Analiza Indicatorilor de Calitate Pentru Ceaiuri

Introducere

Flora spontană a fost în atenția omului pe toate meridianele globului din cele mai vechi timpuri, pentru a-și completa alimentația. În același timp omul s-a confruntat și cu tot felul de boli, dintre care mai agresive și pentru a învinge aceste boli, a fost nevoit să-și caute remediile absolut necesare chiar în mediul înconjurator. Așa a descoperit că unele plante sunt dăunătoare sănătății iar altele, din fericire cele mai multe, au fost benefice pentru combaterea diferitelor boli.

Cum diversitatea plantelor din flora spontană este foarte mare, omul a ajuns foarte repede la concluzia că pentru orice boală trebuie să existe o anume plantă, sau chiar mai multe, care ameliorează sau vindecă boala respectivă, oricat de rebelă ar fi aceasta. Așa a început din cele mai vechi timpuri căutarea empirică a plantelor dătătoare de sănătate, plante semnalate cu ocazia diferitelor descoperiri arheologice, consemnate în mai multe documente și cunoscute în prezent sub denumirea de plante medicinale.

Cunoștințele referitoare la efectele plantelor medicinale au fost transmise din generație în generație pană în zilele noastre, iar în prezent acestea sunt studiate științific, cu mijloace moderne, stabilindu-se principiile active conținute de acestea, modalitățile cele mai indicate de preparare pentru extragerea lor precum și modul de conservare și folosire a lor, în vederea obținerii unei eficiențe maxime. În prezent sunt create mai multe medicamente de sinteză care folosesc principiile active extrase din plante. Pentru studierea plantelor medicinale s-au înființat largi colective cu acest profil, iar pentru recoltarea, conservarea și comercializarea acestora există unități specializate.

Chiar daca efectul plantelor medicinale este mai lent față de medicamentele de sinteză descoperite în ultimul secol, utilizarea lor este mai indicată, deoarece sunt mai bine tolerate de organism și nu produc efecte dăunătoare. De asemenea cheltuielile necesare pentru tratamentul cu plante medicinale sunt mult mai mici față de tratamentul cu medicamente de sinteză [1]. În țara noastră există o varietate imensă de plante medicinale folosite pentru tratamentul diferitelor afecțiuni. Ceaiul sau infuzia este forma cea mai obișnuită de extracție a substanțelor active din plantele medicinale. Astfel infuziile de plante medicinale sunt cel mai des folosite ca tratamente naturitse în cazul a numeroase boli. De exemplu ceaiul de mușețel este recomandat în afecțiuni ale stomacului, gastrite, răceală și gripă, sinuzite, insomnii. Are proprietați antiseptice cu acțiune anestezică fiind folosit la răni, arsuri, abcese dentare, etc. Ceaiul de urzică are acțiune diuretică în bolile de rinichi. După unii cercetători, ceaiul de urzică ar avea proprietatea de a dizolva nisipul din rinichi și ar influența favorabil reumatismul și guta. Mai este recomandat în stări de avitaminoză, aducand înviorare întregului organism. Ceaiul de păpădie este utilizat în cazul bolilor biliare și hepatice, în cazul dezechilibrelor glandulare, diabet, obezitate, etc [2]. Cele mai cunoscute ceaiuri în întreaga lume sunt însă ceaiul verde și ceaiul negru.

Ceaiul este cea mai populară băutură după apă și este privit în mod continuu cu interes datorită numărului mare de beneficii aduse sănătății dacă este consumat în mod regulat.

Toate varietățile de ceai sunt produse din frunzele tinere și delicate ale Camellia sinensis (L) (familia Theaceae), cultură perenă, veșnic verde, care preferă climatele calde și umede cu ploi dese. Frunzele proaspăt smulse sunt procesate pentru a produce ceaiul negru (fermentat), ceaiul oolong (semi-fermentat), ceaiuri verzi și albe (nefermentate). Fermentarea constă în oxidarea enzimatică produsă de polifenoli endogeni și flavanoli incolori, care sunt parțial convertiți în teaflavini și tearubigini, responsabili pentru: aroma caracteristică, culoarea neagră și ceaiurile oolong. Procesul de oxidare este accelerat de ruperea frunzelor de ceai ofilite folosind mașini de măcinat, pentru ca oxidazele eliberate să reacționeze mai ușor cu oxigenul [3].

Planta pentru ceai, în general crescută pentru a produce băutura, este de o importanță economică majoră. Conform Organizației Națiunilor Unite pentru Alimente și Agricultură, producția globală de ceai este de 3,2 milioane de tone pe an, iar India (27,4%), China (24,7%) și Sri Lanka (9,8%) sunt producătorii de bază. Extractele de ceai sunt folosite ca îndulcitori, produse de patiserie și ceaiuri îmbuteliate.

Calitatea ceaiului este importantă pentru valoarea sa de piață și este definită de culoare, prospețime, aromă și vigoare. În timp ce compușii fenolici sunt responsabili pentru culoare și gust, compușii volatili sunt de bază pentru miros și aroma [4].

Compoziția chimică a ceaiului variază în funcție de recoltă, condiții pedoclimatice și metoda de prelucrare. Ca și cofeina din cafea, teina conținută în ceai este un alcaloid care excită sistemul nervos central, făcând să dispară senzația de oboseală. Frunzele tinere de ceai conțin teina în cantități mai mari decât cele mature și ceaiul obținut din ele este de calitate superioară.

