Μελέτη παραγόντων που επηρεάζουν τη συγκέντρωση των αντιοξειδωτικών συστατικών και το περιεχόμενο και τη σύσταση των αιθερίων ελαίων διαφόρων ειδών εσπεριδοειδών:
Creators: name: Σάρρου, Ειρήνη Γ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Εσπεριδοειδή
Αιθέρια έλαια
Αντιοξειδωτικά
Citrus
Essential oils
Antioxidants

description: Τα αιθέρια έλαια και ο χυμός είναι από τα σημαντικότερα προϊόντα που παράγονται από τα εσπεριδοειδή, εξαιτίας της χρήσης στη φαρμακοβιομηχανία και κοσμετολογία και της διαιτητικής τους αξίας, αντίστοιχα. Η συγκέντρωσή των αιθερίων ελαίων και των αντιοξειδωτικών συστατικών των εσπεριδοειδών εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, τόσο ενδογενείς όσο και περιβαλλοντικούς. Για το λόγο αυτό στην παρούσα διατριβή μελετήθηκαν μερικοί από τους παράγοντες όπως είναι ο γενότυπος, το στάδιο ωρίμανσης, το είδος του ιστού, οι ρυθμιστές αύξησης και οι καταπονήσεις λόγω έλλειψης νερού και αλατότητας NaCl, που μπορεί να επηρεάζουν τη συγκέντρωση των αντιοξειδωτικών συστατικών και το περιεχόμενο και τη σύσταση των αιθερίων ελαίων στα εσπεριδοειδή. Βρέθηκε ότι ο γενότυπος επιδρά στη συγκέντρωση των αντιοξειδωτικών συστατικών και στο περιεχόμενο και τη σύσταση των αιθέριων ελαίων των καρπών διαφόρων γενοτύπων μανταρινιάς, πορτοκαλιάς, λεμονιάς περγαμόντου κ.α. Οι ποικιλίες μανταρινιάς Elendal, και Καρπάθου έχουν το μεγαλύτερο περιεχόμενο ολικών υδατοδιαλυτών φαινολών στο flavedo (8.14 mg γαλλικού οξέος/g Ν.Β), και το χυμό (0.19 mg γαλλικού οξέος/g Ν.Β), αντίστοιχα. Από τις ποικιλίες πορτοκαλιάς ξεχωρίζουν η Σουλτανί Φοδέλε, για την υψηλή συγκέντρωση των ολικών υδατοδιαλυτών φαινολών στο flavedo (8.56 mg γαλλικού οξέος /g Ν.Β), ενώ η Moro στο φλοιό των καρπόφυλλων (1.34 mg γαλλικού οξέος/g Ν.Β) και το χυμό (0.30 mg γαλλικού οξέος/g Ν.Β) των καρπών. Μεταξύ των ποικιλιών λεμονιάς, διαφέρει σημαντικά η Athos ως προς το περιεχόμενο των ολικών υδατοδιαλυτών φαινολών στο flavedo και το χυμό των καρπών, 6.09 και 0.18 mg γαλλικού οξέος/g Ν.Β, αντίστοιχα. Τα φλαβονοειδή υποδεικνύεται ότι είναι οι κύρια ομάδα φαινολικών ενώσεων που υπάρχουν στο flavedo των καρπών, ενώ οι ποικιλίες Κλημεντίνη SRΑ-63, Moro και Athos έχουν τη μεγαλύτερη συγκέντρωση φλαβονοειδών στο χυμό των καρπών. Οι καρποί των εσπεριδοειδών είναι πλούσια πηγή ασκορβικού οξέος (Α.Ο). Επιπλέον φαίνεται ότι στο flavedo των καρπών συσσωρεύονται πολύ μεγαλύτερες συγκεντρώσεις ασκορβικού οξέος (6.36-13.73 mmol A.O/gΝ.Β) από τον χυμό (0.32-2.41 mmol A.O/mlχυμού), ενώ η συγκέντρωση εξαρτάται από το είδος και το γενότυπο. Ως προς το περιεχόμενο των καροτενοειδών, στο flavedo των καρπών των ποικιλιών Carvalais και Navel συσσωρεύονται μεγαλύτερες συγκεντρώσεις καροτενοειδών, 321.77 και 340.58 μg β-καροτενίου/g Ν.Β, αντίστοιχα, ενώ στο χυμό υπερέχουν οι ποικιλίες Elendal και Σουλτανί Φοδέλε με αντίστοιχες συγκεντρώσεις 34.96 και 7.76 μg β-καροτενίου/ml Ν.