Comparative studies of extraction methods of biologically-active substances with antioxidant properties from grape seed (Vitis vinifera L.)

封面

如何引用文章

全文:

详细

The aim of the work was to compare the influence of extraction methods on the total phenol and flavonoid content as well as antiradical activity and reducing power of biologically-active extracts obtained from grape seeds. The examined methods for obtaining by-products of wine production consisted of maceration, ultrasonic exposure and microwave irradiation. Research methods included a spectrophotometric approach used for determining the total content of phenols and flavonoids, the free radical of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl to evaluate antiradical activity, a ferric reducing ability of plasma (FRAP) assay to assess reducing power and a linoleic acid model to test antioxidant activity. The results show that ultrasonic techniques allow higher phenol and flavonoid content to be extracted from grape seed feedstock, yielding extracts with high antiradical activity, reducing power and antioxidant values. A similar effect on a number of parameters of grape seed extract is achieved exerted by microwave irradiation, although these parameters' values are lower. Thus, ultrasonic treatment can be recommended as an intensification method for obtaining grape seed extracts having high antioxidant activity, frequently used as a component of many biologically active additives, as well as in various cosmetic products.

作者简介

N. Makarova

Samara State Technical University

Email: makarovanv1969@yandex.ru

D. Valiulina

Samara State Technical University

Email: dinara-bakieva@mail.ru

N. Eremeeva

Samara State Technical University

Email: rmvnatasha@rambler.ru

参考

  1. Vanamala J. Food systems approach to cancer prevention. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2017;57(12):2573-2588. https://doi.org/10.1080/10408398.2015.1028023.
  2. Hassan HA, Edrees GM, El-Gamel EM, El-sayed EA. Amelioration of cisplantin-induced nephrotoxicity by grape seed extract and fish oil is mediated by lowering oxidative stress and DNA damage. Cytotechnology. 2014;66(3):419-429. https://doi.org/10.1007/s10616-013-9589-8
  3. Feng L-L, Liu B-X, Zhong J-Y, Sun L-B, Yu H-S. Effect of grape procyanidins on tumor angiogenesis in liver cancer xenograft models. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention. 2014;15:737-741.
  4. Silvan JM, Mingo E, Martinez-Rodriguez AJ. Grape seed extract (GSE) modulates Campylobacter pro-inflammatory response in human intestinal epithelial cell lines. Food and Agricultural Immunology. 2017;28(5):739-753. https://doi.org/10.1080/09540105.2017.1312292
  5. Ranjitha CY, Priyanka S, Deeppika R, Smitha Rani GP, Sahana J, Prashith Kekuda TR. Antimicrobial activity of grape seed extract. World Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2014; 3(8):1483-1488.
  6. Rasines-Perea Z, Teissedre P-L. Grape polyphenols effects in human cardiovascular diseases and diabetes. Molecules. 2017;22(1):68. https://doi.org/10.3390/molecules22010068
  7. Ganjali Z, Javadian F, Estakhr J, Heidari A. Antilipidimic and anti-hyperglycemic properties of methanolic extracts of grape seed in diabetic rats. International Journal of Animal and Veterinary Advances. 2012;4(3):173-175.
  8. Yu J, Mi Y, Ji S. In vitro evaluating the influence of grape seed polyphenol extract on the digestibility of macronutrients. Journal of Health Science. 2016;4:167-176. https://doi.org/10.17265/2328-7136/2016.04.001
  9. Razmaraii N, Babaei H, Nayebi AM, As-sadnassab G, Helan JA, Azarmi Y. Cardioprotective effect of grape seed extract on chronic doxorubicin-induced cardiac toxicity in Wistar rats. Advanced Pharmaceutical Bulletin. 2016;6(3): 423-433. https://doi.org/10.15171/apb.2016.055
  10. Aboul-ela EI, Omara EA. Genotoxic and histophathological aspects of treatment with grape seed extract on cancer induced with cyclophosphamide in mice. Cell Biology. 2014;2(3):18-27. https://doi.org/10.11648/j.cb.20140203.11
  11. Dinicola S, Cucina A, Pasqualato A, D’Anselmi F, Proietti S, Lisi E, et al. Antiproliferative and apoptopic effects triggered by grape seed extract (GSE) vercus epigallocathechin and procyanidins on colon cancer cell lines. International Journal of Molecular Sciences. 2012;13(1):651-664. https://doi.org/10.3390/ijms13010651
  12. Hassan HMM. Protective effects of red grape seed extract on DNA, brain and erythrocytes against oxidative damage. Global Journal of Pharmacology. 2013;7(3):241-248. https://doi.org/10.5829/idosi.gjp.2013.7.3.1108
  13. Giannini B, Mulinacci N, Pasqua G, Inno-centi M, Valletta A, Cecchini F. Phenolics and antioxidant activity in different cultivars/clones of Vitis vinifera L. seeds over two years. Plant Biosystems. 2016;150(6):1408-1416. https://doi.org/10.1080/11263504.2016.1174174
  14. Vayupharp B, Laksanalamai V. Recovery of antioxidants from grape seeds and its application in fried food. Journal of Food Processing and Technology. 2012;3(4). 6 p. https://doi.org/10.4172/2157-7110.1000152
  15. Songsermsakul P, Pornphairin E, Porasuphatana S. Comparison of antioxidant activity of grape seed extract and fruits containing high p-carotene, vitamin C, and E. International Journal of Food Properties. 2013;16:643-648. https://doi.org/10.1080/10942912.2011.561462
