y = x , R 2 = 0, ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Transkript

1 T.C. ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ KESİN RAPORU Domates ve Havuçta Karotenoid Madde Dağılımı ve Antioksidan Aktivitenin Belirlenmesi Proje yöneticisi : Prof. Dr. Feryal KARADENİZ Proje Numarası : Başlama Tarihi : Bitiş Tarihi : Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Ankara

2 PROJE BAŞLIĞI : Domates ve havuçta karotenoid madde dağılımı ve antioksidan aktivitenin belirlenmesi İNGİLİZCE BAŞLIK : Determination of carotenoid distribution and antioxidant activity in tomatoes and carrots PROJE KODU : PROJE YÖNETİCİSİ : Prof. Dr. Feryal Karadeniz 1. ÖZET Meyve ve sebzelerin tüketimi ile kanser, kalp-damar hastalıkları, sinir bozuklukları ve göz hastalıkları oluşumu arasında ters bir ilişkinin olduğu bilinmektedir. Gıdaların bu koruyucu etkisi; karotenoidler, fenolik bileşikler ve askorbik asit gibi biyoaktif bileşiklerden kaynaklanmaktadır. Meyve ve sebzelerde yaygın olarak bulunan biyoaktif bileşenler olmaları ve antioksidan etki göstermelerinden dolayı karotenoidlere olan ilgi giderek artmaktadır. Karotenoidlerin sağlık üzerine yararlı etkisi provitamin A aktivitesine bağlanmasına karşın, likopen gibi A vitamini aktivitesi bulunmayan karotenoidler de çeşitli kanser türlerine karşı koruyucu etkiye ve güçlü antioksidan kapasiteye sahiptir. Bu araştırmanın amacı, diyette önemli bir yeri olan domates ve havuçta karotenoid madde dağılımını ve antioksidan aktiviteyi belirlemektir. 2. ABSTRACT It is known that there is a reverse relationship between the consumption of vegetables and fruits and risk of cancer, cardiovasculer diseases, neuronal damages and eye degenaration. The protective effect of these foods is attributed to bioactive compounds such as carotenoids, phenolics and ascorbic acid. Since the carotenoids are the most abundant bioactive compounds found in fruits and vegetables, the interest on carotenoids has become increasingly important. Eventhough the benefit of carotenoids on human health can be attributed to their provitamin A activity, non vitamin A activity carotenoids like lycopene also have the protective effect against several types of cancer and strong antioxidant capacity. The objective of this study was to determine the carotenoid distribution and antioxidant activity of tomato and carrots which are significant part of human diet. 2

