Importanta Consumului de Germeni din Diferite Plante

CUPRINS

INTRODUCERE

Interesul consumatorilor pentru alimentația sănătoasă este îndreptat spre alimente și ingredient alimentare și potețialele efecte ale acestora asupra stării de bine și de sănătate, dincolo de furnizarea de substante nutritive.

Numeroase studii sunt întreprinse pentru a identifica și înțelege mecanismele de unor componente biologic active din produsele alimentare, care ar putea îmbunătăți sănătatea și eventual reduce riscul de boli. Acest lucru a condus la conceptul de alimente functionale care ar putea furniza astfel de beneficii.

Unele alimente considerate a fi funcționale sunt de fapt alimente naturale integrale.

Majoritatea fructelor, legumelor, cerealelor, peștele, produsele lactate și unele produse din carne conțin și mai componente naturale care aduce beneficii dincolo de valoarea nutritivă. Exemplele includ licopen in rosii, acizi grași omega-3 in somon sau saponine în soia. Mierea, ceaiul, cafeaua și ciocolata deasemenea au deasemenea atribute functionale.

Există o predispoziție crescută a condițiile cronice legate de vârstă (de exemplu, boli cardiovasculare, cancer, cataractă, degenerescenta maculară, Parkinson, boala Alzheimer, osteoartrita). Aceste boli pot fi puse pe seama stresului oxidativ. Deci, dacă putem reduce acest lucru, putem întârzia sau potential preveni unele dintre aceste boli.

Germenii sunt considerați alimente funcționale care printr-un proces de încolțire dobândesc calități nutritive considerabil îmbunătățite, o digestibilitate mai bună în comparație cu embrioni non-încolțite de la care provin.

Alimente germinate au fost parte din dietă de mii de ani. Acestea ar trebui să constituie o componentă vitală a dietei noastre. Germinare nu necesită îngrijire constantă, doar o stropire ocazional de apă. Toate cereale comestibile, semințele și legumele pot fi încolțite

Germenii consumați proaspeți fac parte din categoria alimentelor vii cele mai cunoscute, deoarece declanșează procese foarte intense de dezintoxicare și reîntinerire. Prin introducerea în alimentație a germenilor proaspeți se pot trata cazurile de îmbătrânire prematură, malnutriție, obezitate, diferite stări carențiale, etc.

PARTEA I – STUDIU BIBLIOGRAFIC

1.Descrierea plantelor studiate

1.1.Schinduff (Trigonella foenum-graecum)

Schinduful (Trigonella foenum-graecum), din familia Fabaceae se mai numește și fân grecesc, sfindoc sau regional molotru, este o plantă erbacee din familia leguminoaselor.

Tulpina cilindrică, fistuloasă are înălțimea de 40–70 cm. Frunzele sunt ovale și seamănă cu cele ale trifoiului, au circa 2 cm lungime și sunt grupate câte trei pe pețiol.

Schinduful înflorește în lunile mai-iunie. Florile mici, alb-gălbui iar la bază violet, sunt poziționate la baza frunzelor. Din flori se vor forma păstăi subțiri de 10 cm lungime. Acestea conțin semințe dreptunghiulare sau rombice, dure, de culoare galben-maronie.

Întreaga plantă emană un miros puternic, ușor asemănător cu leușteanul. Semințele măcinate au o aromă puternică și un gust dulce-amărui amintind de zahăr ars. Crește în sud-vestul Asiei și în estul Mediteranei. (https://ro.wikipedia.org/wiki/Schinduf).

Fig. 1.1. Schinduf http://www.selene.ro/articole/schinduf

Schinduful a fost cultivat din antichitate, pentru proprietățile sale medicinale. Primele dovezi apar din zona Irak-ului de azi incepând din 4000 î.e.n. Vechii egipteni utilizau această plantă pentru îmbălsămare încă din anii 1000 î.e.n., iar semințele mature și uscate erau folosite ca afrodiziace. Arabii îl foloseau ca tratament împotriva căderii părului, în India era cunoscut pentru proprietățile sale carminative, tonice și afrodisiace, iar în China a fost utilizată ca plantă decorativă și la tratarea impotenței. Plinius descrie schinduf ca având un efect benefic asupra sexualității.

În nordul Europei, în sec. VII, călugării benedictini au încercat o aclimatizare a plantei, ulterior plantele obținute fiind întrebuințate în medicina populară.

In zilele noastre schinduful se cultivă în India, în regiunea mediterană (Italia, Franța, Spania, Grecia, Liban, Maroc, Algeria, Egipt) dar și în SUA.

Foenum graecum se traduce prin "fân grec", planta are un miros puternic de fân uscat, este utilizată ca nutreț și specia are originea la est de Mediterană.

Numele arab hulbah seminifică lapte, planta având și o acțiune galactagogă, fiind folosită în medicina populară. În multe țări din sudul și estul Asiei numele plantei are la bază denumirea arabă.

Semințele sunt cele care conțin constituienți importanți: mucilagii, nucleoprotide, albumine, ulei fix trigonelină (alcaloid), colină, ulei volatil, fitosterină, tanin, saponine, hidrați de carbon, săruri de fier, magneziu, fosfați, precum și saponină steroidică –scopoletină si trigonelină. Semințele conțin protein bogate în aminoacizii lizina si L-triptofan. Schinduful este foarte bogat în minerale, vitamine și alte substanțe (Puri, 1998). Semințele de schinduf se folosesc în bucătărie în țările asiatice încă din antichitate drept condiment: fie uscate, adăugate în amestecuri tradiționale (curry), fie încolțite ca o verdeață picantă, în salate.

Semințele uscate de schinduf însă au capacitate antioxidantă scăzută, de aceea s-a ales germinarea provocată a acestora (Randhir și colab., 2004) .

Germenii de schinduf – consumati în mod constant pot regla metabolismul general, nivelul colesterolului, pot preveni si controla diabetul, datorită efectului hipoglicemiant al trigonelinei si altor saponine, protejeaza sistemul cardiovascular, stimuleaza lactatia la mamici, stimuleaza activitatea pancreasului si a ficatului.

