Partea I  – Studiu bibliografic

Diverse2

Partea I – Studiu bibliografic

Byadmin ianuarie 1, 2024

INTRODUCERE

Legumele sunt alimente de origine vegetală cu importanță deosebită în alimentația omului. In lume se cultivă sute de specii de legume, multe din ele preluate din flora spontană pentru calitățile nutritive deosebite. Ele reprezintă o sursă importantă de vitamine, substanțe minerale, fitochimice, sursă de hidrați de carbon și fibre. Deși nu toate legumele sunt considerate alimente funcționale, ele au un rol deosebit de important în îmbunătățirea stării de sănătate a populației (Banu și colab., 2010).

In țara noastră se cultivă frecvent aproximativ 70 de specii și varietăți, urmărindu-se diversificarea sortimentului actual datorită importanței alimentare, continutului biochimic al acestora, precum și datorită rolului legumelor în dietele care prevăd limitarea consumului de alimente de natură animală, bogate în grăsimi, în favoarea vegetalelor ca sursă nelimitată de vitamine, săruri minerale, acizi organici, substanțe nutrivite cu rol plastic, energetic și biocatalizator. Multe dintre aceste plante legumicole reprezintă materii prime valoroase pentru industria alimentară și farmaceutică.

Unele dintre legume au rol nutritiv și/sau conțin substanțe biologic active, altele reprezintă condimente, care dau gust și culoare preparatelor alimentare.

Leurda, spanacul și urzica sunt legume frunzoase foarte des folosite în alimentatie, singure sau in combinație, fapt ce potențează caracterul lor anioxidant.

Partea I – Studiu bibliografic

1.Legumele

1.1.Clasificare

Culturile leguminoase se caracterizează printr-un conținut ridicat de substanțe azotoase în bob (25-30%) fiind deosebit de importante în ceea ce privește conținutul bogat în proteine respectiv în grăsimi.

Leguminoasele au capacitatea de a folosi azotul liber din aer cu ajutorul bacteriilor care se găsesc în nodozitățile de pe rădăcini, îmbogățind astfel solul cu azot.

Din punct de vedere al caracteristicilor biochimice, legumele se clasifică în:

legume cu conținut mare de proteine (fasole, mazăre, soia),

legume cu conținut mare de grăsimi (varză, dovleac),

legume cu conținut mare de celuloză și săruri minerale (spanac, ardei, ridichi, roșii, castraveți)

legume cu conținut mare de glucide (cartof, dovleac, mazăre, fasole, ceapă).

Din punct de vedere al unor caracteristici fenotipice legumele se pot clasifica în:

a. Legume tuberculifere

Cel mai important reprezentant al tuberculiferelor este cartoful, folosit în alimentația omului în consum direct, produse uscate, produse semipreparate, în industrie la fabricarea amidonului și a spirtului, folosit ca hrană pentru animale (porcine, bovine).

Conține: 76,3% apă și 23,7% substanță uscată, din care 17,5% amidon, 2% proteine, enzime, vitaminele A, B1, B2, C, D, PP;

Cartoful conține solanina, un alcaloid cu un gust amar, care devine toxic la 0,1 g/kg masă corporală.

b.Legume rădăcinoase

Cele mai folosite legume rădăcinoase în alimentație sunt: morcovul, pătrunjelul, păstârnacul, țelina, ridichile, sfecla. In cazul acestor legume, partea cea mai consumată este rădăcina, care are o valoare alimentară mare datorită conținutului lor ridicat în glucide, acizi organici, vitamine, minerale, etc. In afară de partea rădăcinoasă se consumă și frunzele unor legume rădăcinoase drept condiment la prepararea unor mâncăruri, datorită conținutului ridicat în uleiuri eterice. Rădăcinile acestor legume conțin: apă, glucide, proteine, lipide în cantități foarte mici, vitamine, enzime, săruri minerale, în cantități specifice fiecărei specii.

c. Legume bulboase

Reprezentanții mai importanți ai acestei clase sunt: ceapa, usturoiul, prazul, etc. La aceste legume partea comestibilă este bulbul. Utilizarea legumelor bulboase drept condimente se datorează mirosului caracteristic imprimat de uleiul eteric cu conținut de sulfură de alil.

Bulboasele au un conținut ridicat de apă, glucide, substanțe proeice, vitamine (ceapa conține 5-9 mg% vitamina C), enzime, săruri minerale și uleiuri eterice.

d. Legume frunzoase

Din această categorie fac parte: salata, spanacul, urzica, loboda, leurda, etc. Legumele frunzoase sunt deosebit de valoroase și ușor asimilabile. Unele se pot consuma în stare crudă. Frunzele lor conțin cantități mari de substanțe nutritive, vitamine – în special din clasa celor hidrosolubile – B1, B2, C, dar și provitamina A; substanțe biologic active, săruri minerale – calciu, fier, cupru, zinc, fosfor, clorură de sodiu, etc.

e. Legume păstăioase

La fasole, mazăre, soia, hamei, bob, se consumă atât păstăile și boabele verzi cât și boabele ajunse la maturitate. Au un conținut ridicat de apă, glucide și substanțe proteice (soia aprox. 38%), dar conțin și vitamine, enzime și săruri minerale.

f. Legume din grupa verzei

Varza, varza roșie, varza de Bruxelles, varza chinezească conopida, broccoli, gulia, etc., sunt legume cu un conținut mare de apă, cantități importante de substanțe proteice, lipide, glucide, vitamine, enzime, săruri minerale.

Un reprezentant important este broccoli considerată leguma miraculoasă fiind o sursa excelentă de vitamina A, B2, acid folic si vitamina C (de 2 ori mai multă vitamina C decât într-o portocală) și bogată în fier și potasiu. Este o legumă cu un conținut crescut de calciu, aproape un echivalent al laptelui în alimentație. Conține seleniu și compuși cu sulf, cu importante efecte antioxidante și anticancerigene.

Broccoli conține de asemenea un compus fitochimic numit sulforaphane, care distruge bacteria Helicobacter pylori răspunzătoare de apariția gastritei și a ulcerelor gastrice. Acest compus are proprietati importante anticancerigene utile în prevenirea cancerului de sân, a cancerului gastric, a melanomului malign, a leucemiilor.

Sulforaphane este un compus care stimulează și enzimele de detoxifiere din ficat, ajutând la curățarea mai rapidă a substanțelor cancerigene din organism.

In momentul tăierii, mestecării sau digerării, eliberează un compus cu sulf – sinigrina – cu rol în inhibarea înmulțirii celulelor tumorale și în inducerea apoptozei acestora (moartea celulară programată).

Prin conținutul de antioxidanți din familia carotenoizilor broccoli intervine și în protecția ochiului, împiedicând formarea cataractei.

g. Legume solano-fructoase

Reprezentanții cei mai importanți din acastă categorie sunt: vinetele, ardeii, tomatele. De la aceste legume se consumă fructele bogate în apă (90-92%, substanțe proteice 1,1-1,2%, glucide solubile 1,5-3%, amidon 0,1-1,2%, vitamine A, B1, B2, B6, C (ardeiul conține între 130-160mg% vitamina C), PP, E, K, acid folic, betacaroten, și săruri minerale -calciu, fosfor, magneziu, potasiu, sulf, zinc, cupru, fier, bor, iod.

Ardeii grași sunt bogați în crom, potasiu, fier, siliciu, magneziu, întărind sistemul muscular și îmbunătățind activitatea inimii; conțin vitamina C – (cantitatea de vitamina C poate fi mai mare decât în portocale), contribuind la întărirea sistemului imunitar și la stimularea metabolismului, dar con coține și luteină, atât de necesară pentru menținerea sănătății ochilor; în plus, conțin vitamina B6.

Vinetele se clasează imediat dupa varză în ceea ce privește acțiunea anticancerigenă și împreună cu roșiile sunt printre puținele legume care își păstrează proprietățile și dacă sunt preparate termic. Licopenul din roșii este un antioxidant puternic, cu efect anticancerigen, care nu se distruge total prin fierbere.

h. Legume bostănoase

Reprezentanții mai importanți din această clasă sunt: dovlecii, castraveții, bostanul, pepenele verde și galben. Acestea din urmă deși sunt fructe aparțin tot familiei Cucurbitacee.