Tinerii vlăstari de ceai conțin diferiți compuși hidrosolubili pe care îi regăsim în infuzie. În frunzele de ceai verde s-au identificat mai mult de 300 de astfel de compuși

Acești compuși chimici (molecule potențial capabile de a preveni bolile) sunt între altele polifenoli (flavonoide și acizi fenolici), minerale, proteine și aminoacizi. Polifenolii reprezintă mai mult de 30% din greutatea ceaiului în stare uscată. Este vorba de molecule recunoscute pentru puternica lor activitate antioxidantă , așa-numita lor capacitate de a ne proteja corpurile de deteriorările provocate de oxigen și derivații săi. Până la 85% din antioxidanții unui pliculeț de ceai sunt degajați în primele 3 până la 5 minute ale infuziei. După consumarea unei singure cești de ceai, corpul uman primește o protecție antioxidantă importantă pentru cele 2-3 ore care urmează.

Ceaiul verde și ceaiul negru conțin multe vitamine și săruri minerale, dintre care cea mai importantă este vitamina C, care stimulează și ușurează digestia. De asemenea, frunzele arborelui Theea Sinesis conțin tanin, aminoacizi, glucide și uleiuri volatile. Atât ceaiul verde, cât și cel negru au acțiune diuretică, fiind folosite, în special, de persoanele care au probleme cu rinichii. Sunt antiadipoase, laxative și stimulente respiratorii. Sunt indicate persoanelor hipotensive, fiind excelente stimulatoare cardiace. Ambele ceaiuri pot înlocui cu succes cafeaua, fiind foarte bune stimulente intelectuale și fizice. Medicină tradițională chinezească recomandă ceaiul verde pentru dureri de cap, mâncărimi ale corpului, dureri digestive, întărirea sistemului imunitar, detoxifierea organismului, energizant. În prezent multe dintre aceste beneficii pentru sănătate sunt confirmate.

Planta de ceai conține diferiți componenți cu proprietăți biologice și farmaceutice care sunt benefice pentru sănătate.

Fiecare tip de ceai are proprietățile lui speciale; ceaiul verde conține o cantitate mare de fluor prin care poate ajuta la întărirea dinților, a oaselor și reducerea aparitiilor cariilor, conține de asemenea cathenic și bioflavonoide care pot contribui cancerului de piele, esofagian, de stomac și împotriva cancerului de colon.

Ceaiul verde poate fi folosit și extern pentru a opri sângerarea, în cazul tăieturilor și pentru a scăpa de mâncărimea provocată de înțepăturile insectelor și poate de asemenea regla nivelul de zahăr din sânge și nivelul insulinei.

Ceaiul negru, este bogat în tanin care dă proprietăți astringente, care pot fi folositoare în anumite mâncăruri. Pliculețele de ceai negru puse pe ochii obosiți, iritați și roșii sau pe înțepături de insecte, pot avea acțiune împotriva roșeții și mâncărimilor.

Un studiu particular arată că ceaiul verde poate fi folosit împotriva bolilor cardiovasculare în diferite feluri scăzând nivelul colesterolului din sânge, și de asemenea și presiunea sângelui. Polifenolii din ceaiul verde au acțiune de scădere a riscului apariției cancerului, stimulând producția a mai multor celule ale sistemului imunitar și au proprietăți antibacteriene chiar și împotriva bacteriilor care cauzează placă dentară [5].

Menta, originară din vestul Europei și din America de Nord, în România se cultivă în scopuri industriale și farmaceutice pe suprafețe relativ mari.În pământ are un rizom din care iau naștere tulpinile aeriene, înalte până la 1 m, drepte, ramificate, verzi la unele soiuri, roșietic-violete la altele.

Produsul vegetal folosit: în scopuri medicinale se recoltează în perioada de înflorire frunzele care se usucă în strat subțire, în încăperi bine aerisite sau la soare. Produsul are miros caracteristic, pătrunzător, iar gustul este aromatic lăsând senzația de rece.

Întrebuințări: sub formă de infuzie 0,5-1,5%, se administrează câte 300-500 ml pe zi in dispepsii, greață, spasme pilorice și gastrointestinale. Intră în compoziția ceaiurilor antiastmatic, anticolitic, gastric și hepatic [6].

Teiul este un arbore înalt până la 40 m cu o coroană deasă,globuloasă.Frunzele sunt pețiolate, ovate, asimetrice la bază, vârful ascuțit, dințate pe margini. Florile de culoare albă-gălbuie sunt plăcut mirositoare și reunite 2-15.

Produsul vegetal folosit: florile se recoltează la începutul lui iunie, pe timp frumos și uscarea se efectuează în strat subțire. Produsul astfel obținut are miros plăcut, de miere și gust dulceag, ușor astringent.

Întrebuințări: se administrează sub formă de infuzie 2-4% ca expectorant în bronșite, care însoțesc de obicei stările gripale și ca sedativ nervos în stări de tensiune psihică și în insomnii. Intră în compoziția ceaiurilor: calmant împotriva tulburărilor cardiace, sedativ [6].

Mușețelul este o plantă erbacee, anuală, spontană, foarte răspândită pe lângă drumuri, pe marginea ogoarelor și pe lângă locuințele oamenilor, cultivată în zonele favorabile din Transilvania, Banat, Muntenia și Moldova. Este o specie relativ scundă, atingând înălțimea de 0,2-0,6 m, mult ramificată. Începând din luna mai înflorește încontinuu până la sfârșitul lui iulie.

Produsul vegetal folosit: florile sunt recoltate pe timp însorit după ce s-a ridicat roua. Ele se usucă la umbră în strat subțire, iar produsul obținut are miros aromat puternic și gust amărui aromatic.

Întrebuințări: intern, sub formă de infuzie 1-5%, florile de mușețel se folosesc ca sedativ, antispasmodic și stimulent în cistitile purulente dovedindu-se analgezice, antiseptice și antiflogistice. Extern, infuziile se utilizează în dermatologie, în tratamentul paradontozelor(sub formă de gargară) [6].