3 3. PROJENİN AMACI ve KAPSAMI Bu araştırmada; havuç ve domates çeşitlerindeki antioksidan aktivite ve bu aktivitede etkili oldukları düşünülen karotenoidler, askorbik asit ve toplam fenolik madde gibi antioksidan bileşiklerin miktarının belirlenmesine çalışılmıştır. Elde edilen bulguların havuç ve domateste bulunan karotenoid madde dağılımı, askorbik asit ve toplam fenolik madde gibi biyoaktif bileşiklere ait bir veri tabanı oluşturulmasına katkıda bulunacağı düşünülmektedir. Domates ve havuç çeşitlerinde toplam karotenoid madde dağılımı (Heinonen et al. 1989) ile askorbik asit miktarları (Sánchez-Mata et al. 2000) HPLC ile belirlenmiştir. Toplam fenolik madde miktarı (Tanner und Brunner 1979) ve antioksidan aktivite (Re et al. 1999) ise spektrofotometrik yöntemle saptanmıştır. 4. MATERYAL VE YÖNTEM 4.1. Materyal Bu çalışmada, havuç çeşitleri PS-F1, Nanco, PS-Almaro ve Tito havuç çeşitleri Burdur dan;, Nanco, Maestro-F1, Bolero, Presto-F1 havuç çeşitleri Beypazarı ndan; Nanco, Maestro-F1, ve Nantindo çeşitleri Konya dan temin edilmiştir. Domates çeşitleri ise (H 9478, H 9888, H 9776, H 9780, H 9663, UG 902, UG 5602, UG 1802, Kagome 932, Kagome 77, Alta, Nema Krimson, Red Gold, TT 105, Primopack, Unirex) Mustafakemalpaşa-Bursa dan temin edilmiştir. Numuneler, 2 yıl süreyle aynı tarladan sağlanmıştır Ekstraksiyon Karotenoid madde ekstraksiyonu: 10 g domates püresi veya havuç rendesi öncelikle 1g CaCO 3 ve 25 ml metanol ile birlikte 2 dk süreyle Ultra-Turrax ile homojenize edilmiştir. % 0.01 butilhidroksitoluen (BHT) içeren aseton:hekzan (1:1) karışımından 25 ml ilave edildikten sonra 2 dk süreyle homojenizerde karıştırılmış ve Buchner hunisinden süzülmüştür. Elde edilen filtrat ayırma hunisine alındıktan sonra filtre kağıdı üzerindeki örnek 25 ml aseton-hekzan karışımı ile 2 kez daha homojenizerden geçirilmiştir (Ferruzzi et al. 1998). Elde edilen filtratlar ayırma hunisine alınıp 10 ml saf su eklenerek faz ayrımı için bir süre beklenmiştir. Üstteki hekzan fazı 10 ml lik kahverengi şişelere alındıktan sonra azot gazı altında kurutulmuş ve 26 C de depolanmıştır. 3

4 Karotenoidlerin tanımlanması: Karotenoidlerin HPLC ile analizi Heinonen et al. (1989) tarafından önerilen yönteme göre yapılmıştır. Tanımlamada kullanılan standart maddeler (karoten miks izomer, β-karoten, likopen, lutein) Sigma (Sigma Chemical, CO., USA) dan temin edilmiştir. Karotenoidlerin tanımlanması; numunedeki karotenoidlerin geliş zamanlarının standart maddelerin geliş zamanlarıyla kıyaslanmasıyla ve ayrıca numuneye standart madde ilavesiyle gerçekleştirilmiştir. Domates ve havuçta karotenoid madde dağılımına ilişkin tipik kromatogramlar sırasıyla Şekil 1 ve Şekil 2 de verilmiştir. Şekil 1. Domateste karotenoid madde dağılımına ilişkin kromatogram Şekil 2. Havuçtaki karotenoid madde dağılımına ilişkin kromatogram 4

5 Domateste belirlenen başlıca karotenoidler, sırasıyla 4.217, ve dakikalık geliş süreleri ile lutein, likopen ve β-karotendir. Havuçta ise tanımlanan karotenoidler; lutein, α-karoten ve β-karoten olup geliş zamanları sırasıyla 4.300, , dakikadır. Standartlardan domates numuneleri için hazırlanan kurveler Şekil 3-5 de; havuç numuneleri için hazırlanan kurveler ise Şekil 6-8 de verilmiştir. Alan (A.U.) y = x , R 2 = 0, Likopen (mg/kg) Şekil 3. Likopen standart kurvesi Alan (A.U.) y = x , R 2 = 0, ß-karoten (mg/kg) Şekil 4. β-karoten standart kurvesi Alan (A.U.) y = x ,5, R 2 = 0, ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Lutein (mg/kg) Şekil 5. Lutein standart kurvesi 5

6 Alan (AU) y = x R 2 = 0, β-karoten (mg/kg) Şekil 6. β-karoten standart kurvesi y = x R 2 = 0,9986 Alan (AU) Mixed isomer (mg/kg) Şekil 7. Mixed isomer standart kurvesi y = x R 2 = 0,9911 Alan (AU) ,5 1 1,5 2 2,5 3 Lutein (mg/kg) Şekil 8. Lutein standart kurvesi 6

