Technologia Żywności 21.05.2012r.
i Żywienie Człowieka
Marta Karwacka
Patrycja Szczepaniak

Laboratorium z Antyoksydantów

Wybrane warzywo: pomidor

1. Wstęp teoretyczny

Przeciwutleniacze to substancje chemiczne zawarte w żywności w naturalnej formie. Działają jako pewien rodzaj tarczy obronnej, chroniąc nasz organizm przed molekułami wytwarzanymi przez tlen, czyli inaczej mówiąc: przed wolnymi rodnikami. Wolne rodniki są wytwarzane w całym organizmie w wyniku utleniania, a dzieje się to na skutek działania hormonów, nieodpowiedniego trybu życia, nałogów, braku odpoczynku, niewłaściwego odżywiania. Wolne rodniki próbują przyłączyć się do białka, tłuszczów i cząsteczek materiału genetycznego zawartych w komórkach. Połączenia takie doprowadzają do uszkodzenia komórek. Dlatego nasze komórki przez całe życie są narażone na szkodliwe działanie wolnych rodników, które niszczą tkankę skórną, inne tkanki, utrudniają autoregenerację komórek, powodując nie tylko starzenie się skóry i całego organizmu, lecz także przyczyniając się do powstania nowotworów, zapaleń stawów, astmy, niektórych chorób serca, sklerozy, choroby Alzheimera, choroby Parkinsona, zwyrodnieniowych chorób oka i wielu, wielu innych. Według naukowców przeciwutleniacze dostarczone organizmowi w odpowiednich ilościach mogą pomóc w zapobieganiu wyżej wymienionym chorobom oraz znacznie spowolnić proces starzenia. Stosując odpowiednią dietę, można szkodliwy wpływ wolnych rodników zredukować do minimum.

Do przeciwutleniaczy zalicza się zarówno substancje odżywcze (witaminy i minerały) jak i enzymy (białka). Najważniejsze z nich to:

Witamina A - broni błon komórkowych, a przy okazji umożliwia nam ostre widzenie. Źródła: marchewka, brokuły, kapusta, pomidory.

Witamina C - wyłapuje wolne rodniki z wnętrza komórek, a do tego wspomaga działanie witaminy E. Źródła: ziemniaki, cytryna, zielone warzywa, pomidor.

Witamina E - chroni ściany komórkowe i blokuje utlenianie „złego cholesterolu" (LDL). Źródła: orzechy, ziarna oraz tłuszcze roślinne

Beta-karoten - neutralizuje tlen singletowy, to znaczy wzbudzoną formę cząsteczki tlenu toksyczną dla komórek. Źródła: Marchew, szpinak, sałata, brokuły.

Selen - to minerał, którego potrzebujemy bardzo niewiele, ale który jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania enzymów. Źródła: ryby, jajka, czosnek.

Podobne do selenu znaczenie mają magnez i cynk.

Przykładami antyoksydantów enzymatycznych są:

Luteina - zawarta w kapuście, brokułach, kiwi i brukselce.

Polifenole - zawarte w soi, czerwonym winie oraz herbacie.

Antyoksydanty można znaleźć w: olejach roślinnych, zbożach, owocach, warzywach, ziołach, przyprawach, kawie, herbacie oraz innych produktach pochodzenia roślinnego. Oleje szczególnie bogate są w tokoferole, tokotrienole, fosfolipidy. W owsie i otrębach z ryżu możemy znaleźć różne pochodne ligniny, w owocach i warzywach witaminę C, flawonoidy, karotenoidy, w przyprawach
i ziołach – bogactwo związków fenolowych. Potencjał oksydacyjny poszczególnych antyoksydantów
w znacznej mierze uzależniony jest od ich budowy.

DPPH, czyli rodnik 2,2-difenylo-1-pikrylohydrazylowy, od wielu lat jest wykorzystywany w technice EPR jako wzorzec zewnętrzny do wyznaczania współczynnika rozszczepienia spektroskopowego badanego rodnika oraz do cechowania skali intensywności. W roztworze jest odporny na działanie powietrza i temperatury oraz trwały w wielu rozpuszczalnikach.

Metoda DPPH

Metoda polega na tym, że stabilny rodnik DPPH w roztworze metanolowym intensywnie zabarwiony (o maksimum absorpcji przy 517nm w metanolu) wychwytuje elektrony od substancji antyoksydacyjnych i przechodzi do słabo zabarwionego produktu. Oznaczenie polega wiec na pomiarze obniżenia absorbancji przy długości 517nm.

2. Opis wybranego warzywa

Do naszego doświadczenia wybrałyśmy pomidora.

Pomidory należą do rodziny psiankowatych, są rośliną jednoroczną. Owoce różnią się kształtem, wielkością i barwą w zależności od odmiany. Masa owocu może wahać się od powyżej 100 g przez 60-100 g do drobnoowocowych – poniżej 60 g.

W pomidorze znajduje się przede wszystkim witamina C, która wzmacnia odporność i przyspiesza gojenie się ran. W pomidorze znajdują się również:

• witamina E,

• beta-karoten,

• witaminy z grupy B,

• witamina PP,

• witamina K.