  16. Nirmala JG, Narendhirakannan RT. In vitro antioxidant and antiradical activitites of grapes (Vitis vinifera L.) seed and skin extracts - muscat variety. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences 2011 ;3(4):242-249.
  17. Baydar NG, Babalik Z, Turk FH, Çetin ES. Phenolic composition and antioxidant activities of wines and extracts of some grape varieties grown in Turkey. Journal of Agricultural Sciences. 2011; 17:67-76.
  18. Ghafoor K, Al-Juhaimi FY, Choi YH. Supercritical fluid extraction of phenolic compounds and antioxidants from grape (Vitis labrusca B.) seeds. Plant Foods Human Nutrition. 2012;67(4):407-414. https://doi.org/10.1007/s11130-012-0313-1.
  19. Garcia-Jares C, Vazquez A, Lamas JP, Pajaro M, Alvarez-Casas M, Lores M. Antioxidant white grape seed phenolics: pressurized liquid extracts from different varieties. Antioxidants. 2015;4(4): 737-749. https://doi.org/10.3390/antiox4040737
  20. Al Juhaimi FY, Geęgel U, Gulcu M, Hamarcu M, Ozcan MM. Bioactive properties, fatty acid composition and mineral contents of grapeseed and oils. South African Journal for Enology and Viticulture. 2017;38(1):103—108. https://doi.org/10.21548/38-1-1042
  21. Ignat I, Stingu A, Volf I, Popa VI. Characterization of grape seed aqueous extract and possible applications in biological systems. Cellulose Chemistry and Technology. 2011 ;45(3-4):205-209.
  22. Gharekhani M, Ghorbani M, Rasoulnejad N. Microwave-assisted extraction of phenolic and flavonoid compounds from Eucalyptus camaldulensis Dehn leaves as compared with ultrasound-assisted extraction. Latin American applied research. 2012; 42(3):305-310.
  23. Li Y, Li S, Lin S-J., Zhang J-J, Zhao C-, Li H-B. Microwave-assisted extraction of natural antioxidants from the exotic Gordonia axillaris fruit: optimization and identification of phenolic compounds. Molecules. 2017, vol. 22, pp. 1481.
  24. Zhao Y, Hou Y, Tang G, Cai E, Liu Sh, Yang H, et al. Optimization of ultrasonic extraction of phenolic compounds from Epimedium brevicornum Maxim using response surface methodology and evaluation of its antioxidant activities in vitro. Journal of Analytical Methods in Chemistry . 2014. ID 864654. 7 p. https://doi.org/10.1155/2014/864654
  25. Falleh H, Ksouri R, Lucchessi M-E, Ab-delly Ch, Mange Ch. Ultrasound-assisted extraction: effect of extraction time and solvent power on the levels of polyphenols and antioxidant activity of Mesembryanthemum edule L. Aizoaceae shoots. Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 2012; 11 (2):243-249. https://doi.org/10.4314/tjpr.v11i2.10
  26. Zou T-B, Wang M, Gan R-Y, Ling W-H. Optimization of ultrasound-assisted extraction of anthocyanins from mulberry, using response surface methodology. International Journal of Molecular Sciences. 2011;12(5):3006-3017. https://doi.org/10.3390/ijms12053006
  27. Jaisanthi J, Banu AT. Phytonutrient composition, antioxidant activity and acceptability of baked product incorporated with grape seed extract. Journal of Human Nutrition and Food Science. 2014;2(6):1049.
  28. El-Zainy ARM, Morsy AE, Sedki AG, Mosa NM. Polyphenols grape seeds extract as antioxidant and antimicrobial in beef sausage. International Journal of Current Science. 2016;19(2): 112-121.
  29. Tajik H, Aminzare M, Raad TM, Hashemi M, Azar HH, Raeisi M, et al. Effect of Zataria multiflora Boiss essential oil and grape seed extract on the shelf life of raw buffalo patty and fate of inoculated Listeria monocytogenes. Journal of Food Processing and Preservation. 2015;39(6): 3005-3013. https://doi.org/10.1111/jfpp.12553
  30. Pasqualone A, Bianco AM, Paradiso VM, Summo C, Gambacorta G, Caponio F. Physicochemical, sensory and volatile profiles of biscuits enriched with grape marc extract. Food Research International. 2014;65:385-393.
  31. Hassanzadeh P, Moradi M, Vaezi N, Moosavy M-H, Mahmoudi R. Effects of chitosan edible coating containing grape seed extract on the shelf-life of refrigerated rainbow trout fillet. Veterinary Research Forum. 2018;9(1):73-79.
  32. Valeeva AR, Makarova NV, Valiulina DF. Optimisation of conditions for extracting bioactive compounds exhibiting antioxidant properties from hawthorn fruit (Crataegus). Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2019; 9(2):239-249. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-2-239-249
  33. Ye§iloglu Y. Total phenolic and flavonoid contents and antioxidant activity of extracts from Vitis vinifera L. Bulgarian Chemical Communications. 2016;48: 9-13.
  34. Huang D. Dietary antioxidants and health promotion. Antioxidants. 2018;7(1):9. https://doi.org/10.3390/antiox7010009
  35. Fernandes IL, Perez RG, Soares S, Mateus N, de Freitas V. Wine flavonoids in health and disease prevention. Molecules. 2017;22(2):292. https://doi.org/10.3390/molecules22020292
  36. Arina NB, Rohman A. The phenolic contents and antiradical activity of Indonesian Phylantus urinaria L. International Food Research Journal. 2013;20(3):1119-1124.
  37. Rabeta MS, Nur Faraniza R. Total phenolic content and ferric reducing antioxidant power of the leaves and fruits of Garcinia atrovirdis and Cynometra cauliflora. International Food Research Journal. 2013;20(4):1691-1696.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».