Castravetele este alcătuit în proporție de 96,5% din apă, are foarte puține calorii, nu conține nici un fel de grăsimi și doar o cantitate mică de substanțe proteice. In schimb, această legumă conține o cantitate impresionantă de potasiu, fier, siliciu asimilabil, magneziu și fosfor, care în cea mai mare parte sunt depozitate în coaja castravetelui. Conține deasemenea vitamina C, vitaminei A și vitamine din complexul B, respectiv enzime care intervin în procesul digestiei și al metabolismului compușilor sulfuroși.

Dovleceii sunt foarte bogati în apă (aproape 95% din masa lor), însă în pulpa și mai ales în coaja lor găsim și cantități foarte mari de vitamina B9, vitamina A, fosfor și potasiu. 300 de grame de dovlecei asigură aproape dublul necesarului zilnic de vitamina A și de vitamina B9, necesarul zilnic de fosfor și de potasiu, jumătate din necesarul zilnic de magneziu.

1.2. Compoziție chimică și transformări biochimice în legume

Din punct de vedere al compoziției chimice, legumele conțin o cantitate mare de apă, conțin glucide – în special sub formă de fibre, proteine și lipide în cantitate mai mică, vitamine, săruri minerale, enzime și produși secundari de metabolism:

sunt bogate în vitamine (vit.A, complexul B, C)

sunt bogate în fibre brute (celuloză, pectine, taninuri).

conțin săruri minerale, în special K, Mg.

conțin arome specifice (terpenoide).

conțin fenoli – acid cafeic, acid galic, acid salicilic – cu rol în determinarea gustului, au acțiune bactericidă, fungicidă;

pigmenți – carotenoidici, flavonoidici și antociani;

concentrație redusă de glucide și lipide în formă ușor asimilabilă.

In timpul creșterii, maturării și păstrării, legumele suferă o serie de modificări de natură fizică, biochimică, microbiologică.

Dintre modificările fizice cea mai importantă este pierderea apei datorită evaporării ceea ce duce la scăderea greutății și la o deshidratare superficială (zbârcire), cu implicații negative asupra calității acestora.

Depozitarea îndelungată poate duce la apariția unor procese microbiologice nedorite cu degradarea calității materiei prime și în final la creșterea procentului de bombaj. Factorii care determină intensitatea proceselor microbiologice sunt condițiile de păstrare, sistemul de depozitare, calitatea igienico-sanitară a ambalajelor.

In cele ce urmează sunt prezentate principalele transformări biochimice care au loc în legume și fructe în timpul coacerii, îmbătrânirii și păstrării.

In faza de creștere și maturare predomină procesele de sinteză în defavoarea celor de degradare. După recoltare iau amploare procesele de descompunere iar cele de sinteză se reduc in intensitate.

In faza de maturare au loc modificări ale fermității prin descompunerea protopectinei care duce la scăderea fermității texturale; a culorii – datorită descompunerii pigmenților clorofilieni și a sintezei celor carotenoidici, a gustului – ca urmare a cumulării glucidelor dar și a oxidării acizilor organici, a aromei -datorită formării substanțelor volatile.

a.Transformările ale glucidelor

Glucidele suferă transformări semnificative în timpul coacerii fructelor. Poliglucidele și oligoglucidele se transformă în monoglucide, care dau gustul dulce al fructelor și legumelor coapte. In cursul creșterii și maturării fructelor se produce o acumulare continuă de glucide.

In timpul coacerii are loc o hidroliză a substanțelor pectice (heteropoliglucide), conținutul de taninuri scade datorită unor degradări enzimatice ale acestora. Hemicelulozele se descompun, prin hidroliză în prezența hemicelulazelor, în monoglucide și acizi uronici. Concomitent cu degradarea hemicelulozelor are loc o diminuare a conținutului de celuloză, ceea ce contribuie la înmuierea fructelor coapte.

Conținutul total de glucide scade odată cu îmbătrânirea plantelor. Modificări mai puțin importante se petrec în cazul poliglucidelor de rezervă și mai ales la cele de susținere. Tot odată cu îmbătrânirea crește conținutul de substanțe incrustante (lignină, suber, ceruri, etc) care însoțesc celuloza.

In timpul păstrării, prin respirație se consumă glucide, acizi organici, substanțe organice și alți compuși chimici. Se produc schimbări în ceea ce privește raportul dintre diferite substanțe, cum ar fi reducerea cantității de amidon și creșterea conținutului de glucide solubile. Transformări importante suferă și substanțele p conținutul de taninuri scade datorită unor degradări enzimatice ale acestora. Hemicelulozele se descompun, prin hidroliză în prezența hemicelulazelor, în monoglucide și acizi uronici. Concomitent cu degradarea hemicelulozelor are loc o diminuare a conținutului de celuloză, ceea ce contribuie la înmuierea fructelor coapte.

Conținutul total de glucide scade odată cu îmbătrânirea plantelor. Modificări mai puțin importante se petrec în cazul poliglucidelor de rezervă și mai ales la cele de susținere. Tot odată cu îmbătrânirea crește conținutul de substanțe incrustante (lignină, suber, ceruri, etc) care însoțesc celuloza.

In timpul păstrării, prin respirație se consumă glucide, acizi organici, substanțe organice și alți compuși chimici. Se produc schimbări în ceea ce privește raportul dintre diferite substanțe, cum ar fi reducerea cantității de amidon și creșterea conținutului de glucide solubile. Transformări importante suferă și substanțele pectice și anume protopectina se transformă în pectine solubile și acestea se descompun în substanțele componente. Are loc hidroliza taninurilor și o oxidare a acestora, ceea ce duce la o micșorare a astringenței lor.

Modificarea coținutului glucidelor din fructe este corelată cu valoarea comercială a acestor produse. Astfel în timpul creșterii și maturării conținutul în glucide crește pe când în timpul depozitării acesta scade, determinând scăderea valorii energetice și a fermității texturale. Din aceste motive în timpul valorificării produselor vegetale trebuie folosite procedee care să inhibe procesele biochimice pentru a asigura păstrarea calității acestor produse o perioadă cât mai mare de timp.

b.Transformările lipidelor

La majoritatea fructelor se produce o ușoară creștere a cantității de lipide în timpul coacerii. De obicei fructele au un conținut scăzut de lipide.

In perioada de îmbătrânire, conținutul total de lipide scade treptat. Se produce un dezechilibru între reacțiile de degradare și cele de biosinteză. Cel mai repede se degradează sulfolipidele și galactolipidele din cloroplaste iar cele din țesuturi se degradează mai greu.

In timpul păstrării se intensifică acțiunea lipoxidazei și astfel din acizii grași existenți în coaja fructelor se formează etilena, care grăbește coacerea acestora. Concomitent cu aceste transformări enzimatice au loc și degradări neenzimatice și anume râncezirea grăsimilor din alune și nuci, fenomen care poate fi frânat prin păstrarea produselor vegetale la temperaturi scăzute.

Prezența unui conținut ridicat de lipide și în special de ceară vegetală pe suprafața legumelor și fructelor este caracteristică pentru anumite soiuri, are rol important în menținerea calității pe parcursul procesului de valorificare, determinând menținerea turgescenței și a aspectului comercial al acestora.

c.Transformările proteinelor și aminoacizilor

Proteinele suferă o serie de modificări cantitative și calitative în cursul proceselor care au loc în perioada de creștere, maturare și valorificare a produselor vegetale. Biosinteza proteinelor este foarte intensă în faza de diviziune celulară, scade în timpul formării semințelor, după care are loc o nouă intensificarea a biosintezei proteice, până la maturitate.

In timpul coacerii se produce o mobilizare a aminoacizilor și o ușoară creștere a substanțelor proteice, în special în cazul nucilor, alunelor sau leguminoaselor.