Β. Το είδος και η ποικιλία-γενότυπος, επιδρούν στη σύσταση των αιθερίων ελαίων των εσπεριδοειδών. Η περιεκτικότητα του αιθερίου ελαίου στο φλοιό των καρπών κυμαίνεται μεταξύ 0.79-4.25%. Από τις ποικιλίες που μελετήθηκαν, η Murkott από τα μανταρίνια, η Maqvities από τα πορτοκάλια, η Eureka από τα λεμόνια και η Du Reggio από το περγαμόντο συσσωρεύουν τις μεγαλύτερες ποσότητες αιθερίου ελαίου στο flavedo των καρπών. Επιπλέον τα είδη κιτριά, νεραντζιά, κουμκουάτ και C. volcameriana περιέχουν 0.83, 2.66, 1.12 και 0.79% αιθέρια έλαια στο φλοιό των καρπών, αντίστοιχα. Τα κύρια συστατικά των αιθερίων ελαίων από το φλοιό των καρπών εσπεριδοειδών που καλλιεργούνται στην Ελλάδα, είναι το limonene (68.13-94.65%), το γ-terpinene (4.83-18.43%) και το myrcene (2.40-2.93%) για τα μανταρίνια, το limonene (91.13-94.26%) και το myrcene (2.56-3.02%) για τα πορτοκάλια, το limonene (44.85-80.44%), το γ-terpinene (9.31-15.47%), το β-pinene (7.74-12.24%), η citral Z (0.34-2.64%) και η citral E (0.16-3.48%) για τα λεμόνια και το limonene (40.79-63.45%), το γ-terpinene (8.94%),το linalyl acetate (4.34-10.36%)και η linalool (4.16-32.60%) για το περγαμόντο. Κύρια συστατικά του αιθερίου ελαίου των καρπών C. volcameriana είναι το limonene (70.49%), το γ-terpinene (10.33%), το sabinene (5.33%) και το myrcene (2.20%), των καρπών νεραντζιάς, το limonene (93.06%) και το myrcene, (2.79%), της κιτριάς, τα limonene (51.09%), γ-terpinene (20.26%), tr-και cis-β-ocimene (3.70% και 2.80%) και citral E (3.49%) και του κουμκουάτ τα limonene και myrcene με αντίστοιχες συγκεντρώσεις 94.55 και 2.64%. Μεταξύ των δειγμάτων αιθερίων ελαίων προέκυψαν τόσο ποσοτικές όσο και ποιοτικές διαφορές, υπό την επίδραση διαφορετικών γενοτύπων από διάφορα είδη εσπεριδοειδών. Άλλος παράγοντας από τον οποίο εξαρτάται το περιεχόμενο και η σύσταση των αιθερίων ελαίων νεραντζιάς είναι το είδος του ιστού, δηλαδή ο καρπός, τα άνθη καιτα φύλλα νεαρής και μεγαλύτερης ηλικίας. Η απόδοση του φλοιού του καρπού, των ανθέων, των φύλλων νεαρής και μεγαλύτερης ηλικίας είναι 1.67, 0.12, 0.27 και 0.45%, αντίστοιχα. Στο αιθέριο έλαιο από τα άνθη (neroli) προσδιορίστηκαν 26 συστατικά, με κυριότερες ενώσεις την linalool (29.14%), το β-pinene (19.08%), το limonene (12.04%), το trans-β-ocimene (6.06%) και τη farnesol-E (5.14%). Τα κυριότερα συστατικά των αιθέριων ελαίων των φύλλων είναι η linalool (58.21-36.03%), η α-terpineol (7.11-12.89%), το geranyl acetate (4.49-8.70%), το neryl acetate (2.18-4.46%) και το trans-β-ocimene (3.11-4.08%). Το αιθέριο έλαιο από το φλοιό των καρπών αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από υδρογονάνθρακες (98.30%), με βασικότερη ένωση τοlimonene, ενώ τα οξυγονούχα μονοτερπένια, είναι τα κυρίαρχα συστατικά των ελαίων από τα φύλλα και τα άνθη, με υψηλότερες συγκεντρώσεις στο έλαιο από μεγαλύτερης ηλικίας φύλλα (88.09%). Το στάδιο ωρίμανσης των καρπών νεραντζιάς και Citrumelo και η εποχή συγκομιδής τους επηρεάζουν το περιεχόμενο του φλοιού των καρπών σε αιθέρια έλαια και αντιοξειδωτικά συστατικά. Υπό την επίδραση των βραχυήμερων συνθηκών που επικρατούν το Φθινόπωρο (4η-5η δειγματοληψία) διασπάται η χλωροφύλλη στο φλοιό των καρπών και