apz.agr.hr › 2_Dragovic_Uzelac.pdf POTENCIJAL ISKORIŠTAVANJA ŠUMSKIH VOĆKARICAUStoljetna uporaba u narodnoj medicini- bioaktivne molekule ... PROIZVODI OD PLODOVA TRNINE...

POTENCIJAL ISKORIŠTAVANJA

ŠUMSKIH VOĆKARICAU

PROIZVODNJI FUNKCIONALNE

HRANE

Prof.dr.sc. Verica Dragović-

Uzelac

Prehrambeno-biotehnološki

fakultet Sveučilišta u Zagrebu

[email protected]

Zagreb, 07. studenog 2019.

UVOD

HRVATSKA-

klimatski uvjeti koji

omogućavaju rast

brojnih samoniklih

vrsta

Hrvatska flora -

5536 vrsta i podvrsta

od kojih mnoge imaju

aromatična svojstva i

velik biološki

potencijal

šumske voćkarice

ŠUMSKE VOĆKARICE

Divlja jabuka ili šumska- Malus

sylvestris (L.) Mill.

Divlja trešnja- Prunus avium

Divlja kruška- Pyrus pyraster Burgsd.

Mukinja- Sorbus aria L. Crantz

Brekinja- Sorbus torminalis L. Crantz.

Jarebika- Sorbus aucuparia L.

Oskoruša- Sorbus domestica

Rašeljka- Prunus mahaleb

VAŽNOST

Sočni plodovi koji su

potencijalan izvor

bioaktivnih

molekula.

Zbog održavosti

šumskog ekosustava

važno je povećati

udio šumskih

voćkarica u šumama

RH

ŠUMSKE VOĆKARICE

Šumske voćkarice

Drijenak-Cornus mass L)

Trnina-Prunus spinosa L)

Bazga- Sambucus nigra L)

Kupina- Rubus fruticosus L

Nar- Punica granatum L

Borovnica-Vaccinium myrtillus L

PREARADA U RAZLIČITE

PROIZVODE

Sokove, želirane proizvode,

namaze, voćna vina, likere

Izvrsna senzorska

svojstava

Visok udjel različitih

bioaktivnih molekula

(vitamini, fenoli,

karotenoidi, biljni steroli

DOPRINOS BIOLOŠKI

AKTIVNIH MOLEKULA

Fenolni spojevi,

karotenoidi, klorofili i sl.

doprinose boji, okusu,

mirisu nutritivnoj i

biološkoj vrijednosti

proizvoda

Visok udjel bioaktivnih

molekula doprinosi

antioksidativnom

kapacitetu te zaštitnom

djelovanju na zdravlje

Trnina (Prunus spinosa L)

Ljekovita divlja vrsta roda Prunus

Ljekoviti dijelovi biljke: plodovi,

cvjetovi, listovi, grane, kora i korijen

Stoljetna uporaba u narodnoj

medicini- bioaktivne molekule

Znanstvena istraživanja – najvećim

dijelom na plodovima i listovima

trnine

PROIZVODI OD PLODOVA TRNINE

sirupi, džemovi, likeri, čajevi

dodaje se u kompote od šljiva, jabuka i krušaka-

poboljšavanje senzorskih i bioloških svojstava

svojstava

Ima primjenu u kulinarstvu- začin za jela od

divljači; marinirane i ukiseljene trnine su vrlo

cijenjen u Francuskoj kuhinji

Alkoholna pića: sloe gin (UK), liker bargnolino

(Italija), patxaran (Španjolskoj), rakija trenovka

(Rusija)

ZDRAVSTVENI BENEFITI

Želirani proizvodi na bazi plodova trnine

poboljšavaju peristaltiku crijeva- laksativno

djelovanje

Sokovi i ekstrakti plodova i cvijeta se koriste za

sanaciju upala u usnoj šupljini i ždrijelu

Čaj od cvijetova- detoksikacijski učunak, jačanje

imuniteta, smirivanje tegoba probavnog sustava

(nadutost, grčevi i sl.), liječenje kožnih osipa i sl.

CVIJET TRNINE (Prunus spinosa flos)

POLIFENOLI

• Kamferol, kvercentin i njihovi

glikozidi (uglavnom arabinoze,

ksiloze i ramnoze) (Lovrić i sur.,

2016.; Marchelak i sur., 2017.; Elez

Garofulić i sur., 2018.)