In timpul îmbătrânirii conținutul de protide scade. In frunzele detașate are loc o acumulare de aminoacizi, proporțional cu degradarea substanțelor proteice. O parte din aminoacizii care rezultă din hidroliza proteinelor pot participa la biosinteza de noi molecule proteice. Cea mai mare cantitate de aminoacizi se degradează transformându-se în alte substanțe.

Declanșarea îmbătrânirii plantelor este determinată de declinul capacității de biosinteză a substanțelor proteice. In perioada de îmbătrânire se intensifică activitatea proteazelor intensificându-se proteoliza. In general se degradează mai repede proteinele globulare și mai încet cele fibrilare.

In timpul păstrării fructelor are loc o scădere a conținutului de proteine prin oxidări și hidrolize. Condițiile de păstrare ale fructelor trebuie să țină cont de caracteristicile lor biologice și de factorii de mediu care pot menține echilibrul între diferitele căi metabolice.

Pe lângă aceste transformări pot avea loc:

– reacția Maillard sau brunificarea neenzimatică;

– denaturarea proteinelor;

– proteoliza (hidroliza proteinelor sub acțiunea enzimelor).

d.Modificări ale conținutului de enzime, vitamine, pigmenți și uleiuri volatile

Enzimele catalizează reacțiile biochimice care au loc în fructe. In perioada de creștere, maturare și păstrare are loc intensificarea activității unor enzime: lipoxigenaza, ribonucleaza, enzimele ciclului respirator – peroxidaza, catalaza, citocromoxidaza, polifenoloxidaza, etc.

In timpul perioadei de coacere, îmbătrânire și păstrare în produsele vegetale au loc modificări în conținutul vitaminelor și pigmenților. Coacerea și maturarea au ca rezultat biosinteza vitaminelor. De obicei conținutul maxim de vitamine se atinge în faza de maturitate de consum, fază după care conținutul în anumite vitamine, în special vitamina C scade, datorită oxidării acidului ascorbic în prezența oxidazelor.

Pe parcursul păstrării în fructele recoltate la maturitate, are loc diminuarea continuă a cantității de acid ascorbic, dependentă de specie, soi, temperatură de păstrare. Conținutul în vitaminele B este mai stabil și mai puțin afectat în condițiile păstrării la temperaturi scăzute. Conținutul de vitamine poate fi utilizat ca un indicator de calitate al produselor vegetale.

Modificarea conținutului în pigmenți în timpul creșterii maturării și valorificării fructelor, este corelată cu modificarea culorii acestor porduse. Odată cu maturarea fructelor, are loc în majoritatea cazurilor descompunerea clorofilei. Acest proces este nedorit afectând calitatea produselor.

Modificarea conținutului în pigmenți carotenoidici depinde de specie, de temperatură, precum și de tipul de pigmenți carotenoidici (cei care conțin oxigen sunt mai puțin sensibili).

In timpul păstrării, după încheierea procesului de maturare, are loc oxidarea pigmenților carotenoidici și scăderea conținutului acestora.

Conținutul în pigmenți antocianici este în strânsă legătură cu prezența unor enzime, ca de exemplu antocianaza. In vișine, prune, sau mure această enzimă este activă în timpul fazei de creștere până în momentul declanșării procesului de maturare, când activitatea enzimei scade și are loc formarea culorii. Capacitatea de acumulare a pigmenților antocianici depinde de intensitatea luminii, temperatură, conținutul de azot în sol, etc.

Pentru păstrarea culorii produselor vegetale în timpul depozitării acestora este necesar să se păstreze condițiile optime de temperatură și umiditate relativă.

Formarea substanțelor volatile se intensifică în perioada de maturitate, iar în perioada de supramaturare și păstrare conținutul în aceste substanțe se reduce. Aceste substanțe au rol în formarea aromei produselor vegetale.

e.Transformări biochimice în timpul conservării legumelor prin congelare

După recoltare în legume au loc în continuare transformări biochimice care pot produce alterarea și deteriorarea acestora. Din acest motiv legumele trebuie congelate rapid, imediat după recoltare la un grad maxim de maturitate.

In timpul congelării se poate dezvolta un miros de rânced în timpul contactului produsului congelat cu aerul. Acest inconvenient se poate evita folosind un material de împachetare care să nu permită ca aerul să pătrundă în interiorul produsului.

Cele mai importante transformări sunt cele ale texturii legumelor congelate. Apa reprezintă o mare parte din compoziția majorității legumelor, și se găsește în interirul peretelui celular extrem de rigid, și asigură structura și textura produselor vegetale. A congela aceste produse vegetale înseamnă de fapt a congela apa. Cristalele de gheață pe care le formează apa în procesul de congelare, pot produce rupturi în peretele celular și astfel acesta este distrus și în consecință materialul vegetal după decongelare devine mai moale decât înainte de congelare. Aceste modificări nu sunt la fel de evidente în produsele care suferă un tratament termic după dezghețare.

Pentru a reduce degradarea peretelui celular se practică congelarea rapidă care duce la formarea unor cristale mici fine care vor afecta mult mai puțin structura peretelui celular decât cristalele mari formate în timpul congelării lente.

O congelare corectă este metoda de conservare care va afecta cel mai puțin conținutul produsului în substanțe nutritive.

Produsele congelate se depozitează la -18°C pentru o perioadă scurtă de timp și la temperaturi de până la -30°C pe durată mare. Chiar și respectând toate condițile descrise produsele congelate își pot modifica culoarea datorită oxidării pigmenților, proteinele se pot denatura iar amidonul suferă procesul de gelatinizare și umflare a granulelor.

2. Antioxidanți în legume

2.1. Produși secundari de metabolism în alimentele de origine vegetalӑ

2.1.1.Compuși polifenolici

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

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

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

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

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

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

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

2.1.2. Flavonoide

Flavonoidele reprezintă o familie de compuși sintetizați de plante care au o structură chimică comună. Sunt pigmenți fenolici care conțin în molecula lor un heterociclu piranic sau furanic condensat cu un inel benzenic. De heterociclu se cuplează un alt inel benzenic. Caracterul fenolic al acestor pigmenți este dat de grupările hidroxilice, de pe inelele benzenice.

Flavonoidele predomină în plantele superioare. Se găsesc în flori, fructe, frunze, tulpini, rădăcini, scoarța copacilor etc. În cantitate mică se găsesc în unele alge, în microorganisme și în unele insecte (flavone). Majoritatea flavonoidelor sunt colorate și contribuie în mare parte la formarea culorii florilor și a fructelor. Se găsesc în natură în stare liberă, dar mai ales sub formă de glicozide.

Sub aspect chimic pigmenții flavonoidici sunt glicozide fenolice, solubile în apă. Se găsesc în sucul vacuolar și în cromoplaste. Se cunosc 6 tipuri de flavonoide: flavani, antocianidine, flavone, flavanone, calcone și aurone. Aceste grupe se deosebesc între ele prin felul heterociclului și prin numărul și poziția grupărilor hidroxilice și metoxilice, legate de inele benzenice.

Flavanii sunt pigmenți care derivă de la flavan (2-fenil-benzopiran, croman). Ei au în moleculă un inel benzopiranic. Au tendință de polimerizare și formează catechine care intră în constituția taninurilor catechinice.

Antocianidine și antociani sunt pigmenți care derivă de la 2-fenil-benzopirenă (2-fenil-cromenă). Ei sunt principalii pigmenți care dau culoarea roșie și albastră florilor și fructelor. Se găsesc în natură de obicei sub formă de glicozide, care poartă numele de antociani. Cele mai importante antocianide sunt: pelargonidina, cianidina și delfinidina, care se deosebesc între ele prin numărul și poziția grupărilor hidroxilice de pe inelul benzenic C.

Flavone și izoflavone, sunt pigmenți galbeni care derivă de la 2-fenil-benzopironă (2-fenil-cromonă) și respectiv de la 3-fenil-benzopironă (3-fenil-cromenă). În natură, flavonele și izoflavonele se găsesc, de obicei, sub formă de glicozide și sunt larg răspândite. Se cunosc peste o sută de flavone care se găsesc în flori, fructe, frunze, în lemn și scoarța copacilor.

Dintre flavonele mai răspândite, fac parte apigenina, luteolina și quercitrina.