συσσωρεύονται καροτενοειδή. Επιπλέον, όσο οι καρποί νεραντζιάς και Citrumelo ωριμάζουν περιορίζεται το περιεχόμενο των ολικών υδατοδιαλυτών φαινολών και φλαβονοειδών στο φλοιό των καρπών (1η-4η δειγματοληψία). Στους καρπούς νεραντζιάς η συγκέντρωση των αιθερίων ελαίων αυξάνει σημαντικά καθώς ωριμάζουν οι καρποί δίνοντας τη μέγιστη απόδοση 2.17% τον Σεπτέμβριο (3η δειγματοληψία). Στα δείγματα των αιθερίων ελαίων Citrumelo ταυτοποιήθηκαν 24 ενώσεις, οι οποίες ανήκουν στις εξής ομάδες: μονοτερπένια υδρογονάνθρακες (42.25-66.48%), οξυγονούχα μονοτερπένια (1.34-5.67%), σεσκιτερπενικοί υδρογονάνθρακες (29.89-42.7%) και σεσκιτερπενικές αλκοόλες (0.00-2.39%). Τα κύρια πτητικά συστατικά που χαρακτηρίζουν το αιθέριο έλαιο των καρπών νεραντζιάς είναι τα: limonene, linalool, β-pinene, myrcene και linalyl acetate, ενώ των καρπών Citrumelo τα: β-caryophyllene, myrcene, limonene, β-germacrene και β-pinene. Από τους ρυθμιστές αύξησης που μελετήθηκαν, ψεκασμός των σποροφύτων νεραντζιάς με 15 μΜ μελατονίνη (ΜΕΛ) αύξησε το περιεχόμενο των φύλλων σε ολικές υδατοδιαλυτές φαινόλες και φλαβονοειδή. Επιπλέον, η ΜΕΛ προώθησε την αντιοξειδωτική ικανότητα FRAP και DPPH και αύξησε τη συγκέντρωση των θρεπτικών στοιχείων και ιδιαίτερα του Fe στα φύλλα των σποροφύτων νεραντζιάς. Υπό την επίδραση της ΜΕΛ, του σαλικυλικού και του γιββερελλικού οξέος αυξήθηκε το περιεχόμενο αιθέριο έλαιο στα φύλλα των σποροφύτων νεραντζιάς. Στα δείγματα των αιθερίων ελαίων ταυτοποιήθηκαν 22 ενώσεις, μεταξύ των οποίων τα κύρια συστατικά είναι: το limonene (22.62-40.65%), η linalool (19.66-40.79%), το methyl N-methylanthranilate (13.62-22.93%), linalyl acetate (3.38-6.29%), η geranial (1.09-2.21%) και η α-terpineol (1.03-2.24%). Γενικότερα, 1 και 15 µM ΜΕΛ και 5 mM ΣΟ προώθησαν τη συγκέντρωση των μονοτερπενίων υδρογονανθράκων, σε σημαντικό βαθμό, ενώ διαφυλλικός ψεκασμός με 0.29 mM ΓΟ επαύξησε σημαντικά τη συσσώρευση οξυγονούχων μονοτερπενίων. Τέλος υπό την επίδραση της καταπόνησης των σποροφύτων νεραντζιάς λόγω έλλειψης νερού και αλατότητας NaCl συσσωρεύονται μεγαλύτερες συγκεντρώσεις προλίνης, ασκορβικού οξέος, ολικών υδατοδιαλυτών φαινολών και φλαβονοειδών στα φύλλα των σποροφύτων νεραντζιάς. Στην περίπτωση όπου τα φυτά αρδεύτηκαν με νερό ίσο με το 66% της υδατοϊκανότητας απέδωσαν τη μεγαλύτερη συγκέντρωση αιθερίου ελαίου (0.86%). Στις μεταχειρίσεις των 50 και 100 mM NaCl το συνολικό περιεχόμενο των φύλλων σε αιθέρια έλαια φάνηκε να αυξάνεται αναλογικά με το επίπεδο της αλατότητας. Συνολικά, σε όλα τα δείγματα των αιθέριων ελαίων ταυτοποιήθηκαν 14 πτητικές ενώσεις με κυρίαρχες τις: linalool, linalyl acetate, geranyl acetate, neryl acetate και α-terpineol. Υπό την επίδραση της υδατικής καταπόνησης περιορίζεται το περιεχόμενο των μονοτερπενίων υδατανθράκων και αυξάνεται η συγκέντρωση των οξυγονούχων μονοτερπενίων, ενώ υπό την επίδραση της αλατότητας αυξάνεται η συγκέντρωση των μονοτερπενίων υδατανθράκων και μειώνεται το περιεχόμενο των οξυγονούχων μονοτερπενίων στα αιθέρια έλαια των φύλλων σποροφύτων νεραντζιάς.
