アイレン グレープ ジュースに含まれるケルセチンとカテキンの含有量が高いことが、機能性食品製造への応用をサポートします 2
Sep 28, 2022
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3. 結果
3.1.抽出物の総フェノール含有量と除去活性
分光光度分析を使用した総ポリフェノールの推定により、最高濃度の化合物がテンプラニーリョ グレープ ジュースとその抽出物に含まれていることがわかりました (表 2)。 白品種を比較すると、ゲヴュルツトラミネール グレープ ジュースのポリフェノール含有量が最も高く、ソーヴィニヨン ブラン、アイレン、ベルデホのグレープ ジュースがそれに続きます。 アイレン グレープ ジュースの推定総ポリフェノール濃度は、ソーヴィニヨン ブランと同様で、ベルデホの推定濃度より 35 パーセント高く、ゲヴュルツトラミネール グレープ ジュースで検出された量より 33 パーセント低かった。
表 2. フレッシュ ジュースとポリフェノール抽出物の総ポリフェノール含有量 (TPC、mg/LGAE ± 標準偏差で表される) および DPPH 除去活性 (IC50、mg/L ± 標準偏差で表される)。 Airen とその他の品種間のすべての比較は、統計的に有意でした (p 値<0.01),except for="" the="" airen="" and="" sauvignorn="" blanc="" tpcin="" freshjuice="" with="" a="" p-value="0.0762(a)," the="" ic50="" values="" in="" fresh="" juice,p-value="0.99984(b)," and="" the="" polyphenol="" extract,p-value="0.62657" (c).="" the="" estimated="" quantity="" of="" polyphenols="" detected="" in="" the="" extracts="" was="" lower="" than="" in="" the="" fresh="" grape="" juice,indicating="" a="" loss="" of="" polyphenols="" during="" the="" extraction="" process(table="" 2).="" the="" loss="" of="" polyphenols="" varied="" according="" to="" thhe="" grape="" variety,="" estimated="" as="" 7.5%="" in="" verdejo,="" 15%="" in="" airen,19.4%="" in="" gewürztraminer,24.7%="" in="" sauvignon="" blanc,and="" 33.2%="" in="" tem-pranillo.="" these="" differences="" could="" be="" attributed="" to="" the="" different="" polyphenol="" compositions="" of="" the="" grape="" juices.="" in="" fact,="" the="" red="" tempraniillo="" grape="" juice="" is="" known="" to="" be="" rich="" in="" proanthocyanidins="" and="" tannins,="" both="" being="" complex="" polyphenols="" that="" are="" poorly="" soluble="" in="" methanol.="" in="" the="" white="" grape="" juices,="" the="" high="" loss="" percentage="" determined="" in="" sauvignon="" blanc(24.7%)was="">
調査したグレープ ジュースと抽出物の抗酸化能は、材料と方法のセクションで説明した DPPH メソッドを使用して推定されました。 最高の DPPH 消去活性 (より低い IC50 値) は、テンプラニーリョ グレープ ジュースで検出され、続いてゲヴュルツトラミネール、ソーヴィニヨン ブラン、アイレン、ベルデホが検出されました (表 2)。 ポリフェノール抽出物について測定された捕捉活性は、白ブドウ抽出物では低く (平均 15% 減少)、テンプラニーリョ抽出物では平均 27% 低く、総ポリフェノール濃度の減少と一致する結果でした(表 2)。 3.2.LC-MS/MS分析によるポリフェノールの同定と定量