• Proantocijanidin tipa A i

fenolne kiseline (Kolodizej i sur.,

1991.; Marchelak i sur., 2017.; Elez

Garofulić i sur., 2018.)

• p-hidroksibenzojeva kiselina

(Olszeweska i Wolbis, 2001)

Cvijet trnine (Prunus spinosa flos)

• SLOBODNI FITOSTEROLI :

β-sitosterol, γ-sitosterol i

stigmasterol

• TRITERPENI:

α –amirin i β – amirin

P

O

L

I

F

E

N

O

L

I

“Application of innovative technologies for production of plant extracts as

ingredients for functional food (HRZZ 3035)” (2014-2018)

supported by grants from the Croatian Science Foundation

Ljekovito i aromatično

bilje (MAPs)

Bioativne komponente

(BACs)

Pozitivni zdravstveni

benefiti ?

• Definirani optimalni uvjeti

proizvodnje ekstrakata

• Proizvodnja funkcionalnih

proizvoda

Elez Garofulić, Ivona; Zorić, Zoran; Pedisić, Sandra;

Brnčić, Mladen; Dragović-Uzelac, Verica

UPLC‐MS2 Profiling of Blackthorn Flower Polyphenols

Isolated by Ultrasound‐Assisted Extraction

Journal of Food Science. 83 (2018) , 11; 2782-2789

UPLC-MS/MS

Identifikacija i kvantifikacija 28 fenolnih spojeva

• EtOH ekstrakti cvijeta trnine/UZV ekstrakcija

Rezultati – najzastupljeniji glikozidi kamferola – kamferol-

pentozid i kamferol-ramnozid te kvercentin-pentozid

Lovrić, Vanja; Putnik, Predrag; Bursać Kovačević, Danijela;

Jukić, Marijana; Dragović-Uzelac, Verica

Effect of Microwave-Assisted Extraction on the Phenolic

Compounds and Antioxidant Capacity of Blackthorn

Flowers

Food Technology and Biotechnology. 55 (2017), 2; 243-250

Utjecaj parametara mikrovalne ekstrakcije na sadržaj ukupnih

fenola, ukupnih flavonoida, ukupnih hidroksicimetnih kiselina i

ukupnih flavona

• Rezultati: Najveći prinosi fenolnih spojeva dobiveni su uz

upotrebu 70 % vodene otopine etanola, 60° C kroz vrijeme

od15 minuta

Ukupna količina ukupnih fenolnih kiselina i flavonoida (mg/kg

svježeg ploda) u plodovima trnine ubrane na 6 lokacija u RH

neoklorogenska kiselina - 420.5-735 mg/kg

flavan-3-oli- 312.08-645 mg/kg

kvercetin-3- rutinozid - 89.54-168.11mg/kg

PUBLIKACIJE (10)1. Murati, T., Miletić, M., Štefanko, A., Landeka Jurčević, I., Elez Garofulić, I., Dragović-Uzelac, V., Kmetič, I.

(2019) Comparative assessment of Prunus spinosa L. flower extracts in non-neoplastic hepatocytes and

hepatoblastoma cells. South African Journal of Botany 123, 36-42.

2. Elez Garofulić, I., Zorić, Z., Pedisić, S., Brnčić, M., Dragović‐Uzelac, V. (2018) UPLC‐MS2 Profiling of

Blackthorn Flower Polyphenols Isolated by Ultrasound‐Assisted Extraction, Journal of Food Science (83),

11, 2782-2789.

3. Bursać Kovačević, D., Putnik, P., Dragović-Uzelac, V., Pedisić, S., Režek Jambrak, A., Herceg, Z. 2016.

Effects of Cold Atmospheric Gas Phase Plasma on Anthocyanins and Color in Pomegranate Juice. Food

Chemistry. 190, 317-323. http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.05.099.

4. Herceg, Z., Bursać Kovačević, D., Gajdoš Kljusurić, J., Režek Jambrak, A., Zorić, Z., Dragović-Uzelac, V.

2016. Gas phase plasma impact on phenolic compounds in pomegranate juice. Food Chemistry. 190

665–672. 10.1016/j.foodchem.2015.05.135.