description: Essential oils and juice are the most important citrus products due to their pharmaceutical uses and dietary value, respectively. The content of the essential oils and antioxidant compounds of citrus is affected from various biotic and abiotic factors ie. genotype, the maturation stage of the fruits, plant growth regulators (G.R), drought stress and salt stress. It seems that genotype affect the content of the antioxidant compounds and essential oil synthesis of different cultivars of C. reticulata, C. sinensis, C. limon and C. bergamia fruits. From mandarins, c.v Ellendal and Karpathou have the higher content of total phenols in the peel and the juice, 8.14 and 0.19 mg galic acid/g F.W, respectively. From the oranges, c.v Soultani Fodele differ significantly for the high content of total phenols in the peel (8.56 mg galic acid/g F.W) and c.v Moro in the juice (0.30 mg galic acid/g F.W). Among the other cultivars examined Athos have the higher concentration of total phenols in the juice, 0.18 mg galic acid/g F.W. Furthermore, flavonoids may be the major phenolic compound of the peel and Klimentine SRA-63, Moro and Athos have the higher phenolic content in the juice of the fluits. It is also well known that citrus fruits are a great source of ascorbic acid (Asc). Moreover, Asc accumulates in higher amounts in the peel (6.36-13.73 mmol Asc/g F.W) compared with the juice (0.32-2.41 mmol Asc/ml of juice) and the concentration is affected by the genotype. In the peel of c.v Carvalais and Navel fruits, accumulated higher amount of carotenoids, 321.77 and 340.58 μg β-carotene/g F.W, respectively, while c.v Elendal and Soultani Fodele have higher carotenoid content in the juice, with corresponding concentrations 34.96 and 7.76 μg β-carotene/ml of juice. The specie and the cultivar-genotype, affect the essential oil content and composition of Citrus fruits. The essential oil content in the peel varies between 0.79-4.25%. From the examined cultivars, Murkott variety of mandarins, Maqvities from oranges, Eureka from lemons and Du Reggio from bergamot, accumulate larger quantities of essential oils in the peel. Additionally, other kinds of Citrus plants ie. Citron, bitter orange, kumquat and C. volcameriana contain 0.83, 2.66, 1.12 and 0.79% essential oils in the peel of the fruits, respectively. The main components of the essential oils from the peel of the Citrus fruits grown in Greece, is limonene (68.13-94.65%), γ-terpinene (4.83-18.43%) and myrcene (2.40-2.93%) for the mandarin oils, limonene (91.13-94.26%) and myrcene (2.56-3.02%), for the oranges, limonene (44.85-80.44%), γ-terpinene (9.31-15.47%), β-pinene (8.94-12.24%), citral Z (0.34-2.64%) and citral E (0.16-3.48%), for the lemons and limonene (40.79-63.45%), γ-terpinene (8.94%), linalyl acetate (4.34-10.36%) and linalool (4.16-32.60%), for the bergamot. Furthermore, the major constituents of C. volcameriana essential oil from the peel are: limonene (70.49%), γ-terpinene (10.33%), sabinene (5.33%) and myrcene (2.20%), for the bitter orange essential oils: limonene (93.06%) and myrcene (2.79%), for the Citron essential oils: limonene (51.09%), γ-terpinene (20.26%), tr- and cis-β-ocimene (3.70% and 2.80%) and citral E (3.49%), and kumquat essential oils: limonene and myrcene with corresponding concentrations 94.55 and 2.64%. Between different samples of the essential oils have emerged both qualitative and quantitative differences by the effect of the cultivar. Another factor affecting the content and the composition of the essential oils of bitter orange is the kind of the tissue, i.e. the fruit peel, flowers, young and older leaves. The essential oil content of the