Sunătoarea este o plantă medicinală cunoscută și folosită din vechime de poporul nostru. Este o specie erbacee, perenă cu tulpină dreaptă, ramificată în partea superioară, ușor lemnoasă în partea de jos, prevăzută în tot lungul ei cu două muchii și înaltă până la 1 m. Înflorește din iunie până în septembrie.

Produsul vegetal folosit: părțile terminale (de 20-30 cm)îmbobocite și înflorite care au miros caracteristic, gust aromat.

Întrebuințări: intern, sub formă de infuzie 2% se adminstrează în colite, diaree și colecistopatii, iar extern în gargarisme(în inflamațiile gingiilor) și ca cicatrizant în arsuri sub formă de cataplasmă [6].

Capitolul 1

Indicatori de calitate ai ceaiurilor

Yuegang Zuo și colaboratorii au determinat catehinele, cofeina și acizii galici din diferite tipuri de ceaiuri folosind HPLC cu un detector cu fotodiodă. Această metodă a fost aplicată pentru determinarea simultană a componenților doriți, fiind simplă și rapidă. După extracții multiple, diferite tipuri de ceai (verde, negru oolong), au fost analizate folosind această metodă.

Rezultatele obținute indică faptul că ceaiul verde conține un procent mai mare de catehine decât ceaiul oolong sau negru, deoarece procesele de fermentare la care sunt supuse ultimele două tipuri de ceaiuri scad semnificativ nivelele concentrației de catehine [11].

S-au investigat profilele aminoacide libere ale infuziilor ceaiurilor verzi și negre. A fost folosită cromatografia lichidă a interacțiunii hidrofilice (HILIC) cuplată cu spectrometria de masă în tandem pentru a analiza aminoacizii liberi din ceai fără derivarea pre-coloană sau post-coloană. Au fost determinați în total 20 de aminoacizi (18 proteinogenic și 2 non-proteinogenic) în probele de ceai negru și verde. Suma concentrațiilor aminoacizilor liberi în ceaiul obținut prin infuzie, după 2 minute de preparare era 220.53mg/l și 211.21 mg/l pt ceaiul negru și verde. A crescut liniar ajungând la 311.17 mg/l și 277,43 mg/l în 15 min de preparare la 85˚C. Nivelele de extragere difereau semnificativ pentru fiecare aminoacid. În general, aminoacizii hidrofilici au fost extrași în timpul infuziei mai repede decât cei hidrofobici. Aproximativ 30% din totalul aminoacizilor, după 15 minute de preparare, îl reprezenta teanina. Decafeinizarea parțială (50%) a ceaiului prin extragerea dioxidului de carbon supercritic a rezultat prin reducerea cu 22% a aminoacizilor liberi din ceai când apa a fost folosită pe post de co-solvent [10].

Compușii volatili din ceaiul Pu-erh au fost extrași folosind un microextractor pe fază solidă cu spațiu superior (HS-SPME) și analizați cu o cromatografie gazoasă cuplată cu spectometrie de masă (GC-MS) și o cromatografie gazoasă – olfactometria (GC-O). Rezultatele au arătat că o totalitate de 66 de compuși volatili majori au fost identificați de analiza GC-MS; dintre care, compuși metoxifenolici (33.58%), alcooli (23.01%) și hidrocarburi (11.62%). S-a descoperit că 1,2,3-trimetoxibenzenul (17.16%) a fost cea mai abundentă componentă a aromei, urmată de α-terpineol (5.68%), 1,2-dimetoxibenzen (4.64%) și oxid linalool ÎI (4.29%) în această ordine. 29 de compuși activi ai mirosului au fost percepuți de analiza GC-O . Investigațiile amănunțite au arătat că 1,2-dimetoxibenzen, 1,2,3-trimetoxibenzen, 1,2,3-trimetoxi-5-metilbenzen, 4-etil-1,2-dimetoxi-benzen, β-iononă, β-linalool, oxizi linalool, decanal, etc. erau responsabili pentru savoarea specială a ceaiului Pu-erh. Se pare că compușii metoxi-fenolici și alcooli joacă un rol vital în savoarea ceaiului Pu-erh [12].

39 compuși non-volatili în 7 probe de ceaiuri gata preparate (RTD) au fost analizate și cuantificate folosind cromatografia lichidă. Experimente de reconstrucție a gustului folosind 13 compuși selectați au fost făcute pentru a identifica elemente non-volatile cheie care dau gustul. Profilurile de gust ale probelor reconstruite difereau semnificativ de probele RTD. Pentru a investiga contribuția la gust și importanța fiecărui compus în parte, au fost făcute experimente de omisie prin îndepărtarea unui compus sau a unui grup de compuși. În final, modelele de regresie au fost dezvoltate să evalueze intensificarea amărăciunii și astringenței în ceaiurile verzi RTD [13].

Potențialele beneficii ale sănătății au fost puse pe seama componentului flavonoid ce are activitate antioxidantă puternică. Activitatea antioxidantă a flavonoidelor din ceai este, într-adevăr considerată ca având rol protectiv împotriva bolilor cardiovasculare, cancer, oxidarea lipoproteinelor cu densitate scăzută, inflamarea, sănătății orale deficite și diabet. De asemenea, a fost arătat că activitatea antioxidantă a ceaiului exercită efecte antimicrobiale asupra câtorva patogeni ce cauzează boli. În afară de potențialele proprietăți benefice sănătății ale ceaiului, studiul a indicat faptul că co-administrarea medicamentelor cu catechine (EC și EGCG) inhibă glucuroconjugarea și sulfonarea medicamentelor administrate oral, astfel mărind biovalabilitatea acestora în corp [14].