5. Plazibat, V., Bursać Kovačević, D., Putnik, P., Jukic, M., Tranfić Bakić, M., Dragović-Uzelac, V. 2015. The

effect of Microwave Assisted Extraction (MAE) on the isolation of Polyphenols from Hawthorn. Annals

of Nutrition and Metabolism. 67, 527-528. 10.1159/000440895.

Raste kao divlja, samonikla biljka grmolikog oblika.

Za rast mu pogoduju suhi i sunčani te kameniti

predjeli svijetlih listopadnih šuma u zajednici s drugim

grmljem i šibljem.

Značajnije vrste na području RH: Cornus mas i Cornus

sangunea; vrsta Cornus hungarica raste uglavnom u

nizinskim dijelovima RH

Plod je koštunica eliptičnog oblika, crvene boje, slatko-

kiselog i trpkog okusa.

Drijen (Cornus mas L)

Plodovi drijena se mogu konzumirati svježi ili se

prerađuju u specifične proizvode.

Najznačajniji proizvodi od plodova su : pekmezi, džemovi,

kompoti, sokovi, sirupi, nektari, likeri, voćne kože, rakija,

vino

Od koštica se dobivaju manje količine ulja drijena koje je

bogato fitosterolima

Cvijetovi – za dobivanje tinktura

ZDRAVSTVENI BENEFITI

Ljekovita svojstva – visok udjel bioaktivnih molekula

(vitamin C, polifenoli, antocijani, pektini minerali)

Bioaktivne molkule drijena potencijalno mogu

djelovati na:

Jačanje imuniteta

Detoksikaciju organizma

Gastrointestinalne poremećaje

Protuupalno kod bolesti ždrijela

Dijabetes

O

OH

OH

OH

OH+

O

OH

OH

OH

OH

++

OCH 3

OOH

OH

OH

OH

OH+

PELARGONIDIN CYANIDIN

O

OH

OH

OH

OH

OH

OH

+

DELPHINIDIN

OOH

OH

OH

OH

OH

OCH3

+O

OH

OH

OH

OH

OCH3

OCH3

+

MALVIDIN18

PEONIDIN PETUNIDIN

Ukupni antocijani (mg/kg svježeg ploda) drijenka i boboca bazge ubrani

na 6 lokacija u RH

0

500

1000

1500

2000

2500

3000mg/kg

Ukupni fenoli (mg/kg) 2695 1080 1245 2145

Flavonoidi (mg/kg) 2689,93 1078,16 1241,47 2140,54

Neflavonoidi(mg/kg) 5,07 1,84 3,53 4,46

Kaša Sok (30%) Sok (35 %) Sok (40%)0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500mg/kg

Ukupni fenoli (mg/kg) 3255 1025 1455 2145

Flavonoidi (mg/kg) 3248,62 1021,85 1450,78 1944,61

Neflavonoidi(mg/kg) 6,38 3,15 4,22 5,39

Kaša Sok (30%) Sok (35 %) Sok (40%)

neoklorogenska kiselina; +)-

katehin; klorogenska kiselina; kava

kiselina; (-)-epikatehin; p-

kumarinska kiselina; derivat

hidroksicimetne kiseline; ferulinska

kiselina; antocijani

Bazga (Sambucus nigra L)

Bazga (Sambucus nigra L.)- biljka iz porodice

Caprifoliacace.

Najčešće je samonikla, a staništa su joj šumske

čistine, rubovi šuma i naselja.

Zbog kemijskog sastava uzgaja se i plantažno

Koriste se gotovo svi dijelovi biljke- cvijet, bobice,

kora

PROIZVODI OD BAZGE

Čajevi-pojedinačno ili mješavine

Sirupi- od cvijetova (često sastojak raznih koktela)

Bezalkoholna pića

Džemovi- od bobica te u kombinaciji s drugim

vrstama voća

Pjenušci

Tinkture

Koristi se u kulinarstvu: bobice (jela od divljači i

crvenog mesa); cvjetovi se pripremaju pohanjem

ZDRAVSTVENI BENEFITI

Ljekovita svojstva – visok udjel bioaktivnih molekula

(antocijani, flavonoidi, tanini, karoteni, vitaminom C,

sluzi).