グレープ ジュース抽出物中のポリフェノールのキャラクタリゼーションは、LC-MS/MS 分析によって実行されました。 ＬＣによる化合物の分離は、材料および方法のセクションに記載された溶出条件に従って達成された。 MS による定量化のために、以前に公開されたデータ [53-67] (補足資料、表 S3) を使用して、同定に必要な MS パラメーターを含む 56 のブドウポリフェノールのデータベースが作成されました。 これらのポリフェノールのうち23個が研究用に選択され、15個が抽出物で特定されました（補足資料、表S2）。 これらのポリフェノールは、次のファミリーに属します：ヒドロキシケイ皮酸（カフェイン酸、クロロゲン酸およびクマル酸）、ヒドロキシ安息香酸（ジヒドロキシ安息香酸、没食子酸、プロトカテク酸、サリチル酸およびバニリン酸）、スチルベン（レスベラトロールおよびポリダチン）、フラボノイド（ケルセチン、イソラムネチン、カテキンおよびエピカテキン）、およびフェニルプロパノイド（エスクレチン）。 定量化は、化学修飾や異性化を行わずにポリフェノールを使用して実行されました。
3.2.1.ぶどう果汁エキスに含まれるポリフェノール
各グレープ ジュースの 3 つの生物学的サンプルを 3 通で分析し、LC-MS/MS によって得られた平均濃度値を、異なるグレープ ジュース抽出物中の各ポリフェノールについて比較しました。 アイレン品種のエキスを参考にしました。 ANOVA と事後テューキー検定を実行して、観察されたグレープ ジュースの違いが統計的に有意であるかどうかを判断しました。 ほとんどの場合、差の大きさは一貫して小さかったにもかかわらず、テストは統計的に有意な差をもたらしました。 これは、測定に使用される LC-MS/MS 技術の高精度と再現性による小さな標準偏差の観点から説明できます (表 3)。 Airen 抽出物に関して研究した各ポリフェノールの変化値の倍数を計算し、表 1 に従って機能的関連性を定義しました。
再現性と変動性は、日中の実験と 6 か月間 (日中) にわたってさらに 3 回実施された実験によって裏付けられました。 検証パラメーターを完成させ、分析メソッドの LOD と LOQ を決定しました。これは LC-MS/MS に固有ではなく、完全な分析メソッドに固有の限界です。
ニシンはアンチエイジングできる
3 つのヒドロキシ桂皮酸が研究されました。 クロロゲン酸は、分析した 5 つのグレープ ジュース抽出物すべてで検出されました。 テンプラニーリョは濃度が最も高い品種で、ソーヴィニヨン ブランは量が最も少ない品種で、どちらも機能的関連性レベル 1 でした (表 3)。 分析された他の 2 つの酸は、ソーヴィニヨン ブランを除くすべての品種で検出されたカフェイン酸と、アイレンとベルデホの抽出物でのみ検出されたクマル酸でした。 抽出物中のこれらの化合物の濃度は非常に類似しており、機能的な関連性は確認されませんでした。 5 つのヒドロキシ安息香酸が研究されました。 検出されたジヒドロキシ安息香酸、プロトカテク酸、サリチル酸、およびバニリン酸の濃度は、すべての抽出物でほぼ同一であり、機能的関連性レベルは 1 でした。調査したグレープ ジュース間で、没食子酸の濃度は統計的有意性を示しませんでした (表 3)。
調べたスチルベンに関しては、レスベラ トロールとポリダチンの両方の濃度はすべてのブドウ品種で非常に類似していましたが、レスベラ トロールは予想外にソーヴィニヨン ブラン抽出物には含まれていませんでした。 抽出物で観察された濃度の違いは、機能的な関連性を持っていませんでした (レベル 1)。
最も強い違いは、フラボノイド ファミリーで検出されました。 ソーヴィニヨン ブラン抽出物ではイソラムネチンが検出されませんでしたが、他の 4 つのグレープ ジュースの濃度は同等でした (表 3、図 1)。 エピカテキンについては、ゲヴュルツトラミネールが最も濃度が高く、次にアイレンが検出され、ソーヴィニヨン ブランが最も量の少ないブドウ果汁でした (表 3)。 機能的関連性の値は、テンプラニーリョを除くすべての品種で 2 でした。 ケルセチンの場合、アイレン抽出物とゲヴュルツトラミネール抽出物で最も濃度が高く、ベルデホ (機能的関連性レベル 2)、ソーヴィニヨン ブランとテンプラニーリョ (機能的関連性レベル 3) では濃度が低かった (表 3、図 1)。フラボノイドそれにもかかわらず、分析されたさまざまな抽出物の間で濃度の最大の変動は、カテキンで検出されました。 カテキンの濃度が最も高いのはアイレン抽出物で、ゲウィイルツトラミネール、テンプラニーリョ、ベルデホ、ソーヴィニヨン ブランがそれに続きます。 実際、濃度の違いは、機能的関連性が 4 であったソーヴィニヨン ブランを除くすべての品種で機能的関連性レベル 3 を示しました (表 3、図 1)。 エスクレチンは、フェニルプロパノイドファミリーから定量化された唯一のポリフェノールでした。 この化合物は、すべてのサンプルで最低濃度を示し、機能的関連性値 (レベル 1) を示し、関連する違いがないことを示しています (表 3)。
