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Bestimmung der Eigenschaften von Phenolverbindungen

Der Vakuumofen als Teil einer Universitätsstudie zur Untersuchung der phenolischen Verbindungen in Artemis rutifolia.

Der Memmert Vakuumofen VO wurde in einer 2017 gemeinsam von der Government College Women University und der University of Agriculture in Pakistan durchgeführten Studie verwendet. Sie wurde im International Journal of Food Properties, Band 20, Ausgabe 11 (2017) veröffentlicht.

Ausführliche Informationen zum Vakuumschrank VO finden Sie jetzt in unserem neuen Whitepaper. Registrieren Sie sich hier, um in unserem Download-Bereich darauf zuzugreifen.

Die Studie trägt den Titel "Characterization of phenolic compounds of Artemisia rutifolia spreng from Pakistani flora and their relationships with antioxidant and antimicrobial attributes". Die vollständige Studie kann hier gelesen werden. In diesem Artikel werden die wichtigsten Punkte des Berichts erörtert.

Artemisia rutifolia

Artemisia rutifolia. (c) B.Byambajav - Bildrechte vorbehalten (CC BY-NC).
Artemisia rutifolia

Artemisia rutifolia. Zur Verfügung gestellt von Ji-Elle.

Weitere Anwendungen für den Labor-Vakuumtrockenschrank finden Sie in unserem Blog. Oder  kontaktieren Sie unsere Experten für eine persönliche Beratung. Weitere Informationen zu Trockenschränken, deren Technologie, Einsatzmöglichkeiten, Vielfältigkeit und mehr finden Sie in unserem Blog.

Hintergrund

Phenole, eine Kategorie bioaktiver Verbindungen, haben antioxidative und antimikrobielle Eigenschaften. Die Wissenschaft beschäftigt sich seit langem mit der Untersuchung organischer Quellen von Phenolverbindungen für den Einsatz im Wellness-Bereich.

Dies bringt das Ziel dieser Studie hervor, bei der ein Memmert Wärme- und Trockenschrank (Vakuumschrank VO) verwendet wurde. Die Forscher untersuchten die Verwertung der aus Pakistan stammenden Heilpflanze Artemisia rutifolia und ermittelten ihre neuen natürlichen therapeutischen Wirkstoffe.

... es gab eine komplette Wissenslücke über phytochemische und pharmakologische Aspekte von A. rutifolia. Daher wurde in der aktuellen Studie zum ersten Mal versucht, das phenolische Profil sowie die antioxidativen und antimikrobiellen Aktivitäten verschiedener Extrakte aus A. rutifolia-Blättern zu untersuchen.

Materialien und Methoden

Chemikalien und Reagenzien

  • Gallussäure (GA),2,2′-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl (DPPH)
  • Ascorbinsäure
  • Quercetin
  • Andere Referenzverbindungen
  • Zellkultur-Reagenzien
  • Natriumkarbonat
  • Folin-Ciocalteu's Phenolreagenz
  • Eisen(III)-chlorid
  • Aluminiumchlorid
  • Kartoffel-Dextrose-Agar
  • Nährstoff-Agar
  • Kaliumferricyanid
  • Agar-Pulver
  • Methanol
  • Chloroform
  • Hexan

Vorbereitung des Extraktes mit dem Memmert VO

Zunächst wurde eine Probe von A. rutifolia im Schatten getrocknet und anschließend in einer Küchenmaschine pulverisiert. Das Ergebnis wurde durch ein Sieb (0,50 mm) filtriert, woraufhin mit der Extraktion begonnen wurde. Anschließend wurden die Extrakte mit einem Filterpapier filtriert und in einem Memmert Vakuumofen bis zur Gewichtskonstanz verdampft.

Danach werden die getrockneten Extrakte mit einem sterilisierten Spatel abgekratzt und in Extraktgläsern im Kühlschrank bei -4°C aufbewahrt.

Lesen Sie weiter, um mehr über die Funktionsweise eines Vakuumschranks, seine Merkmale und Anwendungen zu erfahren, oder lassen Sie sich  von einem Experten beraten. Aktuelle Informationen zu Vakuumschränken und anderen Wärme- und Trockenschränken finden Sie hier.

Bestimmung des Phenolgehaltes

Der Gesamtphenolgehalt wurde mit der Reagenzienmethode nach Folin-Ciocalteu bestimmt. 1 ml der individuellen Extraktlösung in geeigneter Verdünnung wurde mit 500 µl Folin-Ciocalteu-Reagenz und 7,5 ml doppelt entionisiertem Wasser gemischt. Zu diesem Gemisch wurde ein Milliliter einer 5%igen Na2CO3 (W/V)-Lösung hinzugefügt, und das Gemisch wurde 90 Minuten lang bei Raumtemperatur inkubiert.