Germenii de schinduf bogati în protein, minerale dar si vitaminele A, B, D, E mentin tonusul muscular, previn osteoporoza, anemia și au un efect afrodisiac.

Conțin oligoelemente, vitaminele A, B, C, PP și stimulente puternice pentru funcționarea ficatului și pancreasului. Au acțiune hipoglicemiantă și hipocolestorelimiantă. Determină în special scăderea nivelului de colesterol “rău” (LDL) și a trigliceridelor, fără a scădea însa și colesterolul “bun” (HDL).

Schinduful este un condiment foarte vechi, cu gust dulce-amărui, foarte aromat, care stimulează apetitul, crește secreția de salivă și de suc gastric.

1.2.Ceapa roșie (Allium Cepa)

Germenii de ceapă roșie

Contin nutrienti care ajuta la dezvoltarea celulelor.

Sunt un antibiotic natural, curata sangele, ficatul si distrug parazitii monocelulari.

Dizolva grasimile depuse in ficat.

Rezista la mucegai si la micoze.

Bogati in clorofila, innoiesc sangele.

Elibereaza secretia, vindeca gripa.

Ajuta la eliminarea secretiei din plamani –expectorant.

Sunt antivirali, antimicotici, antiparazitari, antimicrobieni si sudorifici.

In cazul tumorilor musculare ajuta la indepartarea toxinelor.

Ajuta circulatia limfatica.

Curata arterele si tenul.

Curata vezica biliara, caile biliare, precum si splina.

Au efect si asupra productiei de insulina.

Ajuta sistemul osos.

Reduc nivelul colesterolului si pe cel al trigliceridelor.

Vindeca glandele bolnave.

1.3.Lucerna (Medicago sativa)

Lucerna a fost cultivate primadată cu 2000 de ani în urmă de către arabi și ei au numit-o “părintele tuturor alimentelor”.

Germeni de lucernă – Germenii de lucernă sunt cei mai bogați și mai complecși germeni. Sunt bogați în 8 enzime importante pentru digestie și compuși importanți precum fitohormoni, saponine, acid L-succinic, clorofilă.

Sunt o importantă sursă de vitamine A, C, B12, D, E, K și minerale Ca, P, Mg, Mn.. Stimuleaza secreția lactată la femeile care alăptează. Datorită conținutului său de acid succinic, ajută la menținerea elasticității țesutului conjuctiv. Conțin și o cantitate mare de proteine (35%). De asemenea conțin toți aminoacizii esențiali.

Lucerna are o actiune antiinflamatoare puternică în cazul artritelor de diverse forme, stimulează eliminarea sărurilor acidului uric, ușurând tratamentul gutei. Fiind un bun diuretic, poate fi utilizat în tratarea bolilor aparatului renal.

Conținutul mare în vitamin K, fac ca lucerna să fie un bun remediu antihemoragic, prevenind hemoragiile si sangerarile.

Conține de asemenea fluor de origine vegetală care protejează dantura de carii stimulând formarea smalțului dentar, și are acțiune bactericidă asupra microorganismelor apărute în cavitatea bucală și în parodontoză.

Este un fortifiant general in special in perioada de refacere postoperatorie. Datorită prezenței saponinelor, contribuie la scăderea nivelului colesterolului în sânge, împiedică modificarile aterosclerotice ale peretilor vaselor sangvine, scade tensiunea arterială, are acțiune antitumorală, contribuie la creșterea imunității și reglarea funcției hipofizare.

2.Germinația

Germinația, reprezintă totalitatea proceselor biochimice, fiziologice și morfologice, care determină trecerea embrionului seminal din starea de repaus într-o stare activă, de creștere. Acest proces este în linii mari, inversul coacerii semințelor și a maturǎrii embrionilor.

Intr-o primă etapă a germinației, are loc contactul direct dintre semințe și apa care alcătuiește soluția solului. Pǎtrunderea apei în semințe, se face printr-un proces fizic de imbibiție, ce se desfășoară treptat. Viteza desfǎșurǎrii procesului de imbibiție al semințelor, este influențatǎ de temperaturǎ, dar și de compoziția chimicǎ a substanțelor care sunt conținute în acestea. Pe durata acestui proces, substanțele fenolice din tegumentul seminal și unii inhibitori, difuzează în soluția solului, eliminându-se astfel o parte dintre factorii care induc repausul seminal. Pe măsura hidratării semințelor în celulele embrionare se intensifică foarte mult procesele biochimice de biosinteză și de oxido-reducere. In prezența apei, coloizii din embrion trec din starea de gel în cea de sol, celulele își măresc volumul și devin turgescente. Substanțele de rezervă se descompun prin hidroliză în substanțe cu masă moleculară mai mică: acești compuși devin solubili în apă. Pe mǎsura îmbibǎrii semnițelor, respectiv a embrionilor acestora, se declanșeazǎ procesele de proliferare ale celulelor embrionare, necesare creșterii și dezvoltării acestuia.

Ca un prim pas, o varietate de semințe ar trebui să fie utilizate pentru germinare. Ar trebui să se asigure că semințele, legume sau boabele pot fi germinate. Soia de exemplu devine acră de multe ori. Grâul trebuie să fie cultivat în sol.

Se recomandăsă se utilizeze semințe care nu sunt tratate chimic pentru că tratamentele încetinesc rata de germinare. Semințele trebuie să fie spălate cu atenție și apoi înmuiate peste noapte într-un borcan de apă pură. Vasul ar trebui să fie acoperite cu tifon sau de screening sârmă. Durata de înmuiere va depinde de mărimea semințelor. Semințe mici sunt înmuiate timp de cinci ore, de dimensiuni medii timp de opt ore iar boabele de fasole timp 10 – 12 ore.

Fig.2.1. Germinator

3.Importanța germenilor in alimentație și în terapie

Germinarea este o procedură tehnologic adecvată pentru îmbunătățirea calității nutritive a cerealelor și altor semințe. Germenii obținuți sunt bogați în energie, vitamine biodisponibile, minerale, aminoacizi, enzime oxidoreducătoare, etc.

Indiferent de vârsta plantei, în aceste țesuturi embrionare se regăsesc, proprietățile de menținere a reacțiilor anabolice ale celulei vegetale, capacitatea de reproducere și de multiplicare celulară.