above tissues is: 1.67, 0.12, 0.23 and 0.45%, respectively. In the neroli 26 components were identified, with corresponding major compounds: linalool (29.14%), β-pinene (19.08%), limonene (12.04%), trans-β-ocimene (6.06%) and farnesol-E (5.14%). Τhe main components of the petitgrain is linalool (58.21-36.03%), α-terpineol (7.11-12.89%), geranyl acetate (4.49-8.70%), neryl acetate (2.18-4.46%) and trans-β-ocimene (3.11-4.08%). The essential oil from the peel of the fruit consists almost exclusively of monoterpenes hydrocarbons (98.30%), with the main constituent limonene, while oxygenated monoterpenes, is the dominant compound of the petitgrain and neroli, with higher concentrations in the older leaf essential oil (88.09%). The essential oils and antioxidant compounds content from the bitter orange peel and Citrumelo fruits, is affected from the fruit maturity and the harvest season. Under the influence of short-day conditions in the autumn (4th-5th sampling), the chlorophyll from the peel of the fruits breaks down and accumulate carotenoids. In addition, the total phenolic and flavonoid content is limited in the peel of bitter orange and Citrumelo ripe fruits (1st-4th sampling). The essential oil content, greatly increases in the peel of the bitter orange ripe fruits with a maximum concentration of 2.17% in September (3rd sampling). In the essential oils from Citrumelo peel 24 compounds identified, which belong to the following groups: hydrocarbon monoterpenes (44.99-66.48%), oxygenated monoterpenes (1.34-5.67%), seskiterpenes hydrocarbons (0.00-26.5%) and seskiterpenes alcohols (0.00-2.39%). The main volatile components from the peel of the bitter orange essential oil are: limonene, linalool, β-pinene, linalyl acetate, myrcene while from the Citrumelo essential oils are: b-myrcene, limonene, caryophyllene, b-germacrene and b-pinene. By the growth regulators examined, spraying with 15 μΜ melatonin (MEL) increases the leaf total phenol and flavonoid content of the bitter orange seedlings. In addition, MEL promotes the FRAP and DPPH antioxidant activity and increases the concentration of leaf nutrients and especially of Fe in the bitter orange seedling. Under the influence of MEL, salicylic (SA) and gibberellic acid (GA), promoted the leaf essential oil content in the bitter orange seedling. In the leaf essential oils 22 compounds identified, with major compounds: limonene (22.62-40.65%), linalool (19.66-40.79%), methyl N-methylanthranilate (22.93%)-13.62, linalyl acetate (3.38-3.06%), geranial (1.09-2.21%) and α-terpineol (1.03-2.24%). Generally, 1 and 15 μM MΕL and 5 mM SA increased monoterpene hydrocarbons content, while spraying leaves with 0.29 mM GA significantly increased the accumulation of oxygenated monoterpenes. Finally, under the influence of drought and salinity stress, bitter orange seedlings accumulate higher amounts of proline, ascorbic acid, phenols and flavonoids in the leaves. In case where the plants irrigated with water equal to 66% of water capacity yielded the higher concentration of essential oils (0.86%). In the treatments of 50 and 100 mM NaCl, the leaf essential oil content seemed to increase proportionately with the level of salinity. Overall, in all samples of the essential oils, 14 volatile compounds were identified with the dominant: linalool, linalyl acetate, geranyl acetate, neryl acetate, and α-terpineol. Drought stress limits the leaf monoterpene hydrocarbons content and increases the concentration of oxygenated monoterpenes, while salinity increases the concentration of monoterpene hydrocarbons and reduces the content of oxygenated monoterpenes, in the leaf essential oils of bitter orange seedling.