Flavonele sunt substanțe cristaline, de culoare galbenă, solubile în apă și alcool. În mediu alcalin, inelul piranic se deschide și se formează dicetone. Flavonele au maxime de absorbție cuprinse între 335-350 nm, iar flavanolii între 360-380 nm. Se găsesc în cantitate mai mare în plantele tropicale și în cele din regiuni montane și alpine. Flavanolii care au un număr mare de grupări hidroxilice și metoxilice pe inelul A sunt intens colorați în galben. Așa sunt gosipetina, quercetagetina care imprimă culoarea galbenă florilor de bumbac, primulelor, numeroaselor compozite. Florile albe au un conținut redus de flavone și de flavanoli.
Flavanone, calcone și aurone, derivă de la 2-fenil-dihidrobenzo-pironă, calconele de la benziliden-aceto-fenonă, iar auronele de la 2-benziliden-cumaranonă. Flavonele sunt pigmenți incolori care însoțesc flavonele. În mediu bazic se transformă în calcone (prin ruperea heterociclului), iar acestea în mediu acid se ciclizează și refac flavonele. Prin oxidare se transformă în aurone, care au o culoare galben-aurie intensă și se găsesc predominant în florile unor compozite.

Prezența flavanonelor în organismele vegetale mărește rezistența acestora la atacul insectelor și al microorganismelor. Ele influențează gustul, aroma și stabilitatea unor preparate extrase din plante. Unele flavonoide se utilizează ca substanțe antioxidante la conservarea grăsimilor, altele se utilizează ca produse farmaceutice.

Au fost identificate peste 6.000 de flavonoide care apar în fructe, legume și băuturi (ceai, cafea și băuturi din fructe).

Potențialele efecte benefice ale flavonoidelor asupra sănătății umane: antialergice, antiagregant plachetar, antiviral, antiinflamator, are activitate antioxidantă si antitumorală.

Flavonoidele pot forma în organism sisteme de oxido-reducere, cu un rol însemnat în organism. Prezența lor în organismele vegetale mărește rezistența acestora la atacul insectelor și microorganismelor. Unele flavonoide pot fi utilizate la conservarea grăsimilor ca substanțe antioxidante, iar altele ca produse farmaceutice.

2.1.3. Pigmenti clorofilieni

Frunza reprezintă organul specializat al plantelor cormofite în care se realizează procesul de fotosinteză. Epiderma frunzelor este prevăzută cu stomate, aparat prin care se face schimbul de gaze între frunze și mediul ambiant.

Frunza este străbătută de nervuri, respectiv de fascicole libero-lemnoase, care transportă și distribuie apa și sărurile minerale în limbul foliar, și seva elaborată înspre toate organele plantelor. Frunza conține cloroplaste – organite specializate – în care se desfășoară procesul de fotosinteză.

Adaptările pe care le prezintă cloroplastele pentru desfășurarea procesului de fotosinteză sunt legate de suprafețele mari ale membranelor tilacoide și de prezența pigmenților clorofilieni. Membranele tilacoide au structura asemănătoare cu aceea a membranelor plasmatice, adică sunt alcătuite dintr-un strat dublu de galactolipide în care sunt încorporați pigmenți asimilatori, respectiv clorofilele, carotenoizii și xantofilele (Burzo și colab., 1996).

Clorofila reprezintă pigmentul verde al cloroplastelor, iar denumirea pe care o are provine de la cuvintele „chloros”, care înseamnă verde și „phillon”, care semnifică frunza. Clorofila este alcătuită din 4 nuclee pirolice, care formează nucleul porfirinic, iar în centrul moleculei se află un atom de magneziu, legat prin 2 valențe principale și 2 valențe secundare de inelele pirolice. De nucleul porfirinic se leagă fitolul, alcoolul unei hidrocarburi nesaturate, superioare, cu 20 de atomi de carbon (Neamțu, 1981).

Cele mai răspândite clorofile sunt clorofila a și clorofila b. Clorofila a are o grupare metilică, în timp ce clorofila b are o grupare aldehidică. Raportul dintre clorofila a și b este de 3 /1, și acesta poate să crească, în cazul plantelor heliofile (Burzo și colab., 1996).

Clorofilele a și b, în stare pură, sunt substanțe solide, cristaline, insolubile în apă, dar solubile în solvenți organici (acetonă, alcool, eter, etc). In soluție alcoolică, clorofila a are o culoare albastră-verzuie și o fluorescență roșiatică, iar clorofila b, are o culoare galbenă-verzuie și o fluorescență roșie brună.

Carotenoizii, sunt pigmenți reprezentați, în principal, de carotină și de xantofilă. Ei sunt pigmenți neazotați, care datorită dublelor legături conjugate pe care le conțin toamna dau frunzelor culoarea galbenă, portocalie, roșie sau chiar albǎstruie. In frunze, culoarea lor este mascată de culoarea clorofilelor, care se află în cantitate mai mare.

Sub aspectul proprietăților fizice, carotenoidele sunt substanțe insolubile în apă și solubile în solvenți organici, fapt pentru care unii autori le atribuie și denumirea de lipocromi. Carotenoidele prezintă spectre de absorbție caracteristice, diferite de cele ale pigmenților clorofilieni, proprietate care servește la identificarea lor spectrofotometricǎ.

Din punct de vedere chimic, carotenoidele sunt substanțe active datorită legăturilor duble, conjugate, din molecula lor. Ele dau reacții de adiție și de substituție. Pigmenții carotenoidici se oxidează foarte ușor, iar în contact cu aerul se autooxidează repede și se degradează, din această cauză cantitatea de carotenoizi se micșorează prin păstrare (Neamțu, 1981).

Biosinteza pigmenților se realizează în cicluri biochimice diferite, în funcție de compoziția lor chimică.

Pigmenții clorofilieni se biosintetizează în cloroplaste, în ciclul acidului γ- aminolevulinic. Prin condensarea aminoacidului glicină, cu succinil CoA (produs intermediar al ciclului Krebs),se formează acidul γ-aminolevulinic. Două molecule de acid γ-aminolevulinic formează nucleul pirolic, iar 4 nuclee pirolice dau naștere nucleului porfirinic. Prin legarea magneziului de nucleul porfirinic se formează Mg-porfirina, care se esterifică cu fitolul formând clorofila a.

Pigmenții carotenoidici se biosintetizează în cloroplaste și în cromoplaste, prin ciclu, din acetil CoA, rezultată din biodegradarea glucidelor și lipidelor.

Factorii care influențează biosinteza pigmenților sunt: lumina, temperatura, oxigenul, substanțele minerale, etc.

2.2 Vitamina C

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

Vitamina C

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

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

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

In rația alimentară zilnică sunt necesare cantități de 25-30 mg de vitamină C. Deși produsele care constituie baza alimentației asigură suficiente vitamine pentru organism, totuși sunt perioade ale anului când se simte lipsa de vitamine, în special vitaminele A,D,C mai ales la copii, adolescenți și cei cu muncă fizică grea. In aceste cazuri se pot administra vitamine farmaceutice sau se poate mări conținutul de vitamine din alimente. Vitaminele farmaceutice trebuie administrate împreună cu alimentele și nu independent.

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

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

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

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

varietatea exactă a plantei,

condițiile solului

climatul în care s-a dezvoltat,

perioada de timp dintre recoltare și consumare,

condițiile de păstrare,

metoda de preparare -gătitul în general, se presupune, distruge vitamina C.

3. Metoda spectrofotometrică

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

Datele obținute printr-o măsurătoare spectroscopică sunt obținute sub forma unei reprezentări grafice care se numește spectru.

Se cunosc mai multe variante importante pentru această metodă: colorimetria, fotometria și spectrofotometria.

