Extractia Compusllor Naturali din Catina

Cuprins

Introducere

1. Generălități……………………………………………………………………………………2

1.1 Caracterizarea morfologică și biologică a cătinei…………………………………….2

1.2 Originea și răspăndirea cătinei…………………………………………………………………………..4

1.3 Utilizările cătinei……………………………………………………………………………………………..4

2.Compuși naturali din cătină…………………………………………………………………..6

2.1 Compoziția chimică a cătinei………………………………………………………….6

2.2 Acizii grași…………………………………………………………………………….7

2.3 Flavonoizi, acizi fenolici și liganzi…………………………………………………..11

2.4 Caroteni………………………………………………………………………………14

2.5 Vitamine……………………………………………………………………………..15

2.6 Fitosteroli…………………………………………………………………………….23

3.Metode de extracție……………………………………………………………………………24

3.1 Metoda Soxhlett……………………………………………………………………..24

3.2 Antrenarea cu vapori………………………………………………………………….25

3.3 Extracție pe grăsimi………………………………………………………………….28

3.4 Extracția uleiului de cătină…………………………………………………………..30

3.5 Reacții de identificare a componentelor din uleiul de cătină…………………………31

4.Metabolismul constituenților din uleiul de cătină………………………………………….38

4.1 Metabolismul acizilor grași………………………………………………………….38

4.2 Metabolismul carotenoidelor…………………………………………………………40

5. Metode fizico-chimice de analiză a principiilor active din cătină…………………………………42

5.1. Spectroscopia UV-VIS………………………………………………………………………………….42

5.2. Spectroscopia FTIR………………………………………………………………………………………43

5.3. RMN…………………………………………………………………………………………………………..45

5.4. HPLC………………………………………………………………………………………………………….45

6. Parte experimentală…………………………………………………………………………47

6.1 Extractia uleiului de cătină…………………………………………………………..47

6.2 Analiza spectral……………………………………………………………………..49

6.3 Determinarea conținutului de vitamină C…………………………………………..53

6.4. Utilizări ale uleiului de cătină………………………………………………………56

Concluzii

Bibliografie

INTRODUCERE

Lucrarea “Extracția compușilor naturali din cătină” și-a propus să prezinte activitatea antioxidantă a cătinei, cât și extracția uleiului și identificarea constituenților din uleiul obținut Cătina, sau "ginsengul românesc" conține cea mai mare cantitate de vitamină C, mai mult decât măceșul și de zece ori mai mult decât citricele. Spre deosebire de alte plante binefăcătoare organismului uman, cătina se folosește în întregime, fiecare componentă a ei conținând o mulțime de principii active cu aplicații în domeniul alimentar, farmaceutic și cosmetic. Ca urmare a acestui lucru ar trebui să ne îndreptăm mai mult atenția asupra acestui arbust valoros, să cunoaștem ce beneficii ne aduce, cum o putem folosi pentru a obține diferite produse, atât alimentare, cât și cosmetice. Efectele tămăduitoare ale plantelor au avut adepți și simpatizanți remarcabili în rândul reprezentanților de seamă ai medicinii științifice. Această știință a fost transmisă oral sau în scris, iar în timp, cei ce aveau vaste cunoștințe în acest domeniu și în același timp un simț al observației, au ordonat datele și experiențele dobândite, într-un sistem științific. Arta vindecării a fost abordată științific de popoarele antice, plantele fiind considerate în principal mijloace curative, remedii.

Obiectivele lucrării au fost de a extrage uleiul de cătină din două soiuri de cătină, efectuarea diferitelor aplicații si determinări asupra uleiul, și utilizarea lui în obținerea a diferite produse. Numeroase studii indică faptul că uleiul de cătină luptă împotriva bolilor cardiovasculare, însă momentan nu sunt argumentate suficient, fiind necesare mai multe studii. Lucrarea este structurată în 6 capitole. Primele 5 capitole prezintă caracteristicile morfologice și biologice ale cătinei, originea și larga răspăndire a ei și utilizările acesteia, informații referitoare la compoziția chimică a cătinei și prezentarea detaliată a fiecarei componente, rolul ei, ce beneficii aduce, despre metodele de extracție folosite, avantajele și dezavantajele fiecarei metode, metabolismul principiilor active, metodele de identificare a acestora.

Al șaselea capitol – partea experimentală care a vizat extracția uleiului de cătină cu ajutorul metode Soxhlet, caracterizarea uleiurilor obținute prin intermediul spectroscopiei FTIR și determinarea conținutului de vitamină C.

1. Generalități

Fig. 1.1 Cătină albă

Cătina albă este un arbust fructifer introdus în cultură de circa 40 de ani în România, dar aproape abandonat în ultimii 16 ani, în timp ce state precum SUA și Canada, deși l-au descoperit relativ recent, l-au și introdus în programe guvernamentale.

Cercetările au evidențiat faptul că fructele de cătină, greu de cules și extrem de perisabile în stare proaspătă, conțin o serie de substanțe bioactive valoroase cu rol important în reglarea metabolismului uman. Stimularea sistemului imunitar are o acțiune terapeutică și curativă în prevenirea și tratarea unor multiple afecțiuni.

Anumite caracteristici biologice și compoziția chimică a fructelor au făcut ca planta să prezinte în ultimul timp un interes deosebit, urmărindu-se elaborarea unor tehnologii hibride pentru separarea, concentrarea și purificarea extractului de cătină, în vederea obținerii unor concentrate de principii active cu aplicații în domeniul alimentar, farmaceutic și cosmetic.

Răspăndirea pe un areal apreciabil de mare, cantitățile mari de fructe ce pot fi recoltate, ca și numeroasele argumente în favoarea folosirii acesteia în cultură, mai ales pentru fixarea terenurilor degradate și a exploatării terenurilor saturate, constituie elemente extrem de importante în vederea exploatării intensive.

Cătina este o plantă valoroasă și prin faptul că, spre deosebire de alte plante, poate fi valorificată în întregime prin fructe, frunze și rădăcini [1].

1.1 Caracterizarea biologică și morfologică a cătinei

Cătina este un arbust fructifer din familia eleagnaceelor, care face parte din flora spontană a României, dar a fost introdus și în cultură, una dintre cele mai mari plantații din țară găsindu-se în apropiere de Bacău.

Fructele de cătină sunt utilizate în silvicultură, cosmetică, farmacie și în industria alimentară, datorită conținutului bogat în vitamina C ( peste 400-800 mg / 100 g suc proaspăt, conținut mai mare de 2 ori față de cel al măceșelor și de 10 ori față de cel al citricelor), precum și vitamina A, B1, B2, B6, B9, E, K, P și F. Pe lângă aceste vitamine, în fructele de cătină sunt prezente și multe alte substanțe bioactive (circa 200 la număr după unele evaluări) cum sunt celuloza, β-carotenul (procent superior celui din pulpa de morcov) microelemente ca P, Ca, Mg, K, Fe, Na, proteine cu conținut ridicat de aminoacizi esențiali și uleiuri complexe.

Cătina albă se prezintă ca un arbust înalt de 1,5-3 m cu numeroși țepi puternici. În funcție de condițiile de climă și sol, ea poate crește și ca tufă joasă tarătoare, în zonele aride și pe soluri sărace, dar și sub formă arborescentă de 1,5-5m înălțime pe soluri fertile. Intră pe rod în anul trei de la plantare și are o durată de producție de 18-20 ani. Sistemul radicular este foarte bine dezvoltat, răspândit mai mult la suprafața solului, până la circa 20 cm adâncime, având o mare capacitate de drajonare.

Pe rădăcinile cătinei se formează nodozități fixatoare de azot, ca la plantele leguminoase. Aceste nodozități sunt formațiuni simbiotice produse de bacterii din genurile Rhizobium, Azotobacter, Chlostridium, care există libere în sol și pătrund în plantă prin perișorii absorbanți, printr-un mecanism de atracție chimică. Formarea nodozităților este favorizată de prezența unor microelemente ca: bor, molibden, calciu și sulf.

Tulpina cătinei are o scoarță netedă, de culoare brună-verzuie, care cu timpul se închide la culoare. O particularitate a acestei plante este prezența a numeroși spini puterici, lignificați și foarte ascuțiți. Frunzele sunt mici, dispuse altern, scurt petiolate, cu limbul îngust și lung de 5-6 cm, cu perișori solzoși de culoare cenușie-argintie pe toate fețele. Frunzele sunt și ele foarte bogate în vitamina C.

Cătina albă este o specie unisexuată, având plantele de ambele sexe. Plantele bărbătești sunt mai viguroase decât cele femele, au ramuri anuale mai mici, mai groase și de culoare înghisă, precum și muguri mai mari. Florile bărbătești sunt grupate în conuri scurte de culoare brună și se află pe ramurile anuale. Florile femele sunt grupate câte 10-12 într-un racem foarte scurt.

Fructele sunt drupe false, mici, de formă variabilă, de la ovoide la globuloase, uneori chiar turtite. Culoarea lor predomintă este portocalie cu treceri spre galben. Mai rar apar și fructe de culoare roșie. Fiind în număr foarte mare, foarte scurt pedunculate și așezate unul lângă altul, fructele îmbracă ramurile ca un manșon. Pulpa fructelor este de culoare galbenă sau portocalie, este foarte suculentă și lasă pete unsuroase. Fructele de cătină au un miros plăcut și aromat, dar nu se pot consuma cu plăcere în stare proaspătă, fiind acre și astringente. La maturitate completă ele pierd multă aciditate și au aromă particulară mai puternică atunci când se recoltează după îngheț.

Cătina albă înflorește în aprilie-mai, când temperatura medie diurnă este de 12-15° C, înflorirea desfășurându-se pe o perioadă de 15 zile. Plantele bărbătești înfloresc mai devreme, în timp ce plantele femele înfloresc odată cu înfrunzirea. Polenizarea se face cu ajutorul vântului și al insectelor. La sfârșitul perioadei de înflorire, florile femele polenizate evoluează spre fructe.

Maturarea fructelor începe în luna august. În primele săptămăni, fructele se îngălbenesc, iar semințele sunt complet formate și capabile să germineze. La maturare, culoarea pieliței și a pulpei se intensifică odată cu creșterea în volum a fructelor. La sfârsitul lunii septembrie și începutul lunii octombrie fructele ajung la maturitate optimă. Dacă recoltarea se face cu întărziere calitatea fructelor se depreciază, acestea crapă și pierd suc.

În plantații, cătina albă intră în rod din anul al treilea, în perioada optimă de producție obținându-se cantități ce pot depăși 25 t / ha. După 18-20 de ani, cătina intră în declin, perioada în care creșterile vegetative sunt mici, producția scade foarte mult, iar plantele încep să se usuce total sau parțial [1].

1.2 Originea și răspăndirea cătinei

Din punct de vedere geologic această specie datează din terțiar. Centrul de greutate al ariei de răspândire se află în Asia Centrală, de unde s-a extins și spre Europa (fig. 1.2.). Probabil că această plantă străveche a migrat spre noi înainte sau după glaciațiune, adică în urmă cu 17000 de ani. În ambele zone de raspândire întâlnite astăzi în Europa, în nord pe țărmul mării și în sud în zona montană, strâns legate între ele se poate recunoaște că înainte trebuie să fi existat o legătură cu zona central-asiatică.

Fig.1.2 Răspăndirea naturală a cătinei în Eurasia

La noi în țară cătina se găsește în stare naturală îndeosebi în zona subcarpaților din Muntenia și Moldova, începând de la râul Olt până la valea Bistriței. În acest perimetru s-a instalat în lungul râurilor, pe versanții învecinați însoriți urcând până la mari înălțimi. Hotarul estic al cătinei este situat pe valea râului Siret. Cea mai mare densitate, cătina o are în bazinul Buzău. Râurile în lungul cărora cătina crește în mod deosebit sunt: Olt, Argeș, Dâmbovița, Ialomița, Teleajăn, Cricovul dulce, Cricovul sărat, Prahova, Buzău, Râmnicul Sărat, Milcov, Putna, Trotuș, Bistrița și Siret [1].

1.3 Utilizările cătinei

În urma cercetărilor efectuate de specialiștii români asupra cătinei albe din flora spontană și din culturi, în comparație cu cătina din alte țări europene și asiatice, s-a evidențiat un conținut foarte ridicat de principii active necesare organismului. În afară de fructe, de la cătină se folosesc semințele, frunzele și scoarța – care conțin numeroase principii active. Cătina este folosită sub diverse forme:

– Pulbere de cătină uscată – se obține din fructe uscate de cătină, care se macină cât mai fin. Păstrarea este indicată în borcane de sticlă pentru a nu pierde fracția uleioasă. Este utilizată pentru întărirea sistemului imunitar.

– Macerat de cătină uscată în apă la temperatura camerei – cu adaos de miere lichidă este un produs energizat usor de asimilat, cu acțiune de stimulare a poftei de mâncare, combatere a asteniei, evitare a avitaminozei;

– Sirop și nectar de cătină – în general cu adaos de miere, pentru a combate gustul astringent, au efecte energizante și măresc rezistența organismului la efort, fiind utile și în tratarea cazurilor de alcoolism, anemii, astenii, stres, gingivite.

Asociate cu o alimentație lactovegetariană, au un efect regenerant și detoxifiant foarte puternic, fiind indicate în boli ale sistemului respirator (bronșită cronică, astm, infecții respiratorii ale persoanelor care lucrează în mediu toxic, stări depresive, infecții virale (herpes, hepatită A, B, HIV).

– ulei de cătină – după uleiul de palmier, este al doilea ca bogăție în vitamina E și este folosit în scop profilactic pentru încetinirea proceselor de îmbătrănire și pentru prevenirea apariției cancerului, precum și ca tonic general în situații de stress, cu rol imunomodulator. Pentru uz intern, uleiul de cătină se utilizează ca adjuvant în tratamentul unor afecțiuni cardiovasculare, datorită protecției coranariene pe care o asigură, precum și în afecțiuni ale aparatului digestiv. Are activitate deosebită în hepatitele cronice, afecțiuni urogenitale, afecțiuni neurologice și psihice. În literatura de specialitate se evidențiază activitatea antianemică și rolul excepțional în stagnarea și regresul diverselor afecțiuni oculare (hemeralopie, prezbitism, cheratomalacie, miopie, astigmatism, hipermetropie, glaucom, cataractă) datorită conținutului mare în β-caroten. Pentru uz extern, se folosește în afecțiuni dermatologice (psoriazis), afecțiuni ORL cu componentă atopică și inflamatorie, în tratamentul local al eczemelor, arsurilor termice și chimice, degerăturilor, alergodermiilor, rănilor cu vindecare lentă. Este singurul produs natural recunoscut pentru activitatea de protecție împotriva radiațiilor solare sau de altă natură.

– concentrate în principii active se utilizează cu rezultate spectaculoase în geriatrie, tratarea depresiilor, a bolii Parkinson, a tumorilor, adenoamelor și leucemiei.

– unguente de uz cosmetic pe bază de ulei din cătină, respectiv crème antirid și nutritive, geluri și loțiuni de protecție și întreținere, cu activitate revitalizantă și hidratantă pentru ten .

Produsele obținute din cătină (ceai de fructe, frunze sau scoarță, sirop sau ulei) constituie complemente alimentare care ajută organismul să-și regleze funcțiile și să aibă o imunitate ridicată.

Este recomandată utilizarea fructelor de cătină cât mai aproape de starea lor natural, ca atare sau sub formă de extracte care să cuprindă totalitatea principiilor active. Deși se recomadă mai puțin ceaiurile și mai degrabă extractele uleioase de cătină, deoarece extractele apoase obținute la temperatură ridicată conțin doar substanțe hidrosolubile, fiind excluse vitaminele liposolubile (A, B, E, K) care se pierd. Din aceste motive se prefer maceratele la rece [web 1].

2. Compuși naturali din cătină

2.1.Compoziția chimică a cătinei

Utilizarea fructelor de cătină se datorează conținutului foarte bogat în vitamine, săruri minerale, microelemente, antioxidanti, fitohormoni etc. Fructele de cătină conțin vitamina C în proporție de două ori mai mare decât măceșele și de zece ori mai mare decât citricele. Vitaminele A, B1, B2, B6, B9, E, K, P și F sunt și ele prezente în fructele de cătină în concentrații importante. Aceste fructe conțin β-caroten în proporție mai mare decât la morcov și alți carotenoizi, microelemente cum sunt P, Ca, Mg, K, Fe, Mo, B, celuloză, proteine cu conținut ridicat de aminoacizi esențiali (îndeosebi lizina), uleiuri complexe (acizi grași saturați și nesaturați, steroli), acizi organici, cum sunt acidul malic, acidul succinic, acidul ursolic etc., precum și flavonoizi identici cu cei din Gingko biloba. Remarcabil este conținutul fructelor și frunzelor de cătină în substanțe cu efect hormonal, în special serotonina, substanța recunoscută ca având efecte fiziologice deosebite, legate de sistemul nervos central, sinteza proteinelor, stimularea sistemului imunoinductor etc.

