Изображение на обложке

Выделение и определение фенольных кислот в плодах рябины (Sorbus L.) методом газовой хроматографии

I. V. Gruzdev, N. E. Veber, O. V. Skrotskaya

Аннотация


Виды рода Sorbus L. (рябина) – древесные растения, произрастающие в Северном полушарии, представляют интерес как декоративные, пищевые и лекарственные растения. Плоды рябины содержат уникальный комплекс макро- и микроэлементов, а также биологически активных веществ, включая фенольные соединения. Сложность состава растительных образцов требует разработки высокоселективных и чувствительных способов для определения содержания органических компонентов разных классов. Для определения фенольных кислот в плодах рябины предложен способ, основанный на их двухстадийной химической модификации и предполагающий получение метиловых эфиров в условиях кислотного метанолиза, жидкостную экстракцию толуолом, промежуточную реэкстракцию в водно-щелочной раствор, последующее силилирование N, O-бис-(триметилсилил)трифторацетамидом (BSTFA) и газохроматографическое определение полученных производных с пламенно-ионизационным или масс-спектрометрическим детектором. Изучены условия экстракционного извлечения фенольных кислот из плодов рябины по следующим параметрам: тип экстрагента, соотношение массы образца и экстрагента при проведении экстрагирования, а также продолжительность экстракции (механическое перемешивание). Оптимизирована стадия газохроматографического определения получаемых производных фенолкислот, установлены их хроматографические характеристики. Показано, что в процессе пробоподготовки удается добиться практически полного отделения алифатических кислот и других сопутствующих компонентов некислотной природы от фенольных соединений, что значительно повышает как селективность, так и чувствительность определения аналитов. Интервал определяемых содержаний фенольных кислот (4-гидроксибензойная кислота, 2-гидроксибензойная кислота, 4-гидрокси-3-метокси-бензойная кислота, 4-гидроксикоричная кислота, 4-гидрокси-3-метокси-коричная кислота) в плодах рябины составляет 0.005-0.5 мг/г, предел обнаружения 0.001-0.002 мг/г, относительная погрешность 10-15 %, масса навески растительного образца – 0.5 г, общая продолжительность анализа – 4 ч.

Ключевые слова: лекарственные растения, рябина (Sorbus L.), фенольные кислоты, экстракция, химическая модификация, газовая хроматография, хромато-масс-спектрометрия


Полный текст:

PDF

Литература


REFERENCES

Skrotskaia O.V., Punegov V.V. [The content of carotenoids in plant fruits of Sorbus L. species and varieties when introduced in the North (Komi Republic)]. Samarskii nauchnyi vestnik [Samara Journal of Science]. 2021, vol. 10, no. 3, pp. 112-116. (in Russian). doi.org/10.17816/snv2021103116.

Fomenko S. Е., Kushnerova N. F., Sprygin V. G. [Chemical composition and biological effect of extract from rowan fruits[. Himiia rastitel’novo syr’ia [Chemistry of plant raw material]. 2015, vol. 2, pp. 161-168. (in Russian). doi:10.14258/jcprm.201502571.

Hukkanen A.T., Pölönen S.S., Kärenlampi S.O., Kokko H.I. Antioxidant Capacity and Phenolic Content of Sweet Rowanberries. J. Agric. Food Chem. 2006, vol. 54, no. 1, pp. 112-119. doi:10.1021/jf051697g.

Sokolov P. D. Rastitel’nye resursy SSSR. Tsvetkovye rasteniia, ih himicheskii sostav, ispol’zovanie. Semeistva Hydrangeaceae–Haloragaceae [Plant resources of the USSR. Flowering plants, their chemical composition, use. Families Hydrangeaceae–Haloragaceae]. Leningrad, Nauka, 1987. 326 p. (in Russian).

Olszewska M. A., Presler A., Michel P. Profiling of Phenolic Compounds and Antioxidant Activity of Dry Extracts from the Selected. Sorbus Species. Molecules, 2012, vol. 17, no. 3, pp. 3093-3113. doi:10.3390/molecules17033093.

Olszewska M.A., Nowak S., Michel P., Banaszczak P., Kicel A. Assessment of the Content of Phenolics and Antioxidant Action of Inflorescences and Leaves of Selected Species from the Genus Sorbus Sensu Stricto. Molecules, 2010, vol. 15, no. 12, pp. 8769-8783. doi:10.3390/molecules15128769.

Cicco N., Lanorte M. T., Paraggio M., Viggiano M., Lattanzio V. A reproducible, rapid and inexpensive Folin–Ciocalteu micro-method in determining phenolics of plant methanol extracts. Microchem. J., 2009, vol. 91, no. 1, pp. 107-110. doi:10.1016/j.microc.2008.08.011.