Bioaktivne molkule bazge potencijalno mogu

djelovati na:

preventivno ublažavanje respiratornih tegoba

Jačanje imuniteta

Ublažava alergijske reakcije – klorogenska kiselina

Detoksikaciju organizma

Regulira probavu te razinu Glc u krvi

KEMIJSKI SASTAV CVIJETA BAZGE:

◊ mineralne tvari : ( 8-9% ) – uglavnom kalij( K )

◊fenolne kiseline : ( oko 3%)–klorogenska, p- kumarinska,

kava i ferulinska kiselina

◊ flavonoidi: (do 3%)- (i) flavonol glikozidi (astragalin,

hiperozid, izokvercitrin i rutin do 1.9 %) (ii)-

slobodni aglikoni kvercetin i kamferol

◊ triterpeni : (oko 1% ) uključujući a- i b- amirin

◊ triterpenske kiseline : oko 0.85 % ursolne i olenolne

kiseline

◊ eterična ulja : (0.03 – 0.3 %)- oko 66% slobodnih masnih

kiselina (linolenske, linoleinske i

palmitinske kiseline ); oko 7 % C14-31 n-

alkana

◊ steroli : (0.11%)

◊ cijanogeni heterozid: antivirusno djelovanje

◊ tanini, šećeri, pektin: – u tragovima

Plod nara se sastoji od: kožastog perikarpa, a u

unutrašnjosti se nalaze zagasitocrvena zrna puna soka

(jestivi dio ploda), sa sjemenkom u središtu

Zrna koja čine jestiv dio ploda, predstavljaju 52% od

ukupne mase ploda, a sastoje se od 78% soka i 22%

sjemenkisastojak Količina/100g

Voda (g) 77.93

Energija (kcal) 83.00

Proteini (g) 1.67

Ukupna mast (g) 1.17

Ugljikohidrati (g) 18.70

Vlakna (g) 4.00

Šećeri, ukupni (g) 13.67

Vitamin C (mg) 10.20

Calcij (mg) 10.00

Fe (mg) 0.30

Magnezij (mg) 12.00

Fosfor (mg) 36.00

Kalij (mg) 236.00

Natrij (mg) 3.00

NAR (Punica granatum L)

Oblik plodova i ispunjenost plodova zrnjem sedam

istraživanih sorata šipka na području zapadne

Hercegovine: 1) Slatki barski, 2) Konjski zub, 3) Glavaš, 4)

Majdeški sitnozrni, 5) Paštrun, 6) Šerbetaš, 7) Karaderviš

(Marinović i Vego, 2009)

ZRNA NARA

UKUPNI FENOLI

UKUPNI

ANTOCIJANI

X 1

000

LOKACIJA BERBE

KORA

UKUPNI FENOLI

22-23 PUTA VEĆE

VRIJEDNOSTI NEGO U

ZRNIMA

TP, m

g G

AE

100g

F.W

.)

PHENOLIC ACID

HCA

HBA

FLAVONOIDS

FLAVONOLS

FLAVONS

FLAVAN-3-OLS

ANTHOCYANINSPO

LIF

EN

OLI

NA

RA

3-GLUCOSIDES i 3,5-DIGLUCOSIDES OF

CYANIDIN, DELPHYNIDIN,

PELARGONIDINE

TANINI

hidrolizirani

galotanini

elagitanini

kondenzirani

PO

LY

PH

EN

OLS in P

OM

EG

RA

NAT

E

Derivati galne

kiseline

Derivati elaginske

kiseline

(punikaalagin,

punikalin)

BIOAKTIVNE MOLEKULE-SADRŽAJ

Sadržaj BAM ovisi o: broju sunčanih dana,

vrsti tla, okolišnim faktorima, području

rasta, vrsti, stupnju zrelosti i sl.

Dozrijevanje- serija kompleksnih kemijskih i

biokemijskih reakcija koje dovode do

proizvodnje BAM

Kvaliteta samoniklih ili šumskih voćkarica

značajno ovisi o stupnju zrelosti i usko je

povezana sa koncentracijom npr. biljnih

pigmenata te ostalih BAM koje se

sintetiziraju tijekom dozrijevanja

AOC je u pozitivnoj korelaciji sa koncentracijom fenolnih spojeva – naročito flavonola i antocijana.