Colorimetria, una dintre tehnicile extrem de mult utilizate în practica analitică,reprezintă varianta în care intensitatea culorii probei se compară vizual sau instrumental, în lumină albă, cu un set de soluții etalon – preparate în condiții absolut identice cu proba. Aceasta este o metodă subiectivă și mai puțin selectivă, pentru că rezultatele depind mult de persoana care execută analiza. Se remarcă faptul că sensibilitatea maximă a ochiului omenesc atinge maximul pentru domeniul 550-560nm (domeniul culorii verzi), lucru important când compararea probei cu etalonul se face vizual. În această tehnică se pot realiza măsurători, prin comparație vizuală, chiar în eprubetă la lumina zilei, rezultând analize chimice cu exactități mai slabe decât 1%. Cu cât există mai multe soluții etalon, pentru comparație, cu atât metoda este mai exactă.

Fotometria și spectrofotometria măsoară instrumental lumina transmisă de o soluție colorată lucrând cu o sursă de lumină monocromatică. Când lumina incidentă este filtrată, prin filtre optice, având un spectru mai larg, avem de a face cu o fotometrie iar când domeniul filtrat este mai îngust (utilizând monocromatoare) vorbim de spectrofotometrie. În ultima variantă, este posibilă fixarea mai precisă a lungimii de undă la care se lucrează. Cu ambele variante se poate chiar trasa un spectru de absorbție, adică o curbă, obținută prin măsurarea semnalului în funcție de lungimea de undă a radiației incidente. În literatura de specialitate uneori se folosește pentru ambele metode și denumirea de metodă colorimetrică (sau chiar spectrocolorimetrică), ceea ce uneori poate crea confuzii. În domeniul UV, ochiul omenesc nepercepând lumina, se utilizează doar spectrofotometria.

Aparatura de bază este în general aceeași pentru toate domeniile spectrului electromagnetic, cu unele deosebiri specifice domeniului de lungime de undă ales.

Întrucât principiile sunt identice iar aparatele sunt în multe privințe similare în cele două domenii, în ultimul timp, în afară de aparatele dedicate domeniului VIS sau a celor pentru UV, de multe ori se utilizează un singur instrument pentru ambele intervale de lungimi de undă.

La majoritatea determinărilor fotometrice de absorbție, există în domeniul de măsurare o dependență liniară între concentrația substanței de analizat și absorbția de lumină, astfel încât să se poată aplica legea Lambert-Beer. În această situație dacă coeficientul molar de extincție este cunoscut se poate determina concentrația substanței de analizat fără curbă de etalonare folosind legea Lambert-Beer:

PARTEA II – CONTRIBUȚII PROPRII

4. Scopul lucrării

Cultura legumelor frunzoase a constituit una dintre primele activități practice ale omului. Substanțele nutritive și produșii secundari de metabolism din legumele frunzoase, contribuie la hrănirea organismului dar și la profilaxia sau la ameliorarea unor afecțiuni, asigurând astfel menținerea stării de sănătate.

Legume cu frunze verzi sunt, probabil, cel mai puternic superaliment de pe planetă, având în vedere doza de vitamine, minerale, antioxidanti si fitonutrienti pe care ni le oferă. Cu toate acestea sunt alimentele cele mai ignorate și evitate.

Scopul prezentei lucrări de disertație este de a determina și compara conținutul în câțiva produși secundari de metabolism în urzică, spanac și leurdă, prin metode optice moderne, respectiv – spectrofotometrie molecularǎ.

5.Materiale și metode de analiză

5.1.Materiale analizate

Plantele luate în studiu au fost reprezentate de:

Spanac (Spinacia oleracea)

Urzică

Leurdă

5.1.1. Urzica (Urtica dioica)

Descriere botanică

Urzica (Urtica dioica) este o specie de plante erbacee, perene, din genul Urtica, familia Urticaceae.

Partea subterană este un rizom subțire, cilindric, brun-deschis, lung și ramificat, cu numeroase rădăcini subțiri, pâsloase

Tulpina (cu 4 muchii evidente) și frunzele, opuse, ovale, dințate pe margini, sunt acoperite cu perișori urticanți, a căror atingere provoacă bășicarea pielii și mâncărimi. Poate ajunge până la un metru înălțime.

Florile sunt dioice, dispuse pe plante diferite, în panicule dispuse la axila frunzelor superioare.Semințele sunt nucule ovale, verzui, cu perigonul persistent. Inflorește din iunie până în septembrie.

Este o specie antropofilă, mai cu seamă în locuri cu conținut ridicat de azot, în jurul gospodăriilor, stânelor, dar apare și în tăieturi de pădure.

Urzica (Urtica dioica)

Compoziție chimică

La nivelul frunzelor au fost identificate un număr mare de substanțe carotenoide, cum ar fi β-caroten, violaxantin, xantofil, zeaxantin, luteoxantin si luteina.

Frunzele și părtile aeriene conțin proteine, aminoacizi liberi, clorofilă, steroli, vitamine (B,C,K), provitamina A, săruri minerale. Frunzele se utilizează pentru extragerea clorofilei.

Perii urzicători conțin rășini și o substanță vezicantă (acid formic, o enzimă și o toxalbumină) care se distruge prin uscare.

Rădăcina de urzică conține amidon, gumă, albumină, zaharuri și două rășini. Histamina, acetilcolina, colina, și serotonina sunt de asemenea prezente. Ea mai conține steroli, glicozide (inclusiv 3-β-sitosterina), scopoletina (o-cumarina) și homovanilil alcool.

Urzica mai conține amine, glucide, steroli, cetone, substante grase, uleiuri volatile, vitamine, clorofila, minerale. Substanța urzicantă din perii de urzica este formata din acid formic, o toxalbumina si o enzima.

Proprietăți terapeutice

Frunzele prezintă acțiuni: homeostatice, hematopoetice, hipoglicemiante, antianemice, uricozurice. In stare proaspătă antireumatic prin autoflagelare. Rizomii și rădăcinile se utilizează în afectțuni ale prostatei și pentru intreținerea părului. Proprietățile terapetice sunt următoarele:

proprietăți hematopoietice (stimulează sinteza globulelor roșii) prin acidul folic, acidul pantotenic și protoporfirine

proprietăți hemostatice (favorizează optirea sângerărilor) datorită prezenței de vitamina K si taninuri

antidiareică prin tanin

proprietati diuretice si o mai buna eliminare a acidului uric

hipoglicemianta datorită capacității de a stimula secreția de insulină de la nivelul pancreasului

proprietăți antiinflamatoare

galactogogă (stimulează secreția lactată la femeile care alaptează)

antialergică, expectorantă, antitusivă și stimulează circulația sanguina

5.1.2.Spanacul (Spinacia oleracea)

Spanacul provine din Persia de unde a fost adus în Europa de către arabi și cruciați. Planta se cultivă încă din secolul IV. Calitățile sale curative erau cunoscute încă din cele mai vechi timpuri, el fiind numit și "mătura intestinului" deoarece reprezintă cel mai bun mijloc natural pentru curățarea tubului digestiv.

Este o plantă perenă comestibilă, o legumă, prezentă mai ales în grădini, uneori și pe terenuri necultivate. Spanacul, face parte din familia chenopodiaceelor (Dictionarul plantelor de leac). Este o plantă anuală, uneori și bianuală cu rădăcina fusiformă, tulpina dreaptă care nu trece de 30 cm înălțime, frunzele verzi lanceolate, largi la bază și mai înguste către vârf, de lungime de la 2 până la 30 cm și cu lățimea cuprinsă între 1 și 15 cm. Florile sunt galben-verzui, cu diametrul 3-4 mm. Fructul este o achenă sferică, colțuroasă sau spinoasă, galbenă cu nuanțe cafenii.

de inlocuit poza

Compoziția chimica pentru 100 de grame spanac proaspăt.

Valoare energetică: 20 kcal/85kJ

Apă: 92,7%

Proteină: 2,5 g

Glucide: 1,6 g

Lipide: 0,4 g

Acid oxalic: 0,8 g

Carotinoidă: 0,7 mg

Vitamina B1: 0,1 mg

Vitamina B2: 0,2 mg

Acid nicotinic (Vitamina B3): 0,6 mg

Vitamina B6: 0,2 mg

Vitamina C: 40-150 mg

Vitamina E: 2,5 mg

Fier: 3-4 mg

Potasiu: 0,45 g

Calciu: 130 mg

Cupru: 0,1 mg

Magneziu: 23 mg

Sodiu: 65 mg

Fosfor: 45 mg

Zinc: 0,22 g

Spanacul protejează împotriva problemelor inflamatorii, a stresului oxidative, a problemelor cardiovasculare, osoase și cancer.