Nikolaeva T., Lapshin P., Zagoskina N. [Method for determining the total content of phenolic compounds in plant extracts with Folin-Denis reagent and Folin-Chocalteu reagent: modification and comparison]. Himiia rastitel’novo syr’ia [Chemistry of plant raw material], 2021, pp. 291-299. (in Russian). doi:10.14258/jcprm.2021028250.

Lapornik B., Prošek M., Golc Wondra A. Comparison of extracts prepared from plant by-products using different solvents and extraction time. J. Food Eng., 2005, vol. 71, no. 2, pp. 214-222. doi:10.1016/j.jfoodeng.2004.10.036.

Box J.D. Investigation of the Folin-Ciocalteau phenol reagent for the determination of polyphenolic substances in natural waters. Water Res., 1983, vol. 17, no. 5, pp. 511-525. doi:10.1016/0043-1354(83)90111-2.

Ribas-Agustí A., Gratacós-Cubarsí M., Sárraga C/, García-Regueiro J.-A., Castellari M. Analysis of Eleven Phenolic Compounds Including Novel p-Coumaroyl Derivatives in Lettuce (Lactuca sativa L.) by Ultra high performance Liquid Chromatography with Photodiode Array and Mass Spectrometry Detection. Phytochem. Anal., 2011, vol. 22, no. 6, pp. 555-563. doi:10.1002/pca.1318.

Celikler S., Tas S., Vatan O., Ziyanok-Ayvalik S., Yildiz G., Bilaloglu R. Phenolic acids determination by HPLC–DAD–ESI/MS in sixteen different Portuguese wild mushrooms species. Food Chem. Toxicol., 2009, vol. 47, no. 6, pp. 1076-1079. doi:10.1016/j.fct.2009.01.039.

Heiniö R.-L., Liukkonen K.-H., Myllymäki O., Pihlava J.-M., Adlercreutz H., Heinonen S.-M., Poutanen K. Quantities of phenolic compounds and their impacts on the perceived flavour attributes of rye grain. J. Cereal Sci., 2008, vol. 47, no. 3, pp. 566-575. doi:10.1016/j.jcs.2007.06.018.

Simirgiotis M.J., Silva M., Becerra J., Schmeda-Hirschmann G. Direct characterisation of phenolic antioxidants in infusions from four Mapuche medicinal plants by liquid chromatography with diode array detection (HPLC-DAD) and electrospray ionisation tandem mass spectrometry (HPLC-ESI–MS). Food Chem., 2012, vol. 131, no. 1, pp. 318-327. doi: 10.1016/j.foodchem.2011.07.118.

Becerra-Herrera M., Lazzoi M. R., Sayago A., Beltrán R., Del Sole R., Vasapollo G. Extraction and Determination of Phenolic Compounds in the Berries of Sorbus americana Marsh and Lonicera oblongifolia (Goldie) Hook. Food Anal. Methods, 2015, vol. 8, no. 10, pp. 2554-2559. doi:10.1007/s12161-015-0151-5.

Hurst W.J., Stanley B., Glinski J. A., Davey M., Payne M. J., Stuart D. A. Characterization of Primary Standards for Use in the HPLC Analysis of the Procyanidin Content of Cocoa and Chocolate Containing Products. Molecules, 2009, vol. 14, no. 10, pp. 4136-4146. doi:10.3390/molecules14104136.

Kalili K.M., De Villiers A. Off-line comprehensive 2-dimensional hydrophilic interaction×reversed phase liquid chromatography analysis of procyanidins. J. Chromatogr. A, 2009, vol. 1216, no. 35, pp. 6274-6284. doi:10.1016/j.chroma.2009.06.071.

Kivilompolo M., Obůrka V., Hyötyläinen T. Comparison of GC–MS and LC–MS methods for the analysis of antioxidant phenolic acids in herbs. Anal. Bioanal. Chem., 2007, vol. 388, no. 4, pp. 881-887. doi:10.1007/s00216-007-1298-8.

Michalkiewicz A., Biesaga M., Pyrzynska K. Solid-phase extraction procedure for determination of phenolic acids and some flavonols in honey. J. Chromatogr. A, 2008, vol. 1187, no. 1-2, pp. 18-24. doi:10.1016/j.chroma.2008.02.001.

Rostagno M.A., Palma M., Barroso C.G. Solid-phase extraction of soy isoflavones. J. Chromatogr. A, 2005, vol. 1076, no. 1-2, pp. 110-117. doi:10.1016/j.chroma.2005.04.045.