Together, these results indicated that the global profiles of the 15 polyphenols analyzed in the Airen, Gewiirztraminer, Sauvignon Blanc, Verdejo and Tempranillo grape juice extracts were very similar. However, the statistical analyses indicated that the majority (>サンプルで検出された濃度差の 90% は統計的に有意でした。この結果は、前述のように、使用した技術 (LC-MS/MS) の精度と再現性による可能性があります。基準では、統計的に有意な差の 17% のみが機能的関連性があると見なされます。 この結果は、図 2 に示されているグレープ ジュース抽出物の全体的なポリフェノール プロファイルの定性分析と一致しており、アイレンとゲヴィルツトラミナーのグレープ ジュースでは、ケルセチンとカテキンの 2 つのポリフェノールのみが他のものより際立っていることが明確に示されています。 これら 2 つのブドウ ジュースのケルセチンの量は非常に類似しており、残りのブドウ ジュースで検出された量よりも高くなっています (25% から 65% の範囲で増加)。ゲヴュルツトラミネールで検出された量よりも 30 パーセント高いレベルを示し、他の抽出物で検出された量よりも 43 パーセントから 68 パーセント高いレベルを示しています。
3.2.2.アイレンぶどうジュースのポリフェノール含有量に対する工業的濃縮プロセスの影響
工業用サンプルで推定された総ポリフェノール量は、濃縮グレープ ジュースのポリフェノールが予想よりも少なく、具体的には NCJ および DCJ サンプルの最初の新鮮なサンプルよりもそれぞれ 42% および 44% 少ないことを明らかにしました (表 4)。 これらの結果は、水分蒸発のための加熱プロセスがこれらの化合物の安定性に悪影響を及ぼすことを示しています。 さらに、限外ろ過プロセスの前後でアイレン グレープ ジュース サンプルの推定総ポリフェノール量を比較すると、17% の減少が見られました。 これらのサンプルから得られたポリフェノール抽出物も比較され、NCJ の場合、ポリフェノールの損失は初期サンプルと濃縮サンプルでそれぞれ 9.6% から 5.9% の間で変動することが示されました (表 4)。損失はより高く、最初の脱色グレープ ジュースと濃縮脱色グレープ ジュースでそれぞれ 15% から 33% の範囲でした (表 4)。濃縮された最終製品中のポリフェノール。
これらのサンプルの DPPH ラジカル捕捉能力も決定されました。 得られた IC50 値は、NCJ サンプルが脱色サンプル (DCJ) よりも多くの除去力を持っていることを示しました。この結果は、DC と比較して、NCJ サンプルではポリフェノールの量が多く、限外ろ過ステップがないことと一致しています] (表4)。 それにもかかわらず、これらのサンプルの推定抗酸化能は注目に値するものであり、LC-MS/MS によって以前に同定された個々のポリフェノールに濃縮プロセスがどのように影響するかを決定することにつながりました。
8 種類のフェノール酸が研究され、すべて最終的な濃縮グレープ ジュースに含まれていましたが、糖分が 3.5 倍濃縮されたことを考慮すると、それらの濃度は予想よりもはるかに低かった. NCJ サンプルでは、これらの化合物の損失はクマル酸の 51% からバニリン酸の 70% の範囲でした (図 3A、補足資料表 S4)。 DCJ サンプルでは、損失は、没食子酸の 64% からバニリン酸の 71% まで広範囲に及びました (図 3B)。 結果はスチルベンファミリーでも同様で、NCJ ではポリダチンとレスベラトロールでそれぞれ 68% と 71% の損失が検出され (図 3A、補足資料表 S4)、両方の化合物で 71% の損失が検出されました。 DCJ サンプル (図 3B)。エスクレチンの滴定により、NCJ および DCJ サンプルでそれぞれ 70% および 71% の損失が明らかになりました (図 3A、B、補足資料表 S4)。