O cană de spanac conține aproximativ 20% din doza zilnică recomandată de fibre care ajută la digestie, previne constipația, echilibrează zahărul din sânge și oferă senzație de sațietate.

Spanacul este recunoscut ca un tonic general, intervine în diminuarea depozitelor grase de pe abdomen, fese și coapse. Antioxidanții pe care spanacul îi conține sunt o cale ideală prin care sunt prevenite afecțiuni grave. Spanacul previne suferințele oculare și contribuie la creșterea rezistenței generale a organismului.

(http://www.ziare.com/viata-sanatoasa/legume/cate-calorii-si-ce-nutrienti-are-spanacul-1168066)

Flavonoidele sunt prezente din abundență în spanac. S-a dovedit că acestea încetinesc diviziunea celulară în cazul cancerului de stomac si de piele, si oferă o protecție importantă împotriva apariției cancerului agresiv de prostată.

Neoxantina și violaxantina sunt două epoxi xantofile prezente în cantități mari in compoziția spanacului, cu rol antiinfalmator.

Luteina și zeaxantina sunt antioxidanți prezenți în spanac, care au rolul de a preveni apariția cataractei și a degenerescenței maculare.

Clorofila din spanac, în combinatie cu fierul, regenerează sângele și îi crește conținutul de hemoglobină. S-a constatat că planta tonifică miocardul, stimulează activitatea inimii și este un bun remediu în hipertensiunea arterială.

Peptidele din spanac inhibă enzima de conversie a angiotensinei, reglând astfel tensiunea arterială.

Încetineste îmbătrânirea creierului. Sistemul nervos este cel mai expus procesului de îmbătrânire, mai ales datorită faptului că după naștere neuronii ce îmbătrânesc nu pot fi înlocuiți cu alții tineri, așa cum se petrece în țesutul altor organe. Substanțele prezente în frunza de spanac și mai ales compușii de scindare a unor aminoacizi precum arginina si lisina acționează asupra unor celule nervoase.

(http://www.revistafelicia.ro/articol_1005764/spanacul_o_sursa_de_vitalitate_.html).

Sărurile minerale și vitaminele prezente în spanac – vitamina C, vitamina E, betacarotenul, manganul, zincul, seleniu sunt prezente în spanac și au rol în prevenirea osteoporozei, aterosclerozei si hipertensiunii arteriale.

O cană de spanac conține peste 337 unități din doza zilnică de vitamina A, care nu doar protejează ci și întăreste anumite puncte de intrare în corpul uman, cum ar fi membranele mucoase, tractul respirator, sistemul urinar și intestinal, ajută la păstrarea sănătății pielii, la menținerea umidității acesteia, luptând împotriva psoriazisului, keratinizării, acneei și chiar a ridurilor.

O cană de spanac fiert oferă organismului peste 100% din doza zilnică recomandată de vitamina K, care care susține sinteza osteocalcinei, proteina esențială pentru menținerea și creșterea densității oaselor umane.

Vitamina K este o componenta esențială a procesului numit carboxilare ce produce matricea de proteine GLA ce previne formarea de calciu în țesuturi. O cană cu spanac luptă împotriva declanșării aterosclerozei, a bolilor cardiovasculare si accidentelor vasculare cerebrale. Abundența de vitamina K din spanac contribuie foarte mult la formarea unui sistem nervos sănătos și a funcției cerebrale prin furnizarea unei cantități esențiale a unui tip de grăsime esențială pentru procesul producției tecii de mielină care se află în jurul nervilor

5.1.3. Leurda (Alium ursinum)

Descriere botanica

Leurda este o plantă medicinală care crește în zona alpină sau în câmpii cu sol fertil, iubitoare de umiditate, numai în pădurile din Europa Centrală, iar până în prezent nu a putut fi aclimatizată în nici o altă regiune. De asemenea, nu a putut fi cultivată, fiind o specie eminamente sălbatică, prezentă în pădurile de stejar, fag sau frasin. Are înălțimea obișnuită de 30-85 cm, tulpina verticală, ramificată spre vârf. Pe ea se inseră frunze mari, triunghiular reniforme spre bază și cordate spre vârf, toate având limbul ascuțit apical și dințat pe margini. Frunzele bazale sunt lung pețiolate, în timp ce spre vârf aproape că sunt sesile (fără codiță).

Frunzele sunt lungi și lucioase. Planta poartă în vârful tulpinii, flori mici, cu petale cruciforme și albe, aranjate în raceme din care se dezvoltă eșalonat silicve rigide și noduroase. Seamănă cu usturoiul la gust și se folosește și sub formă de condiment în gastronomie.

În scop culinar și terapeutic se folosesc frunzele, culese primăvara, proaspete, deoarece prin uscare proprietățile plantei se pierd foarte ușor, și bulbii, care se recoltează din luna august până în octombrie.

Compozitie chimică

Leurda conține un izotiocianat (sulfocianat de alil) care îi imprimă gustul de usturoi, alți produși organici sulfurați, glucide (monoglucide, oligoglucide, celuloză), saponiene, săruri minerale (sulf, iod , potasiu, etc.), uleiuri eterice, vitamine (vitamina C, provitamina A), compuși polifenolici cu caracter antioxidant.

Proprietati terapeutice

In anul 1992, leurda a fost declarată „Planta medicinală a anului” de către Asociația Europeană pentru protecția și cercetarea plantelor medicinale.

Leurda are efecte terapeutice asemănătoare cu cele ale usturoiului: efect depurativ, detoxifiant, antiseptic, antiviral, antimicrobian, rol imunomodulator, acțiune antihipertensivă, vasodilatatoare periferică, hipocolesterolemiant, antitrombotic, fluidifiant sanguin și antiplachetar sanguin, acțiune bronhodilatatoare, expectorantă și antitumorală.

Conține mai multe substanțe active decât usturoiul și pot fi utilizate toate părțile plantei.

Sub formă de infuzie sau decoct, eurda este indicată în hipertensiune, ateroscreloză, scade nivelul colesterolului, insuficiența biliară, afecțiuni ale căilor respiratorii superioare, insomnie, amețeală, depresie, gută, boli cardiace, boli gastrointestinale, dizenterie, paraziți intestinal, afecțiuni ale plămânilor, gripă sa cefalee.

În uz extern, sub formă de cataplasme sau comprese, leurda ameliorează simptomele leziunilor cutanate cronice, scrufulozie, herpesului, furunculelor, eczememelor sau durerilor reumatice.

Precautii si containdicatii

În perioada alăptării este contraindicat consumul de leurdă deoarece poate modifica gustul laptelui matern.

Persoanele cu stomac sau colon sensibil trebuie să o consume cu precauție (deși este mai bine tolerată decât usturoiul).

http://www.theguardian.com/lifeandstyle/wordofmouth/2012/apr/23/seasons-eatings-wild-garlic

Leurdă (Alium Ursinum)

5.2.Metode de analiză

In vederea realizării scopului lucrării am ales să determinăm câțiva dintre produșii secundari de metabolism în plantele testate și anume:

– pigmenți clorofilieni

– polifenoli totali

– flavonoide totale

– vitamina C

Determinările au fost efectuate în laboratorul disciplinei Produși secundari de metabolism, implicati in asigurarea calitatii produselor agroalimentare.

5.2.1.Determinarea conțintului de pigmenți clorofilieni

Pentru extracția pigmenților clorofilieni din proba analizată s-a utilizat N,N–dimetilformamidă (DMF) (Moran și Porath, 1980).

Se cântăresc 50 mg probă. Fiecare probă a fost trituratǎ în mojar din sticlǎ, și omogenizată cu 5 ml de DMF. Probele triturate au fost ținute în frigider la temperatura de 4˚C timp de 72 ore. Supernatantul a fost separat, dupǎ care, în extractul total s-a determinat conținutul în pigmenți asimilatori, prin spectrofotometrie, utilizând un spectrofotometru UV-VIS -Shimadzu. Citirile extincțiilor s-au efectuat la lungimi de undă diferite, pentru fiecare tip de pigment determinat, astfel:

la o lungime de undă de 664 nm pentru clorofila a,

la 647 nm pentru clorofila b, respectiv,

la 480 nm pentru pigmenții carotenoidici totali.