Die Absorption wurde gemessen, und der Gesamtphenolgehalt wurde in μg Gallussäureäquivalente (GAE) pro mg Extrakt angegeben.

Gesamtgehalt an Flavonoiden

Die Aluminiumchlorid-Methode wird zur Bestimmung des Gesamtflavonoidgehalts verwendet. 0,5 mL Extraktlösungen werden mit 1,5 mL 95%igem Ethanol (V/V), 0,1 mL 10%igem Aluminiumchlorid (m/V), 0,1 mL 1 mol L-1 Kaliumacetat und 2,8 mL Wasser vermischt. Die resultierende Mischung wird wie zuvor 30 Minuten lang bei Raumtemperatur bebrütet. Die Absorption wird mit einem Spektralphotometer gemessen, und der Gesamtgehalt an Flavonoiden wird in µg Quercetin-Äquivalenten (QEs) pro mg Pflanzenextrakt angegeben.

HPLC-Analyse der phenolischen Verbindungen

Das Hydrolyseverfahren für die Blattextrakte von A. rutifolia entspricht den Methoden dieser Studie mit den Blattextrakten von Mengkudu.

50 g der Extrakte der Testprobe werden in 24 ml Methanol gelöst, um eine Homogenisierung zu ermöglichen. 16 mL destilliertes Wasser und 10 mL 6M HCl werden hinzugefügt. Anschließend wird die Lösung 2 Stunden lang bei 95 °C thermostatisiert. Danach wird die Lösung filtriert und anschließend mit Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) analysiert.

Die Auftrennung der Pflanzenproben erfolgt mit der Gradienten-HPLC. Es werden die Phenolsäure- und Flavonoid-Identitäten bestimmt sowie die Nachweisgrenze (LOD) und die Bestimmungsgrenze (LOQ) berechnet.

Freie Radikale einfangende Aktivität (DPPH-Assay)

Dieser Test wird nach den Methoden durchgeführt, die in der Studie zur Untersuchung der antioxidativen Eigenschaften der Blüten und Wurzeln von Pyrostegia venusta (Ker Gawl) Miers angewandt wurden.

Die Extraktlösung wird mit gleichen Volumina einer 100 µM DPPH-Lösung in Methanol gemischt, wobei die resultierende Mischung 15 Minuten lang bei Raumtemperatur inkubiert wird. Die Absorption wird mit einem UV-Spektralphotometer bei 517 nm aufgezeichnet.

Eisen(III)-Reduktions-Antioxidationsmittel-Leistung (FRAP)-Test

Das Reduktionsvermögen wurde mit Hilfe des FRAP-Tests (Ferric Reducing Antioxidant Power) bestimmt. Ausführliche Informationen dazu finden Sie in der Studie über die antioxidative und antibakterielle Aktivität von Blättern der Etlingera-Arten (Zingiberaceae).

Die Absorption der Reaktionsmischungen, deren Einzelheiten und Schritte im Bericht näher erläutert werden, wird mit einem auf 700 nm eingestellten UV-Vis-Spektrophotometer gemessen. Die gesamte Oxidationsmittelaktivität wird aufgezeichnet und der Gesamtgehalt an Oxidationsmitteln als mg Gallussäureäquivalent/g Pflanzenextrakt dokumentiert.

Antimikrobielle Aktivität

Um die antimikrobielle Aktivität der Blattextrakte von A. rutifolia berechnen zu können, verwenden die Forscher in diesem Schritt den Agar-Diskus-Diffusionstest, bei dem Nährstoffagar und Kartoffeldextrose beimpft werden. Anschließend werden diese in sterilisierte Petrischalen gegeben und die Extrakte werden mit Dimethylsulfoxid (DMSO) in biologischer Qualität verdünnt. Sterile Filterscheiben, die mit 50 µl verdünnter Pflanzenextraktlösung imprägniert wurden, werden dann in die oben genannten Petriplatten gelegt. Diese werden für 24 Stunden bei 37°C und für 48 Stunden bei 27°C bebrütet. Später werden die antibakteriellen und antimykotischen Aktivitäten mit einem Zonenlesegerät bestimmt.