7 Antioksidan madde ekstraksiyonu ve analizi: Domates ve havuçta antioksidan madde ekstraksiyonunda % 80 lik aseton kullanılmış (Dewanto et al. 2002) ve antioksidan aktivite tayini Re et al. (1999) tarafından önerilen TEAC (Troloks eşdeğeri antioksidan kapasite) yöntemine göre yapılmıştır Toplam fenolik madde ekstraksiyonu ve analizi: Domates ve havuçta toplam fenolik madde ekstraksiyonu Shahidi et al. (2001) tarafından önerilen yönteme göre yapılmış ve sonuçlar spektrofotometrik yöntemle (Tanner and Brunner 1979) belirlenmiştir Askorbik asit ekstraksiyonu ve analizi: Askorbik asit ekstraksiyonunda ise domates için % 2 lik (Abushita et al. 1997); havuçlar için % 1 lik MFA (Howard et al. 1999) çözeltisinden yararlanılmıştır. Örneklerdeki askorbik asit miktarı 245 nm dalga boyunda, isokratik sistemde 1mL/dk akış hızındaki 0.05 M KH 2 PO 4 çözeltisi kullanılarak belirlenmiştir (Sánchez-Mata et al. 2000). Sonuçlar standart askorbik asit kurvesine göre hesaplanmıştır. Farklı konsantrasyonlardaki standart askorbik asit çözeltisinden hazırlanan kurve Şekil 9 da gösterilmiştir y = 69973x , R 2 = 0,9979 Alan (A.U) Askorbik asit (mg/kg) Şekil 9. Askorbik asit standart kurvesi 7

8 Kaynaklar Abushita, A.A., Hebshi, E.A., Daood, H.G., Biacs, P.A Determination of antioxidant vitamins in tomatoes. Food Chemistry, 60: Dewanto, V., Wu, X., Adom, K.K., Liu, R.H Thermal processing enhances the nutritional value of tomatoes by increasing total antioxidant activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50: Ferruzzi, M.G., Sander, L.C., Rock, C.L., Schwartz, S.J Carotenoid determination in biological microsamples using liquid chromatography with a coulorometric electrochemical array detector. Analytical Biochemistry, 256, Heinonen, M.I., Ollilainen, V., Linkola, E.K., Varo, P.T., Koivistoinen, P.E Carotenoids in Finnish foods: vegetables, fruits, and berries. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 37: Howard, L.A., Wong, A.D., Perry, A.K. and Klein, B.P β-carotene and ascorbic acid retention in fresh and processed vegetables. Journal of Food Science, 64: Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M. and Rice-Evans, C Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology, 26: Sanchez-Mata, M.C., Camara-Hurtado, M., Diez-Marques, C., Torija-Isasa, M.E Comparison of high-performance liquid chromatography and spectrofluorimetry for vitamin C analysis of green beans (Phaseolus vulgaris L.). European Food Research and Technology, 210: Shahidi, F., Chavan, U.D., Naczk, M., Amarowicz, R Nutrient distribution and phenolic antioxidants in air-classified fractions of beach pea (Lathyrus maritimus L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49: Tanner, H. and Brunner, H.R Getranke-Analytik. Germany: Verlag Heller Chemie und Verwaltungesellschaft mbh, pp

9 5. Bulgular 5.1. Domates ve Havuçlarda Karotenoid Madde Dağılımı Domateste belirlenen başlıca karotenoidin likopen olduğu, bunu β-karotenin izlediği ve luteinin ise düşük miktarlarda bulunduğu belirlenmiştir ve 2004 yıllarında temin edilen domates çeşitlerinin karotenoid madde içerikleri sırasıyla Çizelge 1 ve Çizelge 2 de görülmektedir. Havuçta ise β-karoten en fazla bulunan karotenoid iken; bunu sırasıyla α- karoten ve lutein izlemektedir yılında mg/kg likopen ve 7.09 mg/kg β-karoten miktarları ile Kagome 77 domates çeşidi ilk sırada yer almaktadır yılında ise en yüksek likopen içeriği H 9888 domates çeşidinde görülürken, en fazla β-karoten içeren domates çeşidinin (11.24 mg/kg) yine Kagome 77 olduğu saptanmıştır. Lutein bakımından en zengin domates çeşidi 2003 yılında UG 902; 2004 yılında UG 1802 olarak belirlenmiştir. Çizelge yılında temin edilen domates çeşitlerinde karotenoid madde dağılımı Karotenoidler (mg/kg) Çeşit Likopen β-karoten Lutein Red Gold H H H H H Kagome TT Primopack UG UG Unirex Nema Krimson UG Kagome Alta Min Max Ort