Valoarea alimentară și terapeutică a produselor derivate din fructele de cătină rezidă din complexitatea compoziției fizice și chimice a acestora. Aplicațiile nutriționale cele mai cunoscute se referă la obținerea cu mijloace clasice a sucului de cătină (diluat sau concentrat), a oțetului de cătină, vinului de cătină și siropului de cătină. Aplicațiile terapeutice au în vedere pulberea de cătină, maceratul de cătină și uleiul de cătină, ultimul fiind cel mai valoros produs obținut din fructele de cătină, dar care se extrage mai greu prin mijloace convenționale.

Adăugate în cantități mici, în raport de 1:10, fructele de cătină conferă o savoare deosebită unei game largi de marmelade, gemuri și dulceturi, oferind totodată garanția unei bune conservări pe o perioada lungă de timp. Au fost concepute și diverse variante de preparate energizante pe bază de pulbere de cătină, în compoziția cărora intră și alte produse naturale, în diferite combinații și proporții.

Dintre numeroasele substanțe cu rol metabolic biostimulator conținute de cătină, care sunt avute în vedere la realizarea produselor ce fac obiectul prezentului transfer tehnologic, se cuvin subliniați acizii di- și tricarboxilici (malic, succinic și citric), care participă direct la procesele metabolice mitocondriale, acizii cafeil-chinici, care stimulează aceleași procese, vitaminele hidrosolubile și microelementele care intră în structura cofactorilor multor enzime, fitohormonii, acidul ursolic și altele.

Conținutul mediu de grăsimi, proteine, glucide și valoarea energetică a fructelor de cătină albă este prezentat în tabelul 2.1, iar conținutul mediu în principalii compuși bioactivi este prezentat în tabelul 2.2

Tabelul 2.1. Conținutul mediu de grăsimi, proteine, glucide și valoarea energetică a fructelor de cătină albă

Tabelul 2.2. Conținutul mediu în principalii compuși bioactivi

Conținutul principalilor compuși bioactivi regăsiți în extractul lipidic (ulei de cătină) obținut din semințe, pulpa de fructe (suc) și reziduu din pulpă, este redat în tabelul 2.3

Tabel 2.3 Conținutul principalilor compuși bioactivi regăsiți în extractul lipidic (ulei de cătină) obținut din semințe, pulpa de fructe (suc) și reziduu din pulpă

După cum am menționat deja, fructul de cătină conține atât vitamilele liposolubile (A, E, F, D) instabile în mediu acid, cât și vitamine hidrosolubile (B1- B9, C, K, P), instabile în mediu alcalin. Astfel apare paradoxul ’’conviețuirii’’ în fruct a acestor două tipuri de vitamine la un pH de 2-3. Studiind fenomenul, cercetătorii au descoperit existența unor membrane unidirecționale care, atâta timp cât nu sunt distruse, pot păstra vitaminele [web 2].

2.2. Acizii grași

Acizii grași din fructele de cătină ar putea proveni fie din: acizii grași liberi, din esterii de carotenoide sau din triacilgliceridele reziduale, co-extrase odată cu carotenoidele. Avem: -acizi grași nesaturați – acid oleic (ω-9), acid palmitoleic (ω-7), acid linoleic (ω-3 și ω-6).

– acizi grași saturați și steroli ( mai ales β – sitosterolul).

Cantitatatea de acizi grași din uleiul de semințe diferă foarte mult de cea din uleiul din pulpă. Acizii grași predominanți în uleiurile de cătină ( pulpă / coajă) sunt palmitic (16:0) (23-40%), acid oleic (18:1 n-9) (20-53%) și palmitoleic (16:1 n-7) (11-27%). Cantități mici sau urme

de vaccenic (18:1 n-7), linoleic (18:2 n-6), α-linolenic (18:3 n-3)​​, stearic (18:0), miristic (14:0), pentadecanoic (15:0), cis-7 hexadecenoic (16:1 n-9), margaric (17:0) și doi acizi grași cu lanț lung, arahidic (20:0) și eicosenoic (20:1 n-9) [2].

La om, acidul α-linoleic și acidul linoleic sunt precursori ai unor acizi grași cu catenă lungă (ω-3 și ω-6). La rândul lor acești acizi sunt precursori ai eicosanoidelor și ai unor hormoni locali care ajustează inflamațiile, funcția secretorie și circulatorie.

Efectele acidului ω-6 sunt frecvent descrise ca pro-inflamatorii, în timp ce efectele acidului ω-3 sunt considerate antiinflamatorii sau neutre. Conversii ale acizilor grași ω-3/ω-6 18-carbon la derivații lor cu lanțuri mai lungi și un grad mai mare de nesaturare implică o serie de desaturări și elongații. Concurența dintre acizii grași ω-3 și ω-6 pentru aceleași enzime face ca raportul ω-3/ω-6 în dietă să fie important. În plus, acizii grași ω-3 pot afecta, de asemenea, expresia genelor inflamatorii și producerea de citokine.

Dietele occidentale conțin în mod obișnuit ω-6 și ω-3 acizi grași în raportul de 10:1 sau mai mare, care este nedorit de mare în funcție de cele mai multe autorități. Recomandările actuale privind raportul ω-6/ω-3 în dietă variază de la mai puțin 4:01 – 10:01 [3].

Importanța acizilor grași

Omul, ca si toate celelalte viețuitoare, îsi resintetizează lipidele proprii, în cea mai mare parte din grăsimile din alimente. Organismul uman, prin mijloacele metabolice pe care le are la dispoziție, nu poate crea duble legături dincolo de carbonul 9, de aceea, acizii grași polinesaturați, trebuie introduși în mod obligatoriu în organism prin hrană.

Din acest motiv, acizii grași polinesaturați sunt numiți esențiali (AGE) sau vitamine F. Toți acizii grași de care omul are nevoie, se pot sintetiza pa baza AGE, motiv pentru care, acizii grași saturați sunt substanțe neesențiale pentru om și pentru animale. Asigurarea acizilor esențiali se poate face din surse exclusiv vegetale (oleaginoase, uleiuri), cu excepția acidului ω-3, care se găsește mai mult în pește și uleiul de pește .

Grăsimile saturate nu numai că nu sunt necesare organismului, dar aduc și deservicii sănătății, prin faptul că îngrașă și cresc colesterolemia și trigliceridemia. Acizii grași saturați cu lanț lung (palmitic, stearic), se digeră și se absorb greu, putând crea diverse probleme digestive.

În cazul omului sănătos, lipidele trebuie să asigure aproximativ 15% din necesarul caloric. Din totalul acestor lipide, se recomandă ca peste 66% să provină din gliceride formate din acizi nesaturați. Pacienții cu dermatită atopică au o ∆6-desaturare enzimatică defectuoasă care transformă acidul linoleic și linolenic în acidul γ-linolenic și octadecanotetraenoic. S-a descoperit că uleiul din pulpa și semințele de cătină ajută la stabilizarea structurii membranei celulare.

Acizii grași polisaturați, în special acizii grași monosaturați, o cantitate deosebită de acești acizi se poate găsi în uleiul de cătină, sunt componeți ai membranei sfingolipidelor și glicerofosfolipidelor, care are rolul ca barieră epidermală. Fiind componente esențiale ale memebranelor celulare, acizii grași polisaturați și monosaturați sunt importanți în menținerea fluidității membranei cerute. Ei sunt deasemenea importanți pentru funcționarea receptorilor, enzimelor, canalelor de ion, și în transportul altor substanțe. Glicerofosfolipidele din piele formează o sursă de acid linoleic necesar pentru sinteza acilceramidelor și acidului 13-hidroxioctodecadienoic (13-HODE).

Acilceremidele sunt componentele cheie care determină funcția de barieră epidermală. 13-HODE ajută la scăderea hiperproliferării epidermale și reduce inflamația [3].

Raportul optim dintre acizii grași

Raportul optim dintre cele 3 categorii (acizi mononesaturași, acizi polinesaturați și acizi saturați) trebuie să fie de 1:1:1. În cadrul AGE, este la fel de important și raportul între acizii ω- 6 și acizii ω- 3 [3].

Între cele două categorii de acizi grași polinesaturați, trebuie să existe o relație de tipul:

ω-6/ω-3 = 5:1;

ω-6 = 5g/zi,

ω-3 = 1g/zi.

2.2.1 Acid oleic( ω-9)

Acidul oleic este un acid gras care se găsește în diferite grăsimi și uleiuri animale și vegetale. Este un ulei inodor, incolor, deși mostrele comerciale pot fi gălbui. Din punct de vedere chimic, acidul oleic este clasificat ca un acid gras mononesaturat ω-9, abreviat cu un număr de lipide de 18:1 cis-9. Are formula CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH.

Surse

Acizii grași (sau sărurile lor) nu apar deseori ca atare în sistemele biologice. Acizi grași cum ar fi acidul oleic apar ca esterii lor, frecvent trigliceridele, care sunt materialele grase în multe uleiuri naturale. Prin procesul de saponificare, acizii grași pot fi obținuți. Trigliceridele acidului oleic compun cea mai mare parte de ulei de măsline, cu toate că poate fi mai mică de 2,0% acid liber în ulei de măsline virgin, cu concentrații mai mari de a face ulei de măsline necomestibilă. De asemenea, reprezintă 59-75% din ulei pecan, 61% din ulei de canola, 36 – 67% din ulei de arahide, 60% din ulei de macadamia, 20-85% din ulei de floarea soarelui 15-20% din ulei din semințe de struguri, ulei de cătină și ulei de susan, și 14% din ulei de mac. Sunt prezente în multe grăsimi animale, care constituie 37-56% din carne de pui și curcan grăsime și de 44 – 47% din untură. Acidul oleic este cel mai abundent acid gras în țesutul adipos uman.

Efecte asupra sănătății

Acid oleic este o grăsime mononesaturată comună în dieta omului. Consumul de grăsimi mononesaturate a fost asociat cu scăderea lipoproteinelor ​​cu densitate joasă (LDL), și lipoproteine mărite ​​cu densitate mare (HDL). Cu toate acestea, capacitatea sa de a ridica HDL este încă dezbătută. Acidul oleic poate împiedica progresia adrenoleucodistrofia (ALD), o boala fatal[ care afecteaz[ creierul și glandele suprarenale. Acidul oleic poate fi responsabil pentru reducerea reducerea tensiunii arteriale [4,5].

Acidul oleic

2.2.2 Acidul palmitoleic (ω-7)

Acidul palmitoleic, sau (Z)-9-hexadecenoic acidului, este un acid gras mononesaturat ω-7 cu formula CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH care este un constituent comun al gliceridelor din țesutul adipos uman. Este prezent în toate țesuturile, dar în general, găsit în concentrații mai mari în ficat. Se biosintetizează din acid palmitic prin acțiunea enzimei ∆-9 desaturază. Este un acid gras benefic, dovedind acest lucru prin creșterea sensibilității la insulină prin suprimarea inflamației, precum și inhibarea secreției de insulina celulelor β-pancreatice.

Surse

Surse alimentare de acid palmitoleic includ o varietate de uleiuri animale, uleiuri vegetale. Uleiul de macadamia (Macadamia integrifolia) și uleiul de cătină (Hippophae rhamnoides) sunt surse botanice, cu concentrații ridicate, care conțin minim 17% și 19%, maxim 29% de acid palmitoleic [6].

Acid palmitoleic

2.2.3 Acidul linoleic (ω-3 și ω-6)

Acidul linoleic este un acid gras nesaturat. Acidul linoleic face parte din una dintre cele două familii de acizi grași esențiali. Organismul nu poate sintetiza acidul linoleic din alte produse alimentare. Acidul linoleic a devenit tot mai popular în industria de produse cosmetice datorită proprietăților sale benefice asupra pielii. Cu ajutorul cercetările efectuate asupra acidului linoleic am aflat ca este un bun anti-inflamator, combate acneea. Acidul linolenic, este o parte componentă a mai multor trigliceride, care la rândul se află în lipide (grăsimi animale și uleiuri vegetale).

Acidul linolenic, are un aspect uleios, incolor și inodor, care se oxidează ușor în contact cu aerul. Acidul oleic (ALA), împreună cu alți acizi din grupa omega ca: (DHA), (EPA), (DGLA) și (AA) sunt o parte componentă importantă a alimentelor, având rol important în implicat în reducerea inflamațiilor, mecanismul fiind explicat printr-o acțiunea unei enzime, care un timp s-a crezut că face parte din acidul arahnoidic [5,7].

Acidul linoleic

Acidul linolenic

2.3. Flavonoizi, acizi fenolici și liganzi

Fructele de cătină sunt surse bogate în flavonoizi și acizi fenolici: metaboliți secundari fenolici ai plantelor care participă la apărarea împotriva radiațiilor ultraviolete, insecte și agenți patogeni. Principalele clase de flavonoizi din cătină sunt flavonols și proantocianidine (taninuri condensate). Cătina albă nu conține antociani tipici pentru roșu și albastru, ci doar cantități foarte mici de ellagitannins (taninuri hidrolizabile) au fost detectate. Ca majoritatea compușilor biologici, tipul și cantitatea de fenoli din boabele cătină albă variază în funcție de originea, anul de recoltă, maturitate, prelucrare și depozitare. Cele mai abundente flavonoide din cătină albă sunt isorhamnetin (3'-metil Quercetin) și quercetină, care sunt în mare parte prezente ca și 3-glicozidă sau 3,7-diglicosida. Prezența de kampferol în H. rhamnoides și alte specii de cătină a fost raportată, deși nu este întotdeauna detectată. Miricetină este rareori găsită, iar cel mai frecvent zahăr reziduu este ramnoza [8,9].

În cătină albă și alte surse naturale, de cele mai multe ori aglicon quercetina sunt atașate la resturi de zahăr. Aceste valori sunt mai mari în comparație cu cele găsite în cele mai multe specii de măr, și comparabile cu nivelurile găsite în varză, ambele considerate ca surse bune de quercetină. Pentru ceapă, valori ceva mai mari de 7-33 mg/100 g sunt raportate. Proantocianidinele (taninuri condensate) constau din subunități flavanol. Cele alcătuite numai din subunitățile (epi)catechin se numesc procianidine, în timp ce cele alcătuite din epigalocatechinele sunt numite prodelphinidins. Subunitățile sunt de obicei legate printr-un C4 → C8 sau C4 → C6 legătură (de tip B). În proantocianidine de tip A există o legătură eter suplimentară între C2 → C7. Proantocianidine de tip A sunt prezente în afine (Vaccinium și altede specii), și sunt responsabile pentru efectele protectoare împotriva infecțiilor tractului urinar. Cantitățile de proantocianidine raportate variază foarte mult în literatură. Acest lucru este parțial din cauza diferențelor de fond genetic și prelucrare. Diferențele în metodele de analiză pot afecta acest lucru, precum și analiza este adesea descrisă ca o provocare. Proantocianidinele, împreună cu acidul ascorbic (în mare parte datorită concentrației sale mari) contează pentru cea mai mare parte a activităților antioxidante a sucului de cătină în vitro. Isorhamnetin și glicozide sale majore nu sunt la fel de buni captatori de radicali ca și ceilalți flavonoizi și acizi fenolici din suc. Sucul de cătină conține concentrații scăzute de acizi fenolici: acid galic 0.15 – 0.26 mg/100 ml și de acid protocatechuic 0.21 – 0.29 mg/100 ml. De asemenea, prezența altor derivați ai acidului hidroxibenzoic, precum și acizii hydroxycinnamic, au fost indicați, mai mulți dintre ei ca esteri sau glicozide. Cantitatea de ellagitannins (taninuri hidrolizabile), rar intalnite în cele mai multe produse alimentare, dar prezente în unele fructe de pădure, este scăzută în cătină (1 mg/100 g fructe proaspete) [9].

Flavonoizi

R2 = OH; R1 = R3 = H : Kampferol

R1 = R2 = OH; R3 = H : Quercetina

R1 = OCH3; R2 = OH; R3 = H: Izohamnetin

R1 = H; R2 = H; R3 = OH : (+)-Catehină

R1 = H; R2 = OH; R3 = H : (-)-Epicatehină

R1 = OH; R2 = H; R3 = OH : (+)-Galocatehină

R1 = OH; R2 = OH; R3 = H : (-)-Epigalocatehină

Proantocianidine

Acizi hidroxibenzoici

R1 = R2 = OH, R3 = H : Acid protocatehuic

R1 = R2 = R3 = OH : Acid galic

2.3.1 Quercitina

Este un puternic antioxidant ce face parte din familia bioflavonoidelor. Quercitina are numeroase  proprietăți și joacă  un rol important în alergii, diabet, herpes, dar și în scăderea  nivelulul prea ridicat de fier sau de plachete sangvine.

Quercitina e un putenic antiinflamator și actiunea ei e mult mai precoce decât cea a antihistaminicelor clasice. Quercitina împiedica pur și simplu eliberarea elementelor inflamatorii și alergene, în timp ce anumite medicamente nu fac decât să blocheze  aceste elemente când ajung în zonele lor de acțiune.

