Phenol

Wissenschaftliche Berichte Band 11, Artikelnummer: 23883 (2021) Diesen Artikel zitieren

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Damaszenerrose ist eine gut etablierte, reichlich vorhandene Quelle für sekundäre Pflanzenstoffe und wirtschaftlich wichtiges ätherisches Öl – ihr Anbau ist jedoch anspruchsvoll und kostspielig. In dieser Arbeit wurden Extrakte aus vier pflanzlichen Rohstoffen – Salvia officinalis, Sambucus nigra, Matricaria chamomilla und Calendula officinalis, die bekanntermaßen reich an Phenolverbindungen sind, aber auch viel einfacher zu kultivieren sind – direkt mit denen verglichen, die aus der Rosa × Damascena-Mühle gewonnen wurden. Durch die Kombination verschiedener Extraktionsmethoden (in einem Soxhlet-Gerät, ultrawellenunterstützt und mikrowellenunterstützt, unter Verwendung von überkritischem CO2) und komplementären In-vitro-Assays (Radikalfänger, Eisenreduktion, Folin-Ciocalteau- und Al3+-Komplexierung) war es möglich, und bequem anzunähern Vergleichen Sie die phytochemischen Portfolios dieser verschiedenen Pflanzen. Durch die Berücksichtigung der Ernteerträge verschiedener Arten können wirtschaftlich wichtige Schlussfolgerungen gezogen werden – wobei die Ringelblume (C. officinalis) als Phenolquelle scheinbar der sinnvollste Ersatz für die Damaszenerrose ist. Außerdem wurden Fettsäure- und Mikroelementanalysen durchgeführt, um die chemischen Profile von Pflanzenextrakten weiter zu bereichern. Das Papier zielt auch darauf ab, mehrere kolorimetrische Tests zusammenzustellen und neu zu gestalten, die häufig bei der Untersuchung von Pflanzenextrakten in vitro verwendet werden, aber wegen ihrer mangelnden Korrelation mit der In-vivo-Aktivität kritisiert werden. Wir zeigen, dass sie nach wie vor ein brauchbares Werkzeug für den direkten Vergleich von Extraktionsmethoden sind, weisen aber auch auf ihre Mängel hin.

Damaszenerrose (Rosa × damascena Mill., RD) ist eine der bekanntesten und beliebtesten Quellen für sekundäre Pflanzenstoffe. Studien stimmen darin überein, dass Rosenextrakte (im Vergleich zu anderen Pflanzen) sehr starke Radikalfängereigenschaften haben, die mit dem Gehalt an phenolischen Verbindungen korrelieren1. Bisher wurden Gallussäure, Syryngsäure, Quercetin, Kaempferol und Epicatechin in Blütenblättern der Damaszenerrose identifiziert2,3. Sie enthalten außerdem Terpene, Glykoside und Anthocyane, Carbonsäuren, Vitamin C, Tannine und Lipidverbindungen, einschließlich mehrfach ungesättigter Fettsäuren (PUFAs) und ätherische Öle4,5. In der Damaszenerrose enthaltene Phenolverbindungen (z. B. Epicatechin) wirken antioxidativ und antikollagenase6,7. Es wird auch berichtet, dass die aus der Damaszenerrose gewonnene Phenolfraktion eine starke Anti-Hyperpigmentierungswirkung zeigt8.

Damaszenerrose ist eine Kulturpflanze. Es wird hauptsächlich an der Mittelmeerküste angebaut, obwohl die meisten Pflanzen im Rosental in Bulgarien angebaut werden. Diese Art benötigt eine hohe Luftfeuchtigkeit, gemäßigte Temperaturen und stellt hohe Ansprüche an die Bodenqualität und das Wasser9. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Feinheit werden die Blütenblätter meist von Hand gepflückt. All dies macht die Damaszenerrose zu einer anspruchsvollen und schwierig zu kultivierenden Pflanze, weshalb Rosenprodukte weiterhin teuer sind. Aus diesem Grund bestand das Ziel dieser Studie darin, eine alternative Quelle für Phenole und andere bioaktive Verbindungen unter häufig vorkommenden krautigen Pflanzenarten (in Europa und weltweit) zu finden, die leichter verfügbar und kostengünstiger im Anbau wäre. Während spezifische, auf Standards basierende Methoden von entscheidender Bedeutung sind, um kleine Unterschiede bei einzelnen Chemikalien in eng verwandten Pflanzenarten und sogar zwischen Sorten zu bestimmen10, wurde ein allgemeinerer Ansatz für notwendig erachtet, um verschiedene Rohstoffe auf nennenswerte Mengen spezifischer Phenolgruppen und anderer nützlicher sekundärer Pflanzenstoffe zu untersuchen . Die in dieser Arbeit untersuchten Pflanzen wurden nicht nur aufgrund ihrer Verbreitung, sondern auch aufgrund ihrer häufigen Verwendung als Kräuter, Gewürze und Aromastoffe sowie in einigen Nutrazeutika ausgewählt.

Holunder (Sambucus nigra, SN) ist ein Strauch, der in ganz Europa, Zentralasien, Amerika und Nordafrika verbreitet ist. Sie kommt wild vor, es sind aber auch Sorten dieser Art zu finden11. Holunder ist eine der ältesten in der Medizin verwendeten Pflanzen, wie steinzeitliche Ausgrabungen belegen, was auf die frühe Verwendung von Blüten und Früchten zu therapeutischen Zwecken hinweist12. Blumen enthalten große Mengen an Flavonoiden wie Kaempferol, Astragalin, Quercetin, Quercetin-3-O-glucosid, Rutin, Isoquercetin und Hyperosid13 sowie Phenolsäuren, also Ferulasäure, Gallussäure, Chlorogensäure, Syryngsäure und p-Cumarsäure14,15. Die anderen sekundären Metaboliten sind hauptsächlich Triterpene (z. B. α- und β-Amirin, Ursol- und Oleansäure) und Sterole wie Campesterol, β-Sitosterol und Sigmasterol. Holunderblüten enthalten Pektine, Tannine und geringe Mengen ätherisches Öl, darunter Ketone, Alkohole, Ester, Oxide und Terpene13. Aus diesem Rohstoff gewonnene Polyphenole haben die Fähigkeit, UV-Strahlung zu absorbieren, deren Eindringen in tiefere Hautschichten zu reduzieren und so Sonnenbrand und DNA-Schäden vorzubeugen16.