Germenii proaspeți sunt semințele de cereale sau de legume care au încolțit, adică plantele micuțe de câteva zile împreună cu ce rămâne din semințe.

Fiecare sămânță conține energia nutritivă și microbiologică necesară pentru a dezvolta o nouă plantă, moment în care sunt activate și eliberate enzimele adiționale care, în stadiul de sămânță sunt inactive. In timpul încolțirii se formează cantități mari de substanțe bioactive, care duc la eliberare de energie, enzime, fosfor, magneziu, calciu și alte minerale care se triplează în câteva ore. Enzimele au rol în menținerea tonusului organismului și nu există în hrană preparată termic.

Germenii sunt recomandați în suplimentarea aportului alimentar, asimilarea substanțelor nutritive, fiind incomparabil mai eficientă decât în cazul suplimentelor alimentare.

Antioxidanți, vitaminele A, B, C, E, toate mineralale necesare, inclusiv unele rare ca seleniul și zincul, se regăsesc într-o concentrație mare în germeni.

Alimente vii, germenii reprezintă un element important în procesele intense de dezintoxicare și întinerire.

Consemnată pentru prima data în 1959 de către Pol Henry în Bruxelles, gemoterapia este o terapie naturală care utilizează extracte obținute din țesuturi vegetale în fază de creștere. Fitoterapie modernă, gemoterapia, utilizează țesuturi embrionare prelucrate în stare proaspătă, în comparație cu fitoterapia clasică care utilizează părți de plantă adultă, prelucrată în stare uscată, care au pierdut puterea de regenerare.

Acțiunea terapeutică a extractelor gemoterapice este diferită în multe cazuri de cea pe care o cunoaștem la părțile adulte de plante (din fitoterapia tradițională). Fiecare plantă este un ecosistem cu propriul său echilibru biologic, care are afinitate față de sistemele biologice umane și ale diferitelor boli. Tesuturile vegetale embrionare ajută organismal uman în lupta cu bolile inflamatorii.

4. Principalii compuși bioactivi din germeni

4.1.Compuși polifenolici și flavonoidici

In ultimii ani consumul de fructe și legume se bucură de un interes crescut, deoarece o serie de studii biochimice și epidemiologice au demonstrat că există o legătură strânsă între consumul de fructe și legume și o rată redusă a bolilor de inimă, a cancerului și a unor boli degenerative, cum ar fi îmbătrânirea. Această acțiune protectivă se datorează prezenței antioxidanților ca de exemplu: pigmenți, Vitamina C, vitamin E, provitamina A dar și a compușilor polifenolici.

Polifenolii sunt răspânditi pe scară largă în plante și contribuie la calitatea organoleptică și nutritivă a acestora (Garcia-Salas și colab, 2010). Compușii polifenolici sunt o clasă importantă de antioxidanți naturali.

Din punct de vedere chimic fac parte din familia moleculelor organice hidrosolubile, foarte des întâlnite în plante. Compușii fenolici sunt derivați mono sau polihidroxilici ai arenelor în care gruparea hidroxil este legată direct de un radical aril. Ei cuprind două grupe principale de substanțe: fenoli simpli și polifenoli. În plante, polifenolii se găsesc sub formă de monomeri, oligomeri și polimeri. Aceste substanțe sunt utilizate de plantă in reacțiile sale de auto-apărare, împotriva factorilor de mediu.

Polifenolii sunt produși secundari de metabolism deosebiți de importanți pentru aspectele funcționale ale plantelor, inclusiv roluri structurale în diferite țesuturi de susținere sau de protecție, implicare în strategiile de apărare, și proprietăți de semnalizare, în special în interacțiunile dintre plante și mediu. Plantele superioare sintetizează mii de astfel de compuși (Boudet, 2007).

Cei mai des intalniti polifenoli în dieta noastră, sunt acizii fenolici (acidul benzoic și cinamic), și flavonoidele. Acizii fenolici apar sub formă de acizi liberi, esteri, glicozide, flavonoide, etc. Flavonoidele sunt formate din două inele aromatice legate prin trei carburi care formeaza, de obicei, un heterociclu oxigenat. Flavonoidele pot fi impărțite în 13 clase: calcone, dihidrocalcone, aurone, flavone, flavonoli, flavanoli (catechine), flavandioloi, leucoantocianidine, antocianidine, isoflavone, protoantocianidine, taninuri condensate sau flavonoide (Escarpa și Gonzales, 2008).

Compușii polifenolici, ca antioxidanți duc la evitarea oxidării celulare si astfel luptă împotriva îmbătrânirii celulare. Acest lucru este important în prevenirea și tratamentul cancerului, a bolilor imflamatorii, cardiovasculare și neurodegenerative. Au un efect protector împotriva osteoporozei.

Unii compuși polifenolici au funcții gustative și vizuale. De exemplu flavononele imprimă gustul amar al grapefruitului, taninurile determină astringent multor fructe, iar antocianii imprimă culoarea fructelor roșii.

4.2.Enzimele antioxidante – peroxidazele

Dintre numeroasele enzime care acționează în celula vegetală, peroxidazele și catalaza joacă un rol important în viața plantelor, ele făcând parte dintre enzimele cele mai studiate.

Plantele, în mediul lor natural sunt supuse la multiple stresuri. Fiind organisme imobile, autotrofe – dependente de condițiile de mediu, ele trebuie să se adapteze foarte repede la schimbările externe ale factorilor ambientali. Această reactivitate necesită reglare imediată și rapidă. Faptul că ele pot face această reglare, se datorează – cel puțin în parte – unui sistem enzimatic eficient de detoxificare. La plante, schimbările în activitatea enzimelor sunt utile în special pentru a ne ajuta în detectarea rapidă a modificărilor primare care au loc în acestea. Specificitatea largă și multiplicitatea izoformelor peroxidazei, explică utilizarea acestora ca markeri biochimici ai poluării, activitatea modificându-se înainte să apară în plante leziuni primare. Printre factorii poluanți, cei mai frecvent întâlniți sunt cei aerieni, temperaturile extreme, cele scăzute sau cele foarte ridicate, metalele grele, sărurile, germenii patogeni, radiațiile UV, dar și alelochimicalele. Mulți dintre acești factori poluanți produc stresul oxidativ.