Quercitina e capabilă să blocheze și leucotrinele, ce sunt de 1000 de ori mai puternice  decât histamina și care sunt deseori responsabile de crizele de astm. Ea e deci recomandată în cazul astmaticilor. Deasemenea, quercitina  joacă un rol important  în controlarea diabetului, favorizând secreția de insulină și impiedicând fabricarea  și acumularea scorbitolului în sânge și în țesuturi, ori, rolul scorbitolului, pe care îl gasim în anumite gume de mestecat (chiar și în cele recomandate de unele asociații dentare pentru acțiunea lor anticarie), e bine cunoscut în dezvoltarea multor complicații ale diabetului, cum ar fi cataracta, retinopatia și atacarea celulelor creierului.

În această privință, se recomandă diabeticilor să-și mărească doza zilnică de quercitina și de bioflavonoide  până la aproximativ 200 mg. Quercitina și quercitrina (transformată în quercitina de către bacteriile intestinale) au, de aemenea, puterea de a proteja  cristalinul. Inhibând enzima numita “reductaza de aldoza”, ele previn formarea cataractei [3,8,9].

2.3.2 Catehinele

Reprezintă o clasă de compuși organici ce se găsesc în compoziția taninurilor, (taninuri catehice), structura de bază fiind cea a benzopiranului. Din punct de vedere chimic sunt derivați de flavan-3-ol. Catechinele sunt epimeri cu epicatechinele atât + epicatechinele cât și – epicatechinele fiind izomerii optici cei mai întâlniți în natură. Catechinele au fost izolate prima dată din extractul de catechu, de unde derivă și denumirea lor. Încălzirea catechinelor peste punctul de descompunere duce la eliberarea depirocatehol. Reduc riscul a patru afecțiuni des întâlnite: accident cerebral, afecțiuni ale miocardului, cancer și diabet [3,8].

2.4 Caroteni

Uleiul din pulpă de cătină este deosebit de bogat în carotenoizi, care dă boabelor culoarea portocalie. În general, concentrațiile de carotenoide crește în timpul coacerii, dar efectul de origine genetică pare a fi chiar mai puternic decât cel din anul de recoltă sau timp. Principalii carotenoizii raportați în trei soiuri de cătină analizate de Andersson au fost zeaxantina, β-carotenul, β-criptoxantină, luteină, licopina, și γ-caroten (1.5 – 18.5 mg/100 g greutate în stare proaspătă, pentru extracția lipidelor folosindu-se etanol-hexan) [10].

trans-β-caroten

β-criptoxantină

zeaxantina

licopina

Fructele de cătină și uleiurile sale sunt surse bogate în carotenoide. Potrivit estimărilor brute din baza de date de la Institutul Național pentru Sănătate și Bunăstare, printre cele mai bune surse alimentare sunt pepenele (5 mg/100 g), morcovii (11 mg/100g), cartoful dulce (9 mg/100 g) și ardeiul roșu dulce (6 mg/100g). Pentru ca un carotenoid să aibă o activitate ca provitamina A trebuie să aibă cel puțin un inel nonoxygenated β-iononă. Prin urmare, majoritatea carotenoidelor din cătină, zeaxantina, luteina și licopen nu sunt precursori ai vitaminei A, în schimb ei au alte mecanisme potențiale de efect. Pentru carotenoide, nu există în prezent nici o doză zilnică recomandată.

Carotenoidele sunt importanți antioxidanți. Ca reacții inflamatorii produc molecule oxidante, inclusiv oxid nitric (NO), peroxid și peroxynitrit, acțiunea antioxidantă poate fi unul dintre mecanismele implicate în imunomodularea de către carotenoide. Aportul de β-caroten pare a fi asociat negativ cu marker-C proteine ​​inflamatorii (CRP) la cei de vârstă mijlocie și mai mari la femei.

β-carotenul este utilizat cu succes în tratamentul anumitor tulburări de fotosensibilitate, și efectele pozitive de vitamina A (sistemic și local) privind tratamentul bolilor de piele precum acnee chistică și psoriazis [10].

2.5 Vitaminele

2.5.1 Vitamine liposolubile

Vitaminele liposolubile sunt solubile în grăsimi, în dizolvanți ai grăsimilor și insolubile în apă. Din aceasta grupă fac parte vitaminele A, D, E, K și F.

Vitamina A sau retinol

Cantitatea de vitamină A în fructele de cătină este de 15,35 mg/ 100g. Ea se mai găsește și în diverse grăsimi animale (untură de pește, unt, smântână, gălbenuș de ou, grăsime de ficat și din alte organe). Cantitatea de vitamină A variază în raport cu culoarea galben-roșiatică a produselor: cu cât este mai intensă această colorație, cu atât se găsește mai multă vitamină în produs. Concentrația ei în alimente variază deasemenea și cu anotimpul. Concentrația în vitamina A variază propoțional cu concentrația de carotenoide. Molecula vitaminei A s-a dovedit a fi identică cu jumătatatea moleculei carotenului și poate fi obținută din el. Descompunerea carotenului și vitaminei A prin oxidare dă aceiași produși.

vitamina A (retinol)

Vitamina A are numeroase și diverse funcții în organism, dar este cunoscută mai ales pentru rolul pe care îl joacă în prevenirea orbirii și în alte probleme legate de ochi, asigurând regenerarea rodopsinei și deci acuitatea vizuală. De asemenea, ajută la îmbunătățirea și menținerea sistemului imunitar, este esențială pentru creșterea și dezvoltarea celulară și este necesară pentru o piele și un păr sănătos. Vitamina A, prin rolul ei antioxidant ajută la protejarea celulelor și țesuturilor organismului față de bolile cardiovasculare și cancer.

Doza optimă zilnică de vitamina A preformată este de 1000 micrograme (1mg) echivalenți retinol sau 5000 unități internaționale (UI). Este posibil să se atingă DOZ pentru vitamina A consumând carotenoizi micsti. Lipsa vitaminei A din alimentație oprește creșterea, provoacă slăbirea vederii și chiar orbirea, micșorând totodată rezistența organismului la acțiunea microbilor [11].

Vitamina E

Vitamina E este un nume colectiv pentru tocoferoli (având atașată o grupare fitol la structura cromanol) și tocotrienoli (având o catenă laterală nesaturată). Ambele uleiuri de cătină albă din boabe și semințe conțin tocoferoli și tocotrienoli, cantitatea și proporția în care sunt depinde de originea genetică, condiții de creștere și maturitate fructelor de pădure.

α-tocoferol

γ-tocoferol

γ-tocotrienol

În valori de referință alimentare și recomandări, α-tocoferol este singurul tocol inclus în definiția vitaminei E, și nu este recomandat pentru a include alte forme, cu ajutorul factorilor de conversie. În cazul α-tocoferolului sintetic, o conversie trebuie să fie făcută pentru a compensa diferențele stereochimice din forma naturală.

Fructele de cătină pot fi considerate o sursa bună de vitamină E. Conținutul α-tocoferol în fructele de cătină cu cele mai mari concentrații sunt comparabile cu cel din alune (15 mg/100 g) și uleiul de rapiță (19 mg/100 g).

Vitamina E ajută la protejarea celulelor, prin inhibarea oxidării fosfolipidelor, grăsimi conținute în membranele celulare, care sunt foarte susceptibile la atacul radicalilor liberi. Acționând ca antioxidant, ea protejează plămanii contra leziunilor produse de poluarea din aer, apără întregul organism contra acțiunii radicalilor liberi și poate împiedica apariția tumorilor. De asemenea previne lezarea oxidativă a altor substanțe nutritive, incluzând vitamina A și C, ca și a β-carotenului. Dovezile sugerează că vitamina E acționează sinergic cu alți antioxidanți, cum ar fi vitaminele A și C. Insuficiența în vitamina E în alimentație duce la tulburarea funcției sexuale, glandele seminale degenerează, iar la femei produce sterilitate [3,11].

Vitamina K

Numită și antihemoragică, vitamina K este o substanță liposolubilă ce intervine în procesul de coagulare a sângelui. Este alcatuită din două componente naturale: vitamina K1, (fitochinonă) și vitamina K2 (farnochinonă).

vitamina K1 (fitochinonă)

vitamina K2 (farnochinonă)

O serie de substanțe din sânge, cunoscute sub numele de factori ai coagulării, sunt dependente de vitamina K, adică nu pot fi sintetizate și nu își pot exercita funcțiile decât în prezența vitaminei K. Lipsa vitaminei K din organism conduce la apariția tulburărilor de coagulare. Acest lucru se traduce prin sângerări, hemoragii, hematoame, epistaxis, menstruație abundentă.
Desi acțiunea principală a vitaminei K constă în coagularea normală a sângelui, ea are de asemenea un rol aparte în calcifierea normală a oaselor, acționând în calitate de cofactor al enzimei de carboxilare.

O importantă sursă de vitamină K o are si cătina. În uleiul de catină, în cel din semințe avem o cantitate de 110 – 230 mg/100 g vitamină K; în uleiul de suc de fructe cantitatea este mult mai mică, dar la fel de benefică ca și cea din uleiul din seminte ( 54-59 mg/100g). Alte surse de vitamină K sunt legumele cu frunze verzi, lucernă, iaurtul, gălbenușul de ou, uleiul de soia, de șofran, untură de pește și algele marine.

Lipsa de vitamină K din organism determină un sindrom hemoragic grav, prin defect de coagulare, ca urmare a scăderii importante a concentrației de protrombină [11].

Vitamina F

Reprezintă seria de acizi grași esențiali cu o catenă nesaturată și indispensabili din alimentație, deoarece nu pot fi sintetizați în organism și anume:

1. Acidul linoleic

2. Acidul linolenic

3. Acid arahidonic

Se găsește în catină, grăsimea din ficat, în creier, etc. Lipsa acestei vitamine provoacă afecțiuni ale pielii, tulburări digestive, oprirea creșterii, migrene etc. Este întrebuințată în tratamentul eczemelor, al unor forme de acnee și furunculoză [11].

2.5.2 Vitamine hidrosolubile

În categoria vitaminelor solubile în apă intră vitamina B, vitamina PP și vitamina C.

Vitamina B. Vitamina B nu este o substanță unitară, ci un amestec cunoscut sub numele de „complex B” care cuprinde:

Vitamina B1, aneurina sau tiamina;

Vitamina B2 sau riboflavina;

Vitamina B3, B4, B5;

Vitamina B6 sau piridoxina (adermina);

Vitamina B12, cobalamina sau factorul antianemic;

Vitamina PP, nicotinamida sau factorul antipelagros.

Vitamina B1

Vitamina B1 este o vitamină fragilă. Este hidrosolubilă și de aceea cea mai mare parte se pierde la spălarea legumelor. Este de asemenea și puțin rezistentă la temperaturi ridicate atunci când este gătită în apă sau la căldură. Tiamina este foarte sensibilă la căldură și în mediu alcalin, stabilă la lumină și la aer, foarte solubilă în apă și insolubilă în grăsimi. Ea este singura vitamină din complexul B care se inactiveaza la căldură, pregătirea culinară de lungă durata producând pierderi de 30 până la 70 sau chiar 80%. Conservarea cu sare și congelarea păstrează o buna parte din vitamina B1. Tiamina este sintetizată de bacterii și de plante, dar în cantități insuficiente față de nevoile organismului. Ea are acțiunea antagonistă asupra vitaminei A, de protejare a vitaminei C și favorizantă a depunerii glicogenului în ficat, în corelare cu insulina. Administrarea de supradoze de tiamina poate provoca deficit de vitamina B6, precum și pierderi din celelalte vitamine din complexul B, lucru valabil pentru toate vitaminele din acest complex, atunci când oricare dintre ele este administrată singură și pe o perioadă îndelungată. Vitamina B1 prezintă importanța îndeosebi în metabolismul proteinelor și al glucidelor, apoi în funcționarea normală a sistemului nervos central și, cu precadere, a celui periferic, a aparatului digestiv și a glandelor endocrine, în procesul de creștere, în absorbția intestinală a grăsimilor etc. Tiamina (cum mai este numita vitamina B1) favorizează depunerea glicogenului în ficat și accelerează procesul de eliminare a urinei, fiind indispensabilă în transformarea hidraților de carbon în lipide și mijlocind astfel obținerea de surse suplimentare de energie. De asemenea, ea menține sănătos sistemul nervos în totalitatea lui, îmbunatățește tonusul muscular, contribuie la apărarea organismului împotriva infecțiilor. Tiamina este recomandată în tratarea a numeroase afecțiuni, cum ar fi: anorexie, întarzieri în creștere, digestie lentă, tulburări de sarcină și alăptare, colite, stres, iritabilitate, anemie, greață, oboseală generală și convalescență, ateroscleroză, tulburări de ritm cardiac, arsuri, nevrite și polinevrite ("vitamina antinevritică"), beri-beri ("vitamina antiberi-beri"), dureri diferite, hemoragii cerebrale, tromboze, boli infecțioase ale sistemului nervos, insuficiență cardiacă, miocardite ("vitamina inimii"), insuficiențe hepatice, hepatite și ciroze, gută, algii reumatismale, dermatoze etc. Trebuie avut în vedere faptul că tiamina este sinergică cu celelalte vitamine din complexul B (cum sunt și acestea între ele) și că, din pacate, nu este stocată în corp, trebuind deci să fie înlocuită zilnic. Doza zilnică de vitamina B1 pentru un adult este de aproximativ 1,5 mg/zi la o rație alimentară zilnică de 2400 calorii, fie 0,6 mg/1000 calorii absorbite în fiecare zi. Nevoile cresc în cazul gravidității și perioadei de lactație, la sportivi și muncitori, cît și în stări de oboseală cronică. De aceea este important sa ne adaptăm doza în funcție de acești factori [web 3, web 4].

Vitamina B2

Riboflavina este o vitamină din grupa B. Este solubilă în apă și în etanol. Aceasta participă activ în procesele metabolice, formarea anticorpilor, celulelor pielii.

Riboflavina are un rol foarte important și multiplu. Ea intră în constituția unor dehidrogenaze ca FMN și FAD, contribuind la reacțiile de oxidoreducere. Stimulează creșterea organismelor tinere și participă alături de vitamina A în procesul vederii. Se crede ca riboflavina transformă radiațiile cu lungime de undă scurtă în radiații cu lungime de undă mare, care devin astfel perceptibile [11].

Vitamina B2 se utilizează în:

Ariboflavinoză;

Afecțiuni ale pielii;

Anemii;

Ciroze;

Unele afecțiuni ale ochilor, precum cataractă;

Afecțiuni digestive.

Vitamina B6

Cele trei forme principale ale vitaminei B6 sunt piridoxină, piridoxal și piridoxamină, care, în ficat, sunt convertite în piridoxal-5'-fosfat (PLP) – un cofactor în multe reacții ale metabolismului aminoacizilor. PLP este de asemenea necesar pentru reacția enzimatică ce are ca efect eliberarea glucozei din glicogen. Piroluria este o posibilă cauză pentru deficiența de vitamină B6. O supradoză de piridoxină poate cauza o blocare temporară a anumitor nervi, precum nervii proprioceptori; aceasta cauzează, la rândul ei, sentimentul de lipsă a anumitor organe, efect normal pentru pierderea propriocepției. Cel puțin un studiu preliminar a presupus că această vitamină crește veridicitatea viselor sau abilitatea de amintire a lor. Se crede că acest efect datorită rolului pe care îl joacă această vitamină în conversia triptofanului în serotonină. Un studiu a trei baze de date (MEDLINE, EMBASE și Cochrane Library), incluzând doar double-blind randomized controlled trials, a găsit că vitamina B6 are un efect important în comparație cu placebouri în tratarea grețurilor de dimineață, similare cu cele ale ghimbirului. Doza zilnică recomandată variază între 1,3 mg și 2,0 mg, în funcție de vârstă și sex [11].

piridoxina

Vitamina C

Boabele de cătină albă sunt printre cele mai bogate surse alimentare de vitamină C, cu toate că fondul genetic, data recoltării, condițiile de creștere, depozitarea și prelucrarea poate afecta foarte mult concentrațiile sale și starea de oxidare. În general, conținutul de vitamină C scade în timpul maturării fructelor. Funcțiile fiziologice ale vitaminei C derivă din activitatea de antioxidant puternic și acțiunea sa ca un cofactor esențial pentru multe enzime. Acesta poate reglementa exprimarea anumitor gene, afectează adeziunea monocitelor la endoteliul și agregarea trombocitelor și leucocitelor, printre alte funcții.

Suplimentarea cu vitamina C poate avea efecte benefice asupra răcelii comune în anumite subpopulații [3,11].

Acid ascorbic

Acid dehidroascorbic

2.6 Fitosteroli

Conținutul total de steroli al uleiurilor din semințe de SSP H. rhamnoides. rhamnoides și sp. sinensisa fost raportată de către Yang și Colab ca fiind 1.2 – 2.3%. Conținutul total de sterol în uleiurile din pulpa fructelor de SSP. rhamnoides și sinensis variază între 1.0 – 2.9%. Sitosterolul constituie aproximativ 60 – 80% din cantitatea de steroli totală din toate uleiurile extrase utilizând metoda cloroform-metanol. Principalul sterol a fost întotdeauna β-sitosterol.

