pomiary CPA wykonano na próbkach 

napoi alkoholowych i bezalkoholowych, soków, naparów herbat i ziół w odpowiednich 

stężeniach. Zarówno detektor jak i badana próbka zmiatały wygenerowane rodniki 

hydroksylowe. W przypadku kiedy próbka odznaczała się większą reaktywnością z rodnikami, 

powodowało to zmniejszenie wysokości piku chromatograficznego produktu reakcji detektora z 

rodnikiem. Całkowity potencjał antyoksydacyjny wyznaczany był z różnicy pola powierzchni 

piku pochodzącego od kwasu hydroksytereftalowego (HTFA) bez próbki i pola powierzchni 

piku z zastosowaną próbką.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

35

 

 

 

 

 

 

8. 

AKRONIMY I SKRÓTY 

 
 
CPA  

Całkowity Potencjał Antyoksydacyjny 

DAD  

matryca fotodiodowa 

DNA  

kwas dezoksyrybonukleinowy 

FRAP  

Ferric Reducing Ability of Plasma 

HPLC  

wysokosprawna chromatografia cieczowa (High Performance Liquid 

Chromatography) 

HTFA  

kwas hydroksytereftalowy (hydroxytereftalic acid) 

ORAC  

Oxygen Radical Absorbance Capacity 

PBS  

bufor fosforanowy (phosphate buffered saline) 

pHBA 

kwas p-hydroksybenzoesowy 

ROS 

reaktywne formy tlenu (Reactive Oxygen Species) 

SD 

odchylenie standardowe 

SOD 

dysmutaza ponadtlenkowa (Super Oxide Dysmutase) 

TAC 

Total Antioxidant Capacity 

TAR 

Total Antioxidant Reactivity 

TEAC 

Trolox-Equivalent Antioxidant Capacity 

TFA 

kwas tereftalowy (tereftalic acid) 

TRAP 

Total Peroxyl Radical Trapping Antioxidant Parameter 

TRAP 

Total Redox Antioxidant Potential 

UV 

promieniowanie ultrafioletowe 

 

Wolne rodniki i reaktywne formy tlenu 

O

2

·-

 

anionorodnik ponadtlenkowy

 

HO

·

 

rodnik hydroksylowy 

HO

2

·

   

rodnik nadhydroksylowy 

H

2

O

2

   

nadtlenek wodoru (woda utleniona) 

NO  

tlenek azotu     

background image

 

36

 

 

 

 

 

 

9. PIŚMIENNICTWO 

 
1. 

Richards D.A., J.Chromatogr., 175(1979)293. 

2. 

Głód B.K., Czapski G.A., Haddad P.R., TrAC, Trends Anal. Chem.19(2000)492. 

4. 

Slater T.F., J. Biochem. 222(1984)1. 

5. 

Babior B.M., J. Clin. Invest.73(1984)599. 

6. 

Boveris A., Oshino N., Chance B., 

 

Biochem. J., 128(1972)617. 

7. 

Bielski B.H.J., Photochem. Photobiol., 28(1978)645. 

8. 

Purrington S.T., Kenion G.B., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 120(1982)732. 

9. 

Fridovich I., Arch. Biochem. Biophys., 247(1986)1. 

10. 

Bartosz G., Druga Twarz Tlenu, PWN, Warszawa 2003. 

11. 

Głód B.K., Strosznajder J., Wolne rodniki w starzeniu się mózgu i innych procesach 

biologicznych, w Mózg a starzenie (Mossakowski M.J., Strosznajder J., red.), Oświata 

UN-O, Warszawa 2001. 

12. 

Sohal R.S., Mitochondria and Free Radicals in Neurodegenerative Diseases, Beal M.F. 

Howell N., Bodis-Wollner I., red., Willey-Liss Inc., 1997. 

13. 

Rice-Evans C.A., Miller N.J., Paganga G., Free Rad. Biol. Med. 7(1996)933. 

14. 

Osborne P.G., Yamamoto K., J. Chromatogr. B., 707(1998)3. 

15. 

Halliwell B., Kaur H., Ingelman-Sundeberg M., Free Radical Biol. Med., 10(1991)439. 

16. 

Głód B.K., Neurochem. Res.,22(1997)1237. 

17. 

Głód B.K., Czapski G.A.,Haddad P.R., TRAC, Trends Anal. Chem., 19(2000)492. 

18. 

Glód B.K., Grieb P., Chem. Anal. (Warsaw), 47(2002)399. 

19. 

Rehman A., Whiteman M., Halliwell B., British J. Pharmacol., 122(1997)1702. 

20. 

Ellis A., Adatia I., Yazdanpanah M., Makela S.K., Clin. Biochem., 31(1998)195. 

21. 

Lin T-K. and Lai C-C., J. Chromatogr., 227(1982)369. 

22. 

Głód B.K., Hilgier W., Strosznajder J., Albrecht J.,  Chem. Anal.(Warsaw), 45(2000)27. 

23. 

Abuja P.M., Albertini R., Clin. Chim. Acta, 306(2001)1. 

24. 

Ghiselli A., Serafini M., Maiani G., Azzini E., Ferro-Luzzi A., Free Rad. Biol. Med.

18(1995)29. 

25. 