10 Çizelge yılında temin edilen domates çeşitlerinde karotenoid madde dağılım Karotenoidler (mg/kg) Çeşit Likopen β-karoten Lutein Red Gold H H H H H Kagome TT Primopack UG UG Unirex Nema Krimson UG Kagome Alta Min Max Ort Farklı yörelerden temin edilen havuçların karotenoid madde miktarları ise sırasıyla Çizelge 3 ve Çizelge 4 de verilmiştir. Havuçta β-karoten en fazla bulunan karotenoid iken; bunu sırasıyla α-karoten ve lutein izlemektedir yılında tüm çeşitler dikkate alındığında Beypazarı yöresine ait Bolero çeşidinin α- karoten ve β-karoten bakımından en zengin havuç çeşidi olduğu görülmektedir. Lutein ise Beypazarı yöresinden temin edilen Nanco çeşidinde diğer tüm çeşitlere kıyasla daha fazla bulunmuştur yılında β-karoten ve lutein miktarı en fazla olan çeşidin Beypazarı yöresine ait Maestro F1 olduğu; α-karotenin ise Konya yöresine ait Nantindo havuç çeşidinde yüksek miktarda bulunduğu saptanmıştır. 10

11 Çizelge yılında farklı yörelerden temin edilen havuçlardaki karotenoid madde dağılımı Karotenoidler (mg/kg) Yöre Çeşit β-karoten α-karoten Lutein Beypazarı Nanco Maestro-F Bolero Presto-F Min Max Ort Burdur PS-F Nanco PS-Almaro Tito Min Max Ort Konya Nanco Maestro-F Nantindo Min Max Ort Genel Min Max Ort

12 Çizelge yılında farklı yörelerden temin edilen havuçlardaki karotenoid madde dağılımı Karotenoidler (mg/kg) Yöre Çeşit β-karoten α-karoten Lutein Beypazarı Nanco Maestro-F Bolero Presto-F Min Max Ort Burdur PS-F Nanco PS-Almaro Tito Min Max Ort Konya Nanco Maestro-F Nantindo Min Max Ort Genel Min Max Ort Domates ve Havuçlarda Antioksidan Aktivite Domates ve havuç örneklerinde antioksidan aktivitenin belirlenmesinde kullanılan ve farklı konsantrasyonlardaki standart trolox (6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethychroman-2-carboxylic acid) çözeltisinden hazırlanan kurve Şekil 10 da gösterilmektedir % İnhibisyon y = 4,5058x, R 2 = 0, Trolox (µm) Şekil 10. Trolox standart kurvesi 12