Fitosteroli și esteri de fitosterol au un efect asupra colesterolului, cel mai probabil, deoarece acestea pot interfera cu absorbția colesterolului. β-sitosterol are efecte anti-inflamatorii în celulele endoteliale aortice umane în vitro [3,12,13].

β-sitosterol

3. Metode de extracție

3.1 Metoda Soxhlet

Cea mai cunoscută tehnică de extracție solid-lichid poartă numele de tehnică Soxhlet, care se efectuează practic într-un aparat de extracție cu același nume. (Fig.3.1)

Această metodă se bazează pe o diferență mare dintre punctele de fierbere ale solventului și cele ale analiților extrași. Pe baza acestei proprietăți extrasul este adus la o temperatură de fierbere a solventului, care va condensa într-un refrigerent și va reveni în cartușul care conține proba de extras. Prin realizarea mai multor cicluri de extracție, randamentul procesului poate fi controlat astfel încât randamentul de extracția să fie maxim.

Practic, procedurile de extracție Soxhlet trebuie să cuprindă următoarele etape:

– uscarea corespunzătoare a probei, dar astfel încât să nu se piardă din cantitatea de analit din probă;

– mărunțirea acesteia (de obicei prin mojarare) pentru asigurarea unui contact cât mai bun între matricea probei și solvent;

– estimarea volumului probei (în mL);

– alegerea cartușului de extracție (se pot folosi cartușe mici, intermediare și cu volum mare de extracție);

– alegerea solventului potrivit pentru extracție, astfel încât acesta să dizolve cât mai selectiv analiții de interes față de alți componenți din matricea probei;

– estimarea volumului de solvent utilizat pentru extracție, la care se ține cont și de volumul probei extrase;

– estimarea timpului de fierbere și de extracție;

– efectuarea procedurii propriu-zise de extracție, care are o durată în funcție de numărul ciclurilor de extracție și a timpului unui ciclu;

– stoparea procedurii se face atunci când analiții sunt extrași cantitativ, iar o parte a solventului evaporat va rămâne condensat în cartuș (în felul acesta concentrarea este asigurată printr-un volum mai mic de solvent în balonul în care se culege acesta);

– analiza conținutului extrasului printr-o tehnică analitică adecvată.

Randamentul de extracție este estimat pe amestecuri sau probe sintetice (cu matricea cât mai apropiată de cea a probei de analizat), în care se cunoaște cantitatea de analit adăugată, manalit (proba). După determinarea cantității de analit din solventul utilizat în extracție, manalit (solvent), randamentului de extracție este dat de relația simplă:

Extracția Soxhlet se aplică, de regulă, probelor solide sau ″semisolide″. Probe de analizat, precum plante sau părți din ele, țesuturi animale, sol, cărbune și șisturi sunt mai întâi mărunțite și aduse într-o formă de pulbere foarte fină pentru a mări suprafața de contact în procesul de extracție. Analiții extrași se vor concentra în balonul în care se află solventul de extracție [web 5].

Două inconveniente principale pot totuși interveni în cadrul tehnicii de extracție Soxhlet. Primul se referă la faptul că extractul este expus pe tot parcursul procesului la temperatura de fierbere a solventului, care dacă este foarte ridicată, poate afecta unii analiți din probă, labili din punct de vedere termic. Al doilea inconvenient îl constituie concentrația mică în final datorită cantității mari de solvent utilizată; o parte din solvent ar putea fi înlăturată prin antrenare cu un curent de gaz inert, dar acesta poate antrena pe lângă solvent și o parte din analiții extrași în el. Utilizarea de solvenți cu puncte de fierbere foarte joase poate înlătura aceste două inconveniente.

Dacă se introduce un extractor Soxhlet într-o cameră de presiune ridicată, astfel încât presiunile din interiorul și exteriorul extractorului sunt egale, atunci se pot utiliza lichide cu puncte de fierbere mici, precum freon 12 (CCl2F2), amoniac sau chiar bioxid de carbon. Avantajele acestei variante sunt în general date de cele atribuite extracției în fluide supercritice. Figura 3.1 prezintă componentele de bază ale extractorului Soxhlet [web 5].

Fig.3.1 Componente de bază ale extractorului Soxhlet

3.2 Antrenarea cu vapori

Majoritatea uleiurilor volatile produse industrial, se obțin prin antrenarea cu vapori de apă. Toate componentele unui ulei volatil au puncte de fierbere superioare celui al apei, dar au volatilități ridicate la temperaturi inferioare temperaturii de fierbere. Ca urmare acestea pot fi ușor antrenate cu vapori de apă la temperaturi inferioare punctului lor de fierbere. Insolubilitatea în apă și densitatea lor diferită facilitează separarea.

Antrenarea uleiului volatil este precedată de difuzia lui din celulele vegetale la suprafață. Ca și în cazul uleiurilor vegetale, durata acestui proces depinde de natura materiei prime și este determinantă pentru durata întregului proces. Difuzia are loc mai ușor din plante verzi decât din cele uscate, din flori decât din rădăcini, semințe sau lemn. Pentru a ușura extracția, materiile prime sunt în prealabil tocate, zdrobite sau măcinate. Cea mai mare parte dintre plantele aromatice se prelucrează în stare proaspăta. Uscarea duce la o evaporare parțiala a uleiului volatil ca urmare a evaporării acestuia. Plantele trebuie prelucrate într-un timp cât mai scurt după recoltare întrucât procesele fermentative influențează negativ calitatea uleiului. Materiile prime vegetale ca: semințe, unele fructe, rădăcini, cu conținutul scăzut de apă se pot păstra timp îndelungat înainte de prelucrare, fără a afecta calitățile uleiului volatil. În cazul rizomilor de iris, procesele enzimatice care au loc în timpul păstrării duc la eliberarea componentelor aromate ale uleiului volatil din alte combinații chimice. În funcție de condițiile de lucru se cunosc patru variante de antrenare cu vapori de apă: la foc direct, în curent de vapori, cu abur sub presiune și la presiune redusă [14].

3.2.1. Antrenarea la foc direct

Antrenarea la foc direct este cel mai vechi procedeu de extragere a uleiurilor volatile, care este aplicat și astăzi. Acesta coexistă cu procedeele moderne deoarece oferă, în anumite cazuri, unele avantaje. Este aplicat în Spania pentru obținerea uleiului de lavandă, lavandin, rosmarin și cimbru, respectiv în Bulgaria pentru obținerea uleiului de trandafir.

Instalația are ca și componentă principală un recipient metalic, (capacitate aproximativ 1000 l), al cărui capac curbat face corp comun cu conducta de evacuare a vaporilor. La cealaltă extremitate a gătului de lebăda se cuplează o serpentină răcită cu apă, condensul colectându-se într-un vas florentin (separator de faze). Conducta are o forma aparte și o porțiune care se micșorează pe măsură ce se îndepărtează de capac, ceea ce a făcut sa fie numita gât de lebădă.

După ce materialul vegetal a fost introdus în cazan, se acoperă cu apă și se montează capacul. Se încălzește până la fierbere, drept combustibil folosindu-se și deșeurile vegetale uscate rezultate din extracțiile anterioare. Vaporii de apa și uleiul volatil se răcesc parțial în gâtul de lebădă și se condensează în serpentine de racier. Condensul se acumulează în vasul florentin unde uleiul volatil se separă deasupra sau dedesubtul stratului apos, după cum densitatea lui este mai mică sau mai mare ca a apei. În vas se menține un nivel constant de lichid, excesul de apă condensată evacuându-se printr-un tub lateral. În timpul antrenării tubul de golire este închis. De obicei apa obținută din condensare conține cantități mai mari sau mai mici de ulei dizolvat și, pentru a micșora pierderile de substanță, apa se recirculă în cazan, la o noua șarja (procedeu denumit cohobatie)

Procedeul are o serie de dezavantaje printre care:

– operațiile de încărcare a materiei prime și descărcare a acelei epuizate se fac manual;

– contactul direct al materialului vegetal cu pereții supraîncălziți ai recipientului duce la o degradare parțiala a uleiului volatil;

– timp îndelungat pentru atingerea temperaturii de fierbere a apei;

– pe peretele cazanului se depun săruri (din apă) reducându-se coeficientul de transfer termic.

Aceste inconveniente pot fi diminuate fie prin încărcarea materiei vegetale în coșuri metalice perforate, fie prin introducerea în interiorul cazanului a unei plăci perforate care susține încărcătura. Pentru antrenarea uleiurilor sensibile provenite din flori, acestea se încărcă într-o coloana dispusă între capac și gâtul de lebădă ceea ce face ca materia vegetală sa fie numai traversată de vapori generali în situ. Are loc o antrenare cu vapori la presiune normală fără contact cu apa de fierbere [14].

3.2.2 Antrenarea în curent de vapori

Antrenarea în curent de vapori este cel mai utilizat procedeu de obținere a uleiurilor volatile în care aburul este generat într-o instalație anexă. Se asigură astfel o temperatură uniformă și posibilitatea unui control eficient al debitului de vapori. Simultan se evită degradarea uleiului volatil datorită contactului direct al plantei cu pereții supraîncalziți ai extractorului. Sunt instalații de mare capacitate în care se încarcă câteva tone de materie prima.

Materialul vegetal este dispus la partea superioară a antrenorului fiind susținut fie de un fund perforat, fie de un coș metalic perforat. Antrenarea în curent de vapori se poate efectua atât cu abur direct (mai rar) cât și cu abur indirect. Aburul direct se introduce la partea inferioară a recipientului printr-un distribuitor (spirală perforată). La încălzirea cu aburul indirect, agentul termic circulă într-o manta și asigură vaporizarea unei cantități de apa ce se introduce în vasul de antrenare odată cu materia primă. Materialul vegetal intră în contact numai cu vaporii de apă generați în antrenor ceea ce asigură o încălzire treptată. Separarea se realizează cu vase Florentine modificate pentru a prelungi timpul de staționare și a asigura o separare mai bună a uleiului volatil. Pentru a diminua pierderile cauzate de dizolvarea parțiala a uleiului volatil în apa de antrenare, în cele mai multe cazuri se recirculă în antrenor apa separată în vasele Florentine [14].

3.2.3 Antrenarea cu abur sub presiune

Procedeul este o variantă a antrenării cu abur direct în care aburul este introdus în antrenor la o presiune mai mare decât cea atmosferică. De obicei, nu se depășește o presiune de 0.25 MPa. Utilajele sunt similare cu cele descrise în paragraful anterior, fiind însă calculate să reziste la presiune și echipat pentru lucrul sub presiune (supapa de siguranță și manometru). Condensatorul este dimensionat pentru un debit mai mare de vapori. Printr-un montaj special al coșului interior se asigură trecerea aburului prin materia primă vegetală.

Deși acest procedeu prezintă unele avantaje, cum ar fi scurtarea timpului de antrenare, extracția avansată a uleiului volatil, inclusiv a componenților mai greu antrenabili și economie de energie, aplicarea lui este limitată la anumite tipuri de uleiuri, foarte stabile termic, care suportă acțiunea severă a aburului sub presiune. Este avantajos în cazul unor uleiuri sărace în hidrocarburi monoterpenice și compuși ușor volatili, dar bogate în sesquiterpenoide, cum ar fi uleiurile din lemn, scoarță, rădăcini și anumite ierburi uscate, căci în aceste cazuri, fără să se degradeze compoziția uleiului, se poate scurta considerabil durata procesului [14].

3.2.4 Antrenarea la presiune redusă

Uneori la antrenarea în curent de vapori au loc modificări chimice ale uleiului volatil. Este cazul uleiurilor care conțin compuși labil termic sau care hidrolizează în prezența apei. În aceste cazuri se preferă operarea la presiune redusă și, implicit, la temperaturi mai scăzute. Procedeul este o variantă a antrenării în curent de vapori cu abur indirect. În sistem se realizează un vid slab de ordinul a câtorva sute de mm Hg, care face ca apa din antrenor să se vaporizeze la temperaturi inferioare temperaturii normale de fierbere. Depresiunea din vasul de antrenare se corelează cu natura materiei prime prelucrate.

Avantajele procesului sunt următoarele:

– economie de energie;

– antrenarea are loc fără contact cu aerul, evitându-se astfel eventualele procese

oxidative;

– o puritate mai mare a uleiului volatil deoarece unele substanțe nespecifice

(cumarine, furocumarine, flavonozide), care, la presiune normală, au puncte de

fierbere apropiate de cele ale componentelor uleiului volatil, nu sunt antrenate;

– separarea integrală a acelor componenți ai uleiului volatil care la presiune

normală suferă descompuneri parțiale sau totale.

Deși între procedeele de antrenare a uleiurilor volatile nu sunt diferențe semnificative, aplicarea lor diferențiată conduce la randamente sporite și, mai ales, la o calitate superioară a uleiului volatil. Prezența apei, a aerului, și temperatura de operare influențează în mai mică sau mai mare măsură, calitatea produselor. Factorii care întrețin procesele de hidrodifuzie, hidroliză, oxidare, polimerizare și descompunere, sunt prezente în toate procedeele de antrenare aplicate, însa ponderea acestora diferă de la procedeu la procedeu.

Atunci când aburul se generează in situ în vasul de antrenare se introduce apă; ca urmare poate avea loc o dizolvare totală a uleiului volatil în apa introdusă sau numai a unei părți în acesta – componenții cu solubili. Solubilizarea este favorizată de operarea la temperaturi înalte. O limitare a hidrodifuziei se obține prin antrenare cu abur direct în vase cu izolație termică bună, în care condensarea vaporilor în interiorul vasului de antrenare este redusă la minim.

Hidroliza afectează în primul rând acele uleiuri volatile bogate în esteri care, în prezența apei și la temperaturi ridicate, se scindează în acizi și în alcooli. Acest proces poate avea loc la antrenare în prezența apei, în timp ce în procedeele de antrenare în current de vapori, cu abur direct și cu abur sub presiune, acest proces este diminuat ca urmare a reducerii timpului de contact.

Procesele de oxidare, polimerizare și descompunere sunt favorizate de prezența aerului și de o temperatură ridicată a aburului. În general sunt supuse acestor modificari hidrocarburile nesaturate monoterpenice. O încalzire treptată a materialului vegetal, prin mărirea treptată a debitului de abur sau a presiunii, asigură antrenarea acestor compuși la temperaturi suficient de joase pentru a evita descompunerea lor termică sau prin procese de oxidare și polimerizare. Procesele chimice distructive sunt diminuate considerabil în antrenarea la presiune redusă. Există cazuri când antrenarea uleiului esențial este precedată de un proces fermentativ sau când antrenarea se efectuează dintr-un mediu slab acid, pentru a asigura eliberarea unor componenți ai acestuia din compușii neantrenabili (glicozide, proazulene etc.) care îl conțin [14].

3.3. Extracție pe grăsimi animale

Utilizarea grăsimilor ca mediu de extracție a substanțelor odorante din flori este o tehnică folosită exclusiv în obținerea uleiurilor volatile utilizate în parfumerie. Procedeul are la bază solubilitatea uleiurilor volatile în grăsimi și afinitatea grăsimilor pentru mirosuri.

Extracția cu grăsimi animale restituie cel mai fidel mirosul florilor, extracția parfumurilor având loc fără alterarea compoziției naturale. Procedeul se aplică pentru separarea odorantelor foarte sensibile și care se găsesc în flori în cantități atât de mici încat antrenarea cu vapori este exclusă. Extracția cu grăsimi animale se poate efectua la rece și este denumită enfleurage sau la cald ( macerație ) [14].

3.3.1 Enfleurage-ul

O variantă a acestui procedeu – extracția materiilor prime odorante din flori proaspete pe semințe de plante oleoginoase – se aplică în Asia încă din sec. al IX–lea. Enfleurage-ul pe semințe de susan se practică și azi în India: semințele decorticate se așează în straturi alternative cu florile. După 10 – 12 ore, florile se separă și se înlocuiesc cu altele proaspete. Operațiunea se execută de cel puțin 15 ori, până la saturarea uleiului conținut în semințe cu principii odorante. În final semințele sunt presate, obținându-se un ulei aromat – aprox 100 Kg ulei parfumat din 500 Kg flori. Deoarece odorantele sunt extrase parțial, florile separate sunt supuse unei a doua extracții din care rezultă în final un ulei parfumat de calitate inferioară.

Enfleurage-ul pe grăsime animală se aplică în Franța începând din sec al XIX–lea. Procedeul este laborios, în prezent fiind folosit numai atunci când alte procedee nu dau rezultate satisfacatoare.

Extracția se face cu un amestec de untură de porc și seu de bovine numit pomade. Grăsimile se amestecă în proporții care conduc la obținerea unei anumite consistențe a pomadei. Dacă aceasta este prea dură, extracția decurge cu randament scăzut în timp ce florile aderă la o pomadă prea moale.