Die Ringelblume (Calendula officinalis, CO) stammt vermutlich aus dem Mittelmeerraum, wo sie noch in natürlichen Lebensräumen vorkommt17. Es wird in vielen Ländern der Welt angebaut und manchmal auch in seiner verwilderten Form (Ephemerophyt) gefunden. Obwohl es bereits in der Antike zu therapeutischen Zwecken eingesetzt wurde, wird es in der modernen Kräutermedizin immer noch eingesetzt, hauptsächlich bei Verbrennungen, Krampfadern, Geschwüren, Gelbsucht und Hautproblemen18,19. Zu den am häufigsten vorkommenden Verbindungen in der Ringelblume zählen Phenolverbindungen (einschließlich p-Hydroxybenzoesäure, Salicylsäure, Kaffeesäure und Gallussäure sowie acylierte Flavonoide, O-Glykoside und methoxylierte Flavonoide) und Saponine20. Ringelblume enthält außerdem Carotinoide und Triterpenalkohole, sowohl in ihrer freien als auch veresterten Form, sowie PUFAs wie Calendulasäure17 sowie Proteine, Aminosäuren, Alkaloide, Tannine, gesättigte Kohlenwasserstoffe, Polysaccharide mit hohem Molekulargewicht, Vitamin C und Mineralien20,21. C. officinalis kann auch eine Quelle ätherischer Öle sein, von denen etwa 25 % α-Cadinol22 sind.

Calendula officinalis-Blütenextrakte können aufgrund ihrer starken antimikrobiellen Eigenschaften und antimykotischen Wirkung zur Behandlung von Entzündungen und Hautwunden eingesetzt werden23,24. Studien deuten auch darauf hin, dass Ringelblumenextrakte sich positiv auf die Hautheilung und die Prokollagensynthese auswirken können25.

Kamille (Matricaria chamomilla, MC) wächst wild fast auf der gesamten Nordhalbkugel (Europa, Nordamerika und Asien) und sogar in Australien26; es kam auch als Kulturpflanze vor. Kamille wird seit der Antike in der Volksmedizin eingesetzt: zur Behandlung von Wunden, Prellungen, Verbrennungen, Migräne, aber auch zur Linderung von Albträumen, Schlaflosigkeit und als mildes Beruhigungsmittel27. Zu therapeutischen Zwecken werden Blütenköpfe gesammelt. In Kamillenblüten wurden über 120 chemische Bestandteile als Sekundärmetaboliten identifiziert, darunter Terpenoide, Flavonoide und andere Verbindungen mit potenzieller pharmakologischer Aktivität28. Dazu gehören: Ferulasäure, Kaffeesäure, Vanillinsäure, Protocatechinsäure, p-Cumarinsäure, o-Cumarinsäure und Chlorogensäure29. Dominierend sind wiederum folgende Flavonoide: Apigenin, Quercetin, Patuletin, Luteolin und deren Glykoside30. Kamillenköpfe sind auch eine Quelle für ätherisches Öl, das eine charakteristische blaue Verbindung, Chamazulen, enthält, die aus der farblosen Sesquiterpen-Vorstufe Matricin synthetisiert wird31,32. Kamille ist eine der reichsten natürlichen Quellen für Apigenin, das eine Reihe zellulärer Prozesse beeinflusst, darunter die Zytokinproduktion und die Entzündungsreaktion33.

Gewöhnlicher Salbei (Salvia officinalis, SO) ist ein im Mittelmeerraum beheimateter Halbstrauch, wird aber derzeit in ganz Europa angebaut, auch in nördlichen Ländern wie Norwegen und Finnland; Salbeiplantagen gibt es auch in Nordamerika und Afrika34,35,36. Es ist ein wertvoller Rohstoff in der Pflanzenheilkunde, in Lebensmitteln und in der Kosmetik. Salbei war bereits in der Antike ein Symbol für Gesundheit und Langlebigkeit und wird häufig als Heilpflanze verwendet, die bei Beschwerden im Zusammenhang mit Pharyngitis, Mandelentzündung und Gingivitis sowie bei anderen entzündlichen Erkrankungen in der Mundhöhle empfohlen wird37,38,39.

Aus Salbei werden verschiedene Arten von Extrakten gewonnen, die reich an Diterpenen (Carnosol, Carnosolsäure, Triterpenen (z. B. Ursolsäure, Oleansäure), Flavonoiden (z. B. Methylderivate von Apigenin und Luteolin) und Phenolsäuren sind40. Gewöhnlicher Salbei enthält große Mengen an Rosmarinsäure ( das zusammen mit Carnosol und Carnosolsäure die stärksten antioxidativen Eigenschaften unter allen in Pflanzen der Gattung Salvia identifizierten Chemikalien aufweist)41,42. Was die anderen Phenolsäuren betrifft, die häufig in krautigen Pflanzen vorkommen, wie Gallussäure und Ferulasäure, Salbei enthält nur geringe Mengen39. Salbei enthält außerdem Vitamine – insbesondere Vitamin C43 – und ätherisches Öl44.

Rosmarinsäure schützt vor den schädlichen Auswirkungen von UV-Strahlung und ROS und zeigt in vitro eine antioxidative, entzündungshemmende, antiproliferative, antibakterielle und sogar antivirale Wirkung45,46. Carnosol ist für die antioxidativen und entzündungshemmenden Eigenschaften von Salbeiextrakten verantwortlich. Carnosinsäure wiederum hat eine antimikrobielle Wirkung und wirkt gegen Fettleibigkeit42.

In diesem Artikel werden die Gemeinsamkeiten, Unterschiede und die kommerzielle Rentabilität der oben als Quellen für phytochemikalienreiche Extrakte vorgestellten Pflanzen untersucht. Zu diesem Zweck wurden vier semiqualitative, spektrophotometrische Tests, die häufig separat bei der Untersuchung der Aktivitäten von Pflanzenextrakten in vitro verwendet werden, in Verbindung mit vier gängigen Extraktionsmethoden verwendet: Soxhlet-Extraktion (SOX), Ultraschall- (UAE) und mikrowellenunterstützte Extraktion (MAE) sowie überkritische CO2-Extraktion (SFE). Trotz der jüngsten Kritik an den sogenannten „In-vitro-Antioxidationstests“ – da diese nur schlecht mit der In-vivo-Aktivität korrelieren – ermöglichten sie in Kombination eine robuste chemische Profilierung ausgewählter Pflanzen. Auf diese Weise umgestaltet können sie zu einem praktikablen, effizienten Werkzeug zur Bestimmung des besten Extraktionsprotokolls für ein bestimmtes Ziel oder eine bestimmte phytochemische Gruppe werden – selbst wenn eine Vielzahl von Biomasseproben analysiert werden müssen. Unsere Forschung wurde außerdem durch Mikroelement- und Fettsäureanalysen der gewonnenen Extrakte ergänzt, um einen umfassenderen Ausblick auf die untersuchten Arten als Quellen wichtiger Chemikalien für die Lebensmittel-, Kosmetik- und sogar Pharmaindustrie zu bieten.

