Determination of Biologically Active Substances in Matcha with Regard to its Digestibility

Bc. Marie Přidalová

Master's thesis

Abstract:

The theoretical part includes the characteristics of green teas, the manufacturing of matcha tea, and a brief description of biologically active substances, emphasizing polyphenolic substances. In experimental part A, polyphenolic substances, and the values of antioxidant activities of aqueous extracts from matcha tea prepared at 60, 70, and 80°C at infusion times of 3 and 5 minutes were determined using spectrophotometric and chromatographic methods. In experimental part B, the enzymatic-gravimetric method was used to determine the value of digestibility by in vitro technique and the preparation of the indigestible part of matcha tea. Polyphenolic substances and the values of antioxidant activities were determined in the undigested part of tea leaves, as well as in the native matcha sample. Based on the measured data, a retention factor was calculated, which indicates the portion of biologically active substance not released after the simulation of the digestion process. The results of experimental part A show that for the individual polyphenolic substances determined, a different extraction temperature is more suitable for their more quantitative leaching. Furthermore, there was no significant effect on increasing the concentration of polyphenolic substances in the extract during longer extraction times. All samples contained high concentrations, especially caffeic acid, EGCG, EGC, EC, and ECG. The digestibility values of matcha teas ranged from 69.6 to 79.3%. Gallic acid (6-28%), ellagic acid (8-19%), and rutin (9-19%) reached the highest retention values in the undigested part. The results of the measurements showed that even after the process of simulation of digestion in vitro, the undigested part of tea leaves still contains significant concentrations of polyphenols and shows residual values of antioxidant activity. These polyphenolic substances, mainly bound to the residual component of the leaf fiber, can thus reach the large intestine, and can act there, for example, as antioxidants or substances with anti-inflammatory effects. This diploma thesis thus raises awareness of the polyphenolic composition of matcha teas and its possible supportive health benefits.

Abstract:

Teoretická část zahrnuje charakteristiku zelených čajů, výrobu matcha čaje a stručný popis biologicky aktivních látek s důrazem na polyfenolické látky. V experimentální části A byly za využití metod spektrofotometrických a chromatografických stanoveny polyfenolické látky a hodnoty antioxidačních aktivit vodných výluhů z matcha čaje, připravených při 60, 70 a 80 °C při době luhování 3 a 5 minut. V experimentální části B byla využita gravimetricko-enzymatická metoda pro stanovení hodnoty stravitelnosti technikou in vitro a přípravu nestravitelného podílu matcha čaje. V nestráveném podílu čajových listů, stejně jako v nativním vzorku matcha, byly stanoveny polyfenolické látky a hodnoty antioxidačních aktivit. Na základě naměřených dat byl vypočítán retenční faktor, který udává podíl biologicky aktivní látky neuvolněné po simulaci procesu trávení. Výsledky experimentální části A ukazují, že pro jednotlivé stanovované polyfenolické látky je vhodnější jiná teplota extrakce k jejich kvantitativnějšímu vyluhování. Dále nebyl prokázán signifikantní vliv na zvýšení koncentrace polyfenolických látek ve výluhu při delší době extrakce. Všechny vzorky obsahovaly vysoké koncentrace zejména kyseliny kávové, EGCG, EGC, EC a ECG. Hodnoty stravitelnosti matcha čajů se pohybovaly od 69,6 do 79,3 %. Nejvyšších hodnot retence v nestráveném podílu dosáhly kyseliny gallová (6-28%), ellagová (8-19%) a rutin (9-19%). Výsledky měření ukázaly, že i po procesu simulace trávení v podmínkách in vitro, nestrávený podíl čajových listů stále obsahuje nezanedbatelné koncentrace polyfenolů a vykazuje zbytkové hodnoty antioxidační aktivity. Tyto polyfenolické látky, převážně vázané na zbytkovou složku vlákniny listů, se tak mohou dostat až do tlustého střeva a mohly by zde působit např. jako antioxidanty či látky s protizánětlivými účinky. Tato diplomová práce tak zvyšuje povědomí o polyfenolickém složení matcha čajů a jeho možných podpůrných zdravotních benefitech.

Keywords

Camellia sinensis L., matcha, zelený čaj, polyfenol, katechin, antioxidační aktivita, in vitro stravitelnost, HPLC

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2022

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Daniela Sumczynski, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry of Food and Bioactive Compounds / -