© Borgis - Postępy Fitoterapii 3/2015, s. 139-143
*Bożena Muszyńska1, Barbara Jękot2, Tamara Mastalerz1, Katarzyna Sułkowska-Ziaja1
Analiza zawartości pochodnych L-tryptofanu w wybranych algach i w produktach zawierających algi
Analysis of L-tryptophan derivatives content in selected algae and products containing algae
1Katedra i Zakład Botaniki Farmaceutycznej, Uniwersytet Jagielloński Colegium Medicum w Krakowie
Kierownik Katedry i Zakładu: prof. dr hab. Halina Ekiert
2Apteka przy ul. Daszyńskiego w Krakowie
Summary
The objective of the study was the qualitative and quantitative HPLC analyse of the selected non-hallucinogenic indole compounds in methanol extracts from selected algae and generally available food products that contain algae. The analysis presented that all tested materials contained indole compounds. The highest total content of the indole compounds was found in the extracts from Spirulina tablets and that was 4.49 mg/100 g d.w. In contrast, the smallest amount of indole compounds contained the extract from commercial algae product Roasted seaweed snack, and it was 0.08 mg/100 g d.w. The largest diversity of indole compounds was found in the extract from Spirulina Energy Bar. In this extract was determined 5 indole compounds: serotonin, melatonin, L-tryptophan, 5-hydroxy-L-tryptophan and 5-methyltryptamine. Serotonin was detected in each of the extracts. The highest content of L-tryptophan and serotonin were determined in the extract obtained from Spirulina tablets and they were respectively 0.4 mg/100 g d.w. and 3.89 mg/100 g d.w. The extract from Fucus vesiculosus contained significant amount of 5-hydroxy-L-tryptophan and it was 0.69 mg/100 g d.w. This fact deserves attention, because this amino acid is a precursor of biologically active compounds such as melatonin and serotonin. The least frequently occurring indole compound in the extracts was 5-methyltryptamine. Its significant amount was detected only in commercial algae product Spirulina Energy Bar.
Wstęp
Algi, glony (łac. Algae, gr. Phykos) – tymi nazwami określamy plechowate, najczęściej samożywne organizmy żyjące w środowisku wodnym i miejscach wilgotnych. Występują we wszystkich strefach geograficznych, w wodach słodkich, słonych, chłodnych lub ciepłych. Były one jednymi z pierwszych organizmów zdolnych do fotosyntezy, jakie pojawiły się na Ziemi. Według systematyki należą do królestwa jądrowych (Eukaryota) i podkrólestwa roślin (Phytobionta), jednak niektórzy przedstawiciele mogą należeć również do królestwa bezjądrowych (Prokaryota), czyli do gromady sinic (Cyanobacteria). Wśród alg można znaleźć zarówno organizmy jednokomórkowe, jak i wielokomórkowe o zróżnicowanej wielkości, od kilku milimetrów (mikroalgi) do paru metrów (makroalgi). Mogą one mieć budowę beztkankową i tworzyć tzw. plechy.
Algi ze względu na to, że stanowią źródło wielu substancji, takich jak: aminokwasy, białka, związki mineralne, witaminy, polisacharydy, lipidy oraz poliamidy, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka, znalazły zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Są wykorzystywane m.in. w przemyśle spożywczym, kosmetycznym, rolnictwie i ochronie środowiska. Dostępne są w postaci gotowych preparatów farmaceutycznych: proszków, tabletek, pigułek, kapsułek i kosmetyków. W preparatach OTC i spożywczych najczęściej stosuje się gatunki sinic: Arthrospira platensis (Spirulina platensis) i Arthrospira maxima (Spirulina maxima), gatunki krasnorostów – alg czerwonych z rodzaju Porphyra: Porphyra yezoensis i P. tenera oraz brunatnic – Fucus vesiculosus (1).