Ceaiul verde (nefermentat) este o băutură populară în țările asiatice precum China și Japonia, în timp ce ceaiul negru (fermentat) este popular în celelalte părți ale lumii. Deși ceaiurile verzi și negre sunt făcute din frunzele aceleași plante, Camellia sinensis, datorită diferențelor în procesarea frunzelor se obțin compoziții chimice diferite. Anumite studii au indicat că ceaiul negru aduce aceleași beneficii sănătății precum cel verde, indicând că teaflavina prezentă în ceaiul negru deține puterea antioxidantă similară catechinelor din ceaiul verde [15].

Capitolul 2

Analiza indicatorilor de calitate ai ceaiurilor

2.1. Pregătirea probelor

Ceaiul verde, ceaiul negru, menta, teiul, mușețelul și sunătoarea au fost achiziționate de la plafar. În cazul mentei și teiului s-au făcut determinări și pe planta culeasă din câmp, de la producători particulari, uscată in prealabil.

Prepararea infuziilor de ceai a constat în adăugarea a 2g de proba (ceai) peste 200 mL de apă fiartă. S-au lăsat la infuzat timp de 2, 5, 7, 10, 15 minute. Apoi soluțiile de ceai au fost filtrate pe vată, iar reziduul a fost spălat cu apă distilată (3×10 mL). Soluțiile de ceai s-au răcit la temperatura camerei, după care au fost diluate la balon cotat de 250 mL cu apă distilată.

Ceai obținut prin fierbere: s-au fiert 2g de probă (ceai) cu 100 mL de apă distilată timp de 5 minute și apoi s-a filtrat pentru obținerea unor soluții de ceai limpezi.

Digestia probelor de ceai

Aparatul Digesdahl furnizat de firma HACH este astfel conceput încât să realizeze o mineralizare completă într-un timp record (între 3 și 12 minute) cu un consum mic de reactivi și fără să evacueze gaze în atmosferă.

Fig.2.1. Aparatul Digesdahl.

Aparatură și materiale:

● Acid azotic 65% p.a. ;

● Apă oxigenată 25% p.a. ;

● Apă distilată ;

● Probele de ceai uscate;

● Balanța analitică;

● Aparat Digesdahl.

Modul de lucru

Probele de ceai uscate (0,5g) sunt introduse în balonul cotat de 100 mL al aparatului, peste care se adaugă 8 mL de acid azotic concentrat (65%). Se conectează aparatul la rețea, se așează contragreutatea pe balonul cotat, se așează pe suportul aparatului se montează coloana de fracționare cu pâlnia, se setează temperatura de 150°C și se pornește aparatul. Se încălzește 3-4 minute după care prin pâlnie se adaugă 10 mL apă oxigenată 25% și se continuă fierberea. Se fierbe excesul de apă oxigenată prin continuarea încălzirii pentru 1 minut după ce întreaga cantitate a fost adăugată. Se preia balonul cotat de pe plita de încălzire, se demontează coloana de fracțiune și se răcește balonul. Soluția obținută se răcește, se filtrează și se aduce la semn cu apă distilată într-un balon de 50 mL.

2.2. Determinarea reziduului sec din probele de ceai

Reziduul sec reprezintă totalitatea substanțelor dizolvate in ceai, exprimat in %. Cu cat este mai mare nivelul de reziduu sec din ceai cu atat ceaiul este mai bogat în substanțe minerale.

Mod de lucru

Extractul de ceai (50 ml) a fost introdus într-o capsulă de porțelan cântărită (adusă în prealabil la masă constantă), apoi a fost evaporat până la sec pe o baie de nisip timp de 5 ore si reziduul (extractul de ceai) din capsulă a fost cantărit. Reziduul sec exprimat ca procente a fost calculat folosind formula 2.1. In tabelul 2.1. sunt prezentate rezultatele obținute.

Reziduu sec (%) = (D1- D0) × V0 × 100 / V1 / W (2.1)

unde:

D1- masa capsulei cu extractul de ceai

D0- masa capsulei

V0- volumul total de soluție de ceai (250 mL)

V1- volumul folosit pentru măsurare (50 mL)

W- masa probei de ceai uscată (2g).

Tabel 2.1. Reziduul sec obținut din probele de ceai analizate

Confom standardului ISO 3720 din 1986 [17] reziduul sec obținut din ceaiuri trebuie să fie mai mic sau egal cu 32%. Din tabelul 2.1 se observă că toate valorile obținute se încadrează în limitele standardului.

Valorile reziduului sec obținute în acest studiu sunt mai mici decat cele din literatura de specialitate (31,50%- 39,85%) [18].

2.3. Determinarea conținutului total de compuși fenolici și a activității antioxidante a ceaiurilor

Compușii fenolici sunt metaboliți secundari, unul din grupurile ce apar pe scară largă în fitochimie, de o importanță fiziologică și morfologică în plante.

Structural, compușii fenolici cuprind un inel aromatic care posedă una sau mai multe grupări hidroxil și variază de la molecule fenolice simple la compuși fenolici foarte polimerizați. În ciuda acestei diversități structurale compușii fenolici sunt adesea denumiți polifenoli.

Compușii fenolici pot fi clasificați în mai multe clase, după cum se observă în tabelul 2.2. Dintre aceștia, acizii fenolici, taninurile și flavonoidele sunt considerate ca fiind principalii compuși fenolici. Compușii fenolici sunt clasificați în două subgrupe, și anume, acizi hidroxibenzoici și acizi hidroxicinamici.

Acizii hidroxibenzoici includ acidul galic, p-hidroxibenzoic, protocatechinic, vanilic și siringic, care au în comun structura C6-C1. Structurile acestor compuși sunt prezentate în figura 2.2.

Pe de altă parte acizii hidroxicinamici sunt compuși aromatici cu un lanț lateral de trei atomi de carbon (C6-C3), acizii cafeic, ferulic, p-coumaric și sinapic fiind cei mai comuni.