フラボノイドの場合、これらの化合物の損失は、以前のケースで観察されたものよりも低く、NCJ サンプルのカテキンで平均 38%、エピカテキンで平均 49% でした。 この挙動の例外はケルセチンで、NCJ サンプルで予想される理論濃度を 83% 上回ることが示されました (図 3A、補足資料表 S4)。DCJ サンプルの場合、ファミリーのすべてのポリフェノールで損失が観察されました。 ; ケルセチンで 45%、カテキンで 58%、エピカテキンで 68% (図 3B、補足資料表 S4)。 これらの結果は、NCJサンプルで検出されたケルセチンの量を除いて、研究された他のポリフェノールと一致しています. 結果は、産業プロセスが濃縮グレープジュースのポリフェノール含有量に悪影響を及ぼすことを示しています. さらに、損失は NCJ サンプルと比較して DCJ サンプルの方が高く、これは濃縮前のグレープ ジュースのろ過ステップがグレープ ジュースからポリフェノールを除去していることを示しています。 一方、NCJ におけるケルセチン濃度の予想外の増加は、グレープ ジュースの工業的加熱中に遊離ケルセチンを放出している可能性がある、主にグリコシル化された複雑な分子の存在によるものである可能性があります。 DCJ サンプルの場合、これは明らかではありませんでした。これは、ろ過プロセスでこれらの複雑な分子が保持される可能性があるためです。 したがって、これらのサンプル中のケルセチンの挙動は、分析された残りのポリフェノールと同様です。
4。議論
総ポリフェノールの分析は、テンプラニーリョの赤いジュースが最も高い濃度を持ち、アイレンとソーヴィニヨン ブランのグレープ ジュースで検出された濃度の 2 倍近くあることを示しています。 ゲヴュルツトラミネールは、より高濃度のポリフェノールを含む白ぶどうジュースであり、アイレン/ソーヴィニヨン ブランおよびベルデホ グレープ ジュースで検出された量よりもそれぞれ 33% および 55% 高く、テンプラニーリョ ジュースのこれらの化合物の濃度よりも 31% 低くなっています。 LC-MS/MS によって実行された、グレープ ジュース抽出物中の 15 の定量化された化合物のポリフェノール プロファイルを決定するためのより正確な分析は、アイレン品種のポリフェノールが、分析された他の白品種と類似していることを示しています。 この時点で、Airen と Gewurztraminer のグレープ ジュースは、フラボノイド、ケルセチン、カテキンの濃度に興味深い違いを示す可能性があることに注意してください。
この研究の結果は、ポリフェノール濃度が高いほどフリーラジカル捕捉活性が高まることを示しており、これらのブドウ品種や他のブドウ品種で以前に報告された結果です [28,68]。 グレープ ジュースとポリフェノール エキスの両方で、テンプラニーリョが最も抗酸化力が高く、ゲヴェルツトラミネール、ソーヴィニヨン ブラン、アイレン、ベルデホがそれに続きます。 このパターンは、文献 [30,69] で正当化されているパターンに従いますが、同時に、常に低品質の製品と見なされてきたアイレン グレープ ジュースに関しては驚くべきものでした。 アイレン ジュースの推定抗酸化能は無視できないことがわかりました。これは、分析した他のジュースと比較してケルセチンとカテキンの量が多いためと考えられます。 アイレン抽出物では、6.3mg/L のカテキンが検出されました。これは、ゲヴュルツトラミネルに存在する量 (4.2mg/L) よりも 33.3 パーセント多く、ベルデホで検出された量 (3.05 mg/L) よりも 50 パーセント多く、その 3 倍です。ソーヴィニヨン ブランに含まれる濃度 (1.91 mg/L)。ヘスペリジンの用途また、テンプラニーリョで検出されたカテキン濃度 (3.6 mg/L) を 42% 上回っています。 また注目に値するのは、アイレンで検出されたケルセチンの量 (5.8 mg/L) であり、これはゲヴュルツトラミネール (6 mg/L) に類似しており、ソーヴィニヨン ブラン (3.5 mg/L) やベルデホ (4.37 mg) よりもかなり高い値です。 /L) 抽出物 テンプラニーリョで検出されたケルセチン (3.6 mg/L) は、ソーヴィニヨン ブランで検出されたものと非常に類似しており、アイレンで検出されたものよりも 40 パーセント低かった. これらの結果は、分析された他の品種と比較して、アイレン グレープ ジュースのポリフェノール含有量に関する主な違いを示しています。 記録された濃度の違いは統計的に有意であり、機能的な関連性があります。 エピカテキンの定量化は、ゲヴュルツトラミネル (3.33mg/L) ではあまり目立たず、アイレン (2.77mg/L) よりも 16.7% 高く、他の 3 品種よりも 30% 以上高かった。 : ソーヴィニヨン ブラン (2.03 mg/L)、ベルデホ (2.2 mg/L)、テンプラニーリョ (2.48 mg/L)。 テンプラニーリョは特にポリフェノールが豊富な品種ですが [70,71]、おそらく使用される抽出プロセスのために、それらの多くはこの研究では特定されていません. 赤い品種の着色に関与するアントシアニンおよびフラボンファミリーに属するポリフェノール [28,68,69,72] には、この研究では分析されなかった、より複雑で無極性の化合物が含まれています。