Dintre numeroasele enzime care acționează în celula vegetală, peroxidazele joacă un rol important în viața plantelor, ele făcând parte dintre enzimele cele mai studiate.

Peroxidazele sunt enzime metaloproteice, care conțin în molecula lor fier legat porfirinic. Ele sunt enzime din clasa oxidoreductazelor (E.C.1.11.1.7). După Dumitru și Iordăchescu (1981), reacția are loc conform următoarei scheme:

AH2 + H2O2 → A + 2H2O

unde AH2 = donor de hidrogen

A = donor oxidat

Pentru celulele vii, acumularea apei oxigenate este dăunătoare, deoarece apa oxigenată este un oxidant puternic. Această acumulare este împiedicată de enzime specifice, cum ar fi peroxidazele și catalazele. Peroxidazele, descompun apa oxigenată utilizând-o în scopuri precise, de oxidare, necesare unor procese metabolice, iar catalaza o descompune până la apă și oxigen molecular (Vasilescu, 1981). Schimbarea spectaculoasă a culorii diferitelor hârtii de filtru, după oxidare, reprezintă baza utilizării peroxidazelor ca markeri, în multe aplicații biochimice.

Peroxidaza este o glicoproteidă alcătuită din protohemina IX, care conține fier trivalent și o componentă de natură glicoproteică (Dumitru, 1980).

Localizarea peroxidazelor vegetale variază cu anotimpul, cu specia, cu gradul de diferențiere și de distribuție endocelulară, care este diferită în funcție de tipologia țesutului analizat (Poux, 1969 citat de Gaspar și colab., 1982). Astfel, peroxidazele vegetale apar foarte pregnant în rădăcină, în epidermă, în țesutul cortical (la Pisum), în floem, xilem, epidermă, hipodermă, în celulele parenchimatice și în hipocotil la Phaseolus.

Adeseori, rădăcina este cel mai bogat organ în peroxidază, iar în fructe și în sucuri de plante, mai ales când pH-ul lor este acid, activitatea peroxidazică este scăzută. Chiar și la aceeași plantă, peroxidazele prezente în diverse țesuturi pot avea diferite proprietăți. Printre cele mai importante plante care conțin peroxidaze se pot cita: hreanul, soia (Ambreen și colab., 2000), tomatele (Zia și colab,. 2001), smochinul, merele, caisul, bumbacul, asparagusul, țelina, castraveții, lupinul, muștarul, ricinul, spanacul, sfecla, floarea-soarelui, tutunul, grâul, căpșuni (Reed, 1975), etc. In cazul plantelor comestibile, care suferă prelucrări ulterioare, peroxidaza poate persista în produsul alimentar final.

Numărul substraturilor pentru peroxidaze este foarte mare și se presupune că fiecare reacție peroxidazică are un rol specific în menținerea sau adaptarea structurii și funcțiilor celulelor plantelor, la cerințele mediului lor.

Rolul peroxidazelor și izoperoxidazelor în creșterea plantelor, în procesele de diferențiere și de dezvoltare a fost subiectul a numeroase lucrări. La plante peroxidazele, sunt adeseori, utilizate ca markeri ai proceselor de creștere și de dezvoltare; ele au un rol important în respirație, existând o corelație puternică între activitatea peroxidazei și rata respirației în decursul germinării semințelor. Activitatea lor este implicată în procesul de înflorire, în formarea, creșterea și maturarea fructelor, în inițierea și dezvoltarea rădăcinilor, în senescență, în răspunsul celulelor la stres și la patogene etc. S-a constata o schimbare în activitatea peroxidazelor, respectiv în profilul izoenzimelor, în corelație cu multe procese fiziologice.

Peroxidazele participă la construcția, rigidizarea și lignificarea sau suberificarea peretelui celular prin :

realizarea legăturii reziduurilor acidului hidroxicinamic și a acidului hidroxibenzoic, din pectine și xilani,

biosinteza ligninei,

legarea extensinei de polizaharide,

lipirea ligninei la glicoproteinele peretelui celular,

suberizare,

cuplarea reziduurilor de tirozina în extensina și alte glicoproteine

Extensina, este o proteină bogată în hidroxiprolină, cu rol în formarea peretelui celular, primar. Legătura dintre extensină și peroxidază se realizează printr-un polimer de pectină. Pectina este ca o ancoră pentru peroxidază, care va lega încrucișat extensina, formând astfel o rețea solidă în peretele celular (Passardi și colab., 2004). Interacțiunea dintre peroxidază și extensină are două funcții, și anume:

apărǎ celula de atacul germenilor patogeni, fiind greu de străbătut (Jackson și colab., 2001),

constituie o adaptare a plantei la factorii mecanici de stres (Price și colab., 2003).

Plantele, în mediul lor natural sunt supuse la multiple stresuri. Fiind organisme imobile, autotrofe – dependente de condițiile de mediu, ele trebuie să se adapteze foarte repede la schimbările externe ale factorilor ambientali. Această reactivitate necesită reglare imediată și rapidă. Faptul că ele pot face această reglare, se datorează – cel puțin în parte – unui sistem enzimatic eficient de detoxificare. La plante, schimbările în activitatea enzimelor sunt utile în special pentru a ne ajuta în detectarea rapidă a modificărilor primare în plante. Specificitatea largă și multiplicitatea izoformelor peroxidazei, explică utilizarea acestora ca markeri biochimici ai poluării, activitatea modificându-se înainte să apară în plante leziuni primare. Printre factorii poluanți, cei mai frecvent întâlniți sunt cei aerieni, temperaturile extreme, cele scăzute sau cele foarte ridicate, metalele grele, sărurile, germenii patogeni, radiațiile UV, etc. Mulți dintre acești factori poluanți produc stresul oxidativ (Ferreira și colab., 2002).