Arthrospira od dawna bardziej znana jest jako spirulina i nazwa ta pozostaje w użyciu ze względów historycznych (1, 2). Spirulina jest mikroalgą zaliczaną do sinic (Cyanobacteria). Od dłuższego czasu wykorzystywana jest w różnych krajach jako dodatek do diety człowieka i zwierząt ze względu na dużą wartość odżywczą. Jest źródłem witamin takich jak witamina C, E, PP (niacyna) oraz witamin z grupy B (B1, B2, B6 i B12). Stanowi bogate źródło biopierwiastków: P, Fe, Ca, K, Na, Mg, zawiera również takie witaminy jak kwas foliowy, kwas pantotenowy i inozytol oraz barwniki (fikocyjaniny, karotenoidy, chlorofil).
A. platensis została przebadana w kierunku właściwości przeciwnowotworowych (4-15). Działanie to wynika z obecności polisacharydów zawierających grupy siarczanowe i polega na hamowaniu przerzutów nowotworowych do płuc oraz proliferacji komórek nowotworowych. Obecny w tej aldze β-karoten stymuluje ekspresję genów regulujących procesy komunikacji komórkowej. Może wykazywać bezpośrednie działanie na DNA, regulując produkcję RNA (16).
Charakterystyczne dla Fucus vesiculosus (morszczyn pęcherzykowaty) są duże ilości kwasu alginowego i fukoidanu – polisacharydu zawierającego reszty kwasu siarkowego(VI). Związek ten cechuje opisywaną algę oraz całą gromadę brunatnic (Pheophyta), do której należy. Znamienne dla morszczynu barwniki to chlorofil a i c oraz fukoksantyna, która nie tylko maskuje chlorofil, ale również nadaje jego plesze ciemnobrunatną barwę. Substancjami zapasowymi tej algi są tłuszcze, mannitol oraz laminaryna. Ekstrakty z morszczynu pęcherzykowatego wykorzystywane w produkcji kosmetyków zawierają: organicznie związany jod, kwas alginowy, potas, NNKT, polisacharydy oraz białka, które wpływają na skórę odżywczo, rewitalizująco, przywracają równowagę jonową, a także utrzymują odpowiednie nawilżenie (17-29).
Porphyra yezoensis i P. tenera (Nori) są z kolei doskonałym źródłem witamin. Ponad 40% całkowitej masy Nori stanowi porphyran – naturalny błonnik. Porphyran to agaroza, w której D-galaktoza jest podstawiona resztami siarkowymi(VI), a L-galaktoza resztami metylowymi. W ten sposób powstały cząsteczki 6-O-siarczanu(VI)-D-galaktozy oraz 6-O-metylo-L-galaktozy. Porphyran zarówno w warunkach in vitro, jak i in vivo działa immunostymulująco (30).
Cel pracy
Celem pracy była analiza jakościowa oraz ilościowa niehalucynogennych związków indolowych występujących w ekstraktach metanolowych otrzymanych z wybranych produktów spożywczych i farmaceutycznych (OTC) zawierających algi: Arthrospira sp., Porphyra sp. oraz Fucus vesiculosus. Analizie poddano ekstrakty metanolowe z wybranych surowców. Do analizy związków indolowych wykorzystano metodę wysokosprawnej chromatografii cieczowej faz odwróconych (RP-HPLC).
Materiał i metody
Materiał do analizy
Materiał do analizy stanowiły produkty dostępne na rynku spożywczym stanowiące przetworzone i nieprzetworzone algi: Roasted seaweed snack (Porphyra sp.) firmy Trader Joe’s (USA), Sushi nori (Porphyra sp.) firmy House of Asia (Polska), Spirulina Energy Bar firmy Freeland Foods (USA), Liofilizowana Spirulina firmy Aura Herbals (Polska), Spirulina w tabletkach firmy Ekoland Zielonki (Polska), Fucus vesiculosus firmy Flos (Polska) oraz Fucus vesiculosus pozyskany ze stanowiska naturalnego (Jastarnia, Polska). Próbki materiałów wykorzystanych do analizy zostały zdeponowane w Katedrze Botaniki Farmaceutycznej UJ CM w Krakowie.