Für die Studie wurden vier häufig vorkommende Methoden zur Extraktion pflanzlicher Biomasse ausgewählt und ihre Erträge verglichen (Abb. 1). Jeder wurde auf eine Art und Weise eingesetzt, die seinen jeweiligen Stärken entsprach. Die längste, energieintensive Extraktion mit einem siedenden Lösungsmittel in einer Soxhlet-Apparatur von 24 Stunden (SOX) kann als Referenz für andere, theoretisch mildere und/oder schnellere Methoden herangezogen werden. Im vorgegebenen Zeitrahmen konnten praktisch alle extrahierbaren (in Ethanol löslichen) Verbindungen isoliert werden: von 44 % der Probenmasse bei RD bis 13 % bei SO.

Ausbeuten von Extrakten, die mit unterschiedlichen Methoden hergestellt wurden, angegeben als (a) Prozent des verwendeten trockenen Pflanzenmaterials und (b) Anteil der Extraktionseffizienz, die für Damaszener-Rosenblütenblätter bei Verwendung der gleichen Extraktionsbedingungen erzielt wurde. Fehlerbalken stellen eine Standardabweichung dar (Extraktionen wurden in dreifacher Ausfertigung durchgeführt).

Ultrawellenunterstützte (UAE) und mikrowellenunterstützte Extraktionen (MAE) sind beides Methoden, die ein besseres Eindringen des Lösungsmittels in das extrahierte Material gewährleisten und theoretisch die Induktionszeit und damit den gesamten Prozess verkürzen sollten47. Bei einem Viertel der SOX-Extraktionszeit (d. h. 3 Stunden) waren die Ausbeuten bei beiden Methoden äußerst ähnlich und schwankten zwischen 27 % für RD-MAE und 7 % für SO-UAE. Da die Rückgänge bei den Erträgen im Allgemeinen viel geringer ausfielen als die Rückgänge bei den Extraktionszeiten, lässt sich der Schluss ziehen, dass sowohl die VAE als auch die MAE praktikable, schnellere Alternativen zu herkömmlichen, zeitaufwändigen Extraktionsmethoden darstellen.

Die überkritische Fluidextraktion (SFE) erfreut sich immer größerer Beliebtheit, da sie am besten zum steigenden Trend der grünen Chemie passt48. Besonders CO2 als Lösungsmittel bietet enorme Vorteile, da es günstig, ungiftig und leicht zu recyceln ist. Allerdings begrenzt die streng unpolare Natur von CO2 den Gehalt von SFE-Extrakten, sofern kein Co-Lösungsmittel verwendet wird. Selbst dann ist die Flexibilität der Methode eingeschränkt, wie die geringen erhaltenen Ausbeuten zeigen: von 10 % für RD bis nur 2 % für MC (nach 1 Stunde). Daraus kann geschlossen werden, dass die für diese Studie ausgewählten Pflanzenarten hauptsächlich polare oder mäßig polare extrahierbare Bestandteile enthalten, die erfolgreich mit Ethanol isoliert werden können, jedoch kein überkritisches CO2 (mit der möglichen Ausnahme von SO, wie später erläutert).

Die allgemein niedrigen Extraktionsausbeuten für Salbei lassen sich durch die Beschaffenheit des Rohstoffs selbst erklären – in diesem Fall stammte die Biomasse aus der gesamten Pflanze, also sowohl aus den Blättern als auch aus den Stängeln. Letztere enthalten insbesondere hohe Anteile an Lignozellulose, was das Gewicht des Rohstoffs erhöht und gleichzeitig die Menge an extrahierbaren Wirkstoffen reduziert. Diese schlechte Leistung wird später ausgeglichen, wenn die Wirtschaftlichkeit von SO-Pflanzen diskutiert wird.

Neben den quantitativen Ergebnissen der Extraktion verschiedener Pflanzenmaterialien muss bei der Suche nach phytochemikalienreichen Biomassequellen auch die Qualität der Extrakte bewertet werden. In der Anfangsphase, in der eine Vielzahl von Pflanzen und Extraktionsprotokollen analysiert werden, können sehr zeit- und kostenintensive Methoden wie die Chromatographie unnötig sein; Das Gleiche gilt auch, wenn ein Pflanzenmaterial gut dokumentiert ist, die Prozessoptimierung jedoch im Gange ist. Die sogenannten „In-vitro-Antioxidanstests“ wie die ABTS-, FRAP-, Folin-Ciocalteau (FC)- und Flavonol-Al3+ (FL-Al)-Methoden sind zwar beliebt49, haben jedoch in letzter Zeit Bedenken hervorgerufen – da einige Autoren einen Zusammenhang behaupten ( (heute größtenteils widerlegt) zwischen ihren Ergebnissen und der In-vivo-Aktivität50. Zusammengenommen bilden sie jedoch ein effizientes Werkzeug zur Annäherung an das phytochemische Profil von Pflanzenextrakten. Diese Reihe einfacher, schneller spektrophotometrischer Bestimmungen ermöglichte es uns, weitreichende Rückschlüsse auf die relativen Mengen verschiedener redoxaktiver Verbindungen – wie Polyphenole, Vitamine und Carotinoide – zu ziehen.

Die Assays nehmen in der angegebenen Reihenfolge an Selektivität zu, was weitgehend mit den zahlenmäßig abnehmenden Ergebnissen übereinstimmt, die für die meisten Proben erzielt wurden (Abb. 2). Während ABTS- und FRAP-Methoden üblicherweise austauschbar verwendet werden – theoretisch können beide die Fähigkeit einer Verbindung messen, freie Radikale in vitro mit beliebigen chemischen Mitteln abzufangen – unterscheiden sich ihre Mechanismen, wobei die zweite Methode auf der Reduktion von Fe3+-Ionen basiert. Die im Rahmen dieser Studie durchgeführten Bestimmungen zeigen einige wichtige Abweichungen, insbesondere beim Vergleich der Ergebnisse für C. officinalis-Extrakte, die mit SOX- und SFE-Methoden gewonnen wurden (vergleiche Abb. 2 und 3). Im letzteren Fall ist die gemessene FRAP-reduzierende Aktivität vernachlässigbar, was den Ergebnissen der ABTS-Methode widerspricht. Dies führt zu der Schlussfolgerung, dass die FRAP-Methode weit weniger empfindlich auf das Vorhandensein von Retinoiden reagiert, die in hoher Konzentration in CO vorhanden sind und voraussichtlich besonders häufig in CO-SFE vorkommen. Bei Salbeiextrakten konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen diesen beiden Extrakten beobachtet werden, was bedeutet, dass die in SO enthaltenen unpolaren Radikalfängerverbindungen nicht zur Gruppe der Retinoide gehören.