Stresul oxidativ este unul dintre pericolele majore pentru plantele expuse factorilor poluați din mediu. Mecanismul de acțiune al radicalilor liberi este încă neclar. Ei pot provoca direct distrugeri în celule, țesuturi, organe și în organisme. Cloroplastele, în special sunt sensibile la SRO fiind afectată rata fotosintezei, ceea ce duce la o diminuare a creșterii plantelor (Kwon și colab., 2002). Reacțiile care generează SRO, sunt contrabalansate de creșterea internă a proceselor oxidative. Celulele plantelor posedă mecanisme protectoare pentru a înlătura acești agenți poluanți, înainte de atingerea pragului critic de distrugere al celulelor. Printre ele există multe enzime – peroxidaze, aminoxidaze, catalaze, superoxiddismutaze (SOD), sau antioxidanți – acid ascorbic, vitamina E, β- carotenul, glutation, compuși fenolici, agenții de chelare ai metalelor etc., care joacă un rol important în menținerea unui potențial redox adecvat în celule și pot proteja membranele celulelor de oxidanții activi din surse exogene (Castillo și colab.,1987).

4.4. Vitamina C

Vitamina C (acid ascorbic) – este o substanță, albă, cristalină, solubilă în apă, care a fost izolată prima dată prin extracție din capsule suprarenale de către Albert Szent-Györgyi (1927), din diverse legume, fructe, lapte, iar în stare pură cristalină, din sucul de lămâie de către C.G.King și N.A.Waugh în 1932.

Vitamina C

Vitamina C, are funcții importante în corpul omenesc, stimulează metabolismul glucidelor, lipidelor și a numeroși aminoacizi. Are rol important în stimularea sau inhibarea unor sisteme enzimatice din lanțul oxidării celulare, fiind un antioxidant puternic care contribuie la neutralizarea radicalilor liberi. Este vitamina de care omul are cea mai mare nevoie pentru că nu o poate sintetiza.

In avitaminoză pronunțată apare boala numită scorbut, caracterizată prin sângerări la nivelul gingiilor, apariția de hematoame, anemie, tulburări digestive. Pentru prevenirea scorbutului este necesară o cantitate de 20 mg acid ascorbic, dar pentru asigurarea unor funcții fiziologice normale este nevoie de cantități mai mari cuprinse între 50-100mg acid ascorbic pe zi.

Acidul ascorbic are proprietatea de a păstra culoarea naturală a mezelurilor și a cărnii, este utilizat pentru îmbunătățirea conservabiltății laptelui, produselor lactate și a altor produse alimentare cu conținut ridicat de grăsimi, fie singur fie în combinație cu alți antioxidanți ca de exemplu tocoferolul, care împiedică oxidările catalitice ale compușilor grași.

Vitamina C mai este utilizată pentru îmbunătățirea calității făinii, pentru creșterea durabilității berii, a vinului și a altor produse alimentare. In combinație cu unele bioflavonoide înlătură oxigenul din produs și astfel blochează sistemul respirator al bacteriilor aerobe. Este folosit pentru conservarea untului

Prin fierbere și prin uscare vitamina C se distruge. In coaja fructelor se găsește o cantitate mai mare de vitamina C decât în miez.

In rația alimentară zilnică sunt necesare cantități de 25-30 mg de vitamină C.

Deși produsele care constituie baza alimentației asigură suficiente vitamine pentru organism, totuși sunt perioade ale anului când se simte lipsa de vitamine, în special vitaminele A,D,C mai ales la copii, adolescenți și cei cu muncă fizică grea. In aceste cazuri se pot administra vitamine farmaceutice sau se poate mări conținutul de vitamine din alimente. Vitaminele farmaceutice trebuie administrate împreună cu alimentele și nu independent.

Conținutul de vitamine se poate mări pe trei cai:

– în materia primă

-conservarea pe scară mai mare a conținutului de vitamine prin adoptarea proceselor tehnologice de prelucrare industrială și culinară

– prin completare.

O importanță deosebită, pe durata transformărilor tehnologice ale materiei prime în aliment, o prezintă conservarea vitaminelor și crearea condițiilor impuse de sensibilitatea diferită a vitaminelor la lumină, temperatură, pH, umiditate, etc. Este cunoscut faptul că vitamina C se distruge prin fierbere și prin oxidare.

Menținerea vitaminelor în alimente depinde de prelucrarea industrială, de depozitare și de prelucrarea culinară a materiilor prime agroalimentare. In majoritatea acestor procese vitaminele se pierd, dar sunt cazuri când în timpul prelucrării alimentelor unele vitamine se mențin sau chiar cresc cantitativ.

Pentru aprecierea conținutului de vitamine trebuie să ținem cont de pierderile efectuate, adică de faptul că vitaminele se schimbă și iau forma biologic inactivă sau o parte din ele trec în deșeuri neutilizabile pentru alimentația oamenilor (Purcărea, 2008).

Fructele citrice (lămâie verde, lămâie, portocală, grepfruit), sunt surse comune și foarte bune de vitamina C.

Cantitatea de vitamina C din alimente provenite din plante depind de:

varietatea exactă a plantei,

condițiile solului

climatul în care s-a dezvoltat,

perioada de timp dintre recoltare și consumare,

condițiile de păstrare,

metoda de preparare -gătitul în general, se presupune, distruge vitamina C (Wikipedia)

PARTEA II – CONTRIBUȚII PROPRII

4. Scopul lucrӑrii

Având în vedere importanța consumului de germeni din diferite plante, atât din punct de vedere nutritional cât și terapeutic, scopul prezentei disertații a constat în analizarea conținutului în produși biologic activi în diferite tipuri de germeni proveniți din rețeaua comercială .

Obiectivele urmărite au fost:

determinarea conținutului de polifenoli totali

determinarea conținutului de flavonoide totale

determinarea conținutului de peroxidază

determinarea conținutului de proteină

5. Materiale și metode de analizӑ

5.2. Materiale analizate

Materialele analizate au fost reprezentate de diferiti germeni proveniți din rețeaua comercială, produse de SC Germalex Brasov, companie care produce hrană vie, sănătoasă, proaspată și naturală.