În majoritatea cazurilor, untura de porc reprezintă 65 – 70 %. Pomada se purifică prin adaus de alaun care determină coagularea albuminelor și separarea acestora în timpul topirii. Pentru a preveni răncezirea se adaugă rășină de benzoe sau un alt antioxidant (hidrochinona, acid ascorbic, tocoferol ). Pomada se întinde în strat subțire pe suprafața unei bucăți de sticlă prinsă într-o lamă de lemn și numită “chassis” iar florile proaspete se așează pe fața superioară a ramelor. Acestea se suprapun ceea ce face ca în fiecare strat de flori să se găsească între două suprafețe cu pomade.

O încarcatura de flori de iasomie se menține pe rame de la 16 la 48 ore, iar una din tuberose de la 48 la 72 ore, după care este reînnoită cu alta din flori proaspete. Operația se repetă până când grăsimea se saturează cu ulei volatil, moment în care se înmoaie, este detașată de pe ramă și înlocuită cu un strat nou. Pomada saturată cu ulei volatil este înmuiată la cald, filtrată și depozitată la rece. Uleiurile volatile rămase în florile descărcate se recuperează prin extracție cu benzen sau eter de petrol. După distilarea solventului se obține un concret de chassis (3 – 3.5 % din cantitatea de flori supuse extracției) care are un conținut mare de grăsimi provenite din pomade. Clasificarea pomadelor se face în funcție de numărul de sarje de flori proaspete încarcate până la epuizare (exemplu de pomade de flori de iasomie nr. 36 provine din 36 sarje successive de flori de pe aceeași ramă ). Pomada este extrasă ulterior cu alcool, obținându-se concretul de pomade.

3.3.2 Macerarea

Macerarea este un procedeu de obținere a uleiurilor volatile prin imersarea materialului vegetal în grăsimi sau uleiuri încalzite la 50 – 70 grade Celsius. Amestecul de grăsimi folosit conține 40 – 50% untură de porc, restul seu de bovină. Materialul vegetal este menținut în amestecul de grăsimi 1-2 ore, după care este înlocuit cu o nouă cantitate. Operațiunea se repetă de 10-15 ori, după care extracția materiei prime devine incompletă datorită saturării grăsimii cu odorant. Cu aceeași cantitate de grăsimi se pot extrage o cantitate de 5-10 ori mai mare de produs vegetal. Pentru macerare se poate utiliză și uleiul de vaselină, dar cantitatea de material extrasă, raportată la cantitatea de ulei, este mult mai mică (2:1) datorită puterii absorbante mult mai reduse a acestuia. Materialul vegetal epuizat se îndepartează din pomade sau ulei prin filtrare la cald sau centrifugare, iar grăsimea reținută în plante se recuperează prin presare. Odorantele se extrag din pomade de macerare cu alcool.

În ultimul timp, macerarea se aplică pe o scară tot mai mare, o parte din materiile prime vegetale care altadată se prelucrau prin enfleurage fiind extrase prin macerare (flori de trandafiri, portocali, narcise, violete ). Parfumurile obținute prin macerare sunt mai bogate și mai armonioase decât cele obținute prin extracție cu solvenți volatili [14].

3.4 Extracția uleiului de cătină

Există 4 metode principale de extracție ale uleiului de catină:

– Presare

– Cu solvenți

– Macerare (Extracție apoasă)

– cu CO2

Prima metodă (Presarea) are un randament foarte scăzut (aprox 20%) dar prezintă avantajul obținerii de produse sănătoase, fără reziduu, printr-un tratament termic blând (sub 60 grade celsius). Însă culoarea uleiului este închisă, iar condițiile aseptice nu pot fi garantate.

Cea de-a doua metodă respectiv extracția cu solvenți se folosește când se dorește obținerea unui randament de extracție al uleiului de aproape 100% ( conținutul de ulei reziduu să fie sub 2%). Temperatura de extracție este de 45 – 60° C. Uleiul obținut prezintă proprietăti atractive, este clar, cel din semințe are o culoare galben strălucitoare iar cel din pulpă este roșu aprins. Dezavantajul major al acestei metode este reprezentat de reziduurile de solvent din ulei afectează calitatea acestuia.

Extrația apoasă se bazează prin insolubilitatea uleiului în apă. Este un proces ce constă în macerarea fructelor urmată de centrifugare. Nu se extrage ulei din semințe, iar randamentul extracției din pulpă este scăzut. În schimb culoarea și aspectul uleiului sunt atractive.

Extracția cu fluide supercritice

Extracția cu CO2 este una din noile tehnologii dezvoltate recent, care controlează CO2 în faza supercritică între lichid și gaz. În acest punct sunt mai ușor de extras toate componentele din semințele de cătină. Sunt eliminate dezavantajele menționate la celelalte 3 metode, această metodă fiind una cu un randament de extracție ridicat și fără reziduu în ulei. Componentele semințelor și fructelor de cătină nu sunt afectate în cursul acestui process, de asemenea calitatea produsului poate fi asigurată, dar există o poluare a mediului. Deoarece uleiul este obținut sub presiune, CO2-ul conținut în ulei va fi separat și va juca rolul de protecție prin separarea aerului de ulei.

Datorită caracteristicilor fizice ale CO2 -ului având în același timp proprietăți de lichid și de gaz sub o anumită temperatură și presiune critică, viteza de extracție a uleiului cu CO2 supercritic crește de 100 de ori în comparație cu un solvent obișnuit, iar randametul extracției crește simțitor. Extracția și separarea diferitelor componente poate fi facută prin reglarea presiunii și a temperaturii. Când presiunea și temperatura revin la normal, CO2 aflat acum în stare gazoasă va fi separat mai usor de ulei.

Comparând cele 4 metode de extracțe ale uleiul de cătină obtinem date referitoare la extracție și calitatea uleiului obținut (bogăția în componente nutritive) [web 6, 15].

Tabel 3.4.1 Compararea uleiurilor obținute prin diferite metode de extracție

3.5 Reacții de identificare a componentelor din uleiul de cătină

a) Identificarea vitaminelor liposolubile se realizează prin cromatografie în strat subțire.

Reactivi:

– adsorbant: silicagel;

– developant: ciclohexan – eter etilic (7:3);

– reactivi de identificare : acid sulfuric conc.

– soluții de referință : β –catoten, vitamina E, vitamina D2, cloroform 0,1%

Mod de lucru: reziduul obținut la determinarea substanțelor nesaponificabile se dizolvă în 5 ml cloroform (soluție cca. 2%). Se aplică pe placa cromatografică câte 0,02 ml din soluțiile de referință și din soluțiile de analizat. Placa se introduce în vasul de cromatografie și se lasă ca frontul solventului să parcurgă o distanță de cca 15 cm. Se usucă placa la temperatura camerei și se pulverizează cu reactivul de identificare. Pe cromatogramă pot apărea pete corespunzătoare tuturor vitaminelor liposolubile:

– β-caroten pete de culoare albastră Rf ~0,85-0,90;

– vitamina E pete de culoare galbenă la Rf ~ 0,8;

– vitamina D2 pete de culoare brună la Rf ~ 0,34;

Uleiul trebuie să conțină cel puțin două vitamine liposolubile. Vitamina F se identifică prin gaz – cromatografie [web 6, 15].

b) Determinarea metalelor grele se efectuează prin reziduu de la calcinare tratat și completat la 10 ml. Se compară cu 10 ml soluție etanol (0,001 mg Pb/ml). [15]

c) Determinarea acizilor grași prin cromatografie de gaze

Reactivi:

– benzen;

– reactiv de metilare: hidroxid de tetrametilamoniu;

– etaloane de acizi grași (sub formă de esteri metilici).

Aparatura:

– cromatograf HRGC-5300;

– coloană SP- 2340, 30m * 0,32mm *0,2μm film tickness;

– detector de ionizare în flacără;

– integrator Chrom-Juet Sectra Physics

– seringă 10 μl.

Program de temperatură:

– inițial 70oC (2 min ) cu o creștere de 5oC/minut până ce se ajunge la 180oC (20 min).

– temp. injector 220oC;

– temp. detector 230oC;

– gaz purtător hidrogen, debit 1 ml/min;

– cantitate injectată 0,2*0,6*0,2 μl (0,2 μl reactiv de metilare, 0,6 μl proba);

– raport de splitare 20:1, atenuare 102 * 23.

Mod de lucru: Se ia o cantitate de 0,1000 – 0,1500 g ulei de cătină și se adaugă 1 ml de benzen într-un flacon cu dop. După omogenizare, se preia în seringă un volum de 0,6 μl din reactivul de metilare. Între reactivul de metilare și probă se lasă perne de aer cca 0,5 μl. Proba se injectează la 220oC, cu acul fierbinte (după introducerea acului în injector, se lasă 5 sec. pentru atingerea temperaturii după care se injectează rapid). Pentru etaloanele de esteri metalici ai acizilor grași (C14-C20) se injectează direct, în cantitatea de 1 μl folosind același program de temperatură ca și proba.

Identifcarea esterilor metilici ai acizilor grași se face prin compararea timpilor de retenție. S-au pus în evidență cca. 10 picuri corespunzătoare acizilor grași din uleiul de cătină dintre care s-au identificat: acid palmitic, acid palmitoleic, acid stearic, acid oleic, acid linoleic, acid linolenic și acid arahic. Restul picurilor nu au fost identificați. Calculul se realizează prin metoda ariilor (metoda normalizării), astfel:

unde: Ci este concentrația % de esteri metilici acid gras/total esteri metilici acizi grași;

ACi este aria de ester metilic al acidului gras i;

Ʃ A este suma ariilor tuturor esterilor metilici ai acizilor grași din probă.

Din punct de vedere cantitativ conținutul în acizi grași în probă trebuie să fie de:

– acid palmitic cca. 30%;

– acid palmitoleic cca. 14%;

– acid stearic cca. 3%;

– acid oleic cca. 30%;

– acid linoleic cca. 3%;

– acid linolenic cca. 2%;

– acid arahic cca. 2%;

– acizi neidentificați cca. 16% [15].

d) Determinarea conținutului de acizi grași

Pentru a extrage conținutul de lipide folosim 20 ml de cloroform. Acizii grași sunt transesterificați cu 10 ml metanol si 1 ml HCl pentru 2 ore pe o baie de apă. Acizii grași sunt separați folosind hexane (2 ml de 3 ori). Folosind nitrogen, conținutul unei tub a fost concentat la volumul cerut, care a fost aproximativ 150 – 300 µl. Eterii metil ai acizilor grași au fost cromatografiați în coloane de sticlă de 50 m x 0.25 mm. Analiza este făcută cu ajutorul unui cromatograf de gaze care conține un detector de ionizare. Temperatura injectorului și detectorului este 250 0 C și 2600 C. Nitrogenul a fost folosit ca și gaz purtător. Acizii grași separați sunt identificați folosind un amestec standard de acizi grași cunoscuți. Cantitățile diferiților acizi grași sunt prezentate în procentaje din cantitatea lor totală. Estimările sunt făcute pe baza unui program SPSS [web 6, 15].

d) Determinarea conținutului în carotenoizi totali exprimați în β-caroteni

Reactivi:

– benzen;

– substanța de referință β-caroteni.

Mod de lucru: se cântăresc 0,3000 – 0,4000 g ulei de cătină și se aduce cu benzen într-un balon cotat de 100 ml. Se aduce la semn tot cu benzen. Soluția astfel obținută se citește la un spectrofotometru în VIS măsurânde-se valoarea extincției la lungimea de undă de 460 ± 2nm față de benzen ca martori. În paralel se fac soluții de β-caroten în benzen de concentrații 1; 1,5; 2; 2,5 și 3 μg β- caroten/ml. Se citesc tot în VIS notându-se valorile extincțiilor corespunzătoare la lungimea de undă de 460 ± 2nm. Se trasează curba etalon și se determină panta. Concentrația de carotenoizi totali exprimați în β-caroteni din probă se calculează cu relația:

unde: Ep este extincția pentru probă;

m este panta curbei de β-caroten (0,208);

g este cantitatea de ulei de cătină luat în lucru [web 6, 15].

e)Extracția vitaminei C din produse vegetale

Acidul ascorbic este solubil în apă (33 g/100 ml), alcool etilic (3,5 g/100ml), glicerină (1 g/100 ml) și este practic insolubil în solvenți organici. În stare solidă este destul de stabil. În soluție este stabil numai la un pH=4 în lipsa oxigenului. La pH=7 și în prezența aerului se distruge rapid datorită oxidării. Temperatura și metalele grele în concetrații foarte mici distrug întreaga cantitate de vitamină C existentă în soluție. Este o substanță radiosensibilă și de aceea radiațiile UV și de altă natură distrug rapid vitamina C.

Reactivi: – acid metafosforic 2%

– nisip de cuarț

– material vegetal

Mod de lucru. O cantitate de 2-10 g din material vegetal se mărunțește bine cu un cuțit de inox și se tratează într-un mojar cu 25 ml de acid metafosforic 2%. Se adaugă un vârf de cuțit de nisip de cuarț pur (fără urme de fier) și se încălzește ușor la 60 0 C frecând bine totul pentru omogenizare. Extractul obținut se filtrează și se repetă extracția de 3 ori cu câte 25 ml acid metafosforic 2%. Filtrele reunite se aduc la un volum de 100 ml într-un balon cotat [15,16].

e.1 Identificarea vitaminei C

Vitamina C prezintă o serie de reacții comune cu glucidele: se transformă în derivați furfurolici, dă reacții de reducere, formează osazone.

În soluții diluate este un acid destul de tare, care poate descompune carbonații cu degajare de CO2. Sarea de sodiu (ascorbatul de sodiu) este solubilă în apă și alcool, dar sarea de plumb este solubilă în apă și insolubilă în alcool. De aceea ascorbatul de plumb se folosește la separarea vitaminei C din soluții.

Reactivi:

-vitamina C

-clorură ferică

-sulfat feros

-tetraclorură de titan

-acid azotic 10 %

-azotat de argint 5 %

-amoniac 20 %

-hârtie de diclorfenol-idofenol

Mod de lucru.0,5 ml soluție de vitamină C se introduc într-o eprubetă și se adaugă câteva picături de clorură ferică diluată. Apare o culoare violetă, caracteristică enolilor. Peste 0,5 ml soluție de vitamină C se adaugă câteva picături de soluție diluată de sulfat feros. Apare o culoare albastru violetă. Dacă peste 0,5 ml soluție de vitamină C se adaugă câtevă picături de soluție de TiCl4 apare o culoare roșie. 0,5 ml soluție de vitamină C se amestecă cu 0, 5 ml acid azotic 10 %, apoi se picură soluție de azotat de argint. Apare un precipitat cenușiu. Peste 1-2 ml soluție de azotat de argint se adaugă amonic în picături pănâ la formarea hidroxidului de diaminoargint (se dizolvă precipitatul format inițial). Se adaugă apoi 1 ml soluție de vitamină C și se încălzește. Se formează oglinda de argint, strălucitoare. O picătură de zeamă de fructe se lasă să cadă pe o hârtie albastră de diclorfenol-indofenol. Se formează o pată albă având în jurul ei un inel roșu care indică prezența vitaminei C conținută în fructul respectiv [15,16].

e.2 Dozarea vitaminei C cu 2,6-diclorfenol-indofenol

Una dintre metodele cele mai utilizate de dozare a vitaminei C se bazează pe reacția de reducere a 2,6-diclorfenol-indofenolului în mediu acid. Reactivul are culoare albastră violetă și prin reducere se decolorează. Au loc reacțiile:

Reactivi: extract de vitamină C

2,6- diclorfenol-indolfenol N/1000

Soluția de 2,6- diclorfenolindolfenol N/1000 se obține prin dizolvarea a 0,268 g sare de sodiu a lui în 100 ml apă distilată la 50 0 C și se aduce la volumul de 1000 ml de apă distilată într-un balon cotat. Factorul soluției se stabilește cu acid ascorbic pur.

Mod de lucru. Se iau 15 ml din extractul apos de vitamină C și se titrează cu soluție de diclorfenol-indofenol N/1000 folosind o microbiuretă, până la apariția culorii roz. Se poate titra și invers: se măsoară exact, cu biureta, un volum de soluție de diclorfenol-indofenol și se titrează cu acid ascorbic (vitamina C). În acest caz virajul este de la albastru la roz și este mai ușor vizibil. Acest fel de titrare este preferabil în cazul soluțiilor colorate de vitamină C. Calcularea rezultatului se face după formula:

mg vitamin C/100 g =

în care V- volumul de reactiv folosit la titrare

v- volumul total de extract (100 ml în cazul rețetei)

v1- volumul de extract folosit la titrare (15 ml )

masa materialului vegetal luat în luru (2 – 10 g) [15,16].

e.3 Dozarea vitaminei C prin metoda iodometrică

Vitamina C este oxidată de către iodul pus în libertate din iodatul de potasiu. Reacțiile care au loc sunt:

KIO3 + 5KI + 6HCl 3I2 +6HCl + 3H2O

Reactivi: iodat de potasiu N/1000

KI 1%

HCl 2%

amidon 1%

material vegetal sau extract cu vitamină

Prepararea soluției de iodat de potasiu N/1000 la balanța analitică se cântărește exact 0,356 g KIO3 care se dizolvă în apă distilată într-un balon cotat de 1000 ml și se aduce la semn. Din această soluție se iau 100 ml, se introduc într-un alt balon cotat de 1000 ml și se aduce la semn cu apă distilată. Soliția de HCl 2% se obține prin dizolvarea a 48 ml HCl concentrat într-un cilindru gradat și aducerea volumului la 1000 ml de apă distilată.

