Μελέτη τάξεων των λιπιδίων εδώδιμων φυτών του γένους Allium

Abstract

Study of lipid classes of edible plants of the Allium genus. Michael Tsiaganis, Chemist Food Chemistry Laboratory, Chemistry Department, University of Athens Onion, leek and garlic are three well known edible plants which belong to the Allium genus. They present special pharmacological attributes against several diseases, specifically the cardiovascular ones. Also, several epidemiological studies support promising results against some kinds of cancer. All these actions are due to the several sulfur compounds that Allium species contain. However, their lipids are insufficiently analyzed. Such a study will contribute to: 1) possible connection of lipid content to sulfur compounds, 2) clarification of plant cell biochemical functions, 3) development of reliable lipid analysis methodology for plant substrate. Kates and Eberhart method is used for lipid isolation as it is considered to be the most specific for plant matrices. Several chromatographic techniques are used both for fractionation or specific classes isolation or for the separation of lipid classes molecular species. Identification is performed by chromatographic means using standards both for intact lipids or their derivatives during fatty acid and sterol analysis. New or modified chromatography SPE, HPLC and GC methods are developed for lipid separation and identification. Total lipids are separated by SPE into neutral, glyco- and phospholipids and each fraction is analyzed for its fatty acid content. Linoleic acid is dominant in all plants and fractions. In PL fraction, it reaches 60%. Palmitic acid is following without overcoming 20%. Oleic and a-linolenic acid show content below 10%. Dozens of other fatty acids appear in low percentage. Triacylglycerols are the major and important class of neutral lipids. They are isolated by SPE and analyzed for their molecular species by reserved phase HPLC. In each plant TG species are collected and analyzed for their fatty acid content by GC in order to clarify their structure. Four species are shown significant contents in all plants. LLL is clearly dominant with contents from 26 to 38%, LLLn follows from 10 to 20%, PLL from 6,5 to 13% and OLL from 5 to 12%. Dozens other TG species are present in lower contents. Sterol lipids are also studied. This lipid group contains free sterols (FS), sterol esters (SE), sterol glycoside (SG) and their acylated form (ASG). Each class is isolated by preparative chromatography, treated by mild hydrolysis and the prepared sterols are identified by GC. b-Sitosterol is dominant in all plants and in most classes. Stigmasterol and campesterol show significant contents. Many other sterols are present but few of them are identified. By the aid of internal standard, results are normalized in order to conclude on the relative content of sterol lipids. For the above order of lipids (FS:SG:SG:ASG), we have found 39:12:9:40 for onion, 10:22:23:45 for garlic and 9:7:26:58 for leek. The relation of total sterols in each plant for their above order is 12:6:1

Μελέτη τάξεων των λιπιδίων εδώδιμων φυτών του γένους Allium. Μιχάλης Τσιαγκάνης, Χημικός Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, Πανεπιστήμιο Αθηνών Στο γένος Allium ανήκουν τρία γνωστά εδώδιμα φυτά, το κρεμμύδι, το πράσο και το σκόρδο. Εμφανίζουν ιδιαίτερες φαρμακολογικές ιδιότητες έναντι διαφόρων παθήσεων, ειδικά του κυκλοφορικού, ενώ υπάρχουν επιδημιολογικές μελέτες θετικής αντιμετώπισης κάποιων μορφών καρκίνου. Οι δράσεις αυτές αποδίδονται στις διάφορες θειοενώσεις που περιέχουν. Τα λιπίδια τους έχουν ανεπαρκώς αναλυθεί και μια επισταμένη μελέτη τους θα συνέβαλε: 1) στην πιθανή σύνδεση της λιπιδικής σύνθεσης με τις ιδιότητες των θειοενώσεων, 2) στην αποσαφήνιση βιοχημικών λειτουργιών των φυτικών κυττάρων, 3) στην ανάπτυξη αξιόπιστης μεθοδολογίας ανάλυσης των λιπιδίων σε φυτικά οργανισμούς. Η μέθοδος Kates and Eberhart χρησιμοποιείται για την απομόνωση από τους υπό μελέτη ιστούς, καθώς θεωρείται η πλέον εξειδικευμένη για τα φυτά. Χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές χρωματογραφίας τόσο για την παραλαβή επιμέρους κλασμάτων ή εξειδικευμένων τάξεών τους όσο και τον διαχωρισμό των μοριακών ειδών των τάξεων. Η ταυτοποίηση γίνεται χρωματογραφικά μετά από σύγκριση με πρότυπα, είτε απευθείας στα άθικτα λιπίδια, είτε έμμεσα σε παράγωγά τους κατά την ανάλυση των λιπαρών οξέων ή των στερολών με σκοπό την διευκρίνιση της αρχικής δομής. Για την επίτευξη των διαχωρισμών και των ταυτοποιήσεων αναπτύσσονται νέες ή παραλλάσσονται υπάρχουσες μέθοδοι χρωματογραφίας SPE, HPLC και GC. Τα ολικά λιπίδια διαχωρίζονται με SPE σε ουδέτερα, γλυκο- και φωσφολιπίδια και το κάθε κλάσμα αναλύεται για τη σύσταση των λιπαρών οξέων. Σε όλα τα φυτά και τα κλάσματα επικρατεί το λινελαϊκό οξύ με υψηλά ποσοστά που στα PL φτάνουν το 60%. Ακολουθεί το παλμιτικό οξύ χωρίς να ξεπερνά το 20% και σε ποσοστά κάτω από 10% εμφανίζονται το ελαϊκό και το α-λινολεϊκό. Δεκάδες άλλα οξέα εμφανίζονται σε μικρά ποσοστά σε κάποια φυτά και σε κάποια κλάσματά τους. Η πιο σημαντική κατηγορία των ουδετέρων λιπιδίων είναι τα τριγλυκερίδια. Απομονώνονται με χρωματογραφία SPE και αναλύονται ως προς τα μοριακά τους είδη με χρωματογραφία HPLC ανάστροφης φάσης. Σε κάθε φυτό συλλέγονται τα κλάσματα των μοριακών ειδών και αναλύονται με χρωματογραφία GC για την περιεκτικότητα τους σε λιπαρά οξέα ώστε να διευκρινιστεί η δομή τους. Τα αποτελέσματα εμφανίζουν 4 μοριακά είδη να εμφανίζονται σε σημαντικά ποσοστά και στα τρία φυτά. Το LLL υπερτερεί παντού με ποσοστά από 26 με 38%, ακολουθεί το LLLn από 10 με 20%, το PLL από 6,5 με 13% και το OLL από 5 με 12%. Δεκάδες άλλα είδη εμφανίζονται σε μικρότερα ποσοστά. Μελετώνται τα λιπίδια στερόλης δηλαδή οι ελεύθερες στερόλες (FS), οι εστέρες στερολών (SE), οι γλυκοζίτες στερολών (SG) και οι ακυλιωμένες μορφές τους (ASG). σαν μικρής έκτασης παραλλαγές της υπάρχουσας βιβλιογραφίας.