Pentru fiecare probă și fiecare pigment s-au efectuat câte 3 citiri, la care s-a și s-a calculat media aritmetică. Datele obținute au fost prelucrate matematic, cu ajutorul formulei propuse de Moran (1982). Pentru un spectrofotometru cu rezoluție între 1–4 nm, pentru exprimarea mg/g frunză, formula de calcul este urmǎtoarea:

Clorofila a (mg/g frunză) = (11,65 A664 – 2,69 A647) • v/G

Clorofila b (mg/g frunză) = (20,81 A647 – 4,53 A664) • v/G

Carotenoizi (mg/g frunză) = (1000 A480 – 0,89 clorofila a – 52,02 clorofila b)/ 245 • v/G

Unde: A480 – valoarea absorbanței citită pentru o lungime de undă de 480 nm

A647–valoarea absorbanței citită pentru o lungime de undă de 647 nm

A664 – valoarea absorbanței citită pentru o lungime de undă de 664 nm

v – volumul de solvent utilizat (ml)

G – cantitatea de probă luată în lucru (mg).

5.2.2. Determinarea compușilor cu rol de antioxidant

Capacitatea antioxidantă este legată de compușii care au capacitatea de a proteja sistemele biologice împotriva posibilelor efecte nocive datorate reacțiilor ce implică specii reactive cu rol oxidant ce conțin oxigen (ROS reactive oxygen species) sau azot (NRS – reactive nitrogen species). Aceste efecte de protecție a antioxidanților au primit o atenție crescândă din partea domeniilor ce țin de biologie, medicină, nutriție și agrochimie ceea ce a avut drept rezultat elaborarea unor metode sigure de determinare a antioxidanților.

În domeniul alimentelor, antioxidantul este definit ca o substanțǎ aflatǎ în aliment în concentrație mult mai micǎ comparativ cu cea a substratului oxidabil, și a cǎrei prezențǎ duce la scǎderea semnificativǎ sau prevenirea efectul advers al speciilor reactive cu rol oxidant ce conțin oxygen (ROS) asupra funcțiilor fiziologice normale la om (Huang et al., 2005). În aceastǎ accepțiune nu orice reducǎtor are efect antioxidant ci numai acei compuși care sunt capabili sa protejeze organismele împotriva oxidǎrii. Conform acestei definiții nu toți agenții reducători implicați într-o reacție chimica au efect antioxidant, ci numai acei compuși care sunt capabili să protejeze ținta biologică de oxidare corespunde criteriilor.

5.2.2.1.Determinarea conținutului în polifenoli totali

Reactivul Folin Ciocâlteau conține un complex de acid fofomolibdenic și acid fosfowolframic. Mecanismul chimic al determinărilor cu reactivul Folin Ciocâlteau se bazează pe transferul de electroni în mediu alcalin dintre compușii fenolici și alte specii reducătoare la molibden, cu formarea unui un complex albastru ce poate fi determinat spectrofotometric la lungimea de undă de 750-765 nm (Mangalhaes și colaboratorii 2008). Reacția are loc numai în mediu bazice realizat cu ajutorul unei soluții de carbonat de sodiu la pH de 10 (MacDonald –Wickes și colaboratorii 2006).

Metoda Folin-Ciocâlteu este o metodă simplă și reproductibilă (Huang și colaboratorii 2005). Se folosește ca standard de referință acidul galic în cele mai multe cazuri, dar acesta poate fi inlocuit cu echivalenți de catechină (Katsube și colaboratorii 2003), echivalenți de acid tanic (Nakamura și colaboratorii 2003), echivalenți de acid clorogenic (Wang și colaboratorii 2003 b), echivalenți de acid cafeic, (Maranz și colaboratorii 2003) și echivalenți de acid ferulic (Stratil și colaboratorii 2006).

Metoda determinării compușilor fenolici totali cu reactivul Folin Ciocâlteu se practică în fază apoasă. Pentru antioxidanții lipolitici această determinare în forma sa curentă nu este aplicabilă.

Principiu

Reactivul Folin-Ciocâlteu, un reactiv complex pe bazǎ de acid fosfomolibdenic și fosfotungstic. În mediu bazic, compușii fenolici transferǎ electroni cǎtre molibden formând un complex colorimetrabil albastru a cǎrui absorbanțǎ se poate mǎsura la lungimi de undǎ între 750–765 nm. Mediul bazic este creat de cǎtre soluția de carbonat de sodiu care ajusteazǎ pH- ul în jur de 10.

Reactivi și aparaturǎ

• Alcool etilic, pa

• Carbonat de sodiu anhidru, soluție 7,5%

• Reactiv Folin-Ciocâlteu, 0,1N

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

• Sticlǎrie uzualǎ de laborator

• Micropipete pentru domeniul 100 – 1000µl

• Hârtie de filtru

• Etuvǎ termostatǎ

• Aparat pentru mǎrunțit

• Spectrofotometru UV-VIS Mini Shimadzu

a. Extracția compușilor polifenolici

Extracția compușilor polifenolici din fructe s-a realizat cu alcool etilic, astfel:

– 10 g probă mărunțită se amestecă cu 10 ml alcool etilic 50% și după 30 de minute se filtrează.

– extractul etanolic se dilueză 1/10cu alcool etilic 50%.

Obtinerea extractului alcoholic

b.Determinarea propriu -zisă

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

Spectrofotometrarea

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

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

Calcul

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

5.2.2.2.Determinarea continutului in flavonoide totale

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

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

Mod de lucru

1 ml standard /extract intr-un balon de 10 ml in care s-a pus 4 ml AD. Se adaugӑ 0.3ml NaNO2 , dupӑ 5 minute 0.3 ml AlCl3. In al 6-lea minut se adaugӑ 2 ml NaOH 1M.Se agitӑ amestecul, si după 30 de minute se citeste absorbanta la 510nm fațӑ de martor preparat identic doar cu apa in loc de standard.

5.2.2.3.Conținutul în vitamin C

Se bazează pe proprietatea reducătoare a acidului ascorbic. Acidul ascorbic prin oxidare se transformă în acid dehidroascorbic. Dozările se fac prin volumetrie iar soluția de titrare este- iodat de potasiu.

Reactivi: – soluție standard vitamina C 1 mg/ml

– amidon 1%

– HCl 1M

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

– acid metafosforic 5%

Extracția vitaminei C din produse vegetale

15 g produs vegetal se mojarează timp de 10 minute cu 2,5 g de nisip si 10 ml de acid metafosforic. Se complectează la 50 ml cu acid metafosforic, se filtrează sau se centrifughează. Din filtrat se iau 10 ml și se dozează vitamina C la fel ca din suc.

Dozarea vitamine C

10 ml de soluție standard de vitamina C, se amestecă cu 20 ml apă distilată, 2 picături de HCl 1 M și 15 picături de amidon 1%, se titrează cu iodat de K până la culoarea albastră care persistă 15 secunde. Se notează cu V volumul de iodat folosit la titrare.

Se repetă aceleași operații pentru suc sau pentru supernatant, în loc de 10 ml soluție

standard se vor folosi 10 ml suc sau filtrat. Se notează cu V1 volumul de iodat folosit la titrare.

Calcul

10 x V1 x 5

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

V x m

V = vol. de iodat folosit la titrarea soluției standard

V1 = vol. de iodat folosit la titrarea probei

5 = diluția (50/10)

10 = ml solutie standard luată în lucru

m = masa probei (15g)

100 = raportarea la 100 g produs

6. Rezultate și discuții

In cele ce urmează sunt prezentate rezultatele obținute la determinarea conținutului de pigmenți clorofilieni, compușilor polifenolici, flavonoidelor și a vitaminei C în probele de spanac, urzică și leurdă.

