Προσδιορισμός του ροσμαρινικού οξέος σε βότανα με την εφαρμογή της υγρής χρωματογραφίας, της φασματοσκοπίας υπερύθρου και της χημειομετρίας.

Abstract

Ένα από τα πιο διαδεδομένα και υψηλής αντιοξειδωτικής δράσης πολυφαινολικά οξέα που απαντώνται στο φυτικό βασίλειο και ειδικά σε φυτά της οικογένειας Lamiaceae, είναι το ροσμαρινικό οξύ. Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής μελέτης ήταν ο προσδιορισμός του, ποσοτικός και ποιοτικός σε φύλλα και άνθη, από 8 (οκτώ) είδη της παραπάνω οικογένειας, καλλιεργημένα στον Ελλαδικό χώρο και συγκεκριμένα στον νομό Αιτωλοακαρνανίας. Το θεωρητικό κομμάτι της μελέτης, περιλαμβάνει μια εκτενή αναφορά στα φαινολικά οξέα, στα φυσικά και συνθετικά αντιοξειδωτικά και δικαιολογείται η υψηλή αντιοξειδωτική δράση που εμφανίζει το ροσμαρινικό οξύ, σύμφωνα με την βιβλιογραφία. Ακολουθεί μια περιγραφή του φυτικού υλικού (βοτανική ταξινόμηση) και στη συνέχεια περιγράφεται η τεχνική εκχύλισης (Εκχύλιση Υποβοηθούμενη από Υπερήχους), η χρωματογραφική (Υγρή Χρωματογραφία Υψηλής Απόδοσης) και η φασματοσκοπική (Φασματοσκοπία Υπερύθρου με την Τεχνική της Διάχυτης Ανάκλασης) που συνέβαλαν στον ποσοτικό και ποιοτικό προσδιορισμό του ροσμαρινικού οξέος. Στο πειραματικό κομμάτι, παρατίθεται η ανάλυση με υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης των υδροαλκοολικών εκχυλισμάτων του φυτικού υλικού, τα οποία παραλήφθηκαν με την τεχνική της εκχύλισης υποβοηθούμενης από υπερήχους και η φασματοσκοπική ανάλυση (απευθείας πάνω στο αποξηραμένο φυτικό υλικό), με την τεχνική της διάχυτης ανάκλασης. Τα υδροαλκοολικά εκχυλίσματα έδειξαν την υψηλότερη περιεκτικότητα σε ροσμαρινικό οξύ στο μελισσόχορτο (86 mg ανά g ξηρού φυτικού υλικού) και την χαμηλότερη στον ύσσωπο (12 mg ανά g ξηρού φυτικού υλικού). Τα φυτικά δείγματα ταξινομήθηκαν σε τέσσερις ομάδες, έχοντας ως βάση την περιεκτικότητα τους σε ροσμαρινικό οξύ. Στην συνέχεια, με τη βοήθεια της χημειομετρίας (Μέθοδος Μερικών Ελαχίστων Τετραγώνων) και έχοντας ως αναφορά τα αποτελέσματα της υγρής χρωματογραφίας, αναπτύχθηκε ένα μοντέλο ποσοτικού προσδιορισμού του ροσμαρινικού οξέος στα καταγεγραμμένα φάσματα FT-IR, του ξηρού φυτικού υλικού. Το μοντέλο λειτούργησε ικανοποιητικά σε μια φασματική περιοχή από τα 1350 έως τα 905 cm-1 και οι αποκλίσεις που έδωσε σε σχέση με τις τιμές περιεκτικότητας σε ροσμαρινικό οξύ βάση των αποτελεσμάτων της υγρής χρωματογραφίας, ήταν της τάξης των 2 έως 8 mg ανά g ξηρού φυτικού υλικού.

One of the most widespreaded with high antioxidant activity polyphenolic acids in the plant kingdom and especially in plants of Lamiaceae family, is rosmarinic acid. The aim of this study was the quantitative and qualitative determination of rosmarinic acid, in leaves and flowers of 8 (eight) species from the above family, cultivated in Greek area, specifically in the prefecture of Etoloakarnania. In the theoretical part of this study is included an extensive report for phenolic acids, for natural and synthetic antioxidants and is explained the high antioxidant activity of rosmarinic acid, according to the literature. Bellow is a description of the plant material (botanical classification) and then described the extraction technique (Ultra Sound-assisted Extraction), the chromatographic technique (High Performance Liquid Chromatography) and the spectroscopic technique (Diffuse Reflectance Infra Red Spectroscopy), which were contributed in quantitative and qualitative determination of rosmarinic acid. In the experimental part, cited the analysis with High Performance Liquid Chromatography of the hydroalcoholics extracts of the plant material, which have been received with the technique of Ultra Sound-assisted Extraction and the spectroscopic analysis (directly on the dry plant material), with the technique of diffuse reflectance. The hydroalcoholics extracts have shown the highest concentration of rosmarinic acid in Melissa officinalis (86 mg/g of dry plant material) and the lowest in Hyssopus officinalis (12 mg/g of dry plant material). The plant specimens were classified in four groups, having as basis their concentration in rosmarinic acid. Furthermore, with the help of chemometrics (Partial Least Squares) and having as reference the results of Liquid Chromatography, it has been developed a model of quantitative determination of rosmarinic acid in recorded spectra FT-IR of dry plant material. The model functioned satisfactorily in a spectral region from 1350 to 905 cm-1 and its deviations concerning the concentrations of rosmarinic acid based on the results from Liquid Chromatography were from 2 to 8 mg/g of dry plant material.