Przygotowanie próbek do analizy na obecność związków indolowych metodą HPLC
Odważano po 10,0 g każdego z materiałów do analizy, następnie po rozdrobnieniu w moździerzu przenoszono je ilościowo do perkolatora i zalewano eterem naftowym. Materiał pozostawiano do wytrawienia. Po zdekantowaniu ekstraktów materiał traktowano świeżymi porcjami eteru naftowego. Proces powtarzano kilkakrotnie w celu pozbycia się z materiału frakcji bogatej w lipidy, która utrudniałaby dalszą analizę. Po odparowaniu eteru naftowego wysuszony materiał umieszczano w perkolatorze i zalewano metanolem. Po wytrawieniu uzyskane ekstrakty dekantowano, a pozostały materiał przeznaczony do analizy traktowano świeżymi porcjami metanolu. Czynność powtarzano do momentu zaniku barwy perkolatów.
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Szweykowska A, Szweykowski J. Botanika. T. 2. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2012. Wydanie X. 2. Braz J. Aeration effect on Spirulina platensis growth and γ-linolenic acid production. Microbiology 2012; 43:12-20. 3. Abdulqader G, Barsanti L, Tredici M. Harvest of Arthrospira platensis from Lake Kossorom (Chad) and its household usage among the Kanembu. J Appl Phycol 2000; 12:493-8. 4. Hayashi K, Hayashi T, Kojima I. A natural sulphated polysaccharide, calcium spirulan, isolated from Spirulina platensis: In vitro and ex vivo evaluation of Anti-Herpes Simplex Virus and Anti-Human Immunodeficiency Virus activities. AIDS Res Human Retrovir 1996; 12(15):1463-71. 5. Torres-Duran PV, Ferreira-Hemosillo A, Juarez-Oropeza MA. Antihyperlipemic and antihypertensive effects of Spirulina maxima in an open sample of mexican population: a preliminary report. Lipids Health Dis 2007; 6:33. 6. Watanabe F. Vitamin B12 sources and bioavailability. Experim Biol Med 2007; 232(10):1266-74. 7. Yang L, Wang Y, Zhou Q i wsp. Inhibitory effects of polysaccharides extract from Spirulina platensis on corneal neovascularization. Molecul Vision 2009; 15:1951-61. 8. Hwang JH, Lee IT, Jeng KCh i wsp. Spirulina prevents memory dysfunction, reduces oxidative stress damage and augments antioxidant activity in senescence-accelerated mice. J Nutr Sci Vitaminol 2011; 57:186-91. 9. Ismali MF, Ali DA, Fernando A i wsp. Chemoprevention of rat liver toxicity and carcinogenesis by Spirulina. Int J Biol Sci 2009; 5(4):377-87. 10. Kumar M, Sharma MK, Kumar A. Spirulina fusiformis: A food supplement against mercury induced hepatic toxicity. J Health Sci 2005; 51(4):424-30. 11. Kumar V, Bhatnagar AK, Srivastava JN. Antibacterial activity of crude extract of Spirulina platensis and its structural elucidation of bioactive compound. J Med Plants Res 2011; 5(32):7043-8. 12. Lee EH, Park JE, Choi YJ i wsp. A randomized study to establish the effects of spirulina in type 2 diabetes mellitus patients. Nutr Res Practice 2008; 2(4):295-300. 13. Li B, Gao MH, Zhang XC i wsp. Molecular immune mechanism of C-phycocyanin from Spirulina platensis induces apoptosis in HeLa cells in vitro. Biotechnol Appl Biochem 2006; 43:155-64. 14. Rasool M, Sabina EP, Lavanya B. Anti-inflammatory effect of Spirulina fusiformis on adjuvant-induced arthritis in mice. Biol Pharm Bull 2006; 29(12):2483-7. 15. Sabina EP, Samuel J, Rajappa-Ramya S i wsp. Hepatoprotective and antioxidant potential of Spirulina fusiformis on acetaminophen-induced hepatotoxicity in mice. Int J Integrat Biol 2009; 6:1-5. 