The impact of gamma irradiation on the cytotoxic properties and phenolic composition of Thymus vulgaris L. and Menta x piperita L.

Irradiation has been increasingly recognized as an effective decontamination technique, also ensuring the chemical and organoleptic quality of medicinal and aromatic plants 1 . The use of medicinal plants in the prevention and or treatment of several diseases has revealed satisfactory results as anti-inflammatory, antimutagenic, anti-cancer and antioxidant agents 2 . The aim of the present study was to evaluate the effects of gamma irradiation on the cytotoxic properties and phenolic composition of Thymus vulgaris L. and Menta x piperita L. (methanolic extracts). Phenolic compounds were analyzed by HPLC-DAD-ESI MS, while the cytotoxicity of the samples was assessed in MCF-7 (breast adenocarcinoma), NCI-H460 (non-small cell lung cancer), HeLa (cervical carcinoma), HepG2 (hepatocellular carcinoma) cell lines, as also in non-tumor cells (PLP2). Thirteen and fourteen phenolic compounds were detected in T. vulgaris and M. piperita, respectively, but none of them was affected by the irradiation up to a dose of 10 kGy. However, despite there were no changes in the cytotoxic properties of irradiated peppermint samples in tumor cell lines, the thyme samples irradiated with 10 kGy showed higher cytotoxicity in comparison with the samples submitted to other doses (2 and 5 kGy). This highlights that 10 kGy can be a suitable dose to ensure the sanitary treatment, without modifying the bioactive composition and properties of these aromatic plants.

Análise cromatográfica de um extrato fenólico de funcho utilizado no desenvolvimento de requeijões com propriedades funcionais

Atualmente, existe uma grande procura de alimentos com ingredientes naturais em substituição de aditivos sintéticos que têm sido associados, em determinadas circunstâncias, a alguns efeitos tóxicos [1]. Neste trabalho, preparou-se um extrato aquoso por decocção de Foeniculum vulgare Mill. (funcho) que, após caracterização por HPLC-DAD-ESI/MS, revelou a presença de cinco flavonoides (sendo o maioritário o quercetin-3-O-glucósido) e doze ácidos fenólicos (sendo o maioritário o ácido 5-Ocafeoilquínico). O mesmo extrato revelou um enorme potencial antioxidante (efeito captador de radicais livres DPPH, poder redutor e inibição da peroxidação lipídica) e antimicrobiano (contra bactérias como Salmonella typhimurium e Bacillus cereus, e fungos como Aspergillus niger, A. versicolor e Penicillium funiculosum), o que suscitou o seu potencial de utilização como ingrediente bioativo na funcionalização de alimentos. Assim, procedeu-se à sua incorporação (atendendo ao EC25 =0,35 mg/mL obtido no ensaio de DPPH) em requeijões (preparados na empresa Queijos Casa Matias Lda.). Os resultados mostraram que a presença do extrato não alterou significativamente as características nutricionais (incluindo macronutrientes, valor energético e perfil em ácidos gordos) das amostras controlo (requeijão sem esse ingrediente), no entanto parece aumentar o amarelecimento (parâmetro da cor, b*) após 7 dias de armazenamento. Verificou-se ainda que, após duas semanas de armazenamento apenas as amostras controlo apresentaram sinais de degradação. Além disso, conseguiu-se provar que a incorporação do extrato de funcho conferiu propriedades antioxidantes ao requeijão. Os resultados obtidos provam assim que o extrato fenólico obtido através da decocção de funcho pode ser utilizado como conservante e agente bioativo natural em requeijões.

Phenolic profile and antimicrobial activity of dietary supplements based on Cochlospermum angolensis Welw.