Vergleich der Aktivitäten verschiedener Extrakte in allen kolorimetrischen Tests, angezeigt als Milligramm-Äquivalente des entsprechenden Standards pro Gramm (a) reinem Extrakt oder (b) rohem Pflanzenmaterial (Einzelheiten siehe „Materialien und Methoden“ und ergänzendes Material). Fehlerbalken werden aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Alle Ergebnisse (dreifach für jeden Extrakt) lagen innerhalb von ± 5 % voneinander.

Korrelation zwischen FRAP- und ABTS-Assays, die eine starke, aber offensichtlich nichtlineare gegenseitige Abhängigkeit zeigt. Darüber hinaus scheint der FRAP-Assay weitaus weniger empfindlich gegenüber Verbindungen vom Retinoid-Typ zu sein, was durch die weit außerhalb des Trends liegende Position des lipidreichen SFE-Extrakts aus Calendula officinalis (hergestellt unter Verwendung von überkritischem CO2) belegt wird.

Die Einzelheiten und Gründe für die phytochemische Profilierung von Pflanzenmaterialien und deren Extrakten werden im Folgenden für jede Art separat erläutert.

Die Damaszener-Rosenextrakte enthielten erwartungsgemäß die höchste Konzentration an redoxaktiven Verbindungen (Ergebnisse aus den allgemeinsten ABTS- und FRAP-Tests) in Extrakten, die mit allen Methoden außer SFE gewonnen wurden (Abb. 2). Dies deutet darauf hin, dass Damaszenerrose die höchste Menge an polaren oder mäßig polaren In-vitro-Antioxidantien (die mit Ethanol extrahiert werden können) und gleichzeitig nur relativ wenige unpolare Verbindungen enthält, die zum Radikalfänger fähig sind, wie z. B. Vitamin E und Retinoide. Die Bestimmung des Phenolgehalts mit der FC-Methode zeigt, dass sie tatsächlich einen sehr großen Teil der in der Damaszenerrose enthaltenen extrahierbaren sekundären Pflanzenstoffe ausmachen (Rosenextrakte zeigten erneut die höchsten Aktivitäten unter allen untersuchten Extrakten), was mit der Literatur übereinstimmt2. Allerdings enthält dieses Material relativ wenige Flavonole – oder sie liegen in stark verzuckerter Form vor, die im FL-Al-Assay eine geringere Aktivität zeigen (sie sind außerdem polarer, aber mit der ABTS-Methode immer noch sichtbar). Während die Ausbeute an RD-SFE im Vergleich zu anderen SFE-Extrakten zwei- bis fünfmal höher war, weist dies in Kombination mit den niedrigen Testaktivitäten und dem niedrigen Fettsäuregehalt darauf hin, dass ein erheblicher Gehalt an ätherischen Ölen vorliegt (d. h. ebenfalls in der Literatur gut dokumentiert)4.

Zusätzliche Informationen zur chemischen Zusammensetzung von Pflanzenextrakten, die mit verschiedenen Methoden gewonnen werden. (a) Menge an gesättigten und ungesättigten Fettsäuren. (b) Menge an Mikroelementen. Fehlerbalken werden aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Alle Ergebnisse (dreifach für jeden Extrakt) lagen innerhalb von ± 5 % voneinander. Genaue tabellarische Daten finden Sie im Zusatzmaterial.

Holunderblüten enthalten hohe Mengen an phenolischen Verbindungen (die Aktivität von Extrakten im FC-Assay ist in den meisten Fällen nach Damaszenerrose zweitgrößte und im Fall von MAE-Extrakten sogar am höchsten – siehe Abb. 2), von denen Flavonoide in mäßiger Menge vorhanden sind (was nach dem Vergleich der Ergebnisse von FL-Al- und FC-Assays zu dem Schluss kommt) – was ebenfalls den Erwartungen entspricht13. Diese Flavonoide lassen sich jedoch leicht extrahieren, wie die Ergebnisse für SN-UAE und SN-SFE zeigen. Die geringe Gesamtausbeute des SN-SFE lässt zusammen mit seinem hohen Fettsäure- und Flavonoidgehalt wenig Spielraum für ätherisches Öl, was auch durch die Literatur bestätigt wird13. Abgesehen davon deuten die Daten auf ein ähnliches Phenolprofil hin wie bei der Damaszenerrose; Obwohl Holunderextrakte insgesamt weniger Phenole enthalten, bleiben sie insgesamt auf dem starken zweiten Platz.

Andererseits legen die Untersuchungsergebnisse und die Effizienz der C. officinalis-Extraktion nahe, dass der Gehalt an Retinoiden in diesem Pflanzenmaterial beträchtlich hoch ist. Vergleichbare In-vitro-Radikalfängeraktivitäten von CO-SOX und CO-SFE weisen darauf hin, dass eine erhebliche Menge der in Calendula enthaltenen redoxaktiven Verbindungen unpolar ist. Wenn man dieses Wissen mit den Ergebnissen von FRAP-Bestimmungen vergleicht, kann man mit Sicherheit sagen, dass es sich bei diesen Verbindungen hauptsächlich um Retinoide und ähnliche mehrfach ungesättigte Derivate handelt51. Beachten Sie auch die Ergebnisse des ABTS-Tests für CO. Während Ethanolextrakte aus der Ringelblume keine außergewöhnliche Fängeraktivität besitzen, zeigt CO-SFE tatsächlich eine ähnliche Aktivität wie CO-SOX. Daraus lässt sich schließen, dass es sich bei den meisten redoxaktiven Verbindungen dieser Pflanze tatsächlich um niederpolare Verbindungen handelt. Darüber hinaus trägt die in der Ringelblume enthaltene Calendulasäure (eine Fettsäure mit antioxidativen Eigenschaften)17 ebenfalls zur hohen Aktivität von CO-SFE bei. Darüber hinaus ist aufgrund der hohen Ausbeute der SFE-Extraktion und des gemessenen Fettsäuregehalts auch ein großer Anteil an Lipidverbindungen in der Ringelblume erkennbar. Bei den polaren In-vitro-Antioxidantien gibt es verhältnismäßig wenige davon: Phenolische Verbindungen mit einem erheblichen Anteil an Flavonoiden machen den Großteil dieser Gruppe aus. Zu beachten sind auch die Ergebnisse der Bestimmung des Flavonoidgehalts mit der FL-Al-Methode. Zusammen mit den Ergebnissen der Folin-Ciocalteau-Methode kann CO als eine besonders reichhaltige Quelle für Flavonole angesehen werden. Alle diese Beobachtungen stimmen mit Literaturdaten überein21.