アイレン グレープ ジュースに含まれる高濃度のケルセチンとカテキンは、それらの抗発がん特性ががん細胞のアポトーシス経路を誘導することが示されているため、関連性があります [73-76]。 ケルセチンを調べた多くの研究は、シグナル伝達経路の調節と、腫瘍細胞の発生と進行に直接関与するマイクロRNAの発現におけるケルセチンの効果を示しました[77-79]。 さらに、遊離ROSを中和する抗酸化活性は、アテローム性動脈硬化症[80]および心血管疾患[17,81,82]の予防に関連しています。
工業用サンプルで得られた結果は、Mostos Espanoles SA 社が実施した Airen グレープ ジュースの濃縮プロセスにより、総ポリフェノール含有量が 38.4-69.6% 減少し、57% に達することを示しています。 .7-70 変色濃縮グレープ ジュース (DCJ) の場合。 NCJ サンプルからのデータは、以前に決定されたように、フラボノイドのカテキンとケルセチンがそれらの高濃度に関して際立っていることを示しています。 それにもかかわらず、最終的な濃縮ジュース中のほとんどのポリフェノールの濃度は、新鮮なジュースで検出された量と比較して予想よりも低く、理論値は糖濃度係数に基づいて計算されます.
ケルセチンの場合は、濃縮プロセス中に還元されない唯一のポリフェノールであるため、注目に値します. 対照的に、濃縮サンプル NCJ65 中のこのポリフェノールの濃度が、化合物の損失がなければ予想される濃度の 2 倍であることは予想外でした。 これは、最初のサンプルではケルセチンの大部分がグリコシル化されていたため、使用した方法では適切に定量化されなかったと仮定することで説明できます。 フラボノイドのグリコシル化は一般的であり、それらの溶解性、安定性、バイオアクセシビリティに影響を与えることが知られています [83]。微粉化精製フラボノイド画分 1000mg使用この場合、濃縮プロセス中にグレープ ジュースが受ける熱によって、この修飾が排除され、最終サンプル中の化合物の定量が可能になる可能性があります。これは、質量分析のイオン化およびフラグメンテーション条件が、遊離ケルセチンの定量に最適化されているためです。 これと同じ現象が、濃縮プロセス中の残りのポリフェノールの損失の原因にもなります。 濃縮中に水分の蒸発が起こるようにグレープ ジュースを加熱することは、食品を調理する場合と同様に、ポリフェノールの構造に影響を与える可能性が非常に高い [84]。ロスト・エンパイア・シスタンシェ場合によっては、これらの変更が劣化、変更、および集約につながる可能性があります。 このプロセスは、最初のグレープ ジュースの 47 mg/L GAE から NCJ65 の 927 mg/L (期待値 1669.5 mg/L) まで、濃縮グレープ ジュースの総ポリフェノールの推定 40% の損失によって裏付けられています。 NCJng の 73mg/L の IC50 値から NCJ65 の 64mg/L まで、濃縮グレープ ジュースのフリーラジカル捕捉活性の増加が観察されましたが、この場合、比較を行うことは困難です。
DCJ サンプルの場合、濃縮プロセスに関連する総ポリフェノールの推定損失は 56% であり、その抗酸化能は DCJIg の 50mg/L の IC50 値から DCJ65 の 31mg/L に低下します。 LC-MS/MS による DCJ 中の個々のポリフェノールの定量化に関して、結果は、濃縮サンプル中のすべてのポリフェノールの濃度の低下が検出されたときに NCJ サンプルで得られたものと非常に似ています。 この場合、フラボノイドの損失は NCJ65 よりも大きいが、研究された残りのポリフェノールで記録された損失よりも少ない. エピカテキン、カテキン、およびケルセチルの損失は、それぞれ 67.8 パーセント、57.7 パーセント、および 44.9 パーセントです。 NCJの場合のように、理論的に予測されたよりも多くのカテキンが検出されました. 新鮮なアイレン グレープ ジュースは、脱色のための濃縮前に限外ろ過プロセスにかけられます。 このステップにより、NCJ65サンプル中のこのポリフェノールの高濃度の原因であると仮定したカテキン由来分子（グリコシル化）を排除できます.