Mod de lucru. În funcție de conținutul presupus de vitamină C, se ia o probă de material vegetal de 5 – 15 g și se mojarează cu 50 ml HCl 2%. După ce s-a mojarat bine se lasă 10 – 15 minute pentru extracție, se trece conținutul cantitativ într-un balon cotat de 100 ml și se aduce la semn cu HCl 2%. Se agită și se filtrează imediat. Din extractul acid de vitamină C se iau 5 ml și se introduc într-un flacon conic de 100 ml, se adaugă 5 ml apă distilată, 3 ml soluție KI 1% și 2 ml amidon 1 %. Se titrează imediat cu o soluție de iodat de potasiu N/1000 proaspăt preparată, folosind o microbiuretă. Titrarea este terminată la apariția culorii albastre persistente. În paralel se execută o probă martor în aceleași condiții folosind în locul extractului de vitamină C, 5 ml din soluția de HCl 2%. În mod normal proba martor treuie să se albăstrească la prima picatură.

Calcularea rezultatului, respectând rețeta dată, se face după formula:

mg vitamin C/100 g produs =

în care V= diferența dintre volumul soluției de iodat folosit la titrarea probei active și cel folosit la titrarea probei martor, iar a= masa probei vegetale luată la analiză [15,16].

Tabel 3.5.2 Conținutul în vitamină C al unor produse (mg/100 g)

4.Metabolismul constituenților din uleiul de cătină

4.1 Metabolismul acizilor grași

4.1.1 Degradarea oxidativă a acizilor grași

Acizii grași formati prin hidroliza trigliceridelor exogene sau endogene eliberează energia chimică potențial înmagazintă în catenele lor hidrocarbonate prin ardere completă la CO2 și H2O.

Arderea acidului palmitic are un efect energetic ridicat:

∆G= -2340 kcal

Arderea acizilor grași în organismele vii este cuplată cu sinteza de ATP, randamentul global al procesului fiind de aproximativ 40 %. Oxidarea completă a unui acid gras are loc în trei etape. Prima reacție cea de β-oxidare, este caracteristică catabolismului acizilor grași, în timp ce celelalte, ciclul acizilor tricarboxilici și lanțul respirator sunt căi oxidative terminale comune pentru toți compuși energogeni (glucide, lipide, proteine).

În etapa de β-oxidare molecula de acid gras suferă un atac oxidativ la atomul de carbon din poziția β, urmat apoi de desprinderea unui fragment cu doi atomi de carbon sub formă de acetil-CoA. Prin repetarea de mai multe ori a secventei β-oxidative, acidul gras este transformat în n/2 molecule de acetil-CoA. În această etapă, pe lângă acetil-CoA, sunt labilizați atomi de hidrogen și transferați pe coenzime.

Acizii grași care urmează a fi degradați prin β-oxidare, precum și compușii intermediari, care am văzut că apar în cursul acestei degradări, nu participă în diversele etape ale reacțiilor sub formă liberă, ci cuplați cu coenzima A, formând cu acesta acil-derivați ai CoA (acil-CoA) și care reprezintă “forma activă” a acestor componente. Prin conversiunea în derivat de CoA, acidul gras este activat astfel încăt poate fi desfăcut într-un fragment acil, conținând 2 C mai puțin decât acidul de plecare. Fragmentul acil, la rândul său, apare sub formă activă de acil-CoA, deci capabil de a fi supus imediat aceluiași mecanism de degradare, eliberând o nouă unitate acetil-CoA; reacțiile de acest tip se repetă până la desfacerea completă a catenei în fragmente de câte 2 C. Fiecare scurtare cu câte 2 C a catenei acidului gras, astfel cum e cerută de teoria β-oxidației, cuprinde o succesiune de patru reacții parțiale, inițial recunoscute de Knoop, dar care acum sunt interpretate ca fiind precedate de activarea acidului gras ce urmează a fi degradat. Succesiunea aceasta de reacții este:

Dehidrogenarea acidului gras (prealabil activat) și formarea acidului nesaturat corespunzător;

Hidratarea acidului nesaturat și formarea hidroxiacidului corespunzător;

Dehidrogenarea hidroxiacidului și formarea cetoacidului corespunzător;

Clivarea unui fragment de 2 C din molecula cetoacidului și formarea unui rest acetil și a unui acid gras cu 2 C mai puțin decât acidul gras de plecare [17].

Activarea acidului gras este etapa de introducere a acidului gras în catena sa de reacții de metabolizare. Acidul gras nu poate intra în ciclul de degradare oxidativă decît după prealabila sa activare care se realizează prin cuplare cu CoA, rezultând acil-CoA, forma sa activă. Activarea necesită prezența unei enzime specifice, așa-numita “enzimă activantă”, care este o tiokinază, precum și prezența ATP și Mg2+. Reacția totală care duce la formarea acil-CoA este:

unde PP este un rest pirofosfat. Mecanismul de activare a fost lămurit prin experiențele cu compuși marcați ca atomi radioactivi.

Reacția totală de mai sus ar avea loc prin trei etape parțiale și anume:

a) enzima + ATP Mg2+ enzima AMP + PP

b) enzima AMP + HS CoA enzima S CoA + AMP

c) enzima S CoA + acid gras acil S CoA + enzimă.

S-au izolat din ficatul bovin enyime de activare de acest tip, aciltiokinaze, capabile de a activa acizii grași conținând între 4C și 12C, precum și enzime capabile de a activa aciyii grași conținând între 14 și 18 C sau acizi grași nesaturați și chiar hidroxiacizi.

Acidul gras astfel actiat sub formă acil-S-CoA intră în catena de degradare β –oxidativă prin secvența celor patru reacții amintite mai sus și pe care le vom detalia.

Dehidrogenarea acil-S-CoA duce la un derivat α-β-nesaturat, cu o configurație

geometrică trans, cuplat de asemenea cu CoA. Reacția este catalizată enyimatic de către o dehidrogenază specifică, acil dehidrogenaza, o reductază, conținând în moleculă flavinadenindinucleotidul (FAD). Este o flavinenzimă în care FAD funcționează ca acceptor de hidrogen specific. Se credea că conșine metal în moleculă, dar s-a dovedit că se poate îndepărta etalul fără o pierdere de activitate.

Hidratarea derivatului acil α-β-nesaturat-S-CoA și formarea β-hidroxiacil-S-CoA

este a doua etapă a ciclului; reacția corespunzătoare este catalizată de o hidratază, așa-numită enoilhidratază sau enoil-CoA-hidrază (denumită înainte crotonază).

Dehidrogenarea β-hidroxiacil-S-CoA și formarea β-cetoacil-S-CoA. Reacția este

Catalizată de o β-cetodehidrogenază ce necesită specific prezența NAD.

Clivarea fragmentului acetil-S-CoA din β-cetoacil-CoA și formarea unui acil-S-CoA

cu 2 C mai puțin decât acidul gras inițial este ultima etapă care închide o secvență completă și permite intrarea într-un ciclu analog de transformări a acidului gras nou format. Enyima care catalizează reacția de clivare este β-cetotiolaza, numită și aceti-CoA-aciltransferaza, clivarea nefiind o clivare hidrolitcă, ci o așa-numită clivare tiolitică, deoarece participă în acest clivaj tiolul. Reacția de scindare catalizată de β-cetotiolază are numele de scindare tioclastică.

Centrul activ al tiolazei este o grupare tiolică SH, deoarece enzima este inhibată de reactivii acestei grupări (iodoacetatul, arsenitul, p.clorobenzoatul) și activată de compuși sulfhidrilici.

Teoria ω-oxidației acizilor grași admite că oxidarea acestor componente are loc la metilul terminal al lanțului de carboni. Teoria a fost formulată de Verkade, care inoculând la un animal sau la om un triglicerid substituit cu acizi grași, având 11 C, constată că se elimină în urină un acid gras cu același număr de carboni, dar având două grupări carboxilice terminale și se numește această eliminare diaciduria:

Calea ω-oxidației nu este cantitativ important. Are loc în special pentru acizii grași cu un număr mijlociu de carboni (C8-C12) [17].

4.2 Metabolismul carotenoidelor

Prin relația pe care o au carotenoidele cu vitamina A, aceste component au o deosebită importanță pentru organismul animal. Carotenoidele sunt provitaminale vitaminei A. Originea carotenoidelor este vegetală; la plante constituie un factor de creștere. Sunt strâns associate cu clorofila în organitele fotosintetic activate. Ar avea rolul de a proteja celulele contra fotosensibilizării produsă de absorbția luminii de către clorofilă. În organismul animal sunt aduse odată cu alimentația vegetală. În produsele de origine animală se găsesc în lapte, unt, ouă; gălbenușul ouălelor găinilor hrănite fără carotinoide este aproape incolor.

Sediul major de depozitare a carotinoidelor la om este grăsimea de depozit, apoi ficatul; în cantitate mai mică se găsesc în suprarenală, hipofiză, retină. Normal la om, grăsimea de depozit conține aproximativ 85% din carotenoidele totale din organism, iar ficatul aproximativ 10%. În plasma umană, 90% din carotenoide (β-caroten, licopen, luteină, urme de α-caroten) sunt associate cu fracțiunea α- și β- lipoproteinică. Conținutul plasmei în carotene este în funcție de aportul lor exterior, dar și de conținutul în lipide al plasmei. Plasmele bogate în lipide sunt și bogate în carotene, astfel hiperlipemia diabetică este întovărășită și de o hipercarotenemie [17].

4.2.1 Absorbția carotenoidelor

Absorbția carotinoidelor, ca și a vitaminei A, este în funcție de absorbția grăsimilor. Dacă alimentația nu conține grăsimi suficiente, sau dacă absorbția grasimilor este deficientă, apare și o dereglare a absorbției carotinoidelor. În cursul absorbției prin mucoasa intestinală a carotenelor, acestea sunt transformate în vitamina A. Transformarea se face în special în peretele intestinal prin intervenția carotenazei, care catalizează reacția de scindare hidrolitică oxidativă a carotenelor și care duce la vitamina A. Transformarea poate avea însă loc și în alte organe. Abilitatea de a face transformarea carotenelor la vitamina A variază la diferitele specii, dar mecanismul implicat este similar. Vitamina A, administrată pe cale orală animalelot carențate în această vitamină, este reținută întâi în plasmă până la atingerea pragului plasmatic al acestei componente. Abia după depășirea acestui prag are loc depozitarea în ficat, unde reprezintă aproximativ 95% din conținutul din organism, și în mică cantitate (5%) în rinichi, suprarenale, sânge, retină (0,1%) [17].

4.2.2 Biosinteza carotenoidelor

Carotenoidele sunt hidrocarburi polinesaturate, corelate structural cu izoprenul. Sinteza carotenoidelor la plante are probabil loc pe o cale analogă cu aceea a sterolilor din acetat, respectiv din acetatul activat de CoA. Celula vie sintetizează, pornind de la acetatul activat de CoA, o unitate izopren din care rezultă ulterior acidul β-hidroxi- β-metilglutaric și acidul mevalonic. Acidul mevalonic este un precursor direct al carotenelor, astfel cum s-a dovedit folosind 2-14C-acid mevalonic. Pornind de la acetatul marcat, s-a reușit a se determina originea celor 26 de atomi de carbon, dintr-un preparat de β-caroten, sintetizat de o ciupercă. S-a stabilit că aceștia provin alternativ din carbonul metilic și carbonul carboxilic al acidului acetic, cu o inversie de alternanță în centrul catenei.

Am văzut că, din acetat, printr-un mecanism analog și, prin etape analoage, se ajunge la steroli. De astfel, din acetat, respectiv din unitatea izoprenică, pe o cale analoagă se pot sintetiza o serie de compuși izoprenoizi și anume vitamina E și vitamina K. Celula vegetală poate reuni 2,3 sau 4 resturi izopren pentru a construi mono-, di-, tri- și sesviterpene, ca de exemplul fitolul, care este o componentă a vitaminei E, a vitaminei K, a clorofilei. Am văzut că, pornind de la sașe resturi izopren celula vegetală și animală pot sintetiza scualenul, care spre deosebire de β-caroten, este constituit din două fragmente simetrice, fiecare format din trei unități. Ciclizarea scualenului duce în organismul animal la lanosterol și colesterol, în cel vegetal la triterpene.

Pentru organismul animal, importanța carotenelor este corelată cu calitatea lor de provitamine A. Vitamina A este implicată în toate procesele metabolice fundamentale.

5. Metode fizico-chimice de analiză ale principiilor active din cătină

5.1. Spectroscopia UV-VIS

Spectroscopia în domeniul Ultraviolet și Vizibil (UV-Viz) este o metodă de analiză aplicabilă compușilor organici în a căror structură există legături multiple în conjugare (compuși nesaturați și aromatici). Deși această metodă poate fi aplicată unui tip relativ restrăns de compuși organici, totuși ea prezintă avantajul selectivității absorbției radiatiei UV-Viz de către sistemele polienice, fapt care permite identificarea cu ușurință a prezenței acestor sisteme în structuri moleculare complexe. De exemplu, urmărind modificarile care apar în spectrul UV-VIS pot fi diferențiate: structuri dienice conjugate de cele neconjugate, structuri dienice conjugate de cele polienice conjugate, structuri de izomeri geometrici Z E, sau poate fi identificată apariția unor efecte sterice care afectează geometria moleculelor și alterează conjugarea extinsă.

În spectrul radiației electromagnetice, domeniul UV se situează între regiunea de raze X și regiunea vizibil, cuprinzând lungimi de undă situate în intervalul 10 – 400 nm. Subdivizarea domeniului UV pe trei regiuni UV-A (400 – 320 nm), UV-B (320 – 280 nm) și UV-C sau îndepartat (280 – 10 nm) a fost făcută ținând cont de efectele biologice ale acestor radiații asupra organismelor vii. Radiația electromagnetică folosită în analiza compușilor organici prin această metodă, se situează în domeniul UV apropiat (caracterizată prin lungimi de undă cuprinse în domeniul 200 – 400 nm), sau în domeniul vizibil (caracterizată de lungimi de undă cuprinse în domeniul 400 – 800 nm). Spectrul UV-Viz este o reprezentare grafică a intensității absorbției în funcție de lungimea de undă a radiației electromagnetice cu care se iradiază proba conținând compusul organic studiat [18].

Natura solventului folosit la înregistrarea spectrului UV-VIS

Spectrele electronice se înregistreaza în soluții foarte diluate (10-3 – 10-4 M) și de aceea solventul folosit trebuie să fie transparent pe domeniul spectral analizat. Un solvent poate fi utilizat la înregistrarea spectrului UV-Viz pe domenii cuprinzând lungimi de undă mai mari decât cele la care apar absorbții proprii cromoforului din structura sa. Daca solventul și substanța de analizat prezintă benzi de absorbție în regiuni apropiate, absorbțiile proprii cromoforului din structura solventului devin excesive acoperind benzile caracteristice ale compusului studiat. Lungimile de undă limită pentru cei mai utilizați solvenți în spectroscopia UV-Viz sunt prezentate în tabelul 5.1 [18].

Tabel 5.1 Lungimi de undă limită ale celor mai uzuali solvenți folosiți în spectroscopia UV-ViS

Spectrometrul UV-VIS

Spectrele electronice se obțin cu ajutorul aparatelor numite spectrometre UV-Viz. O schemă de principiu a unui astfel de spectrometru este reprezentată în figura 5.3. Radiația emisă de sursă (lampa cu hidrogen sau deuteriu pentru domeniul UV și lampa halogen-tungsten pentru domeniul ViS) este transformată într-un fascicul paralel de un sistem de lentile, iar un monocromator sau o rețea de difracție realizează dispersia spectrală [18].

Fig. 5.2 Schema de principiu a unui spectrometru UV-ViS

5.2. Spectroscopia IR

În spectrele IR se pot identifica două tipuri de vibrații ale grupărilor funcționale dintr-o moleculă, alungirea și deformarea.

Vibrația de alungire (simbolizată prin ν), este mișcarea ritmică de-a lungul axei legăturii covalente astfel încât are loc o variație a distanței interatomice; acestă vibrație se mai numește și vibrație de valență.