Germeni de schinduf, produs de SC Germalex Brasov. TV. 03.noiembrie.2015

Germeni de ceapă roșie, produs de SC Germalex Brasov. TV. 06.noiembrie.2015

Germeni de lucernă, produs de SC Germalex Brasov. TV. 06.noiembrie.2015

Fig 5.1. Germeni de Schinduf

Fig 5.2. Germeni de ceapă roșie

Fig 5.3. Germeni de lucernă

5.3. Metode de analizӑ

Pentru evaluarea conținutului în compuși bioactiv s-au efectuat următoarele analize:

– determinarea conținutului de polifenoli totali – metoda Folin –Ciocâlteu

– determinarea conținutului în flavonoide totale – metoda cu AlCl3

– determinarea activitӑții peroxidazice din germeni

– determinarea conținutului de proteină din germeni

Metodele de analiză au fost în majoritate cazurilor metode optice și anume spectrofotometrice. Metodele optice se bazează pe modul în care reacționează o probă la o radiație electromagnetică. Proprietățile optice care se pot corela cu concentrația sunt absorbția și emisia de energie radiantă, difracția energiei radiante, dispersia energiei radiante și emisia întârziată de emisie radiantă. Constructiv aparatura are o parte optică bazată pe lentile, oglinzi, prisme, o sursă de radiație și un sistem de prelucrare electrică a semnalelor optice.

Metoda spectrofotometrică (absorbție moleculară) este una dintre cele mai utilizate metode de acest tip. Ea se bazează pe proprietatea unor substanțe (nemetale, metale, compuși ai acestora, substanțe organice) de a forma cu reactivi specifici, în anumite condiții, compuși solubili colorați. Intensitatea de culoare a compusului format, numit compus colorimetrabil, este direct proporțională cu concentrația sa în anumite limite ale acesteia. Metoda spectrofotometrică se bazează pe citirea absorbanței unei soluții colorate de o concentrație anume, la o lungime de undă specifică, în domeniul ultraviolet (UV), vizibil (VIS) sau infraroșu (IR).

5.3.1. Determinarea conținutului de polifenoli totali

Principiu metodei Folin Ciocâlteu

Reactivul Folin-Ciocâlteu, un reactiv complex pe bazǎ de acid fosfomolibdenic și fosfotungstic. În mediu bazic, compușii fenolici transferǎ electroni cǎtre molibden formând un complex colorimetrabil albastru a cǎrui absorbanțǎ se poate mǎsura la lungimi de undǎ între 750 – 765 nm. Mediul bazic este creat de cǎtre soluția de carbonat de sodiu care ajusteazǎ pH- ul în jur de 10. Metoda se folosește pentru cuantificarea compușilor polifenolici din numeroase alimente de origine vegetalǎ cum ar fi: vin (Singleton et al., 1999), cacao, tomate (Devanand et al., 2006), vișine (Filimon et al, 2011) și animalǎ cum este mierea de albine (Mărghitaș et al, 2009), etc.

Reactivi și aparaturǎ

Alcool etilic, pa

Carbonat de sodiu anhidru, soluție 7,5%

Reactiv Folin-Ciocâlteu, 0,1N

Etalon: soluție acid galic, concentrație stoc 1mg/ml

Sticlǎrie uzualǎ de laborator

Micropipete pentru domeniul 100 – 1000µl

Hârtie de filtru

Etuvǎ termostatǎ

Aparat pentru mǎrunțit

Spectrofotometru UV-VIS Mini Shimadzu

Mod de lucru

Realizarea extractului

1 g de proba se mojareaza cu 1 linguriță nisip se adaugă 10 ml apă/ alcool 96% / acetonă 80%

Termostatare 15 minute la 40 °C

Se centrifughează la 1000 rpm timp de 5 minute.

Din exractul astfel obținut se fac determinări de polifenoli totali, flavonoide., etc.

Într-o eprubetǎ se amestecǎ 500 µl extract alcoolic cu 2,5 ml reactiv Folin-Ciocâlteu,0,1N. Se amestecǎ puternic și se adaugǎ 2 ml soluție de carbonat de sodiu 7,5%. Se incubeazǎ probele timp de 2 ore. În paralel se realizeazǎ și curba de etalonare utilizând soluția stoc de acid galic. Se realizeazǎ concentrații între 0 și 200 mg/l prin diluarea soluției stoc și se procedeazǎ în același mod ca și la probele necunoscute.

In cazul probelor de suc se lucrează la fel ca la fructe doar că se folosește o soluție apoasă.

Spectrofotometrarea-Se citește absorbanța probelor ce formeazǎ curba de etalonare precum și cea a probelor necunoscute la lungimea de undǎ λ = 760 nm.

Se întocmește curba de etalonare, concentrație în funcție de absorbanțǎ.

5.3.2. Determinarea conținutului de flavonoide totale

Conținutul în flavonoide totale s-a determinat folosind metoda spectrofotometrică cu AlCl3 Absorbanțele au fost măsurate la lungimea de undă de 510nm. Standardul utilizat a fost catechina (Atanassova et al, 2011).

Standardul de prepara astfel: soluție de catechinӑ 20,40,60,80 si 100mg/l

Mod de lucru

1 ml standard /extract intr-un balon de 10 ml in care s-a pus 4 ml AD.

Se adaugӑ 0.3ml NaNO2 ,

dupӑ 5 minute 0.3 ml AlCl3.

In al 6-lea minut se adaugӑ 2 ml NaOH 1M

Se agitӑ amestecul, si după 30 de minute se citeste absorbanta la 510nm fațӑ de martor preparat identic doar cu apa in loc de standard.

Se calculeazǎ concentrația probei necunoscute în funcție de factorul de pantǎ mediu sau prin intermediul ecuației de regresie aferentǎ curbei de etalonare. Conținutul de flavonoide al probei necunoscute se exprimǎ în echivalenți catechină/ 100g material analizat (mg CAT/100g).