Flavonoidele constituie cel mai mare grup fenolic din plante, reprezentând peste jumătate din opt mii din compușii fenolici ce apar în mod natural. Flavonoidele sunt compuși cu greutate moleculară mică, formați din cinsprezece atomi de carbon, aranjați într-o configurație de C6-C3-C6. În esență structura este alcătuită din doua inele aromatice, A și B, unite printr-o punte de trei atomi de carbon, de obicei sub forma unui inel heterociclic (fig 2.3).

Tabelul 2.2. Clase de compuși fenolici în plante

Fig. 2.2 Acizi hidrohibenzoici(a) și acizi hidroxicinamici (b)

Fig 2.3. Structura generală a unei molecule de flavonoide

Substituțiile la inelele A și B dau naștere la compuși diferiți în fiecare clasă de flavonoide. Aceste substituții pot include oxigenare, alchilare, glicozilare, acilare și sulfatare.

Taninurile, compuși cu greutate moleculară relativ ridicată, care constituie al treilea grup important de compuși fenolici, pot fi împărțite în taninuri hidrolizabile și taninuri condensate.

Activitatea antioxidantă a plantelor este asociată cu activitatea radicalilor liberi, ce sunt produși în metabolismul molecular. Antioxidanții au capacitatea de a proteja organismul împotriva bolilor. Din acest motiv este evidentă creșterea interesului pentru evaluarea proprietăților antioxidante din extracte de plante. Capacitatea lor antioxidantă este legată de conținutul de substanțe antioxidante: compuși fenolici, carotenoide, tocoferoli, acid ascorbic [7].

Activitatea antioxidantă a infuziilor de ceai a fost studiată folosind testul cu radicalul DPPH˙ ce se bazează pe reducerea radicalului DPPH˙ (2,2-difenil-1-picrilhidrazil – fig.2.4), conform reacției de mai jos și determinarea variației concentrației radicalului DPPH˙. Radicalul liber DPPH˙ este un compus stabil ce prezintă o absorbanță caracteristică la lungimea de undă de 517 nm.

DPPH˙ + RedH2 → DPPH-H + RedH˙ (DPPH)→Red + DPPH-H

Fig. 2.4. Structura chimică a radicalului DPPH• (2,2-difenil-1-picrilhidrazil)

Abilitatea compușilor de a capta radicali este determinată de proprietatea lor de a ceda electroni sau hidrogen, adică de mărimea potențialului de reducere al antioxidanților. Cu cât potențialul de reducere este mai mic cu atât antioxidantul este mai activ.

2.3.1. Trasarea curbei de etalonare pentru determinarea compușilor fenolici (TPC)

S-au determinat experimental absorbanțele soluțiilor la lungimea de undă 675 nm. S-a lucrat cu o soluție stoc de acid galic, care s-a preparat prin dizolvarea a 376 mg/L acid galic în 100 mL etanol. Pentru prepararea soluțiilor de lucru s-au măsurat volume corespunzătoare din soluția stoc de acid galic, repectiv 1 mL, 1,5 mL; 2 mL ; 2,5 mL ;3 mL ; și 3,5 mL.

În baloane cotate de 50 mL s-au adăugat în ordine: soluția stoc de acid galic (diferite volume), 1 mL reactiv Folin-Ciocâlteau și 1 mL soluție de Na2CO3 20%. Amestecul a fost omogenizat și lăsat 10 minute la temperatura camerei, după care balonul cotat a fost adus la semn cu apă distilată. În final amestecul omogenizat a fost lăsat 30 de minute la temperatura camerei pentru stabilizarea culorii și apoi s-a citit absorbanțele soluțiilor preparate la lungimea de unda 675 nm, față de o probă martor.

În fig. 2.5 este prezentată curba de etalonare obținută.

Fig. 2.5. Curba de etalonare pentru determinarea conținutului total de compuși fenolici cuprinsă în domeniul de lucru: 75- 262,5 mg GAE/L, λ = 675 nm.

2.3.2. Determinarea activității antioxidante a ceaiurilor

Modul de lucru

Pregătirea soluției de DPPH: Într-un balon cotat de 10 mL s-au cântărit 0.0394 g de 2,2-difenil-1-picrilhidrazil și s-a adus la semn cu metanol, obținându-se o soluție stoc de 1mM. Soluția de DPPH a fost proaspăt preparată și depozitată într-un balon cotat acoperit cu folie de aluminiu, ținut la 4oC între măsurători.

Pregătirea probei de control: Într-un balon de 100 ml s-au cântărit 0.044 g acid ascorbic în metanol pentru a prepara o soluție stoc de 1mM.

1 mL extract de ceai sau 1 mL acid ascorbic în metanol reacționează cu 2 mL soluție de DPPH în cuva spectrometrului. Cuva a fost apoi lăsată la întuneric timp de 30 minute, după care absorbanța a fost măsurată la 517 nm, folosind spectrometrul DR 2800. Antioxidanții reacționează cu DPPH și neutralizează caracterul radicalic și astfel culoarea amestecului de reacție se schimbă de la violet la galben.

Activitatea antioxidantă a extractelor de ceai, exprimată ca procent de inhibiție al DPPH, a fost calculată folosind formula 2.1.

% inhibiție = [(Aproba control – Aproba)/ Aproba control] (2.2)

În tabelul 2.3 este prezentat conținutul total de compuși fenolici și activitatea antioxidantă a extractelor de ceaiuri. Se observă că cel mai mare conținut de compuși fenolici și cea mai mare activitate antioxidantă a fost înregistrată pentru ceaiul verde. Compușii fenolici sunt considerați antioxidanți puternici și se observă că infuziile de ceai verde, negru, mentă, sunătoare sunt bogate în compuși fenolici, ceea ce arată că au o activitate antioxidantă considerabilă. Doar din aceste date nu poate fi confirmată o corelație semnificativă între conținutul total de compuși fenolici și activitatea antioxidantă a ceaiurilor analizate.