Vibrația de deformare constă într-o modificare a unghiului dintre două legături covalente, avînd un atom în comun. Mișcarea unui grup de atomi cu restul moleculei poate duce la vibrații localizate în planul sau în afara planului descris de grupul de atomi, apărând asfel posibilitatea unor vibrații de deformare în plan:

• forfecare (simbolizată prin δ) și

• rotire(simbolizată prin ρ)

sau vibrații de deformare în afara planului :

• balans (simbolizată prin ω) și

• torsiune (simbolizată prin τ).

Spectrometrele cu transformată Fourier au extins foarte mult limitele spectroscopiei în infraroșu, și sunt aplicate în multe domenii în care spectroscopia IR dispersivă este foarte dificil sau aproape imposibil de aplicat.

• În loc de analizarea secvențială a fiecărei componentă a frecvenței, (cazul spectroscopiei de dispersie), toate frecvențele sunt analizate simultan în cazul spectroscoapelor în infraroșu cu transformață Fourier (FTIR) [18, 19,].

Informații analitice

5.2.1.Analize calitative

Combinația de vibrații sau rotații fundamentale a diferitelor grupări funcționale și interacțiunile subtile dintre aceste grupări funcționale cu alți atomi sau molecule alcătuiesc un spectru IR complex unic, în general, pentru fiecare compus individual [19,20].

Spectroscopia IR este utilizată în principal în două determinări:

• determinări structurale

• și de identificare a componentelor

Analize calitative

Determinări structurale

Datorită unor interacțiuni complexe dintre atomii moleculei, absorbția IR a grupărilor funcționale poate varia pe o gamă largă. Cu toate acestea, s-a constatat că multe grupări funcționale dau absorbție IR caracteristică la frecvențe specifice pe intervale înguste, indiferent de relația lor cu restul moleculei. Tabelele generalizate a pozițiilor și intensitățile relative ale benzilor de absorbție au fost stabilite și utilizate pentru a determina grupările funcționale dintr-o moleculă. Există o bază de date care conține toate graficele utile de referință.

Identificarea componentelor

Deoarece spectru IR al oricărei molecule este unic, una din cele mai bune metode de identificare a componentelor organice este de a găsi un spectru de comparație care să se potrivească cu spectrul componentei necunoscute. Sunt disponibile o gamă largă de spectre de referință pentru starea solidă și gazoasă. Pot să ușureze procesul de potrivire a programelor computerizare de identificare. În multe cazuri nu există o potrivire perfectă a spectrului materialului necunoscut, acest program însă dă componentele de referință care se potivesc cel mai mult cu spectrul materialului necunoscut. Această informație este utilă în identificare. Când aceste date sunt comparate cu altele obținute din alte tipuri de analize, cum ar fi rezonanța magnetică nucleară sau spectroscopia de masă, poate fi realizată o identificare de mare precizie [20, 21, 22, 23].

Analize cantitative

Spectroscopia IR a fost în general considerată capabilă să ofere analize calitative și semicantitative a probelor, în mod special atunci când datele au fost achiziționate folosind instrumente convenționale de dispersie. Dezvoltarea instumentelor FTIR și prelucrarea computerizată a datelor au îmbunătățit substanțial determinările cantitative. Pentru analizele cantitative de bază este legea lui Bouguer–Beer–Lambert sau legea lui Beer [24, 25, 26, 27, 28].

5.3 RMN

Rezonanța magnetică este o metodă de cercetare care se ocupă cu studiul interacției momentelor magnetice nucleare și electronice cu câmpuri electrice și magnetice și cu tranzițiile care au loc între nivelele de energie rezultate din aceste interacții. Dintre toate metodele fizice, rezonanța magnetică nucleară (RMN) este aceea care oferă cea mai bogată și completă informație structurală asupra compușilor organici. Spre deosebire de spectroscopia IR, în RMN practic toate semnalele sunt interpretabile relativ ușor, iar spre deosebire de spectroscopia electronică metoda RMN oferă mult mai multe informații. În timp ce spectroscopia IR sau cele de masă sunt prea bogate în informații, deci greu interpretabile, iar cele UV-VIZ prea sărace, spectrele RMN, atât cele 1H cât și cele 13C, conțin exact informația necesară, care poate fi pusă în legătură directă cu formula structurală a substanței. Dezvoltată prin analogie cu rezonanța electronică de spin, rezonanța magnetică nucleară de înaltă rezoluție, aplicată inițial pentru studiul protonilor și extinsă ulterior pentru o serie de alți nuclizi: 13C, 19F, 31P, 17O etc., a devenit în prezent cea mai importantă metodă de studiu a structurii, configurației compușilor organic. Metoda RMN nu poate percepe fenomenele care se produc într-un timp mai scurt decât această coordonare. De exemplu, un echilibru tautomer foarte rapid nu poate fi sesizat în sensul că nu se vor distinge semnalele diferite, corespunzătoare celor două forma tautomere, ci se va obține un singur semnal, corespunzător unei ecranări medii. Prin găsirea, de la caz la caz, a condițiilor favorabile (solvent, temperatură) la care viteza unor asemenea echilibre tautomere devine acceptabil de mică pentru măsurători RMN, în spectru vor apărea semnale caracteristice ambelor forme. Unele echilibre tautomere lente pot fi studiate chiar la temperatura camerei (de ex. acetil-acetonă). Ciclohexanul, 14, prezintă la temperatura camerei un spectru 1H-RMN format dintr-un singur semnal corespunzător la 12 protoni echivalenți chimic (datorită trecerilor foarte rapide ale protonilor ecuatoriali în protoni axiali prin inversări de conformație): Dacă însă se lucrează la temperaturi foarte scăzute (-100˚) inversiile conformaționale devin mult mai lente, fenomenul încadrându-se în “scala de timp RMN”; ca urmare, în spectrul RMN se vor sesiza și diferențe (prin valori δ caracteristice) protonii ecuatoriali δ=1,6 ppm de cei axiali δ=1,1 ppm. Fenomenele dependente de timp influențează și cuplajele. De exemplu, în spectrul obișnuit al etanolului, protonul OH nu este cuplat cu protonii vecini al grupei CH2. Această “decuplare” se poate explica printr-un schimb foarte rapid al protonului hidroxilic între diferite molecule sub influența urmelor catalitice de acizi sau baze existente practic în orice probă. Protonul respectiv aparține pentru timpi foarte scurți multor molecule din probă și el sesizează toate aranjamentele posibile ale spinilor grupei vecine CH2. Întrucât schimbul protonic amintit este extrem de rapid, aranjamentele spinilor CH2 dau un efect imediat, observându-se o singură linie RMN. În etanolul

purificat în mod special, în care schimbul de protoni este încetinit, semnalul OH apare însă ca un

triplet [29].

5.4 HPLC

Cromatografia de lichide de înaltă performanță (HPLC) acoperă azi, în proporție aproximativ 80%, analiza substanțelor moleculare: organice, organo-metalice și anorganice inclusiv compușii foarte polari sau labili termic precum și compușii cu masă moleculară ridicată (naturali sau sintetici). De aceea, împreună cu cromatografia de gaze constituie un punct de sprijin important în analizele chimice moderne. Deși eficacitatea coloanelor nu o egalează încă pe cea din GC, prin faptul că se poate modifica, pe lângă faza staționară, și faza mobilă, cromatografia de lichide (LC) face posibile separări și analize uneori imposibil de realizat prin alte tehnici. Cuplajul cu spectrometria de masă a transformat, în ultimul timp, această metodă în principalul mijloc de analiză a compușilor moleculari naturali sau sintetici, constituind unul din pilonii pe care se sprijină chimia sintetică actuală și pe care s-a dezvoltat biochimia și biotehnologia modernă [18,29].

Fig.5.3 Prezentarea schematică a unui cromatograf de lichide (HPLC) modern

Metoda constituie o evoluție a unei metode mai vechi, cromatografia pe coloană clasică, care servea în primul rând la izolarea preparativă a compușilor naturali. Prin introducerea pompelor și în consecință, lucrându-se la presiuni tot mai ridicate (200atm), dezvoltarea unor faze staționare performante, de dimensiuni tot mai mici (recent constituite din granule de faze staționare sferice, cu diametre 2 – 5μm), în coloane tot mai scurte (3 – 10cm) s-a ajuns, începând cu anul 1969, la configurația actuală (fig. 5.3). Se poate observa că din rezervoarele conținând unul sau mai mulți solvenți pompa (sau pompele), alimentează coloana cu eluent (de regulă un amestec de doi sau mai mulți solvenți). În imediata vecinătate a coloanei se introduce proba, automat, prin intermediul unui ventil cu by pass. În coloana aflată într-o etuvă termostat, are loc separarea propriu-zisă. Efluentul coloanei intră într-un detector de unde componentul, dacă este separat complet, poate fi colectat și izolat, cu ajutorul unui colector de fracțiuni. Semnalul este înregistrat fie cu un înregistrator, fie direct în memoria unui calculator. În esență, un cromatograf analitic HPLC are structura din fig. 5.4 unde nu s-a mai prezentat colectorul de fracțiuni, interesant doar din punct de vedere preparativ. Se poate observa asemănarea cu GC singura deosebire majoră constituind-o sursa de eluent – pompa [18, 19].

Fig. 5.4 Schema bloc a unui cromatograf HPLC

6. Parte experimentală

6.1 Extractia uleiului de cătină

Uleiul de cătină a fost obținut din coji și semințe prin extracție Soxhlet. Fructele de cătină- soiul Pitești I sunt foarte mari (0,55g), de formă rotundă și culoare portocalie. Fructele de cătină- soiul Pitești II sunt mijlocii (0,3-0,4g), de forma oval alungită și culoare portocalie [30]. Cele două soiuri de cătină au fost procurate de la ICDP Mărăcineni, Pitești. Randamentul în materie vegetală uscată (semințe, coajă) după separarea sucului, uscarea reziduului a fost de 6,31% pentru soiul Pitești I și 6,5% pentru soiul Pitești II. Randamentul în ulei, extras cu n-hexan prin tehnica Soxhlet a fost de: 16,67 % pentru soiul Pitești I și 18,75 % pentru soiul Pitești II raportat la masa vegetală uscată și de 1,56%, respectiv 0,99% raportat la fructele proaspete.

Compoziția acizilor grași (AG) din uleiul de cătină este descrisă în literatura de specialitate după cum urmează: AG saturați 35%, AG mononesaturați 57% și AG polinesaturați 9%. Amprenta spectrală a acizilor grași din cele două uleiuri de cătină uneori poate diferi foarte mult, dezvăluind raporturi diferite de acizi grași saturați/nesaturați. Semințele de cătină conțin în cantități apreciabile AG nesaturați (linoleic, linolenic) [31,32].

Uleiul de cătină conține diverși carotenoizi, cum ar fi licopen sau β-caroten. Analizând intensitățile benzilor atribuite conținutului de carotenoide, pot fi obținute evaluări calitative privind uleiurile de cătină.

Pitești I

Dintr-un total de 225 g cătină uscată se cântăresc 60 g pe care îi folosim la extracție. Ca solvent folosim hexanul. Introducem cele 60 g de cătină în cartuș. În figura 6.1 avem cartușul cu proba de analizat.

Figura 6.1 Cartuș cu proba de analizat

Figura 6.2 Instalația de extracție

Pitesti II

Din 1880 g cătină proaspată s-a obținut 1200 g suc, 170 g cătină uscată. Din totalul de 170 g cătină uscată s-au cântărit 22 g cătină uscată pe care ii folosim la extractie. Am folosit ca solvent hexan. Cele 22 g de catină se introduc într-un cartuș.

Figura 6.3 Instalația de extrație

În figurile 6.2 și 6.3 avem instalația de extracție. Pentru separarea uleiul din solvent am folosit un rota-vaporizator. În figura 6.4 avem rota-vaporul folosit pentru seprarea solventului de ulei.

Fig. 6.4 Rota-vaporul

6.2 Analiza spectrală FTIR

Spectroscopia FTIR a luat o amploare deosebită în ultimii ani prin caracterizarea produselor agricole, alimentare. Astfel, spectroscopia FTIR devine o tehnică eficientă pentru evaluarea producției alimentare, în degustarea alimentelor procesate, astfel încât materialele studiate oferă informații fundamentale cu privire la comportamentul spectral al metaboliților și bioprodușilor. Spectroscopia FTIR este o metodă viabilă, rapidă și de analiză nedistructivă pentru evaluarea calității și autenticității uleiurilor vegetale [33].

Studiul spectral FTIR a fost la un spectrometru Jasco 6300 în domeniul 400-4000 cm-1, detector TGS, functie apodizare Cosine, utilizând un software SpectraManager II. Spectrele realizate la temperatura camerei au fost efectuate prin reflexie total atenuată, utilizând un accesoriu Gladi ATR cu cristal de diamant, prin coadăugarea a 100 acumulări. Probele au fost măsurate pe cristalul de diamant, fără a necesita o pregătire a probei în prealabil. Între măsurători, cristalul ATR a fost curățat cu alcool izopropilic. Rezoluția spectrală în toate determinările a fost 4 cm-1.

Figura 6.5. Spectrul ATR-FTIR al uleiului de cătină- soiul Pitești I

Figura 6.6. Spectrul ATR-FTIR al uleiului de cătină- soiul Pitești II

Figura 6.7. Spectrele ATR-FTIR ale uleiurilor de cătină Pitești I și II

(roșu- soiul Pitești I, verde- soiul Pitești II)

Spectrele FTIR ale acestor uleiuri de cătină prezintă forme spectrale foarte asemănătoare, datorită structurii chimice apropiate ale acizilor constituenți. Benzile IR sunt dominate de vibrația de întindere C=O la 1743 cm-1 foarte intensă. Vibrațiile de deformare C-H sunt prezente în spectrele FTIR la 1464,76 cm-1, respectiv 1463,71 cm-1, în timp ce vibrațiile de întindere C-C și C-O sunt prezente la 1098,26 cm-1 și 1167, 69 cm-1 (Pitești I) și 1158,04 cm-1 (Pitești II). Benzile care apar la 3004,55 cm-1 (Pitești I), respectiv 2999,73 cm-1 (Pitești II) sunt datorate vibrațiilor de întindere CH ale legăturii =C-H. Cele mai intense benzi din spectru sunt cele ale grupei carbonil C=O (1743 cm-1 ) și vibrațiile de întindere nCH ale grupelor metilen și metil la 2848,35 cm-1 și 2914, 88 cm-1 (tabelul 6.1).

Tabelul 6.1 Numere de undă (λ cm-1) pentru benzile caracteristice uleiului de cătină

Uleiul de cătină conține diverși carotenoizi (licopen, β-caroten). Față de caracteristicile spectrale ale unui ulei vegetal, apar mai multe benzi în spectru la 1220,72, 1054,87, 981,59, 958,45, 926,63 cm-1 (soiul Pitesti II) atribuite conținutului de carotenoide. Spectrul uleiului de floarea soarelui a fost introdus pentru compararea amprentelor spectrale ale AG. Analizând intensitățile benzilor atribuite conținutului de carotenoide, pot fi obținute evaluări calitative privind uleiurile de cătină [34-36].

Figura 6.8 Spectele ATR-FTIR ale uleiurilor de cătină (verde- Pitești II, roșu- Pitești I) și comparativ pentru uleiul de floarea soarelui (linie punctată)

Benzile din regiunea spectrală 981-915 cm-1 (trans =CH) constituie amprenta b-carotenului. Luând ca benzi marker- benzile de la 1054 cm-1 atribuite vibrațiilor în plan –CH-și 958 cm-1 pentru vibrațiile de deformație din afara planului atribuite legăturilor duble conjugate –CH=CH-, se poate aprecia că uleiul de cătină- soiul Pitești II are conținutul cel mai mare de carotenoide.

Fig.6.9. Suprapuneri I, II și ulei cătină comercial a-Pitești I (verde) b- Pitești II (albastru) c-Ulei comercial de cătină (roșu)

6.3. Determinarea conținutului de vitamină C

Dozarea Vitaminei C prin metoda iodometrică

Vitamina C prezintă o serie de reacții comune cu glucidele, transformându-se în derivați furfurolici, dă reacții de reducere, formează osazone. Se cunosc mai multe reacții de identificare și dozare (cu clorură ferică, sulfat feros, 2,6-diclorfenol-indofenol, iodat de potasiu etc). În lucrarea de față am determinat conținutul de vitamină C prin metoda iodometrică.

Vitamina C este oxidată de către iodul pus în libertate din iodatul de potasiu.

KIO3 + 5KI + 6HCl → 3I2 + 6KCl + 3H2O

Reactivi: – iodat de potasiu N/1000;

KI 1%;

HCl 2%;

amidon 1%;

material vegetal sau extract cu vitamină.

Prepararea soluției de iodat de potasiu N/1000: la balanța analitică se cântăresc exact 0,356g KIO3 care se dizolvă în apă distilată într-un balon cotat de 1000 ml și se aduce la semn. Din această soluție se iau 100 ml, se introduc într-un alt balon cotat de 1000 ml și se aduce la semn cu apă distilată.

