Optimalizace extrakce celkových fenolů a flavonoidů u lociky seté

Martin Káda

Bachelor's thesis

Optimization of methods for total phenolic content and flavonoids content in lettuce

Abstract:

Bakalářská práce se zabývala optimalizací extrakce rostlinných fenolů a flavonoidů v locice seté. Salát je známá listová zelenina patřící do velice druhově bohaté čeledi hvězdnicovitých. Běžně se pěstuje pro domácí potřebu i ve velkovýrobě. Z výživového hlediska salát obsahuje nenasycené mastné kyseliny, vlákninu, vitamin C, kyselinu listovou a fenolické sloučeniny. Všechny tyto látky jsou nutričně významné a mají pozitivní účinky na lidské zdraví. Rostlinné fenoly jsou široká skupina sekundárních metabolitů. Zahrnují fenolické kyseliny, flavonoidy, kumariny, stilbeny, třísloviny a ligniny. V rostlině plní několik důležitých funkcí jako je lákání opylovačů, ochrana před patogeny, pohlcování UV záření. Z rostlinných fenolů jsou pro člověka nejdůležitější fenolické kyseliny a flavonoidy. Právě flavonoidům jsou v mnoha studiích přisuzovány významné účinky na lidské zdraví, a to především pro antioxidační a antimikrobiální vlastnosti. Jejich pravidelnou konzumací lze předcházet rakovině či vzniku kardiovaskulárních onemocnění. Práce poskytuje základní přehled o starších i moderních metodách a rozpouštědlech užívaných pro extrakci flavonoidů a fenolů. Rozebírá různé faktory ovlivňující extrakci jako je například teplota a polarita. V experimentální části byly zkoumány čtyři metody extrakce, jednalo se o zahřívání pod Liebigovým chladičem při 80 °C, zahřívání bez chladiče při 50 °C, maceraci a ultrazvuk. To bylo provedeno společně se čtyřmi běžně používanými rozpouštědly, kterými byly voda, 85% ethanol, 80% methanol a 70% aceton. V rámci práce byl také sledován vliv poměru mezi množstvím použitého rostlinného materiálu a objemem rozpouštědla. Z výsledků vychází, že pro rostlinné fenoly je nejlepší metoda extrakce zahřívání 80 °C pod Liebigovým chladičem se 70% roztokem acetonu. U flavonoidů se jako zdaleka nejúčinnější extrakční činidlo ukázal 85% ethanol. U metod mělo zahřívání 80 °C na 1,5 hodiny s navážkou 0,3 g nejvyšší hodnoty. Při navážce 0,2 g, se zahřívání 80 °C a 50 °C příliš nelišily, avšak nejspíše byla extrahována jiná spektra látek. Při použití většího množství rozpouštědla byly zaznamenány znatelnější nárůsty u flavonoidů než u fenolů.

Abstract:

Bachelor thesis deals with the optimization of the extraction of plant phenols and flavonoids in the lettuce. Lettuce is a well-known leafy vegetable that belongs to a very species-rich family of Asteraceae. It is grown on gardens but also in large-scale production. From a nutritional point of view, lettuce contains unsaturated fatty acids, fibre, vitamin C, folic acid and phenolic compounds. All these substances are nutritionally important and have positive effects on human health. Plant phenols are a broad group of secondary metabolites. It includes phenolic acids, flavonoids, coumarins, stilbenes, tannins and lignins. In plant, they serve several important functions such as attracting pollinators, protection against pathogens, absorption of UV radiation. Regarding the plant phenols, phenolic acids and flavonoids are the most important ones for humans. In many studies there was proved that flavonoids have significant effects on human health, because of their antioxidant and antimicrobial properties. Their regular consumption can prevent cancer or the development of cardiovascular disease. Thesis also provides a basic overview of older and modern methods and solvents used for the extraction of flavonoids and phenols. It discusses various factors influencing extraction, such as temperature and polarity. Four extraction methods were investigated: heating under a Liebig condenser at 80 ° C, heating without a condenser at 50 ° C, maceration and ultrasound. This was done together with four commonly used solvents, which are water, 85% ethanol, 80% methanol and 70% acetone. The work also monitored the effect of the ratio between the amount of plant material used and the volume of solvent. The results show that for plant phenols, the best method of extraction is heating under a Liebig condenser with a 70% acetone solution. For flavonoids, 85% ethanol proved to be by far the most effective extractant. For the methods, heating at 80 ° C for 1.5 hours with a weight of 0.3 g had the highest value. At 0.2 g, the heating at 80 ° C and 50 ° C did not differ much, but other spectra of substances were most likely extracted. Bigger increases in flavonoids than in phenols content have been reported with larger amounts of solvent.

Keywords

Lactuca sativa, sekundární metabolity, extrakční metody, kvantitativní analýza, spektrofotometrie

Keywords

Lactuca sativa, secondary metabolites, extraction methods, quantitative analysis, spectrophotometry

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: PharmDr. Jan Kubeš, Ph.D.
• Reader: František Hnilička, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Quality of Agricultural Products