Tabelul 2.3. Conținutul total de compuși fenolici și activitatea antioxidantă a extractelor de ceaiuri.

Corelația dintre activitatea antioxidantă și conținutul total de compuși fenolici este prezentată în tabelul 2.4. Corelația din punct de vedere matematic reprezintă o legătură strict liniară între 2 variabile (x și y). Coeficientul de corelare Pearson (r) arată relația liniară dintre două seturi de date (ecuația 2.3).

(2.3)

Tabelul 2.4. Coeficientul de corelare Pearson a conținutului total de compuși fenolici (GAE) și DPPH (%) al infuziilor de ceai

Conform tabelului 2.4. valorile DPPH sunt strans corelate cu conținutul total de compuși fenolici în cazul probelor de ceai de mentă și tei de la producători particulari (r = 0,9956, respectiv r = 0,8111), în timp ce pentru probele de mentă și tei de la plafar a fost observată o corelație minimă (r = 0,2164, respectiv r = 0,1964). Nici o corelație semnificativă nu a fost observată în cazul probelor de ceai verde și ceai negru.

Când corelațiile au fost calculate în subseturi din setul total de date, s-a observat o corelație semnificativă din punct de vedere statistic între conținutul total de compuși fenolici și activitatea antioxidantă pentru ceaiul de mentă de la producători particulari (p = 0,0035 < 0,05). Pentru celelalte probe valoare lui p este mai mare de 0,05.

2.4. Determinarea fierului (II) din extractele de ceai

O specie neabsorbantă se poate transforma într-o specie absorbantă printr-o reacție de complexare. Dacă se alege un agent de complexare adecvat, se pot obține absorbtivități molare foarte mari. Metoda spectrofotometrică în cadrul căreia se utilizează liganzi este adeseori aplicată la determinarea ionilor metalici aflați în cantități infime, sub formă de urme. În urma reacției de complexare se obține un anumit grad de selectivitate, în sensul că un agent de complexare va reacționa numai cu câțiva ioni metalici.

Principiul metodei.

1,10 fenantrolina (o-fenantrolina) este un reactiv foarte sensibil fiind folosit mai ales la analiza fierului sub formă de urme. Fierul, ce se poate afla în probă în două stări de oxidare: II și III, trebuie sã fie convertit cantitativ la starea de oxidare Fe (II); această specie este singura care formează un complex intens colorat în roșu cu reactivul o-fenantrolina.

Ajustarea stării de oxidare se realizează cu clorhidrat de hidroxilamină. Deși există și alte metode de reducere a Fe (III) la Fe (II), clorhidratul de hidroxilaminã este cel mai bun deoarece nu interferă în măsurătorile de absorbanță

Aparatură și materiale

Reactivi și materiale:

● Soluție standard de Fe (II) 10-3M; se preparã o soluție standard de Fe (II) prin cântărirea unei cantități corespunzătoare FeSO4*7H2O sau Fe(NH4)2(SO4)2*6H2O și diluție la balon cotat de 100 ml;

● 1,10 fenantrolina soluție 0,1% în alcool etilic 50% (100 mL);

● Clorhidrat de hidroxilamină soluție 10%;

● Acetat de sodium soluție saturată;

● Spectrometru DR 2800;

● Baloane cotate de 50 mL;

● Pipete gradate de 1; 2; 5; 10 mL.

Mod de lucru

Se prepară două soluții A și B, soluția A conține numai proba necunoscută, soluția B proba necunoscută și un volum măsurat de soluție standard de Fe (II).

Soluția A

Într-un balon cotat de 50 mL se pipetează 2 mL probă de analizat (Vnec), se adaugă 5 mL acetat de sodiu, 5 mL soluție de clorhidrat de hidroxilamină, și se agită pentru omogenizare;

Se așteaptă 5 minute, apoi se adaugă 5 mL de reactiv 1,10 fenantrolină;

Se așteaptă 10 minute pentru stabilizarea culorii;

Se diluează la volum cu apa distilată;

Se citește absorbanța soluției (Anec) la 510 nm, la spectrometrul DR 2800, față de o soluție de referință (apă distilată).

Soluția B

Într-un alt balon cotat de 50 mL se pipetează 2 mL probă de analizat (Vnec) și 2 mL soluție etalon de Fe(II) (Vst),astfel încât concentrația maximă să fie maxim 1,5 Cx

Se adaugă apoi reactivii în ordinea prezentată la solutia A;

Se citește absorbanța soluției B(Anec+st), față de apă distilată.

Calcule și exprimarea rezultatelor

Absorbanțele soluțiilor A și B sunt date de relațiile

Anec =  ɛ∙b∙cnec

unde:

Dacă se face raportul celor două ecuații se obține:

Iar concentrația fierului din proba necunoscută se calculează cu relația

Concentrațiile probei necunoscute (Cnec) și a standardului (Cst) se exprimă în moli/L.

In tabelul 2.5. sunt prezentate concentratiile fierului din extractele de ceai analizate.

Tabelul 2.5. Valorile concentrației fierului din extractele de ceai analizate

Fierul este un metal important ce se acumuleaza în ficat datorita rolului fiziologic al acestui organ în sinteza sângelui. Fierul este un compus indispensabil organismului, care intervine în numeroase reacții chimice și permite îndeosebi transportul oxigenului prin hemoglobina globulelor roșii.

Concentratiile fierului in infuzii se incadreaza in intervalul 0,56 – 6,36 mg/kg, in ceaiul obtinut prin fierbere se incadreaza in domeniul 2,42 – 24,93 mg/kg, iar in ceaiurile mineralizate se incadreaza in domeniul 1,92 – 4,17 mg/kg. Rezultatele obtinute pentru infuzii si pentru ceaiul preparat prin fierbere sunt comparabile cu cele din literatura de specialitate [..], dar sunt mult mai mici in cazul probelor mineralizate.