Gruzdev I.V., Kondratenok B.M., Zenkevich I.G. [Derivatization in gas chromatographic determination of phenol and aniline traces in aqueous media]. Uspehi himii [Russian Chemical Reviews], 2015, vol. 84, no. 6, pp. 653-664. (in Russian). doi:10.1070/rcr4553.

Citová I., Sladkovský R., Solich P. Analysis of phenolic acids as chloroformate derivatives using solid phase microextraction-gas chromatography. Anal. Chim. Acta, 2006, vol. 573-574, pp. 231-241. doi:10.1016/j.aca.2006.04.077.

Fiamegos Y. C., Nanos C. G., Vervoort J., Stalikas C. D. Analytical procedure for the in-vial derivatization-extraction of phenolic acids and flavonoids in methanolic and aqueous plant extracts followed by gas chromatography with mass-selective detection. J. Chromatogr. A, 2004, vol. 1041, no. 1-2, pp. 11-18. doi: 10.1016/j.chroma.2004.04.041.

Smolarz H.D. Application of GC-MS method for analysis of phenolic acids and their esters in chloroformic extracts from some taxons of Polygonum L. genus. Chem. Anal., 2001, vol. 46, no. 3, pp. 439-444.

Chu T. Microwave-accelerated derivatization processes for the determination of phenolic acids by gas chromatography-mass spectrometry. Talanta, 2001, vol. 54, no. 6, pp. 1163-1171. doi:10.1016/s0039-9140(01)00392-7.

Ifeanacho M.O., Ikewuchi C.C., Ikewuchi J.C. Investigation of the profile of phenolic compounds in the leaves and stems of Pandiaka heudelotii using gas chromatography coupled with flame ionization detector. Food Sci. Nutr., 2017, vol. 5, no. 3, pp. 646–652. doi:10.1002/fsn3.443.

Hurtado-Fernández E., Pacchiarotta T., Mayboroda O. A. Fernández-Gutiérrez A., Carrasco-Pancorbo A. Quantitative characterization of important metabolites of avocado fruit by gas chromatography coupled to different detectors (APCI-TOF MS and FID). Food Res. Int., 2014, vol. 62, pp. 801-811. doi:10.1016/j.foodres.2014.04.038.

Park S.-Y., Ha S.-H., Lim S.-H., Jung J. Y., Lee S. M., Yeo Y., Kim J. K. Determination of phenolic acids in Korean rice (Oryza sativa L.) cultivars using gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry. Food Sci. Biotechnol., 2012, vol. 21, no. 4, pp. 1141-1148. doi:10.1007/s10068-012-0149-3.

Proestos C., Sereli D., Komaitis M. Determination of phenolic compounds in aromatic plants by RP-HPLC and GC-MS. Food Chem., 2006, vol. 95, no. 1, pp. 44-52. doi:10.1016/j.foodchem.2004.12.016.

Ichihara K., Fukubayashi Y. Preparation of fatty acid methyl esters for gas-liquid chromatography. J. Lipid Res., 2010, vol. 51, no. 3, pp. 635–640. doi:10.1194/jlr.D001065.

Gruzdev, I.V., Kondratenok B.M., Liu-Lian-Min E.I. [Determination of mononitrophenols in water by gas-chromatography]. Analitika i kontrol’ [Analytics and Control], 2020, vol. 24, no. 2, pp. 142-151. (in Russian). doi:10.15826/analitika.2020.24.2.006

Stoliarov B.V., Savinov I.M., Vitenberg A.G. Prakticheskaia gazovaia i zhidkostnaia khromatografiia [Practical gas and liquid chromatography]. Saint Petersburg, St. Petersburg State University Publishing House, 2002. 616 p. (in Russian).

Novak I. Kolichestvennyi analiz metodom gazovoi khromatografii [Quantitative analysis by gas chromatography]. Moscow, Mir publ., 1978. 179 p. (in Russian).

U.S. Environmental Protection Agency: Guidelines Establishing Test Procedures for the Analysis of Pollutants (Part 136, Appendix A & B). U.S. Code of Federal Regulations, 2024, pp. 110–631.

Robards K. Strategies for the determination of bioactive phenols in plants, fruit and vegetables. J. Chromatogr. A, 2003, vol. 1000, no. 1-2, pp. 657-691. doi:10.1016/s0021-9673(03)00058-x.

Stalikas C.D. Extraction, separation, and detection methods for phenolic acids and flavonoids. J. Sep. Sci., 2007, vol. 30, no. 18, pp. 3268-3295. doi:10.1002/jssc.200700261.




DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2024.28.2.002

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.