Von allen untersuchten Pflanzen wurde nur MC-SOX mit einem Ertrag erhalten, der dem von RD-SOX nahekam (Abb. 1b). Ersteres zeigte geringere Aktivitäten in ABTS- und FRAP-Assays (wenn auch höher als bei C. officinalis und S. officinalis), wobei Phenole einen erheblichen Anteil an extrahierbaren Stoffen ausmachen – was auf der Grundlage der Ergebnisse des FC-Assays geschlossen werden kann und wiederum konsistent ist mit Literatur52. Flavonole stellen eine relativ kleine Gruppe unter den Phenolverbindungen in der Kamille dar, und die Literaturdaten zeigen, dass Apigenin (das im FL-Al-Assay schlecht abschneidet) das am häufigsten vorkommende Flavonoid in der Kamille ist30. Aufgrund der geringen Ausbeute an MC-SFE und den damit verbundenen kolorimetrischen Testergebnissen kann gefolgert werden, dass der Gehalt an unpolaren redoxaktiven Verbindungen in der Kamille relativ gering ist. Die Hauptbestandteile von SFE-Extrakten sind Fettsäuren (Abb. 4a) und ätherisches Öl, von denen ein besonders interessanter Bestandteil, Chamazulen, für einige der in der ABTS-Methode gezeigten Aktivitäten verantwortlich sein könnte.

Ethanolextrakte aus Salbei wurden mit den niedrigsten Ausbeuten aller getesteten Rohstoffe erhalten, während SO-SFE-Extrakt nach RD-SFE mit dem zweithöchsten Ertrag erhalten wurde. Die Ergebnisse der ABTS- und FRAP-Bestimmungen für SO-SOX gehörten zu den niedrigsten, während sie im Fall von SO-SFE sogar die höchsten waren. Zwischen den Ergebnissen dieser beiden Tests wurden keine signifikanten Unterschiede beobachtet, was bedeutet, dass die in SO vorhandenen unpolaren Radikalfängerverbindungen nicht zur Gruppe der Retinoide gehören. In diesem Fall deuten die Ergebnisse des FC-Assays darauf hin, dass phenolische Verbindungen einen großen Teil der sekundären Pflanzenstoffe ausmachten und im SO-SFE tatsächlich dominant waren. Alle diese Daten (sowie die Ergebnisse von Fettsäurebestimmungen) legen nahe, dass Salbei viele unpolare, meist phenolische redoxaktive Verbindungen enthält. Dies wird wiederum durch die vorhandene Literatur stark bestätigt, die auf einen sehr hohen Gehalt an Carnosol sowie Karnol- und Rosmarinsäure in Salbeiextrakten hinweist41. Diese Verbindungen können in der Pflanze als Aglykone vorkommen, wodurch sie mit einem unpolaren Lösungsmittel wie überkritischem CO2 leicht extrahierbar sind. Darüber hinaus kann aufgrund der Ergebnisse der komplexometrischen Methode mit Al3+ mit Sicherheit davon ausgegangen werden, dass Salbei einen relativ hohen Gehalt an Flavonoiden (Flavonolen) aufweist, die einen großen Anteil der oben genannten phenolischen Verbindungen ausmachen – trotz ihres insgesamt geringeren SO-SOX Konzentration.

Um das chemische Profil von Pflanzenextrakten zu konkretisieren, wurde auch die Konzentration von fünf Elementen (Natrium, Zink, Eisen, Kupfer und Chrom) bestimmt (Abb. 4b). Es ist zu beachten, dass diese Metallionen trotz geringer Konzentration in ethanolischen Extrakten nur als organische Komplexe und andere lipophile Konjugate auftreten können, die für ihre hohe transdermale Mobilität und Bioverfügbarkeit bekannt sind53.

Ringelblumen- und Kamillenextrakte erwiesen sich als die reichsten an Natrium (~ 0,05 bzw. ~ 0,03 mg/g). Natrium ist wichtig für die Aufrechterhaltung des Membranpotentials und des Volumens der Körperzellen (Na+/K+-ATPase, sogenannte Natrium-Kalium-Pumpe), die Stimulation der Nerven und Muskeln sowie den korrekten osmotischen Druck der Körperflüssigkeiten54.

Damaszenerrose hingegen erwies sich als gute Eisenquelle (> 0,05 mg/g Extrakt). Calendula-Extrakte enthielten auch erhebliche Mengen an Eisen (~ 0,024 mg/g), und etwas geringere Mengen dieses Elements waren in Salbei- und Kamillenextrakten vorhanden (~ 0,01 mg/g). Das eisenhaltige Häm fungiert als Cofaktor der Hämoglobin- und Myoglobin-Proteine, die beide die Rolle von Sauerstoffträgern im Körper spielen55.

Die restlichen Mikroelemente waren in den getesteten Pflanzen in vernachlässigbaren Mengen vorhanden. Die genauen Ergebnisse der Bestimmungen finden Sie im Zusatzmaterial.

Basierend auf verfügbaren Literaturdaten28,31,56,57,58,59,60,61,62,63,64 wurde versucht, die gemeldeten Ernteerträge ausgewählter Pflanzen in die Menge verschiedener sekundärer Pflanzenstoffe/In-vitro-Aktivitäten umzuwandeln, die dies ermöglichen könnten pro Hektar erzielt werden. Die Autoren möchten betonen, dass die angegebenen Werte (Abb. 5) aufgrund der großen Unterschiede in den gemeldeten Ernteerträgen aus verschiedenen Teilen der Welt als grobe Näherungswerte betrachtet werden sollten. Dennoch lassen sich aus den Daten einige wichtige und interessante Schlussfolgerungen ziehen.

Potenzielle Erträge an bioaktiven Verbindungen, angegeben als Kilogrammäquivalent des entsprechenden Standards (Einzelheiten siehe „Materialien und Methoden“) pro Hektar einer bestimmten Kulturpflanze. Die vertikalen Balken geben den Bereich möglicher Erträge an, der anhand der in der Literatur angegebenen Ernteerträge der fünf getesteten Pflanzen berechnet wurde.

Unter Berücksichtigung des Gesamtgehalts aller in vitro Radikalfänger kann auf einem Hektar Damaszener-Rosenanbau die größte Menge gewonnen werden. Überraschenderweise belegt jedoch Salbei den zweiten Platz (25–40 % der gesamten Fängeraktivität durch RD-SOX aus demselben Anbaugebiet). Es ist auch erwähnenswert, dass S. officinalis-Pflanzen bei der Produktion von SFE-Extrakten bis zu 60-mal höhere Erträge liefern als andere untersuchte Pflanzen.