6.1. Rezultate pigmenti clorofilieni

Valorile citite pentru absorbanțe la cele 3 lungimi de undă, au fost inserate în tabelul 6.1. Având valorile medii pentru absorbanțe în cazul celor 3 repetiții, au fost aplicate formulele lui Moran (1980), și cu ajutorul fișierelor excel s-a calculat continutul în clf a, clf b și caroten (tabel 6.2.; ig 6.1.).

Spectrul pigmenților clorofilieni

Tabel 6.1. Absorbanțele citite la spectrofotometru la diferite lungimi de undă pentru probele analizate

Tabel 6.2. Conținutul în pigmenți clorofilieni și carotenoidici pentru probele analizate

Conținutul în clorofila a fost cel mai mare în probele de spanac urmată de leurdă și cel mai mic conținut de clorofila a s-a înregistrat la urzică.

Clorofila b s-a regăsit în cantitate mai mare în probele de leurdă, spanac, și mai puțin în urzică..

In ceea ce privește conținutul în pigmenți carotenoidici, cea mai mare cantitate a fost înregistrată în probele de spanac și leurdă, urmate de urzică.

Fig. 6.1. Reprezentare grafică a conținutului în pigmenți asimilatori în probe analizate

Conținutul total de pigmenți clorofilieni a fost mai mare în spaac ș leurdă și cel mai mic a fost în urzica.

Pigmenții clorofilieni sau porfirinici (clorofila a, clorofila b) dau culoarea verde și galben-verzuie a frunzelor și tulpinilor, participând la procesul de fotosinteză. Din punct de vedere chimic, pigmenții clorofilieni sunt derivați metalici ai porfirinelor, deoarece conțin un metal reprezentativ, magneziul Mg(II). Acest pigment poate fi un agent terapeutic eficient în tratamentul anemiei, carenței de calciu și magneziu, acnee, gastrită, ulcer.

Pigmenții carotenoidici (ficobilinele) se găsesc în toate fructele și legumele și dau culorile galben, portocaliu, roșu sau violet legumelor și fructelor cu sau fără clorofilă. Carotenoizii cei mai întâlniți sunt α-caroten, β-caroten, astaxantina, xantofile și licopen, acești compuși find utilizați în tratarea sau prevenirea afecțiunilor cardiovasculare, a cancerului, tulburărilor neurologice și imune, a diabetului zaharat, ischemiei, sau bolilor Alzheimer, Parkinson, precum și în încetinirea imbătrânirii organismului (Bunghez, 2012).

6.2. Rezultate compuși polifenolici totali

Intr-o primă etapă am întocmit curba de etalonare spectrofotometrică, prin metoda Folin-Ciocâlteu (fig 6.2).

Toate calculele din acest capitol au fost efecuate cu ajutorul programului Excel. Conținutul de fenoli în probele testate exprimat în echivalenți acid galic este prezentat în tabelel 6.3,. calculele fiind efectuate prin intermediul ecuației de regresie. Pentru fiecare probă s-au efectuat 2 repetiții.

Fig. 6.2 Reprezentare curbă de etalonare polifenoli totali

Tabelul 6.3. – Conținutul de polifenoli totali, echivalenți GAE (ecuația de regresie)

Reacția Folin Ciocâlteu

Conținutul în polifenoli a fost mai mare în leurdă și spanac și mai mic în urzică.

6.3. Rezultate determinare flavonoide totale

Următoarea determinare a fost determinarea conținutului de flavonoide totale, după realizarea curbei de etalonare (fig. 6.3).

Rezultatele obținute pentru flavonoide si vitamin C au fost inserate în tabelul 6.4. și reprezentate grafic în fig. 6.4.

Din punct de vedere al conținutului în flavonoide totale exprimate în echivaent de catechina, urzica a fost cea mai bogată în această substanțăși leurdă a avut conținutul cel mai mic.

Fig. 6.3. Reprezentare curbă de etalonare flavonoide totale

Tabelul 6.4. – Conținutul de flavonoide totale, echivalenți CAT (ecuatie de regresie) și conținutul în vit C

6.4. Rezultate determinare vitamin C

Vitamina C este o substanța cu caracter antioxidant, care nu trebuie să lipsească din dieta omului. Este o vitamină de care organsmul are nevoie dar nu o poate sintetiza, deci este necesar sa putem lua necesarul de vitamina C din alimente de origine vegetală.

Fig. 6.4. reprezentare grafică conținut polifenoli totali, flavonoide totale, vitamina C și suma celor 3 substanțe antioxidante

7. Concluzii

Analizând rezultatele obținute în urma efectuării tuturor determinărilor ajungem la următoarea concluzie:

toate legumele frunzoase conțin compuși cu character antioxidant, substanțe care au rol benefic asupra organismului uman, un efect profilactic și erapeutic teraputic în multe situații ;

Din punct de vedere al pigmenților asimilatori Spanacul este planta cu conținutul cel mai mare, urmat de leurdă și urzică.

Compușii polifenolici totali șî vitamin C se găsesc în cantități mari în leurdă și spanac

Flavonoidele totale le putem asigura în special prin consum de urzică.

Daca vrem sa facem o comparative a compozitiei in compudi antioxidanti ca suma a polifenolilor, flavonoidelor si a vitaminei C , leurda este pe primul loc, urmată de spanac șî de urzică .

Pentru a potența efectul antioxidant este de preferat să se găsească combinații ale acestor plante. De exemplu în luna martie-aprilie când apare leruda în pădure este bine sa o combinăm cu spanac și vom obține o mâncare sănătoasă și deosebit de gustoasă.

Bibliografie

Atanassova M., S. Georgieva, K. Ivancheva, 2011. Total phenolic and total flavonoid contents, antioxidant capacity and biological contaminants in medicinal herbs. Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46, 1, 2011, 81-88.

Banu C., coordinator -2010- Alimente funcționale, suplimente alimentare și plante medicinale. Editura ASAB, București.

Galeotti, F; Barile, E; Curir, P; Dolci, M; Lanzotti, V (2008). "Flavonoids from carnation (Dianthus caryophyllus) and their antifungal activity". Phytochemistry Letters 1: 44.doi:10.1016/j.phytol.2007.10.001.

Huang D, Ou B, Prior RL – 2005 – The chemistry behind antioxidant capacity assays. J Agric Food Chem 53:1841.

Katsube N, Iwashita K, Tsushida T, Yamaki K, Kobori M -2003 – Induction of apoptosis in cancer cells by bilberry (Vaccinium myrtillus) and the anthocyanins. J Agric Food Chem 51:68.

MacDonald-Wicks LK, Wood LG, Garg ML -2006 – Methodology for the determination of biological antioxidant capacity in vitro: a review. J Sci Food Agric 86(13):2046

Magalhaes LM, Segundo MA, Reis S, Lima JLFC -2008- Methodological aspects about in vitro evaluation of antioxidant properties. Anal Chim Acta 613:1.

Maranz S, Wiesman Z, Garti N -2003- Phenolic constituents of shea (Vitellaria paradoxa) kernels. J Agric Food Chem 51:6268.

Nakamura Y, Tsuji S, Tonogai Y -2003- Method for analysis of tannic acid and its metabolites in biological samples: application to tannic acid metabolism in the rat. J Agric Food Chem 51:331.

Purcărea C, 2008 – Transformări biochimice importante in timpul procesării și depozitării alimentelor, Ed.Univ.din Oradea/

Stratil P, Klejdus B, Kuban V -2006- Determination of total content of phenolic compounds and their antioxidant activity in vegetablesevaluation of spectrophotometric methods. J Agric Food Chem 54:607.

Wang Q, Ding F, Zhub N, Li H, Hea P, Fang Y -2003a- Determination of hydroxyl radical by capillary zone electrophoresis with amperometric detection. J Chromatogr A 1016:123.

http://en.wikipedia.org/wiki/Flavonoid#cite_ref-5

http://www.revistafelicia.ro/articol_1005764/spanacul_o_sursa_de_vitalitate_.html).

http://www.ziare.com/viata-sanatoasa/legume/cate-calorii-si-ce-nutrienti-are-spanacul-1168066