Dosadašnja istraživanja provedena na

selektiranim biljnim vrstama (drijenak,

trnina, bazga, glog, nar i sl.) koje su

rasprostranjene na području RH

pokazala su izrazit biološki potencijal te

su izvrstan izvor brojnih bioaktivnih

molekula koje potencijalno mogu

pridonijeti ljudskom zdravlju.

1. Elez Garofulić, I., Zorić, Z., Pedisić, S., Dragović-Uzelac, V. (2017) Retention

of polyphenols in encapsulated sour cherry juice in dependence of drying

temperature and wall material. LWT - Food Science and Technology. 83, 110-

117.

2. Zorić, Z., Pelaić, Z., Pedisić, S., Elez Garofulić, I., Bursać Kovačević, D.,

Dragović–Uzelac, V. (2017) Effect of storage conditions on phenolic content

and antioxidant capacity of spray dried sour cherry powder, LWT - Food

Science and Technology, 79, 251–259.

3. Optimization of Sour Cherry Juice Spray Drying as Affected by Carrier

Material and Temperature, Food Technology and Biotechnology 54 (4) (2016)

4. Impact of packaging material and storage conditions on polyphenol stability,

colour and sensory characteristics of freeze-dried sour cherry (Prunus

cerasus var. Marasca). Journal of Food Science and Technology. 53, (2)

(2016) ; 1247-1258.

5. The effect of gas phase plasma treatment on the anthocyanin and phenolic

acid content of sour cherry Marasca (Prunus cerasus var. Marasca) juice. //

LWT-Food Science and Technology. 62, ½ (2015) ; 894-900.

6. Influence of Cultivar and Industrial Processing on Polyphenols in

Concentrated Sour Cherry (Prunus cerasus L.) Juice. Food Technology and

Biotechnology. 53, (2) (2015) ; 215-222.

7. Kinetics of Anthocyanins, Phenolic Acids and Flavonols Degradation During

Heat Treatments of Freeze-dried Sour Cherry Marasca Paste. Food

technology and biotechnology. 52, (1) (2014) ; 101-108.

8. The effect of microwave assisted extraction on the isolation of anthocyanins

and phenolic acids from sour cherry Marasca (Prunus cerasus var. Marasca).

Journal of Food Engineering. 117, (4) (2013) ; 437-442

The project has been

awarded as

THE MOST

SUCCESSFUL LOCAL

EU PROJECT IN THE

REPUBLIC OF

CROATIA

The Ministry of

Regional

Development and EU

Funds of the Republic

of Croatia

THE APPLICATION OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN BIOACTIVE

COMPOUNDS ISOLATION FROM ORGANIC WASTE IN THE WINE

PRODUCTION

Project has been

AWARDED in

Brusseles as original

and innovative projects

which could be

attractive and inspiring

to other regions.

1. Ćurko, N., Kelšin, K., Dragović-Uzelac, V., Valinger,

D., Tomašević, M., Kovačević Ganić, K. (2019)

Microwave-Assisted Extraction of Different Groups of

Phenolic Compounds from Grape Skin Pomaces:

Modeling and Optimization. Pol. J. Food Nutr. Sci.,

2019, Vol. 69, No. 3, pp. 235–246

2. Putnik, P., Bursać Kovačević, D., Dragović-Uzelac, V.

(2016) Optimizing acidity and extraction time for

polyphenolic recovery and antioxidant capacity in

grape pomace skin extracts with response surface

methodology approach, Journal of Food Processing

and Preservation, 40, 1256-1263.

3. Putnik, P., Bursać Kovačević, D., Radojčin, M.,

Dragović-Uzelac, V. (2016) Influence of acidity and

extraction time on the recovery of flavonoids from

grape skin pomace optimized by response surface

methodology, Chemical and Biochemical Engineering

Quarterly, 30 (4), 455–464.

• Isolation and encapsulation of bioactivemolecules of wild and cultivated nettle andfennel and effects on organism physiology(PlantBioPower)- 200.000,00 EUR

2018-2022

CFS-national

funds

• CENTRE OF EXCELLENCE FOR MARINEBIOPROSPECTING-„BioProspecting ofAdriatic Sea“- 5.000.000,00 EUR

2018-2022

EU funds

• Bioactive molecules of medicinal herbs asnatural antioxidants, microbiocides andpreservatives; Investment in Science andInnovation-1.000.000,00 EUR

2019-2022

EU funds

PROJEKTI U PROVEDBI