Betrachtet man ausgewählte Pflanzenmaterialien allein als potenzielle Quellen für Phenolverbindungen (FC-Assay), ist C. officinalis die produktivste Nutzpflanze; Das Gleiche gilt, wenn nur Flavonoide/Flavonole berücksichtigt werden. Im Hinblick auf die Gewinnung dieser Wirkstoffe kann sich auch der Anbau von Kamille und Salbei als lohnende Investition erweisen (Flavonoide in Ringelblumenextrakten machen pro Hektar etwa 30 % der Flavonoide aus Ringelblume aus). Erwähnenswert ist auch der hohe Anteil an Fettsäuren in den Blütenständen und Samen von Ringelblume und Kamille17, berechnet pro Hektar. Obwohl Holunderextrakte hohe In-vitro-Aktivitäten zeigten (nach RD an zweiter Stelle), ist ihre Beschaffung aus Nutzpflanzen möglicherweise nicht so profitabel. Erwähnenswert ist jedoch, dass Holundersträucher sowohl zur Blütengewinnung (im Frühling) als auch zur Fruchtgewinnung (im Herbst) verwendet werden. Obwohl letztere laut Literaturquellen einen geringeren Gehalt an phenolischen Verbindungen aufweisen, sind sie eine wertvolle Quelle für Vitamin C und Anthocyane14,65. SN ist außerdem anspruchslos und einfach zu züchten, und Blumen können auch im industriellen Maßstab aus häufig in der Natur vorkommenden Pflanzen gewonnen werden.

Krautige Pflanzen sind eine reichhaltige und vielfältige Quelle für sekundäre Pflanzenstoffe, darunter Phenole und andere redoxaktive Verbindungen, die sowohl in der Lebensmittel- als auch in der Nahrungsergänzungsmittel- und Kosmetikindustrie stark nachgefragt werden. Um industrielle, wirtschaftliche und ökologische Anforderungen in Einklang zu bringen, müssen neue Pflanzenquellen auf ihr Potenzial zur Bereitstellung dieser sekundären Pflanzenstoffe untersucht und die Verarbeitung der Biomasse bekannter Arten optimiert werden. Zu diesem Zweck wurde eine Reihe bekannter, spektrophotometrischer, semiquantitativer Tests zusammengestellt und als effizientes Werkzeug für das Screening und Profiling von Pflanzenmaterialien und deren Extrakten neu konzipiert. In Kombination mit den mit vier Extraktionsmethoden erzielten Erträgen sowie Daten aus Plantagenstudien wurde ein neuer Ansatz zum Vergleich verschiedener Nutzpflanzen (und ihrer optimalen Verarbeitungsmethoden) entwickelt.

Die höchsten Extraktionsausbeuten und In-vitro-Testergebnisse wurden eindeutig für Damaszener-Rosenextrakte erzielt. Wenn wir jedoch den Anbau der getesteten Pflanzen im Hinblick auf die erhaltenen Phenolverbindungen berücksichtigen, werden Ringelblumenkulturen tatsächlich zu den wertvollsten. Darüber hinaus enthält diese Art erhebliche Mengen an wichtigen Fettsäuren und Retinoiden. Etwas weniger effizient wäre der Anbau von Kamille (die jedoch eine wertvolle Quelle für Apigenin ist) und Salbei (extrem reich an Rosmarinsäure) – letzteres ist die wirtschaftlichste Option zur Herstellung „grüner“ überkritischer CO2-Extrakte. Tatsächlich ist diese Art der Extraktion aufgrund der technologischen Fortschritte und Anreize zur Entfernung von atmosphärischem Kohlendioxid auf dem besten Weg, in naher Zukunft die skalierbarste und effizienteste zu werden. Von den fünf untersuchten Pflanzen scheint der Anbau von Holunder die am wenigsten produktive zu sein, gemessen an den pro Hektar gewonnenen Kilogramm phenolischer Verbindungen – obwohl die aus diesem Rohstoff gewonnenen Extrakte insgesamt die zweithöchste Aktivität (nach der Damaszenerrose) zeigten die durchgeführten Untersuchungen. Es sei jedoch daran erinnert, dass Holundersträucher zweimal im Jahr geerntet werden können – im Frühling (Blüten) und im Herbst (Früchte); Diese Pflanze ist auch sehr einfach zu züchten und in der Wildnis häufig anzutreffen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Rose zwar nach wie vor die reichhaltigste Quelle für phenolische Verbindungen und redoxaktive Moleküle ist, wenn man die Effizienz und die wirtschaftlichen Aspekte ihres Anbaus berücksichtigt, es aber tatsächlich weniger anspruchsvolle, billiger anzubauende und besser zugängliche Pflanzen als brauchbaren Ersatz gibt. Salvia officinalis, Sambucus nigra, Matricaria chamomilla und Calendula officinalis können alle als wertvolle Quellen bioaktiver Extrakte für die Lebensmittel- und Kosmetikindustrie angesehen werden und können in einigen Aspekten – oder wenn sie unter bestimmten Bedingungen gewonnen werden – sogar den von der EU festgelegten „Goldstandard“ in den Schatten stellen Damastrose. Trotz der zunehmenden Kritik an „In-vitro-Antioxidationstests“ bleiben sie ein wertvolles Instrument zur Erkennung phytochemischer Profile und zur Optimierung der Biomasseverarbeitung. Anstatt sie zu verwerfen, sollten ihre Mängel besser untersucht und die Methoden selbst weiterentwickelt werden, damit ihr Platz in den Pflanzenwissenschaften voll ausgeschöpft werden kann, ohne überbewertet zu werden.

Es wurden fünf Arten von Pflanzenmaterial untersucht: getrocknete Damaszener-Rosenblütenblätter (RD), getrocknete Kamillenblütenköpfe (MC), getrocknete Ringelblumenblüten (CO), getrocknete Holunderblüten (SN) und getrocknetes und geschnittenes ganzes Salbeikraut (SO). Alle Rohstoffe wurden von qualifizierten Lieferanten vor Ort (Polen) eingekauft, mit Ausnahme der Damaszenerrose (importiert aus dem Rosental, Bulgarien). Die Studie entspricht lokalen und nationalen Richtlinien.

Als Extraktionslösungsmittel wurde Ethanol verwendet (96 %, besondere Reinheit, Avantor). Andere Lösungsmittel waren analytisch oder höherwertig (Merck). Darüber hinaus wurden die folgenden Reagenzien in kolorimetrischen Tests verwendet: Folin-Ciocalteau-Reagenz (analytische Qualität; Merck), Natriumcarbonat (> 99 %; Avantor), Kaliumpersulfat (> 99 %; Merck), 2,2'-Azino- Bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonsäure)-diammoniumsalz (ABTS; > 98 %; Merck), 2,4,6-tris(2-pyridyl)-s-triazin (> 98 %; Merck), Al(NO3 )3 · 9H2O (> 99,9 %; Merck) und als Referenzstandards: Gallussäure (> 99 %; Merck), Quercetin (≥ 95 % mittels HPLC; Merck) und 6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman -2-Carbonsäure („Trolox“; > 97 %; Merck). Für die Bestimmung von Fettsäuren und die Elementaranalyse wurden die folgenden Reagenzien verwendet: t-Butylmethylether (> 99,8 %), Trimethylsulfoniumhydroxid (0,25 M in Methanol), Methylundecanoat (99 %), zertifiziertes Referenzmaterial Fettsäuremethylester (FAME) Standard, Salzsäure (37 %), Salpetersäure (70 %) und Elementstandards (Kalium, Kalzium, Magnesium, Natrium, Chrom, Eisen, Zink, Kupfer, Silber, Kobalt). Alle Reagenzien wurden von Merck bezogen.