13 Domates ve havuç çeşitlerinde belirlenen antioksidan aktivite değerleri sırasıyla Çizelge 5 ve Çizelge 6 da verilmiştir. Domates çeşitlerinin antioksidan aktivitesinin 2003 yılında ortalama 0.88 µm Trolox /g olduğu; 2004 yılında bu değerin 0.80 µm Trolox /g a düştüğü görülmektedir yılında Kagome 77 en yüksek antioksidan aktiviteye sahipken 2004 yılında Kagome 932 en yüksek değere sahiptir. Antioksidan aktivitesi en düşük çeşit 2003 yılında H 9478; 2004 yılında ise Alta olarak saptanmıştır (Çizelge 5). Havuç çeşitlerinden Burdur yöresinden temin edilen PS-F1, 2003 yılında aynı yöreden temin edilen diğer çeşitlere kıyasla en düşük antioksidan aktivite gösterirken; 2004 yılında en yüksek antioksidan aktiviteye sahip çeşit olarak dikkat çekmektedir. Beypazarı yöresinden temin edilen Maestro-F1 in ise, hem 2003 hem de 2004 yılında aynı yöreye ait diğer çeşitlerden daha yüksek antioksidan aktivite gösterdiği belirlenmiştir. Diğer yandan; Konya yöresine ait Nantindo çeşidinin aynı yöreden temin edilen diğer çeşitlere kıyasla her iki yılda da en düşük antioksidan aktiviteye sahip olduğu görülmektedir (Çizelge 6). Çizelge 5. Domates çeşitlerinde antioksidan aktivitenin yıllara göre değişimi TEAC (µm/g) Çeşit Kagome Kagome Alta H H H H H Nema Krimson Red Gold TT Primopack Unirex UG UG UG Min Max Ort

14 Çizelge 6. Havuç çeşitlerinde antioksidan aktivitenin yıllara göre değişimi TEAC (µm/g) Yöre Çeşit Beypazarı Maestro-F Nanco Bolero Presto-F Burdur Petoseed-F1 (PS-F1) Petoseed-Almaro Nanco Tito Konya Maestro-F Nanco Nantindo Domates ve Havuçta Toplam Fenolik Madde Miktarı Domates çeşitlerinin toplam fenolik madde miktarı kateşin eşdeğeri olarak 2003 yılında mg /kg; 2004 yılında ise mg /kg aralığında belirlenmiştir yılında en yüksek fenolik madde içeren domates çeşidinin H 9776; 2004 yılında ise Unirex olduğu görülmektedir (Çizelge 7). Havuç çeşitlerindeki fenolik madde miktarının yıllara ve yöreye göre değişimi ise Çizelge 8 de verilmiştir. Burdur yöresinden temin edilen havuç çeşitleri arasında toplam fenolik madde içeriği bakımından en zengin çeşidin her iki yılda da Tito olduğu görülmektedir. Aynı yöreye ait Nanco çeşidi ise düşük fenolik madde içeriği ile dikkat çekmektedir ve 2004 yılında Konya yöresinden temin edilen Maestro- F1 çeşidinin toplam fenolik madde içeriğinin de aynı yöredeki diğer çeşitlere kıyasla yüksek miktarda bulunduğu saptanmıştır. Beypazarı nda ise 2003 yılında Nanco çeşidi en yüksek fenolik madde miktarına sahipken, 2004 yılında Maestro-F1 en yüksek fenolik maddeye sahip olmuştur. 14

15 Çizelge 7. Domates çeşitlerinde toplam fenolik madde miktarı Toplam fenolik madde (mg / kg, kateşin eşdeğeri) Çeşit Kagome Kagome Alta H H H H H Nema Krimson Red Gold TT Primopack Unirex UG UG UG Min Max Ort Çizelge 8. Havuç çeşitlerinin toplam fenolik madde miktarı Toplam fenolik madde (mg/ kg, kateşin eşdeğeri) Yöre Çeşit BURDUR PS-F BEYPAZARI KONYA PS-Almaro Nanco Tito Maestro-F Nanco Bolero Presto-F Maestro-F Nanco Nantindo

16 5.4. Domates ve Havuçlarda L-Askorbik Asit Miktarı 2003 yılında temin edilen domates çeşitlerinde L-askorbik asit miktarı mg/kg; 2004 yılında ise mg/kg aralığında belirlenmiştir (Çizelge 9). L- askorbik asit miktarının en az düzeyde belirlendiği domates çeşidinin 2003 yılında Unirex; 2004 yılında ise H 9478 olduğu görülmektedir. Buna karşılık, 2003 ve 2004 yıllarında Kagome 77 çeşidi, en fazla L-askorbik asit içeren domates çeşidi olarak dikkat çekmektedir. Çizelge ve 2004 yılında temin edilen domates çeşitlerinde L-askorbik asit miktarı L-Askorbik asit (mg / kg) Çeşit Kagome Kagome Alta H H H H H Nema Krimson Red Gold TT Primopack Unirex UG UG UG Min Max Ort