Schätzung der minimalen Hemmkonzentration (MHK)

Die Berechnung der minimalen Hemmkonzentration (MHK) erfolgte nach der Methode der Brühe-Mikrodilution. Nach dem Versuch werden die Platten bei 37°C für 24 Stunden für Bakterien und bei 27°C für 48 Stunden für Pilze bebrütet. Es wurde festgestellt, dass der Grund für den Farbwechsel des Indikators Resazurin je nach mikrobiellem Wachstum variiert.

Ergebnisse

Polyphenolische Verbindungen in verschiedenen Lösungsmittelextrakten der Blätter von A. rutifolia

Polyphenolische Verbindungen in verschiedenen Lösungsmittelextrakten der Blätter von A. rutifolia. (A) Gesamte phenolische Verbindungen, angegeben als Mikrogramm Gallussäureäquivalent pro Milligramm Pflanzenextrakt. (B) Gesamte Flavonoidverbindungen, angegeben als Mikrogramm Quercetin-Äquivalent pro Milligramm Pflanzenextrakt. Zur Verfügung gestellt von Taylor & Francis Online.
HPLC-Phenolprofil von (A) Methanol-, (B) Chloroform- und (C) Hexanextrakten von A. rutifolia-Blättern

HPLC-Phenolprofil von (A) Methanol-, (B) Chloroform- und (C) Hexanextrakten von A. rutifolia-Blättern. Spitzenwerte: (1) Myricetin, (2) Quercetin, (3) Gallussäure, (4) Kaffeesäure, (5) Chlorogensäure, (6) Syringinsäure, (7) p-Cumarsäure, (8) Vanillinsäure, (9) m-Cumarsäure, (10) Ferulasäure und (11) Sinapinsäure. Zur Verfügung gestellt von Taylor & Francis Online.
Hemmung (%) freier Radikale (DPPH) durch Blattextrakte von A. rutifolia

Hemmung (%) freier Radikale (DPPH) durch Blattextrakte von A. rutifolia. Zur Verfügung gestellt von Taylor & Francis Online.
Hemmung (%) freier Radikale (DPPH) durch Blattextrakte von A. rutifolia

Ferric reducing–antioxidant power (FRAP) of A. rutifolia leaf extracts. Courtesy of Taylor & Francis Online.

Fazit

Nach Abschluss der Experimente wurden im Hinblick auf das von den Forschern für diese Studie gesteckte Ziel die wichtigsten Ergebnisse festgehalten.

Die Extrakte wiesen ein relativ starkes antioxidatives und antimikrobielles Potenzial auf, was ihre vielversprechende Wirkung bei der Vorbeugung oder Behandlung von Krankheiten erklären könnte.

  • Die Profilierung der Polyphenole führte zur Identifizierung medizinisch wertvoller Phenolsäuren und Flavonoide.
  • Das Experiment ist ein Schritt in die richtige Richtung, denn die Blätter von A. rutifolia haben das Potenzial, eine wichtige Quelle für natürliche Antioxidantien in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie zu sein.
  • Vergleiche der phenolischen Zusammensetzung mit Lösungsmitteln unterschiedlicher Polarität können bei der Optimierung von Lösungsmitteln für phenolische Verbindungen helfen.

Der Memmert Vakuumschrank VO

Die Memmert GmbH + Co.KG mit Sitz in Schwabach und Fertigung in Büchenbach produziert den Vakuumschrank VO als Teil ihres vielfältigen Wärme- und Trockenschrankprogramms.

Er bietet unter anderem folgende Eigenschaften:

  • Temperaturbereich bis zu +200 °C
  • Vakuum-Regelbereich: 5 bis 1100 mbar
  • 3 Modellgrößen (29 bis 101 Liter Volumen)
  • 1 Modellvariante: TwinDISPLAY
  • Anti-Splitter; VDE-geprüfte Türkonstruktion für alle Modelle
  • Pumpensteuerung: Optimierte Spülung der Pumpenmembran sowie Signalausgang zum bedarfsgerechten Ein- und Ausschalten der Pumpe.
  • Optional: Pumpenunterschrank und energieeffiziente Vakuumpumpe
  • Nahezu ausschließliche Verwendung von hochwertigem, rostfreiem und leicht zu reinigendem Edelstahl für Innen- und Außengehäuse
  • Präzise und homogene Temperaturregelung durch ein produktspezifisches Heizkonzept
  • Vielfältige Möglichkeiten zur Programmierung und Dokumentation durch Schnittstellen, integrierte Datenlogger und die Software AtmoCONTROL
  • 3 Jahre Garantie weltweit
Memmert Vakuumschrank VO

Memmert Vakuumschrank VO.

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