5.3.3.Dozarea activității peroxidazelor

Din germenii semințelor de schinduf, ceapă roșie și lucrenă s-a determinat activitatea peroxidazicӑ,

Mod de lucru

Realizarea extractului enzimatic s-a recoltat1g material vegetal proaspăt după 21 de zile de laînceperea experimentului. S-ua adӑugat 4 ml tampon fosfat în concentrație de 6,7x 10ˉ³ M, pH=7, diluat 1:9 cu apă distilată răcită la 4ºC și 40 mg polivinil-pirolidonǎ (pentru înlǎturarea eventualilor inhibitori ai activitǎții peroxidazice) și s-a mojarat cu nisip de cuarț spălat și sterilizat în etuvă la 120ºC. Extractul s-a centrifugat la 15000xg, timp de 20 de minute la 4˚C. Supernatantul a fost separat și păstrat 2 ore la frigider pentru exprimarea și stabilizarea activității enzimatice. Au fost efectuate câte 3 repetiții, atât pentru martor, cât și pentru variantele experimentale luate în studiu.

Activitatea peroxidazică s-a determinat folosind un spectrofotometru Shimadzu UV-mini–1240, la o temperatură de 30ºC. S-a urmărit formarea tetraguaiacolului, la lungimea de undă de 470 nm, ε=26.6mM-1cm-1, în cei 3 ml amestec de reacție care au conținut urmӑtoarele: 1 ml tampon fosfat 0,1M pH=6,0; 1 ml guaiacol 15mM, 1 ml H2O2 3mM, și 50μl extract enzimatic. Conform metodei citate de Kim și Yoo, 1996, o unitate peroxidazică (U) reprezintă cantitatea de enzimă care catalizează oxidarea a 1μmol de guaiacol într-un minut, Se citeste absorbanța imediat la momentul t=0 (A0) și dupa 1 minut (A1)

(ΔA/min x Vt) / (ε x Vs)

Unde :

ΔA/min = A1 – A0

Vt = vol final de reactie = 3,05 ml

Vs = vol probei = 0,05

5.3.4.Determinarea conținutului de proteină

Am ales pentru determinarea continutului de proteină două metode, respective metoda Bradford pentru semințele de ceapă roșie și lucernă, unde cantitatea de proteină este mai mica, și metoda Soxhlet în cazul germenilor de Schinduf, unde conținutul de proteină este mai mare.

Metoda Bradford

Această determinare s-a realizat folosind metoda Bradford (1976), utilizând albumina serică bovină dizolvată în tampon fosfat salin de concentrație 10 mM si pH 6,7 ca standard pentru realizarea curbei etalon.

Reactivul folosit a fost reactivul Coomasie blue.

100 mg Coomassie Brilliant Blue G-250 se dizolvă în 50 ml de etanol 95%. La această soluție se adaugă 100 ml acid fosforic 85% . In final se completează la 1 l cu apă distilată.

0.1 ml extractul proteic și

5 ml de Coomasie se omogenizează

Absorbanțele se citesc după 2 minute, dar nu ma târziu de 1 oră, la o lungime de undă λ= 595 nm, la un spectrofotometru Shimadzu UV-Visible mini-1240.

Metoda Kjeldhal

Carnea este un aliment preponderent proteic. Calitatea produselor alimentare de origine animalӑ se apreciază, în primul rând, după conținutul lor în proteine. Conform STAS-ului 9065/4- 81, determinarea substanțelor proteice totale din carne și preparate din carne se face prin metoda Kjeldahl.

Proteinele din vegetale conțin aproximativ 16g azot la 100g proteine. Cunoscând conținutul de azot total, se poate calcula cantitatea de proteine cu ajutorul factorului de convertire a cărui valoare este 6,25 (rezultat din raportul 100/16).

Principiul metodei:

Proba de analizat se mineralizează prin încălzire cu acid sulfuric concentrat în prezența unui catalizator. În urma degradării proteinelor și a celorlalți compuși cu azot, se pun în libertate ionii de amoniu care se combină cu acidul sulfuric formând bisulfatul de amoniu. Amoniacul pus în libertate prin alcalinizare puternică este distilat și titrat.

Aparatură și reactivi:

instalație de mineralizare;

instalație de distilare-titrare;

sticlărie uzuală de laborator;

acid sulfuric (d=l,84), liber de azot;

acid clorhidric 0,1N;

acid boric 4%;

tablete catalizator sulfat de cupru și sulfat de potasiu;

hidroxid de sodiu 33% sol.0,1N;

reactive Tashiro soluție alcoolicӑ.

Fig. 5.4. Instalație mineralizare-distilare azot lichid

Metoda de lucru:

Mineralizarea. Din proba mărunțită și omogenizată se cântăresc la balanța analitică 0,5-2g care se introduc într-un tub de mineralizare Kjeldahl. Se adaugă 20ml H2SO4 concentrat, o pastilă de catalizator, tubul se atașeazǎ la instalația de mineralizare. Se încălzește încet pentru a se evita spumarea. La început lichidul capătă o tentă brună negricioasă, apoi se limpezește treptat. Mineralizarea se consideră terminată când lichidul devine limpede, nu mai are tentă gălbuie, iar pe pereții balonului nu rămân particule neatacate. Se mai continuă încălzirea încă 30 de minute. După răcire, mineralizatul are o culoare albăstrui-verzuie. Mineralizarea durează în general 2 ore; produsele cu conținut mare de grăsime se mineralizează mai greu. Se lasă tuburile de digestie să se răcească la 50-60°C și se adaugă la fiecare 50 ml de apă distilată fără amoniu.

Distilarea amoniacului – mineralizatul răcit se trece în instalația de distilare. Se adaugă 50-60 ml de NaOH 33% cu ajutorul dispozitivului automat iar în paharul colector 25 ml H3BO3. Se pornește distilarea care durează maxim 7 minute (până când se colectează 100ml distilat.

Titrarea distilatului -se titrează distilatul cu HCl 0,1N, în prezență de reactiv Tashiro de la culoarea verde până la cenușiu-albăstrui.

Calculul rezultatelor:

Substanțe proteice % =

în care:

V = numărul de ml acid clorhidric 0,1N din paharul colector;

0,0014 = cantitatea de azot în g, corespunzătoare la 1 ml de acid clorhidric 0,1N;

g = cantitatea de produs luată pentru mineralizare, în g.

5.3.5. Determinarea conținutului de vitamin C

Pentru a determina conținutul în vitamin C am aplicat o metodă volumetrică, bazată pe titrare iodometrică

Reactivi: – soluție standard vitamina C 1 mg/ml

– amidon 1%

– HCl 1M

– Iodat de K 0,004N (1,2g KI + 0,478g I2, se aduce la 1000 ml cu apă distilată).