Soluția de HCl 2% se obține prin dizolvarea a 48 ml HCl concentrat într-un cilindru gradat și aducerea volumului la 1000 ml cu apă distilată.

Modul de lucru. În funcție de conținutul presupus de vitamină C, se ia o probă de material vegetal de 5-15 g și se mojarează cu 50 ml HCl 2%. După ce s-a mojarat bine se lasă 10-15 minute pentru extracție, se trece conținutul cantitativ într-un balon cotat de 100 ml și se aduce la semn cu HCl 2%. Se agită și se filtrează imediat. Din extractul acid de vitamină C se iau 5 ml și se introduc într-un flacon conic de 100 ml, se adaugă 5 ml apă distilată, 3 ml soluție KI 1% și 2 ml amidon 1%. Se titrează imediat cu o soluție de iodat de potasiu N/1000 proaspăt preparată, folosind o microbiuretă.

Titrarea este terminată la apariția culorii albastre persistente. În paralel se execută o probă martor în aceleași condiții folosind în locul extractului de vitamină C, 5 ml din soluția de HCl 2%. În mod normal proba martor trebuie să se albăstrească la prima picătură.

Calcularea rezultatului, respectând rețeta dată, se face după formula:

mg vitamină C/100 g produs = , în care:

v- diferența dintre volumul soluției de iodat folosit la titrarea probei active și cel folosit la titrarea probei martor;

a- masa probei vegetale luată la analiză;

f=1.

Tabel 6.2. Conținutul în vitamină C al unor produse

Conținutul de vitamina C pentru cătina albă- soiurile Pitești I și II sunt prezentate în tabelul 6.2.

Tabelul 6.3. Conținutul în vitamină C al cătinei albe, soiurile Pitești I și Pitești II

6.4. Utilizări ale uleiului de cătină

Produsele pe bază de cătină albă se folosesc atât curativ, cât și preventiv. Utilizarea produselor pe bază de cătină în cantități moderate (5 – 10 g fructe uscate sau 25 – 50 g fructe proaspete), la intervale de 2-3 zile, crește rezistența la efort fizic și intelectual. Fructele trebuie să fie însa bine strivite și bine mestecate, la ele adăugându-se zahăr sau miere. Fructele uscate trebuie să fie pulverizate ultrafin și consumate integral.

Produsele pe bază de cătină se recomandă celor care lucrează în condiții deosebit de grele (metalurgie, minerit etc.), sportivilor de performanță, celor ce lucrează în ture de noapte, în armată, alpiniștilor, celor care lucrează în condiții de temperaturi extreme (foarte înalte sau foarte scăzute), celor ce se accidentează și suferă arsuri sau răniri. În acest din urmă caz tratamentul trebuie început imediat cu ulei de cătină, după care se apelează la ajutorul medicului. În afară de fructe proaspete sau uscate, frunze și tulpini proaspete sau uscate ca atare, se pot utiliza derivate din acestea, unele dintre ele putând fi realizate casnic.

Pentru prepararea unui ulei de cătină se pot folosi 200 – 300 g fructe de cătină uscate, fin pulverizate, care se amestecă cu 200 – 300 ml ulei de floarea soarelui sau chiar mai mult. Pentru o extracție mai bună se repetă amestecarea la intervale de minimum 24 de ore. După ce se depun, părțile solide se separă. Ceea ce rămâne impregnat cu ulei se stoarce printr-o pânză deasă. Cele două părți uleioase se amestecă, în felul acesta mărinduli-se efectul. Partea solidă se poate folosi pentru nutriție, ca vitaminizant.

Fructele proaspete se pot presa, iar sucul integral rezultat se poate folosi în asociere cu zahăr în diferite proporții, după gust (100 ml suc cu 100 g zahăr sau 150 – 200 g zahăr). Nu este nevoie de conservant dacă se consumă în următoarele 2 săptămăni. Pentru păstrarea pe termen lung se adaugă 0,2‰ benzoat de sodiu. Sucul integral se poate amesteca cu suc din orice alt fruct, se poate pasteuriza sau steriliza pentru păstrare pe termen lung. Semințele și cojile umede se usucă, se pulverizează și se folosesc ca atare, ca vitaminizant, consumându-se circa o linguriță la 2-3 zile. Frunzele și tulpinile mărunțite se usucă. Din acestea se prepară ceai, folosind maximum o linguriță, de 2-3 ori pe săptămănă. Acest ceai se recomandă mai ales celor ce suferă de stări depresive sau anxioase și este contraindicat persoanelor irascibile. Fructele de cătină pot fi folosite și la obținerea unui vin, adăugând în mustul de struguri suc integral de cătină albă, dar nu mai mult de 10 – 20%. Acesta va adăuga vinului calități deosebite. Toate preparatele se consumă înainte de ora 11, în caz contrar pot să apară insomnii [web 1].

6.4.1 Rețete pe bază de cătină

Sucul de cătină

La 1kg.de fructe de cătină coapte se adaugă aceeași cantitate de zahăr. Fructele, care pot fi mai întâi zdrobite se fierb ușor cu 200 ml apă, timp de 15-20 minute. Terciul se strecoară sau se pasează, iar sucul se îndulcește. Se toarnă în sticle încă fierbinte și se sterilizează la 85 C timp de 20 min (cînd se pregătește pentru păstrare îndelungată). Cele mai sănătoase variante sunt cele în care se utilizează zahăr alb din trestie de zahăr sau se îndulcește cu miere sau suc de pere. Cine dispune de un vaporizator, dă fructele de cătină concomitent cu zahărul în storcător și toarnă sucul în sticle preâncălzite. Fructele de cătină pot fi transformate în suc cu ajutorul unei centrifuge. Sucul proaspăt poate fi depozitat pur sau în amestec cu aceeași cantitate de zahăr, până la un an. Pentru a înpiedeca fermentația se poate pune o peliculă fină de ulei, ca dop de aer [1].

Sirop de cătină

Se zdrobesc 1 kg de fructe de cătină și se amestecă cu ¾ l apă fierbinte. Vasul se acoperă fest cu hârtie de pergament și se lasă la rece și întuneric timp de 24 de ore. Se filtreză și se adaugă până la 1 kg de zahăr și 3 lingurițe de suc de citrice. Se toarnă în sticle mici (250-500 ml) și se sterilizeayză la 70 C, 20 de minute. Sticlele se închid cu capace (dopuri) din plastic(cauciuc).

Gem de cătină

0.5 l suc de cătină se amestecă după gust cu 0,25-0,5 kg zahăr și se fierbe mestecând permanent până la consistența siropului. Se toarnă în borcane curate și se acoperă cu celofan. Pentru jeleul clasic nu se folosesc fructe coapte în întregime, pentru a conține suficientă pectină pentru gelificare. Din fructele mai coapte se obține o marmeladă gelificată.

Marmeladă din amestec de cătină și alte fructe

Se amestecă 0,5 l de suc de cătină cu 500-1000 g de fructe tăiate mărunt. Se pretează foarte bine soiurile cu mai puțin acid în fruct și care nu posedă o aromă prea intensă, precum pere, pepene și dovleac. Se amestecă cu 0,250+0,5 kg zahăr și se fierb 15-20 minute, mestecând continuu până la proba de marmeladă. Compotul de mere cu scorțișoară și stafide, conferă sucului de cătină o aromă proaspătă plăcută. Cătina se combină bine și cu măceșele.

Miere de cătină

Fructele de cătină de fierb înăbușit la temperatură mijlocie cu un pic de lichid amestecând mereu, se filtrează printr-o sită sau se centrifughează printr-un aparat (flotte Lotte). Marcul de fructe se omogenizează cu aceeași cantitate de miere prin amestecare. Se păstrează în sticle mici bine închise. Pentru sosul de fructe se diluează cu apă la consistența dorită și se încălzește ușor. După gust și felul de mâncare se condimentează si se asortează cu următoarele ingrediente muștar, ridichi, coriandru, bucăți de portocală sau lămâie și mai ales un pic de fantezie. Se utilizează la mâncăruri din carne de vânat, pește și bivol Indian [1].

6.4.2 Cremă de cătină

Ingrediente: 500 g osânză topită

300 g pastă cătină

2 lg lanolină

3 lg tinctură de propolis

Mod de preparare: Osânza se pune la topit într-un vas emailat, nu direct pe flacără până ce ajunge la 30- 40 ° C – se adaugă pasta de cătină și se amestecă de mai multe ori, repede cu focul mic. După ce se stinge focul se adaugă lanolina, în care a fost încorporată tincturq de propolis. Se acoperă vasul și se lasă să stea 12 h sub o pătură de lână. După cele 12 h se încălzește la foc mic, păstrând maxima temperaturii la 30-40 ° C, până cănd amestecul devine lichid. Se strecoară în recipient de culoare închisă, iar după ce se răcesc de tot se închid ermetic și se păstrează în frigider sau la congelator, termenul de valabilitate este 12 luni.

6.4.3 Săpun

Fig 6.10 Bară de săpun

Ingrediente:-leșie 63 g

– apă 172 g

– ulei de palmier 136 g

– ulei de cocos 136 g

-ulei de masline 181 g

CONCLUZII

Spectroscopia ATR-FTIR constituie o metodă eficientă, adecvată și rapidă pentru caracterizarea, respectiv controlul calității uleiurilor vegetale, a produselor alimentare. Uleiul de cătină (soiurile Pitești I și II) conține toate caracteristicile spectrale ale unui ulei vegetal. În plus apar mai multe benzi noi în spectru la 1220,72, 1054,87 cm-1 și în regiunea 981-915 cm-1 atribuite conținutului de carotenoide a uleiului de cătină.

Extracția uleiului din fructele de cătină albă, soiurile Pitești I și Pitești II unde un randament mai bun a fost obținut la uleiul din catină albă, soiul Pitești II

Determinarea conținutului de vitamină C uleiul de cătină Pitești 1 conține 420 mg vitamină C pe 100 gr cătină,iar uleiul Pitești II conține 380 mg vitamină, ceea ce dovedește ca fructele trebuie să fie proaspete pentru a obține o valoare maximă.

Bibliografie

[1] I.V. Rați, L. Rați – Cătina in exploatații agricole, 2000, pag. 14, 15, 81, 82

[2] F.V Dulf, Fatty acids in berry lipids of six sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L., subspecies carpatica) cultivars grown in Romania, Chemistry Central Journal, 2012, pag. 2

[3] P.Larmo, The health effects of seabuckthorn berries and oil, Department of Biochemistry and Food Chemistry,University of Turku, 2011, p.11, 12, 13, 14, 16,18, 19, 20, 21,22,23, 24

[4] M.G. Kokatnur; M.C Oalmann; W.D.Johnson; G.T. Malcom; JP Strong,. "Fatty acid composition of human adipose tissue from two anatomical sites in a biracial community". The American Journal of Clinical Nutrition, 1979, 32(11): 2198–205

[5] J. A.Young, Chemical Laboratory Information Profile: Oleic Acid, Journal of Chemical Education, 2002, 79: 24.

[6] S. C Thomas; H. J. Thomas, Sea Buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) : Production and Utilization. 2003 pp. 54–55.

[7] J. W. McCutcheon, Linolenic acid, Org. Synth.; (1955) Coll. Vol. 3: 35

[8] D.Rösch, M. Bergmann, Knorr D, L.W. Kroh, Structure-antioxidant efficiency relationships of phenolic compounds and their contribution to the antioxidant activity of sea buckthorn juice, J Agric Food Chem, 2003, 51:4233-4239.

[9] A. Raffo, F. Paoletti, M. Antonelli, Changes in sugar, organic acid, flavonol and carotenoid composition during ripening of berries of three seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L.) cultivars, Eur Food Res Technol, 2004, 219:360-368.

[10] L. Wang, J.M. Gaziano, E.P. Norkus, J.E. Buring, H.D Sesso, Associations of plasma carotenoids with risk factors and biomarkers related to cardiovascular disease in middle-aged and older women, Am J Clin Nutr, 2008, 88:747-754.

[11] P.L. Selenov, Chimia Farmaceutică, Editura de Stat pentru Literatura Ștințifică , București, 1952, pag. 412-424

[12] B. Yang, R.M. Karlsson, P.H.Oksman, H.P Kallio, Phytosterols in sea buckthorn (Hippophaë rhamnoides L.) berries: Identification and effects of different origins and harvesting time, J Agric Food Chem, 2001, 49:5620-5629.

[13] S.Loizou, I.Lekakis, G.P.Chrousos, P.Moutsatsou, β-Sitosterol exhibits antiinflammatory

activity in human aortic endothelial cells, Mol Nutr Food Res 2010 54:551-558.

[14] S.S Handa, S.P.S. Khanuja, G. Longo, D.D. Rakesh, Extraction Technologies for Medicinal and Aromatic Plants, International Centre for Science and High Technology, 2008

[15] L.P.Dumitru Lucrări practice de biochimie, Editura didactică și pedagogică, București, 1967, pag.263

[16] I.Popa, A. Nicolae, Lucrări practice de Biochimie, Universitatea din Pitești, Facultatea de Științe, Pitești, 1994, pag. 81, 82, 83, 84

[17] E.Soru, Biochimie medicală II, Editura Medicală, București, 1963, pag.1082-1089, 1134-1135

[18] A.I. Nacșu , L.Jantschi, Chimie analitică și instrumentală, Academic Pres & Academic Direct, 2006, pag.231-241

[19] D. R. Lide, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, 75th ed., Boca Raton, FL: CRC Press, 9–79, 1994;

[20] R. M. Silverstein, G. C. Bassler, and T. C. Morrill, Spectrometric Identification of Organic Compounds, 4th ed., New York,1981 , p.166

[21] Griffiths, P. R., and J. A. de Haseth, Fourier Transform Infrared Spectrometry. New York: Wiley, 1986;

[22] Smith, A. L., Applied Infrared Spectroscopy. New York: Wiley, 1979;

[23] Willard, H. H., Instrumental Methods of Analysis, 7th ed. Belmont, CA: Wadsworth, 1987;

[24] R. A Berglund, P. B. Graham, and R. S. Miller, Applications of In-situ FT-IR in Pharmaceutical Process R&D, Spectroscopy, 8, no.8, 31, (1993);

[25] R. M. Crooks, and others, The Characterization of Organic Monolayers by FT-IR External Reflectance Spectroscopy, Spectroscopy, 8, no. 7, 28, (1993);

[26] C.Fujimoto, , and K. Jinno, Chromatography/FT-IR Spectrometry Approaches to Analysis, Analytical Chemistry, 64 476A, (1992);

[27] U.S. Environmental Protection Agency, Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, 3rd ed., Report No. EPA-600/4-79-020 (Springfield, VA: National Technical Information Service), 413.2-1, 418.1-1, 1983;

[28] A. Toderaș, Analele Universității din Oradea, Fascicula Fizică, revistă CNCSIS, 2009

[29] Al.Nicula, Rezonanta magnetica, Ed. Didactică și Pedagogică, 1980.

[30]http://www.gazetadeagricultura.info/plante-medicinale/636-catina/1384-soiuri-de-catina-alaba.html

[31]. J. Irudayaraj și J. Tewari (2003), Simultaneous monitoring of organic acids and sugars in fresh and processed apple juice by Fourier transform infrared-attenuated total reflection spectroscopy, Applied Spectroscopy 57:(12) 1599-1604.

[32] M. D. Guillen și col.(1998) Relationships between the composition of edible oils and lard and the ratio of the absorbance of specific bands of their Fourier transform infrared spectra. Role of some bands of the fingerprint region. J. Agric. Food. Chem. (46) 1788-1793

[33] M. D. Guillen și col. (1997) Infrared Spectroscopy in the study of Edible Oils and fats. J Sci of Food Agric, 75, 1–11

[34] M. Trif, M. Ansorge-Schumacher, C. Socaciu, Application of FTIR Spectroscopy for determination of oxidation of encapsulated sea buckthorn oil, XVth International Workshop on Bioencapsulation, Vienna, Au. Sept 6-8, 2007

[35] S. Cenkowski, R. Yakimishen, R. Przybylski and W.E. Muir, 2006, Quality of extracted sea buckthorn seed and pulp oil, Canadian Biosystems Engineering, 48: (3)9-16

[36] M.H., Moh, Y.B. Che Man, B.S. Badlishah, S. Jinap, M. S. Saad, and W.J.W. Abdullah, (1999). Quantitative analysis of palm carotene using Fourier transform infrared and near infrared spectroscopy. Journal of the American Oil Chemist’s Society, 76, 249254.

[web 1] http://www.cttecotech.ro/pdf/fisacatina.pdf

[web 2] http://www.cttecotech.ro/compozitie.htm

[web 3] http://www.gradina-online.ro/Vitamina_B1_A3562.html

[web4]http://www.medicina-naturista.ro/terapii-naturiste/vitaminoterapia/vitamina-b1-siimportanta-ei.html

[web 5]http://cachescan.bcub.ro/2008_05_28/cap_5_pagini_82_89.pdf

[web 6] http://ro.scribd.com/doc/91258900/Cat-in-A