Bei der Extraktion wurden etwa 20 g (bei Salbei und Holunder) bzw. etwa 10 g (bei Ringelblume, Kamille und Damaszenerrose) unzerkleinertes, trockenes Pflanzenmaterial verwendet. Der Prozess wurde 24 Stunden lang in einer Zellulosehülse in einer 250-ml-Apparatur unter Verwendung von 300 ml Ethanol durchgeführt. Die Extrakte wurden heiß filtriert und unter reduziertem Druck bis zur Gewichtskonstanz eingedampft.

Für die ultraschallgestützte Extraktion wurden 20 g getrocknete Salbei- und Holunderblüten sowie 10 g Ringelblumen-, Kamillen- und Damaszenerrosenblüten eingewogen. Das Pflanzenmaterial wurde in separate Rundkolben überführt und mit 300 ml Ethanol bedeckt. Die Extraktion wurde in einem Ultraschallbad (Sonic 10, Polsonic, Polen) bei 40–45 °C für 3 Stunden durchgeführt. Die alkoholischen Extrakte wurden filtriert und unter vermindertem Druck bis zur Gewichtskonstanz eingedampft.

Um die Extraktion durchzuführen, wurden etwa 2 g getrockneter Salbei und Holunder sowie etwa 1 g getrocknete Damaszenerrose, Kamille und Ringelblume eingewogen. Die Proben wurden in Teflonbomben überführt, denen 30 ml Ethanol zugesetzt wurden. Der Extraktionsvorgang wurde in einem Mikrowellenofen (MARSXpress, CEM, USA) bei einer Temperatur von 40 °C (mit einer Leistung von 400 W) für 180 Minuten durchgeführt. Die Extrakte wurden filtriert und bis zur Gewichtskonstanz eingedampft.

Zur Durchführung der Extraktion wurden etwa 4 g getrockneter Holunder, 1,2 g getrocknete Ringelblume, 1,3 g getrocknete Damaszenerrose, 2 g getrocknete Kamille und 3,2 g getrockneter Salbei eingewogen. Die abgewogenen Rohstoffe wurden in Extraktionshülsen überführt, die in einem überkritischen Fluidextraktionsgerät (MV-10 ASFE, Waters, USA) platziert wurden. Die Ausgangsparameter für den Prozess waren 50 °C und 200 bar. Unter diesen Bedingungen wurde 60 Minuten lang extrahiert. Die Ströme von CO2 und Co-Lösungsmittel (Ethanol) betrugen 8 ml/min bzw. 0,8 ml/min. Die erhaltenen Extrakte wurden unter vermindertem Druck bis zur Gewichtskonstanz eingedampft.

In allen Fällen wurden bekannte und häufig verwendete Methoden geändert, um sie besser an die Besonderheiten der durchgeführten Forschung und Ausrüstung anzupassen und ihre Reproduzierbarkeit zu verbessern66,67,68,69. Alle Analysen wurden mindestens dreifach durchgeführt.

Typischerweise wurde eine 10 mg/ml-Lösung eines bestimmten trockenen Pflanzenextrakts in Methanol verwendet. In Fällen, in denen die Absorption einer der Proben höher als 1 AU (oder niedriger als 0,15 AU im Fall des ABTS-Assays) war, wurden die Bestimmungen mit einer zehnfach verdünnten Pflanzenextraktlösung (d. h. 1 mg/ml, 0,1 mg/ml) wiederholt. ml).

Parallel zu den Proben wurden Leerwerte für jede Bestimmung durchgeführt, wobei anstelle des Pflanzenextrakts reines Methanol verwendet wurde. Bei farbigen Proben wurde die Hintergrundabsorption auf ähnliche Weise gemessen, wobei das entsprechende Reagenz durch Wasser ersetzt wurde.

Darüber hinaus wurde bei Calendula- und Kamillenextrakten aufgrund des hohen Gehalts an lipophilen Verbindungen Tetrahydrofuran (THF) anstelle von Methanol als Lösungsmittel verwendet. Die Nichtaktivität von THF wurde in allen Tests zuvor überprüft.

Alle Bestimmungen wurden mit einem Jenway 7415-Spektrophotometer (Cole-Parmer, UK) durchgeführt.

Das Testreagenz wurde durch Mischen von 1,5 ml vorbereiteter ABTS-Lösung (14 mM in H2O, d. h. 38,4 mg in 5 ml) und 1,5 ml Kaliumpersulfatlösung (7 mM in H2O, d. h. 33,8 mg in 25 ml) hergestellt. in einem verschlossenen Schraubdeckelfläschchen füllen und 14–20 h im Dunkeln bei Raumtemperatur stehen lassen. Am Ende dieser Zeit wurde das Testreagenz auf ein Volumen von 200 ml verdünnt. Die Absorption der Lösung sollte im Bereich von 0,775 ± 0,025 AU liegen. Die Bestimmungen wurden durch Mischen von 3 ml des Reagenzes und 100 μL methanolischer Lösungen trockener Pflanzenextrakte durchgeführt. Danach wurde die Mischung genau 6 Minuten lang im Dunkeln belassen, gefolgt von einer Absorptionsmessung bei 734 nm. Die erhaltenen Absorptionswerte sollten im Bereich von 0,15–0,70 AU liegen. Die Fähigkeit der Probe, freie Radikale abzufangen, wird anhand der folgenden Formel berechnet:

Wobei: %I – Hemmungsprozentsatz, A0 – Blindprobenabsorption, As – Probenabsorption.

Eine Standardkurve wurde erstellt, indem die Extraktlösung durch eine methanolische Lösung von Trolox in variabler Konzentration (0,15, 0,12, 0,09, 0,06, 0,03 mg/ml) ersetzt wurde.