Jeżeli chodzi o bogactwo składników mineralnych, pomidory zawierają:

• potas,

• wapń,

• magnez,

• żelazo,

• mangan,

• miedź,

• kobalt.

W pomidorach znajduje się także likopen, który nadaje im intensywną czerwoną barwę. Nie jest to jedyna funkcja tej substancji. Okazało się, że likopen jest przeciwutleniaczem, którego nasz organizm sam nie produkuje. Dlatego dieta, która opiera się na dużej ilości pomidorów, może przeciwdziałać:

• zawałom serca,

• miażdżycy,

• rakowi szyjki macicy.

Zawartość likopenu w pomidorach:

• sok pomidorowy (100g) 22000mcg

• sos pomidorowy (250ml) 18600mcg

• zupa pomidorowa (100g) 13300mcg

• ketchup (250ml) 10000mcg

• świeży pomidor (60ml) 2600mcg

Przyswajalność likopenu z pomidorów wzrasta po ogrzewaniu w obecności tłuszczu.

Zawartość suchej substancji w pomidorze wynosi około 5%, zależy od warunków uprawy, odmiany, nasłonecznienia w okresie dojrzewania.

3. Wykonanie ćwiczenia.

1. Kroimy w drobną kostkę pomidora, a następnie wrzucamy go do zlewki i miksujemy blenderem tak, aby nie pozostały żadne grudy.

2. Odważamy na wadze w kolbie miarowej razem z pozostałymi trzema osobami tak, aby każdy miał bardzo zbliżoną do siebie masę zmiksowanego pomidora.

3. Zakrywamy nakrętką kolbę i umieszczamy na 10 minut w wirówce.

4. Po upływie 10 minut otrzymujemy w kolbie przesącz z pomidora.

5. Szykujemy cztery probówki do których odpowiednio dodajemy:

5.1. 7,8ml roztworu DPPH i 0,2ml przesączu z pomidora

5.2. 7,8ml roztworu DPPH i 0,2ml wody

5.3. 0,2ml przesączu z pomidora i 7,8ml metanolu

5.4. 0,2ml wody i 7,8ml metanolu

1. Odstawiamy przygotowane probówki w ciemne miejsce na 10 minut.

2. W kuwetach umieszczamy metanol i zerujemy spektrofotometr.

3. Następnie kuwety kolejny przemywamy i wypełniamy do $\frac{3}{4}$ pojemności kuwety roztworem DPPH z przesączem z pomidora (pkt. 5.1.) a do drugiej roztworem metanolu z przesączem pomidora (pkt. 5.3.).

4. Odczytujemy absorbancję próby kontrolnej z ekranu monitora, która w naszym przypadku wynosi 0,940.

5. Ponawiamy czynności z kolejnymi roztworami DPPH z wodą oraz metanolu z wodą.

6. Odczytujemy absorbancję próby właściwej z ekranu monitora, która w naszym przypadku wynosi 1,536.

4. Obliczenia

1. Obliczamy AA%

A_kontr=0,940

$\ AA\% = \frac{A_{\text{kontr}} - A_{proby}}{A_{\text{kontr}}} \bullet 100\%$

$$AA\% = \frac{1,536 - 0,940}{0,940} \bullet 100\%\backslash n$$

AA%= 63,40%

2. Obliczamy IC₅₀

$$\text{IC}_{50} = \frac{50 \bullet 5g}{AA\%}$$

$$\text{IC}_{50} = \frac{50 \bullet 5g}{63,40\%}$$

IC₅₀ = 3, 94

5. Wnioski

Antyoksydanty są obecne w wielu produktach żywnościowych. Są one niezmiernie ważne dla zdrowia i dobrego samopoczucia. Występują m.in. w ziołach, kawie, herbacie oraz innych produktach pochodzenia roślinnego. Antyoksydanty stanowią doskonałą broń i doskonałe zaopatrzenie w walce
z zagrożeniami. Jednym ze źródeł antyoksydantów jest pomidor, który obfituje w antyutleniacze takie jak: wit. C, karotenoidy, flawonoidy, beta-karoten.. Zawarte w pomidorze składniki a zwłaszcza likopen chronią komórki organizmu przed zmianami nowotworowymi.

Aktywność antyoksydacyjną oznacza się według zmodyfikowanej metody Branda-Wiliamsa z użyciem syntetycznego rodnika DPPH.
W zadaniu porównałyśmy skuteczność antyoksydantu przy użyciu rodnika DPPH.

Zmierzona absorbancja roztworu rodnika DPPH A_kontr wynosi: 0,940, natomiast A_próby wynosi:1,536. Wyliczona wartość AA% wskazuje na silne właściwości antyoksydacyjne badanego produktu –
w naszym przypadku pomidora. Wnioskując, w pomidorach możemy znaleźć dużą zawartość przeciwutleniaczy, które w dużym stopniu chronią organizm człowieka. Obliczone IC₅₀ (inhibitory concentration), czyli wartość stężenia czynnika hamującego żywotność komórki wynosi 3,94. Oznacza to, że przy takiej wartości stężenia proliferacja(namnażanie) komórek zostaje zahamowane w 50% w odniesieniu do układu kontrolnego.