S-a aplicat testul “t” folosind programul “student’s t test”, test folosit pentru probe cu diferite concentrații, care sunt analizate prin două metode analitice, iar diferențele fiecărei perechi sunt comparate. Ipoteza nulă ce trebuie testată arată că nu există diferențe semnificative între perechile de rezultate. Probabilitatea implicată în statistică se estimează printr-un model matematic al variației. Modelul matematic cel mai des aplicat este distribuția normală (distribuția lui Gauss). Zona definită de oricare două valori reprezintă probabilitatea unei variabile distribuite aleatorii ce se încadrează în acel interval. Probabilitatea rezultatelor obținute, conform ipotezelor stabilite, arată dacă presupunerile sunt plauzibile sau nu. În chimia analitică probabilitatea este utilizată pentru a arată dacă rezultatele obținute sunt semnificativ diferite sau nu între ele.

Prin aplicarea testului t pe probele de ceai preparate prin infuzie si fierbere s-a obținut tcalculat = 1,066. La compararea valorii t obținute cu valoarea t tabelată (t = 2,36 pentru 7 grade de libertate) s-a observat că t calculat < t tabelat, rezultatul fiind nesemnificativ statistic. În același timp p = 0,15 > 0,05 ceea ce arată că diferențele nu sunt semnificative. În concluzie se poate spune că cele două metode aplicate au grade de corectitudine similare.

Prin aplicarea testului t pe probele de ceai preparate prin infuzie si pe probele supuse digestiei s-a obținut tcalculat = 1,70. La compararea valorii t obținute cu valoarea t tabelată (t = 2,36 pentru 7 grade de libertate) s-a observat că t calculat < t tabelat, rezultatul fiind nesemnificativ statistic. În același timp p = 0,0514 > 0,05 ceea ce arată că diferențele nu sunt semnificative. În concluzie se poate spune că cele două metode aplicate au grade de corectitudine similare.

Prin aplicarea testului t pe probele de ceai preparate prin fierbere si pe probele supuse digestiei s-a obținut tcalculat = 1,41. La compararea valorii t obținute cu valoarea t tabelată (t = 2,36 pentru 7 grade de libertate) s-a observat că t calculat < t tabelat, rezultatul fiind nesemnificativ statistic. În același timp p = 0,08 > 0,05 ceea ce arată că diferențele nu sunt semnificative. În concluzie se poate spune că cele două metode aplicate au grade de corectitudine similare.

2.5. Determinarea cuprului din extractele de ceai

Principiul metodei

Amoniacul este un reactiv foarte sensibil folosit la analiza cuprului sub formă de urme. Metoda se bazează pe reactia Cu (II) cu amoniac si determinarea spectrofotrometrică a complexanului [Cu(NH4)]2+.

Reactivi și materiale

Soluție standard de Cu (II) 5×10-2 M, preparată prin dizolvarea a 1,25 g CuSO4 în 100 ml apă distilată;

Amoniac concentrat;

Spectrofotometru DR 2800;

Baloane cotate 50 ml;

Pipete gradate 1, 2, 5 si 10 ml.

Modul de lucru

Se prepară două soluții A și B. Soluția A conține numai proba necunoscută, iar soluția B proba necunoscută și un volum măsurat de soluție standard de Cu (II).

Soluția A.

Într-un balon cotat de 50 mL, se pipetează 5 mL probă de analizat (Vnec) și se adaugă 2,5 mL soluție amoniac, apoi se diluează la volum cu apă distilată. Se citeste absorbanța (Anec) la 600 nm, la spectometrul DR 2800, față de o soluție de referință (apă distilată).

Soluția B.

Într-un balon cu același volum, se adaugă 5 mL probă de analizat (Vnec) și 2 mL soluție standard de Cu (II) (Vst), astfel încât concentrația rezultată să fie maxim 1,5 Cx. Se adaugă apoi reactivii în ordinea prezentată la soluția A. Se citește absorbanța soluției B (Anec+st) față de apă distilată.

Calcule și prezentarea rezultatelor

Absorbanța soluțiilor A și B sunt date de relațiile:

unde:

Dacă se face raportul celor două ecuații se obține

Iar concentrația cuprului din proba necunoscută se calculează cu relația

Concentrațiile probei necunoscute (Cnec) și a standardului (Cst) se exprimă în moli/L.

In tabelul 2.6. sunt prezentate concentratiile cuprului din extractele de ceai analizate.

Tabelul 2.6. Valorile concentrației cuprului din extractele de ceai analizate

Determinarea cuprului este necesară datorită contribuției pe care o are în organism. Deficiența de cupru din organism poate încetini creșterea la copii, depigmentare și probleme gastro- intestinale.

Concentrațiile cuprului detectate în probele analizate sunt comparabile cu cele din literatura de specialitate în digestive (23,59- 120.46 mg/Kg), sunt mai mari decat cele din literatura de specialitate în probele preparate prin infuzie (3,10- 9,17 mg/Kg) și în probele de ceai obtinute prin fierbere (2,04- 7,93 mg/Kg) [..]

Prin aplicarea testului t pe probele de ceai preparate prin infuzie si fierbere s-a obținut tcalculat = 0,82. La compararea valorii t obținute cu valoarea t tabelată (t = 2,36 pentru 7 grade de libertate) s-a observat că t calculat < t tabelat, rezultatul fiind nesemnificativ statistic. În același timp p = 0,21 > 0,05 ceea ce arată că diferențele nu sunt semnificative. În concluzie se poate spune că cele două metode aplicate au grade de corectitudine similare.