Cochlospermum angolensis Welw. (borututu) is a widespread tree in Angola that belongs to the Cochlospermaceae family. Its bark infusion is used in the traditional medicine of Angola for the treatment of jaundice, hepatic diseases and for the prophylaxis of malaria [1]. In the present work, three formulations based on this plant (infusion, pills, and syrup) were characterized by HPLC-DAD-ESI/MS regarding phenolic composition, and evaluated by their in vitro antimicrobial activity against isolates of multiresistant bacteria (Escherichia coli, Escherichia coli spectrum extended producer of β-lactamases (ESBL), Proteus mirabilis, methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Pseudomonas aeruginosa). The infusion and pills revealed the highest variety of phenolic compounds, with eleven compounds identified. Protocatechuic acid was only present in infusions, being the most abundant compound, while (epi)gallocatechin-O-gallate and eucaglobulin/globulusin were the main molecules identified in pills and syrup, respectively. Methyl ellagic acids, eucaglobulin/globulusin B (Fig. 1) and (epi)gallocatechin-O-gallate were found in all the formulations. The infusion revealed antimicrobial activity against all the studied bacteria with the exception of P. mirabilis whereas the pills revealed activity in E. coli ESBL and MRSA. No significant antimicrobial activity was detected in the syrup, in agreement with its low concentrations of phenolic compounds. None of the tested formulations inhibited P. mirabilis. Considering the obtained results, C. angolensis infusion can be considered a good source of phenolic compounds as well as a good antimicrobial agent.

Effects of gamma and electron-beam irradiation on the individual phenolics of Viola tricolor L. edible flowers.

Edible flowers are being used in culinary preparations to improve the sensorial and nutritional qualities of food, besides improving human health due to the profusion in bioactive compounds [1]. Nevertheless, edible flowers are highly perishable and must be free of insects, which is difficult because they are usually cultivated without using pesticides [2]. Food irradiation is an economically viable technology to extend shelf life of foods, improving their hygiene and quality, while disinfesting insects [3]. The efficiency and safety of radiation processing (using Co-60 or electronaccelerators) have been approved by legal authorities (FDA, USDA, WHO, FAO), as also by the scientific community, based on extensive research [4]. Viola tricolor L. (heartseases), from Violaceae family, is one of the most popular edible flowers. Apart from being used as food, it has also been applied for its medicinal properties, mainly due to their biological activity and phenolic composition [5]. Herein, the phenolic compounds were analyzed by HPLC-DAD-ESI/MS and linear discriminant analysis (LDA) was performed to compare the results from flowers submitted to different irradiation doses and technologies (Co-60 and electron-beam). Quercetin-3-O-(6-O-rhamnosylglucoside)-7-O-rhamnoside (Figure 1) was the most abundant compound, followed by quercetin-3-O-rutinoside and acetyl-quercetin-3-O (6-O-rhamnosylglucoside)-7-O-rhamnoside. In general, irradiated samples (mostly with 1 kGy) showed the highest phenolic compounds content. The LDA outcomes indicated that differences among phenolic compounds effectively discriminate the assayed doses and technologies, defining which variables contributed mostly to that separation. This information might be useful to define which dose and/or technology optimizes the content in a specific phenolic compound. Overall, irradiation did not negatively affect the levels of phenolic compounds, providing the possibility of its application to expand the shelf life of V. tricolor and highlighting new commercial solutions for this functional food.

Perfil fenólico individual e potencial antioxidante de partes vegetativas de Fragaria vesca L..