– acid metafosforic 5%

10 ml de soluție standard de vitamina C, se amestecă cu 20 ml apă distilată, 2 picături de HCl 1 M și 15 picături de amidon 1%, se titrează cu iodat de K până la culoarea albastră care persistă 15 secunde. Se notează cu V volumul de iodat folosit la titrare.Se repetă aceleași operații pentru fruct, în loc de 10 ml soluție standard se vor folosi 10 ml extract filtrate .

Calcul

10 x V1 x 5

vitamina C mg /100 g produs = –––––– x 100

V x m

V = vol. de iodat folosit la titrarea soluției standard

V1 = vol. de iodat folosit la titrarea probei

5 = diluția (50/10)

10 = ml solutie standard luată în lucru

m = masa probei (15g)

100 = raportarea la 100 g produs

6. Rezultate și discuții

Vom prezenta rezultatele obținute în urma efectuării analizelor prezentate anterior.

S-au efectuat pentru fiecare parametru 2 repetiții, s-a calculate media aritmetică a celor 2 repetiții și acestea s-au reprezentat grafic.

6.1.Rezultate privind determinarea conținutului în polifenoli totali

In prima fază se realizează curba de etalonare folosind acidul galic ca etalon.

Calcul – Se calculeazǎ concentrația probei necunoscute în funcție de factorul de pantǎ mediu sau prin intermediul ecuației de regresie aferentǎ curbei de etalonare. Conținutul de fenoli al probei necunoscute se exprimǎ în echivalenți acid galic/ 100g material analizat (mg GAE/100g).

Fig. 6.1. Curba etalonare polifenoli

Tabelul 6.1. – Conținutul de polifenoli totali, echivalenți GAE (ecuația de regresie)

6.2. Rezultate privind determinarea conținutului în flavonoide totale

Curba de etalonare a fost realizată fată de catechină.

Fig. 6.2. Curba etalonare flavonoide

Tabelul 6.2. – Conținutul de flavonoide totale, echivalenți CAT

6.3. Rezultate privind determinarea activitӑții peroxidazice

Peroxidaza este una dintre cele mai importante enzime antioxidante.

Valorile pentru activitățile enzimatice ale peroxidazei au fost inserate in tabelul 6.3 și reprezentate grafic în fig. 6.3.

Tab 6.3. Valori medii estimative pentru valorile activităților enzimatice ale extractelor din germeni

Fig.6.3.

6.4. Rezultate privind conținutul de proteină

Tabelul 6.4. – Conținutul de proteine

6.5. Rezultate privind conținutul de vitamin C

Tabelul 6.5. – Conținutul în vit C

7. Concluzii

Analizând rezultatele obținute în cadrul experimentelor efectuate în condiții de laborator în corelație cu datele de literatură studiate, se desprind următoarele concluzii :

Bibliografie

Ambreen S, Rehman K, Zia A., Habib F. 2000 – Kinetic studies and partial purification

of peroxidase from soybean. Pak. J.Agril. Sci., 37, p.119-122.

Boudet, A.M.,2007- Evolution and current status of research in phenolic compounds. Phytochemistry, 68, 2722-2735.

Castillo FJ., Miller PR., Greppin H., 1987 – Extracellular biochemical markers of photochemical oxidant air pollution damage to Norway spruce. Experimentia 43, p.276-287.

Dumitru IF., 1980 – Biochimie, Editura Didactică și pedagogică, București.

Dumitru IF, Iordăchescu D, 1981–Introducere în enzimologie, Ed. Medicală București.

Escarpa, A., Gonzalez, M.C., 2008 – An overview of analytical chemistry of phenolic compounds in foods. Crit. Rev. Anal. Chem. 75, 57-139.

Ferreira RR., Farnezier RF., Vitoria Ap., 2002 – Changes in antioxidant enzimes activities in soybean under cadmium stress. J.Plant Nutr. 25(2): p.327-342.

Gaspar, Th., Penel, Cl., Thorpe, T., Greppin, H., (1982) – Peroxidases 1970-1980, A survey of their biochimical and physiological roles in higher Plants, Edit. University of Geneva.

Garcia-Salas P., A. Morales-Soto, A. Segura-Carretero and A.Fernández-Gutiérrez – 2010, Molecules, 15, 8813-8826.

Jackson PA., Galinha CI., Pereira CS., Fortunato A., Soares NC., Amancio SB., 2001 – Rapid deposition of extensin during the elicitation of grapevine callus cultures is specifically catalyzed by a 40-kiloDalton peroxidase. Plant Physiol. 127: p.1065–1076.

Kwon SV., Jeong YJ., Lee HS., Kim JS., Cho KY., Allen RD., & Kwak SS., 2002 – Enhanced tolerances of transgenic tobacco plants expressing both superoxide dismutase and ascorbate peroxidase in chloroplasts against methyl viologen mediated oxidative stress. Plant, Cell and Environment 25, p.873–882.

Passardi F., Penel C., Dunand C., 2004 – Performing the paradoxical: how plant peroxidase modify the plant cell wall. Plant Science vol.9 (11)., p.534-540.

Purcărea Cornelia- Transformări biochimice importante în produsele agroalimentare în timpul procesării și depozitării, Editura Universității Oradea, 238 pagini, ISBN 978-973-759-589-8, 2008.

Puri D., 1998 – Therapeutic potentials of fenugreek. Indian J. Physiol Pharm 42 (3): 423-424.

Randhir R., Yuan-Tong Lin MS, Kalidas Shetty, 2004-Phenolics, their antioxidant and antimicrobial activity in dark germinated fenugreek sprouts in response topeptide and phytochemical elicitors, Asia Pac J Clin Nutr 2004;13 (3):295-307.

Reed G., 1975 – Oxidoreductase. In: Enzymes in food processing. Academic Press, USA.

Vasilescu I. , 1981 – Enzime, Ed.Acad.București

Zia Ma., Rehman K., Saed K., Ahmed A., 2001 – Partial purification of peroxidase from tomato. The Sciences 1, p.404-406.