17 2003 ve 2004 yıllarında temin edilen havuç çeşitlerinin tümünde L-askorbik asit miktarı ise Beypazarı yöresinden temin edilen Bolero çeşidi (2004) dışında (9.15 mg/kg) düşük düzeyde belirlenmiştir ( mg/kg) (Çizelge 10). Çizelge ve 2004 yıllarında farklı yörelerden temin edilen havuç çeşitlerinde L-askorbik asit miktarı L-Askorbik asit (mg / kg) Yöre Çeşit BEYPAZARI BURDUR KONYA Maestro-F1 belirlenemedi 0.14 Nanco Bolero Presto-F PS-F PS-Almaro Nanco Tito Maestro-F Nanco belirlenemedi 0.77 Nantindo Sonuç ve Öneriler 1. Domateste belirlenen başlıca karotenoid maddenin likopen (ort mg/kg) olduğu; bunu β-karotenin (ort mg/kg) izlediği belirlenmiştir. Lutein (ort mg/kg) ise az miktarda saptanmıştır. 2. Havuçta belirlenen karotenoidler ise sırasıyla β-karoten (ort mg/kg), α-karoten (ort mg/kg) ve lutein (ort mg/kg) dir. 3. Domateslerde belirlenen toplam fenolik madde miktarı kateşin eşdeğeri olarak 2003 yılında mg/kg; 2004 yılında mg/kg olarak belirlenmiştir. Havuçların fenolik madde içeriğinin ise 2003 yılında mg/kg kateşin eşdeğeri ve 2004 yılında ise mg /kg kateşin eşdeğeri olduğu saptanmıştır. 17

18 4. Domateste L-askorbik asit miktarı 2003 yılında ortalama 40.3 mg/kg; 2004 yılında ise 73.1 mg/kg olarak saptanmıştır. Havuçta ise L-askorbik asit miktarı Beypazarı yöresinden temin edilen Bolero çeşidi (2004) (9.15 mg/kg) dışında düşük düzeyde belirlenmiştir ( mg/kg). 5. Domatesin antioksidan aktivitesinin havuçlara kıyasla daha yüksek olduğu dikkat çekmektedir. Nitekim; domateste 2003 ve 2004 yıllarında belirlenen ortalama antioksidan aktivite değerleri 0.88 ve 0.80 µm TEAC/g iken; havuçta sırasıyla 0.42 ve 0.61 µm TEAC/g olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlara göre; yüksek L-askorbik asit içeriği ve antioksidan kapasitesi ile domatesin dikkat çektiği görülmektedir. Ancak; domatesle birlikte havucun da sağlık üzerine birçok yararlı etkileri olduğu bilinen karotenoid madde ve fenolik bileşikleri yüksek miktarda içerdiği saptanmıştır. Bu nedenle, domates ve havucun beslenmedeki önemine dikkat çekilmesi ve tüketiminin teşvik edilmesi gerektiği düşünülmektedir. 7. Mali Bilanço Ödenek adı Gider miktarı (YTL) Tüketime yönelik mal ve hizmet alımları Tüketime yönelik mal ve malzeme alımları 2, Toplam gider 3, Toplam ödenek 6, Kalan 3, Ödenek adı Gelir miktarı (YTL) Tüketime yönelik mal ve hizmet alımları 2, Tüketime yönelik mal ve malzeme alımları 4, Toplam ödenek 6, Tarih: Adı ve Soyadı: Prof. Dr. Feryal KARADENİZ İmza: 18