Zur Herstellung des Reagenzes werden ein 300 mM Acetatpuffer (3,0 g CH3COONa und 4,1 ml konz. CH3COOH für 250 ml), eine 10 mM Lösung von Tripyridyltriazin (TPTZ) in HCl (75 mg TPTZ und 86 µL 36 % HCl) verwendet für 25 ml) und eine 20 mM Lösung von FeCl3·6H2O (135 mg für 25 ml) hergestellt. Am Tag der Analyse wurden die Acetatpuffer-, TPTZ- und FeCl3-Lösungen in einem Verhältnis von 10:1:1 (v/v/v) kombiniert, um das FRAP-Reagenz zu erhalten, das in ein Heizbad (37 °C) gegeben wurde ca. 10–15 Min. vor der Anwendung. Für die Bestimmung wurden 3,2 ml warmes Reagenz, 200 μL Methanol und 100 μL methanolische Pflanzenextraktlösung gemischt und 4 min in einem verschlossenen Schraubdeckelfläschchen belassen. Nach dieser Zeit wurde die Absorption der Proben bei 593 nm gemessen (die Farbe ist stabiler als beim ABTS-Assay).

Verschiedene Volumina (20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 μL) einer wässrigen Lösung von FeSO4·7H2O (1 mM, 27,2 mg in 100 ml H2O) und Methanol (ergibt ein Gesamtvolumen von 300 μL). bis 3,2 ml FRAP-Reagenz) wurden zur Erstellung der Standardkurve verwendet.

Die Bestimmungen wurden durch Mischen von 2,5 ml eines zehnfach verdünnten Folin-Ciocalteau-Standardreagenzes und 100 µl einer methanolischen Pflanzenextraktlösung in einem 4-ml-Fläschchen mit Schraubverschluss durchgeführt. Nach 30 s wurden der Lösung 0,5 ml 20 %iges wässriges Na2CO3 zugesetzt und sie wurde 2 Stunden lang im Dunkeln belassen, danach wurde die Absorption bei 760 nm gemessen. Die Standardkurve wurde mit Gallussäure (0,20, 0,16, 0,12, 0,08, 0,04, 0,02 mg/ml in Methanol) erstellt.

Das für die Bestimmungen verwendete Reagenz war eine wässrige Lösung von Al(NO3)3·9H2O (57 mg/ml). Proben für Messungen wurden vorbereitet, indem 900 µL Methanol, 100 µL methanolische Lösungen von Pflanzenextrakten und 1 ml Reagenzlösung gemischt, geschüttelt und 5 Minuten stehen gelassen wurden. Absorptionsmessungen wurden bei 420 nm durchgeführt (die Farbe ist 1–2 Stunden lang stabil; es sollte darauf geachtet werden, dass die Absorption im Bereich von 0,1–1,0 AU liegt). Darüber hinaus ist zu beachten, dass viele Pflanzenextrakte eine inhärente gelbliche Farbe haben, weshalb Messungen der Hintergrundabsorption für diesen Test obligatorisch sind (trotz der verwendeten hohen Verdünnungen).

Als Standard wurde Quercetin verwendet (Lösungen mit Konzentrationen im Bereich von 0,015–0,150 mg/ml). Die Messungen wurden auf die gleiche Weise wie bei Extraktproben durchgeführt, mit der Ausnahme, dass deren methanolische Lösungen durch andere Standardlösungen ersetzt wurden.

Für die Analyse wurden Trockenextraktproben mit einem Gewicht von 9–15 mg verwendet. Zu den Materialproben wurden 0,5 ml t-Butylmethylether, 0,25 ml Trimethylsulfoniumhydroxidlösung (0,25 M in Methanol) und 25 μL interner Standard (Methylundecanoat; 105 mg in 10 ml t-Butylmethylether) gegeben . Die Analysen wurden mit einem Varian 450-GC-Gaschromatographen (Agilent Technologies, USA) durchgeführt.

Die Identifizierung von Fettsäuremethylestern (FAME) erfolgte durch den Vergleich der Retentionszeiten der Proben mit den Retentionszeiten der Standards. Der Fettsäuregehalt wurde als Prozentsatz der Probenmasse berechnet (detaillierte Informationen finden Sie im Zusatzmaterial).

Die Analyse wichtiger Mikro- und Makroelemente (Kalium, Kalzium, Magnesium, Natrium, Chrom, Eisen, Zink, Kupfer, Silber, Kobalt) in trockenen Pflanzenextrakten wurde mittels optischer Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (Quantima Sequential Apparatur, GBC, Australien) durchgeführt ), nach vorheriger Mineralisierung der Proben mit einer Mischung aus Salz- und Salpetersäure (Mikrowellenmineralisator Magnum II, ERTEC, Polen).

Die Kalibrierungskurve wurde durch Messung der Emission von Standardlösungen von Elementen in den folgenden Konzentrationen erstellt: 1 mg/L, 2 mg/L und 5 mg/L sowie der Blindprobe.

Einzelheiten zur Analyse finden Sie im Zusatzmaterial.

Getrocknete Damaszener-Rosenblätter

Getrocknete Kamillenblütenköpfe

Getrocknete Ringelblumenblüten

Getrocknete Holunderblüten

Getrocknetes und geschnittenes ganzes Salbeikraut

Soxhlet-Extraktion

Ultraschallunterstützte Lösungsmittelextraktion

Mikrowellenunterstützte Lösungsmittelextraktion

Extraktion von überkritischem Kohlendioxid

Extrakt, der aus getrockneten Damaszener-Rosenblättern durch Extraktion mit dem Soxhlet-Gerät gewonnen wird

Radikalfängertest, basierend auf der Reaktion mit 2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonsäure)-diammoniumsalz

Eisenionen reduzierender Antioxidansparameter, basierend auf der Reaktion mit 2,4,6-Tris(2-pyridyl)-s-triazin

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Die Arbeit wurde teilweise dank der Finanzierung im Rahmen des National Science Center, Poland Grant No 2018/31/B/NZ8/00280 (Stipendiat: Radosław Pankiewicz) durchgeführt.

Fakultät für Chemie, Adam-Mickiewicz-Universität in Posen, Uniwersytet Poznańskiego 8, 61-614, Posen, Polen

Zuzanna Piotrowicz, Łukasz Tabisz, Marta Waligórska, Radoslaw Pankiewicz und Boguslawa Łęska

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ZP: Konzeptualisierung, Methodik, Untersuchung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – überarbeitetes Manuskript Ł.T.: Methodik, Validierung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – überarbeitetes Manuskript, Betreuung. MW: Software, formale Analyse, Visualisierung. RP: Konzeptualisierung, Ressourcen, Finanzierungseinwerbung. B.Ł.: Konzeptualisierung, Supervision, Projektverwaltung. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Der Korrespondent ist Łukasz Tabisz.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Piotrowicz, Z., Tabisz, Ł., Waligórska, M. et al. Phenolreiche Alternativen für Rosa x damascena Mill. Effiziente phytochemische Profilierung mithilfe verschiedener Extraktionsmethoden und kolorimetrischer Tests. Sci Rep 11, 23883 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-03337-1

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Eingegangen: 27. September 2021

Angenommen: 29. November 2021

Veröffentlicht: 13. Dezember 2021

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-03337-1

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