Carlberg M., J. Neurosci. Meth.52(1994)165. 

background image

 

37

26. 

Kostner K., Bayai S., Jansen M., Khoschsorur G., Horl W.H., Maurer G., Winklhofer-

Roob B., Derfler K., Clin. Chim. Acta, 288(1999)21. 

27. 

Waterfall A.H., Singh G., Fry J.R., Marsden C. A., Neurosci. Lett., 200(1995)69. 

28. 

Acworth I.N., Bailey B., The Handbook of Oxidative Metabolism, ESA Inc. 1995. 

29. 

Rice-Evans C.A., Free Rad. Res., 33(2000)59. 

30. 

Valkonen M., Kuusi T., J. Lipid Res., 38(1997)823.  

31. 

Miller N.J., Rice-Evans C., Davies M.J., Gopinathan V., Milner A., Clin. Scie., 

84(1993)407.  

32. 

Lissi E., Salim-Hanna M., Pascual C., del Castillo M.D., Free Rad. Biol. Med., 

18(1995)153. 

33. 

Ghiselli A., Serafini M., Natella F., Saccini C., Free Rad. Biol. Med., 29(2000)1106. 

34. 

Tubaro F., Ghiselli A., Rapuzzi P., Maiorino M., Ursini F., Free Rad. Biol. Med., 

24(1998)1228. 

35. 

Krasowska A., Rosiak D., Szkapiak K., Łukasiewicz M., Curr. Topics Biophys., 

24(2000)89. 

36. 

Wang H., Joseph J.A., Free Rad.Biol. Med., 27(1999)612. 

37. 

Genser D., Kang M-H., Vogelsang H., Elmadta I., Europ. J. Clin. Nutrit., 53(1999)676. 

38. 

Tsai E.C., Hirsh I.B., Brunzel J.D.,  Chait A., Diabetes, 43(1994)1010. 

39. 

Głód B.K., Kowalski C., Pol. J. Food Nutrit. Sci., (2004)2328. 

40. 

Kowalski C., Głód B.K., Wolne rodniki i antyoksydanty: Ich rola w funkcjonowaniu 

organizmu, metody oznaczania  oraz występowanie w ziołach: [w] Immunomodulacja: 

nowe możliwości w ochronie zdrowia, Siwicki K., Skopińska-Różewska E., Świderski F., 

red., Edycja, Warszawa 2004, str. 63-74. 

41. 

Aspen A., Lissi E.A., J. Protein Chem.20(2001)479. 

42. 

Tarpey M.M., Fridovich I., Circ. Res., 89(2001)224. 

43. 

Chevion S., Berry E. M., Kitrossky N., Kohen R., Free Rad. Biol. Med., 22(1997)411. 

44. 

Kohen R., Vellaichamy E., Hrbac J., Gati I., Tirosh O., Free Rad. Biol. Med., 

28(2000)547. 

45. 

Bald E., w The XXVI

 th 

Sci. Symp. “Chromatogr. Med. Invest. Org. Comp.”, Katowice- 

Szczyrk 5-6.06.2002. 

46. 

O’Gara C., Maddipati K., Marnett L., Chem. Res. Toxicol., 2(1989)295. 

47. 

Asensi M., Sastre J., Pallardo F.V., Lloret A., Lehnor M., Asuction J.G., Met. Enzymol., 

295(1999)267. 

48. 

Miltor K.P., Dzialosynski T., Sanford S.E., Trevithicle J.R., Curr. Eye Res., 

16(1997)564. 

49. 

Diplock A.T., Free Rad. Res., 33(2000)521. 

background image

 

38

50. 

Floyd R.A., Watson J.J., Wong P.K., J. Biochem. Biophys. Meth. 10(1984)221. 

51. 

Tabner B.J., Turnbull S., El-Agnaf O.M.A., Allsop D., Free Rad. Biol. Med., 

32(2002)1076. 

52. 

Niki E., Saito M., Yoshikawa Y., Yamamoto Y., Kamiya Y., Bull. Chem. Soc. Jpn., 

59(1986)471. 

53. 

Ste-Marie El., Boismenu D., Vachon L., Montogomary J., Anal. Biochem. , 241(1996)67. 

54. 

Barreto J.C., Smith G.S., Strobel N.H.P., McQuillin P.A., Miller T.A., Pharmac. Letters, 

56(1995)90. 

55. 

Linxiang L., Abe Y., Nagasawa Y., Kudo R., Usui N., Imai K., Mashino T., Mochizuki 

M., Miyata N., Biomed. Chromatogr., 2004. 

56. 

Sun AY., Symonyi A., Sun G.Y., Free Rad. Biol.  Med., 32(2002)314. 

57. 

Helpern M.J., Dahlgren A.L., Laakso I., J. Int. Med. Res., 26(1998)171. 

58. 

Tsuda T., Horio F., Osawa T., BioFactors, 13(2000)133. 

59. 

Xu H.X., Lee S.F., PhytoterRes., 15(2001)39. 

60. 

Głód B.K., Konior A., Tłuszcze jadalne, t.41, nr 3-4, (2006)282. 

61. 

Novitskiy G., Traore K., Wang L., Trush M.A., Mezey E., Alcohol Clin. Exp. Res.,  

30(2006)1429. 

 

 

 


Document Outline