これらの結果はすべて、濃縮グレープ ジュース中のこれらの化合物の量が糖濃度係数に比例しないため、グレープ ジュースの濃縮プロセスがポリフェノールの損失を伴うことを示唆しています。 NCJ に対して DCJ を取得するための限外濾過プロセスには、総ポリフェノールの損失が含まれることに注意する必要があります。 さらに、濃縮工程前の工業用果汁サンプルの総ポリフェノール量（DCJ19=348.4 mg/LGAE および NCJI9=435 mg/L GAE）をアイレン生ぶどう果汁と比較すると、 (638.86 mg/L GAE)、平均 40% の減少が観察されました。 このデータは、グレープ ジュースの保存条件 (880 ppm の二酸化硫黄で 90 日間) がポリフェノールに悪影響を与えることを示しており、これは、ポリフェノールが時間の経過とともに分解することを示す他の研究と一致しています [85,86]。
我々の結果は、通常（NCJ）と脱色（DCJ）の両方の濃縮グレープジュースがかなりの量のポリフェノールを持っていることを示しています。 87]。オテフラボノイドどちらのタイプの濃縮グレープ ジュースにも適切な量のケルセチンとカテキンが含まれているため、この製品をあらゆる食品の配合に含めることで、これらの天然の抗酸化物質が少量追加され、抗炎症、抗発がん、抗菌、抗炎症に貢献します。老化および心臓保護に関連する効果。 ポリフェノールのバイオアベイラビリティと薬物動態特性が、食品マトリックスや摂取濃度などのいくつかの要因に依存することは事実ですが、ブドウジュース由来のポリフェノールの食事摂取が腸内微生物叢にプラスの効果をもたらし、血漿中のフェノール化合物の量 [30,88]。 さらに、前述のように、ブドウのポリフェノールのほとんどはブドウの種子と皮に存在するため、この製品中のこれらの生理活性分子の量を増やすために、ブドウジュースの取得に関する新しい手順をテストする必要があります [288]。
5。結論
私たちの研究は、アイレン グレープ ジュースにはかなりの量のポリフェノールが含まれており、フラボノールであるケルセチンとカテキンの濃度が際立っているという説得力のある証拠を提供しています。 これは、今度は、この天然物の栄養補助食品の特性と、子供やスポーツ選手向けの食品や飲料の処方におけるその使用をサポートします. 食品にグレープ ジュースを含めると、天然糖だけでなく、健康を促進し、病気の発症を防ぐ生理活性分子であるポリフェノールも豊富になります。これは、国連の持続可能な開発目標である「健康と福祉」に直接関連するものです。 2030 年の議題。 ただし、他のポリフェノール、主に溶解度の高い極性化合物の含有量を決定するには、追加の研究が必要であり、地中海食でこの製品の関心を広げることに貢献します.
この記事は Foods 2021, 10, 1532 からの抜粋です。 https://doi.org/10.3390/foods10071532 https://www.mdpi.com/journal/foods