O morangueiro silvestre (Fragaria vesca L., Rosaceae) está disseminado por toda a Península Ibérica, podendo também ser encontrado na Coreia, América do Norte e Canadá [1]. Apesar dos frutos serem mais consumidos, as partes vegetativas têm sido tradicionalmente usadas devido às suas propriedades tónicas e diuréticas e, em particular as suas decocções são recomendadas no tratamento da hipertensão [2,3]. As propriedades bioativas dos frutos F. vesca têm sido correlacionadas com a presença de compostos fenólicos, nomeadamente ácidos elágicos, procianidinas e flavonóis [4]. No entanto, o perfil fenólico das partes vegetativas é ainda desconhecido. Assim, no presente trabalho foi analisada a composição fenólica de extratos hidrometanólicos e aquosos obtidos a partir de partes vegetativas de amostras comerciais e silvestres de F. Vesca, tendo sido também avaliada a sua atividade antioxidante. Os perfis fenólicos, obtidos por HPLC-DAD-ESI/MS, das amostras comercial e silvestre foram bastante distintos, no entanto, em termos de derivados de ácido elágico, ambas apresentaram o isómero sanguiin h10 como composto maioritário, bem como trímeros de procianidinas e ramnósido de quercetina na amostra comercial e silvestre, respetivamente. A infusão da amostra silvestre apresentou maior atividade captadora de radicais DPPH (EC50= 86.17 μg/mL) e compostos fenólicos (CF = 134.65 mg/g) comparativamente à amostra comercial. A infusão da amostra silvestre mostrou também maior poder redutor, inibição da descoloração do β- caroteno e inibição da formação de TBARS (EC50= 62.23, 12.34 e 3.12 μg/mL, respetivamente); o poder redutor mostrou maior correlação com F e F3O, enquanto o ensaio TBARS se correlacionou mais com DAE e F. A atividade antioxidante da amostra comercial (especialmente o poder redutor e a inibição da descoloração do β- caroteno) revelou uma elevada correlação com a presença de derivados de ácido elágico (DAE), flavonóis (F), flavan-3-óis (F3O) e CF. Os resultados obtidos demonstram o elevado potencial antioxidante das partes vegetativas do morangueiro silvestre, podendo constituir uma nova fonte de compostos bioativos para aplicação na área alimentar e farmacêutica.

Nova formulação de iogurtes com extratos aquosos de funcho e camomila na substituição de aditivos químicos

Existe por parte dos consumidores uma tendência crescente na escolha de alimentos designados por mais saudáveis em que a presença em aditivos sintéticos é reduzida ou até mesmo ausente. Para melhorar a aparência e/ou propriedades dos alimentos a indústria recorre ao uso de aditivos sintéticos [1], no entanto, alguns autores têm apresentado alguma relação entre o consumo excessivo de alguns desses aditivos com efeitos adversos para a saúde do consumidor [2]. Para contornar esta problemática e ir ao encontro das expectativas dos consumidores, têm sido considerados os extratos naturais obtidos a partir de plantas como excelentes ingredientes naturais para a indústria alimentar como alternativas aos aditivos sintéticos [3]. Este trabalho teve como objetivo comparar os efeitos de antioxidantes naturais (extratos aquosos de Foeniculum vulgare Mill., funcho, e Matricaria recutita L., camomila, obtidos por decocção) com um aditivo sintético (sorbato de potássio, E202) utilizado em iogurtes. Neste trabalho, as amostras de Foeniculum vulgare Mill. (funcho) e Matricaria recutita L. (camomila) foram submetidas a uma extração por decocção. A sua caracterização química foi feita por HPLC-DAD-ESI/MS. As propriedades antioxidantes foram avaliadas através de diferentes ensaios in vitro (efeito captador de radicais livres, poder redutor e inibição da peroxidação lipídica), tal como as propriedades antimicrobianas (contra bactérias e fungos). A incorporação dos extratos foi feita em iogurtes e desta forma, foram preparados quatro grupos de amostras: iogurtes controlo (sem adição de qualquer aditivo), iogurtes com decocção de funcho, iogurtes com decocção de camomila e iogurtes com E202. As amostras foram avaliadas quanto à cor, pH e ao seu valor nutricional e potencial antioxidante. O estudo foi feito no tempo zero e após sete e catorze dias de armazenamento a 4ºC. Tal como podemos observar na Figura 1, a incorporação dos aditivos quer naturais quer sintéticos, não provocou alteração no aspeto visual quando comparado com a amostra controlo sem aditivos (A). Os resultados demonstram ainda que a introdução dos aditivos não provocou alterações significativas no pH e no valor nutricional dos iogurtes quando comparados com o controlo (Tabela 1). No entanto, esta incorporação conferiu propriedades antioxidantes aos iogurtes principalmente, pela adição do extrato de camomila (Figura 2). Estes resultados permitem-nos concluir que os extratos aquosos de funcho e camomila ricos em compostos fenólicos [4,5] podem representar uma alternativa aos conservantes sintéticos melhorando desta forma as propriedades funcionais dos iogurtes sem, no entanto, provocar alterações no perfil nutricional dos mesmos.