Prin aplicarea testului t pe probele de ceai preparate prin infuzie si pe probele supuse digestiei s-a obținut tcalculat = 3,11. La compararea valorii t obținute cu valoarea t tabelată (t = 2,36 pentru 7 grade de libertate) s-a observat că t calculat > t tabelat, rezultatul fiind semnificativ statistic. În același timp p = 0,003 < 0,05 ceea ce arată că diferențele sunt semnificative. În concluzie se poate spune că cele două metode applicate nu au grade de corectitudine similare.

Prin aplicarea testului t pe probele de ceai preparate prin fierbere si pe probele supuse digestiei s-a obținut tcalculat = 3.65. La compararea valorii t obținute cu valoarea t tabelată (t = 2,36 pentru 7 grade de libertate) s-a observat că t calculat > t tabelat, rezultatul fiind semnificativ statistic. În același timp p = 0,001 < 0,05 ceea ce arată că diferențele sunt semnificative. În concluzie se poate spune că cele două metode applicate nu au grade de corectitudine similare.

Capitolul 3

Concluzii

Rezultate similar acestui studiu au fost raportate de către alți cercetători în literatura de specialitate, astfel conținutul total de compuși fenolici are o contribuție majoră la activitatea antioxidantă. Aceste studii au fost realizate pe ceai verde și ceai negru.

Datele din această lucrare arată că activitatea antioxidantă este puternic corelată cu conținutul total de compuși fenolici în cazul ceaiului de mentă de la producători particulari. De asemenea coeficienții de corelare Pearson sugerează că un conținut mai mare de compuși fenolici contribuie la o mai mare activitate antioxidantă a ceaiului respectiv.

Determinarea fierului se poate face cu acelasi grad de precizie atat pe probele de ceai supuse digestiei cat si pe probele de ceai preparate prin infuzie si prin fierbere.

Determinarea cuprului se poate face cu acelasi grad de precizie atat pe probele de ceai pe preparate prin infuzie cat si pe probele de ceai obtinute prin fierbere, dar nu se poate face cu acelasi grad de precizie pe probele de ceai supuse digestiei.

Au fost efectuate corelatii intre concentratiile fierului si cuprului din probele de ceai preparate prin infuzie si fierbere si pe probele supuse digestiei. Coeficientului de corelatie pentru Fe-Cu din probele de ceai preparate prin infuzie este 0,4107, iar p = 0,31 > 0,05, deci corelatia este nesimnificatica din punct de vedere statistic. In cazul probelor de ceai preparate prin fierbere si a probelor supuse digestiei cele doua elemente au o corelatie negativa (-0,1251, respectiv -0,7822).

Bibliografie

1. Gh. Grigore – „Plante medicinale și recomandari fitoterapeutice” Editura Albatros, București 2000, pag 21

2. E. Paun, M. Aurel, A. Dumitrescu, M. Verzea, O. Coscariu- „Tratat de plante medicinale si aromatice” Editura Academiei Romane 1998

3. P. Carloni, L. Tiano, L. Padella, T. Bacchetti, C. Customu, Al. Kay, E. Damiani- „Antioxidant activity of white, green and black tea obtained from the same tea cultivar”,2013,900-908

4. Z. Yang , S. Baldermann , N. Watanabe- Recent studies of the volatile compounds in tea,2013,585-599

5. C-tin. Milică, E. Bavaru- „ Plante medicinale și aromatice în fitofarmacie și terapie medicinală”, Editura Didactică și Pedagogică București 2000

6. Gr. Constantinescu, Elena Hațieganu- Buruiană- Să ne cunoaștem plantele medicinale, proprietățile lor terapeutice și modul de folosire, Editura Medicală,1986

7. 1. C. Proestos, D. Sereli, M. Komaitis, Food Chemistry, 95, (2006), 44–52.

8. R. Wang, W. Zhou , M. Isabelle- „Comparison study of the effect of green tea extract (GTE) on the quality of bread by instrumental analysis and sensory evaluation”,2007,470-479

9. C. Ma a,c, Y. Qua, Y. Zhang , B. Qiu , Y. Wang, Xi Chen-„Determination of nerolidol in teas using headspace solid phase microextraction–gas chromatography”,2014,285-290

10. T. Kocadağlı, K. Sultan Özdemir, V. Gökmen-„Effects of infusion conditions and decaffeination on free amino acid profiles of green and black tea”,2013,720-725

11. Y. Zuo, H. Chen, Y. Deng-”Simultaneous determination of catechins, caffeine and gallic acids in green, Oolong, black and pu-erh teas using HPLC with a photodiode array detector “ Talanta, 57, 2002, 307-316

12. H-Peng Lv , Q-Sheng Zhong , Z. Lin , Li Wang , Jun-Feng Tana, Li Guo-Aroma characterisation of Pu-erh tea using headspace-solid phase microextraction combined with GC/MS and GC–olfactometry,2012,1074-1081

13. P. Yu , A. Soo-Lee Yeo , Mei-Yin Low , W. Zhou-Identifying key non-volatile compounds in ready-to-drink green tea and their impact on taste profile,2014,9-16

14. L.C. Kerio , F.N. Wachira , J.K. Wanyoko , M.K. Rotich- Total polyphenols, catechin profiles and antioxidant activity of tea products from purple leaf coloured tea cultivars,2013,1405-1413

15. S. Jayasekera , A.L. Molan , M. Garg , P.J. Moughan- Variation in antioxidant potential and total polyphenol content of fresh and fully-fermented Sri Lankan tea,2011,536-541

16. T-Ming Lu , C-Ching Lee , J-L Maud, S-Dun Lin- Quality and antioxidant property of green tea sponge cake,2010,1090-1095

17. ISO 3720.(1986). Black tea – definition and basic requirements. Switzerland: International Standard Organisation

18. L. Yao, Xu Liu, Y. Jiang, N. Caffin, B. D’Arcy, R. Singanusong, N. Datta, Y. Xu- Compositional analysis of teas from Australian supermarkets