16. Yang L, Wang Y, Zhou O i wsp. Inhibitory effects of polysaccharide extract from Spirulina platensis on corneal neovascularization. Molecul Vision 2009; 15:1951-61. 17. Lee H, Kim JS, Kim E. Fucoidan from seaweed Fucus vesiculosus inhibits migration and invasion of human lung cancer cell via PI3K-Akt-mTOR patyways. PLoS ONE 2012; 7(11):e50624. 18. Asia Y, Miyakawa Y, Nakazato T i wsp. Fucoidan induces apoptosis of human HS-Sultan cells accompanied by activation of caspase-3 and down-regulation of ERK pathways. Am J Hematol 2005; 78:7-14. 19. Bhowmik D, Dubey J, Mehra S. Probiotic efficiency of Spirulina platensis – stimulating growth of lactic acid bacteria. World J Dairy Food Sci 2009; 4(2):160-3. 20. Byon YY, Kim MH, Yoo ES i wsp. Radioprotective effects of fucoidan on bone marrow cell: improvement of the cell survival and immunoreactivity. J Vet Sci 2008; 9(4):359-65. 21. Cumashi A, Ushakova NA, Perobrazhenskaya ME i wsp. A comparative study of the anti-inflammatory, anticoagulant, antiangiogenic, and antiadhesive activities of nine different fucoidans from brown seaweeds. Glycobiol 2007; 17(5):541-52. 22. Fujimura T, Tsukahaara K, Moriwaki S i wsp. Treatment of human skin with an extract of Fucus vesiculosus changes its thickness and mechanical properties. J Cosmet Sci 2002; 53:1-9. 23. Hong SW, Jung KH, Lee HS i wsp. Suppression by fucoidan of liver fibrogenesis via the TGF-β/Smad pathway in protection against oxidative stress. Biosci Biotechnol Biochem 2011; 75(5):833-40. 24. Hyun JH, Kim SC, Kang JI i wsp. Apoptosis inducing activity of fucoidan in HCT-15 colon carcinoma cells. Biol Pharm Bull 2009; 32(10):1760-4. 25. Mori N, Nakasone K, Tomimori K i wsp. Beneficial effects of fucoidan in patients with chronic hepatitis C virus infection. World J Gastroenterol 2012; 18(18):2225-30. 26. Patankar MS, Oehninges S, Barnett T i wsp. A revised structure for fucoidan may explain some of its biological activities. J Biol Chem 1993; 268(29):21770-6. 27. Shibata H, Iimuro M, Uchiya N i wsp. Preventive effects of Cladosiphon fucoidan against Helicobacter pylori infection Mongolian gerbils. Helicobacter 2003; 8:59-65. 28. Skibola CF. The effect of Fucus vesiculosus, an edible brown se weed, upon menstrual cycle length and hormonal status in three pre-menopausal women: a case report. Complement Altern Med 2004; 4:10. 29. Takeda K, Tomimori K, Kimura R i wsp. Anti-tumor activity of fucoidan is mediated by nitric oxide released from macrophages. Intern J Oncol 2012; 40:251-60. 30. Ishihara K, Oyamada C, Matsushima R i wsp. Inhibitory effect of porphyran, prepared from dried “Nori”, on contract hypersensitivity in mice. Biosci Biotechnol Biochem 2005; 69:1824-30. 31. Muszyńska B, Sułkowska-Ziaja K, Wójcik A. Levels of physiological active indole derivatives in the fruiting bodies of some edible mushrooms (Basidiomycota) before and after thermal processing. Mycosci 2013; 54:321-6. 32. Żak I (red.). Chemia medyczna. Śląska Akademia Nauk Katowice 2001; 221-35. 33. Keszthelyi D, Troost FJ, Masclee AM. Understanding the role of tryptophan and serotonin metabolism in gastrointestinal function. Neurogastroenterol Motility 2009; 21:1239-49. 34. Turner EH, Loftis JM, Blackwell AD. Serotonin a la carte: Supplementation with the serotonin precursor 5-hydroxytryptophan. Pharmacol Therap 2006; 109:325-38. 35. Birdsall TC. 5-Hydroxytryptophan: A Clinically-effective serotonin precursor. Alternat Med Rev 1998; 3:271-80.
