Polyphenolic Characterization of Rhus coriaria L. Extracts by Comprehensive Two-Dimensional Liquid Chromatography

Význam tématu

Polyfenoly v plodech sumaku (Rhus coriaria L.) představují významné bioaktivní látky s antioxidačními, nutričními a farmakologickými vlastnostmi. Jejich komplexní charakterizace podporuje využití sumaku v potravinářském průmyslu, nutraceutikách a farmaceutickém vývoji.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo identifikovat a kvantifikovat polyfenolické složky v šesti různých extraktech sumaku z odlišných vzorků a zpracování pomocí komplexní dvourozměrné kapalinové chromatografie (LC×LC) s fotodiode array detekcí a hmotnostní spektrometrií.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorků: extrakce 20 g mletého vzorku vodou při 40 °C po dobu 1 h, následná lyofilizace suchého extraktu.
• Instrumentace: Shimadzu LC×LC systém se zařízeními CBM-20A, LC-Mikros, LC-40BX3, LC-30AD, CTO-40C, SIL-40CX3, SPD-M40 PDA detektor, hyphenace na LCMS-8050 se zdrojem ESI.
• Kolony: 1.D HILIC (150×1,0 mm, 3,5 μm), 2.D core-shell C18 (50×4,6 mm, 2,7 μm); odstraňovací kolony C18 pro modulační ventily.
• Podmínky: 1.D gradient formiová kyselina v ACN a vodě; 2.D segmentované frakcionování s formiovou kyselinou v ACN a vodě; modulace aktivní posíleným vodním make-up tokem.

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo identifikováno 83 polyfenolických sloučenin, především deriváty kyseliny galové (37), flavonoidy jako kvercetin a antokyany. Měřené parametry systémů ukázaly vysokou teoretickou kapacitu (nc až 3381) a orthogonalitu (0,72–0,90). Obsah polyfenolů se v jednotlivých vzorcích lišil, nejvyšší koncentrace byly ve vzorcích č. 1, 3 a 4 (cca 2608–2367 mg/100 g čerstvé hmotnosti), nejnižší v komerčních prášcích (253–339 mg/100 g FW). Deriváty kyseliny galové dominovaly ve všech vzorcích.

Přínosy a praktické využití metody

Komplexní LC×LC-PDA-ESI/MS umožňuje detailní rozlišení složitého polyfenolického profilu a spolehlivou semi-kvantifikaci, což je zásadní pro kontrolu kvality surovin, vývoj nutraceutik a farmakognostický výzkum.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k integraci rychlých ionizačních technik, zelených extrakčních procesů, automatizaci modulačních strategií a rozšíření aplikace na další botanické zdroje a komplexní potravinové matrice.

Závěr

Studie prokázala efektivitu HILIC×RP-LC×LC-PDA-ESI/MS při charakterizaci širokého spektra polyfenolů v extraktech Rhus coriaria. Rozsah identifikovaných látek a kvantitativní rozdíly mezi vzorky potvrzují potenciál této metody pro průmyslové a výzkumné aplikace.

Reference

1. The Plant List homepage verze 1.1 2013
2. Opiyo S A Njoroge P W Ndirangu E G Kuria K M A Review of Biological Activities and Phytochemistry of Rhus Species American Journal of Chemistry 2021 11 28–36
3. Giovanelli S Giusti G Cioni P L Minissale P Ciccarelli D Pistelli L Aroma Profile and Essential Oil Composition of Rhus coriaria Fruits Ind Crop Prod 2017 97 166–174
4. Shabbir A Rhus coriaria Linn a plant of medicinal nutritional and industrial importance J Anim Plant Sci 2012 22 505–512
5. Browicz K Chorology of trees and shrubs in South-West Asia and adjacent regions 1st ed 1988
6. Arena K Rigano F Mangraviti D Cacciola F Occhiuto F Dugo L Mondello L Exploration of Rapid Evaporative-Ionization Mass Spectrometry Molecules 2020 25 962
7. Alsamri H Athamneh K Pintus G Eid A H Iratni R Pharmacological and Antioxidant Activities of Rhus coriaria Antioxidants 2021 10 73
8. Matloobia M Tahmasebi S Iranian sumac can spice up urban landscapes Acta Hortic 2019 1240 77–82
9. Perkin A G Allen G Y Colouring Matter of Sicilian Sumach J Chem Soc Trans 1896 69 1299–1303
10. Abu-Reidah I M Ali-Shtayeh M S Jamous R M Arráez-Román D Segura-Carretero A HPLC-DAD-ESI-MS/MS Screening of Bioactive Components from Rhus coriaria Fruits Food Chem 2015 166 179–191
11. Kottek M Grieser J Beck C Rudolf B Rubel F World Map of the Köppen-Geiger climate classification Meteorol Z 2006 15 259–263
12. Tohma H Altay A Köksal E Gören A C Gülçin I Measurement of anticancer antidiabetic and anticholinergic properties of sumac J Food Meas Charact 2019 13 1607–1619
13. Cacciola F Donato P Sciarrone D Dugo P Mondello L Comprehensive liquid chromatography and other techniques in food analysis Anal Chem 2017 89 414–429
14. Cacciola F Dugo P Mondello L Multidimensional liquid chromatography in food analysis TRAC Trend Anal Chem 2017 96 116–123
15. Pirok B W J Gargano A F G Schoenmakers P J Optimizing separations in online comprehensive two-dimensional LC J Sep Sci 2018 41 68–98
16. Cacciola F Rigano F Dugo P Mondello L Comprehensive two-dimensional LC for food products TRAC Trend Anal Chem 2020 127 115894
17. Cacciola F Arena K Mandolfino F Donnarumma D Dugo P Mondello L Reversed phase versus hydrophilic interaction liquid chromatography as first dimension of comprehensive two-dimensional LC systems for the elucidation of polyphenolic content J Chromatogr A 2021 1645 462129
18. Arena K Cacciola F Dugo L Dugo P Mondello L Determination of the metabolite content of Brassica juncea cultivars using comprehensive two-dimensional LC Molecules 2020 25 1235
19. Gargano A F G Duffin M Navarro P Schoenmakers P J Reducing Dilution and Analysis Time in Online Comprehensive Two-Dimensional LC by Active Modulation Anal Chem 2016 88 1785–1793
20. Montero L Ibáñez E Russo M Rastrelli L Cifuentes A Herrero M Focusing and non-focusing modulation strategies for the improvement of on-line two-dimensional HILIC x reversed phase profiling of complex food samples Anal Chim Acta 2017 985 202–212
21. Camenzuli M Schoenmakers P J A new measure of orthogonality for multi-dimensional chromatography Anal Chim Acta 2014 838 93–101
22. Neue U D Theory of peak capacity in gradient elution J Chromatogr A 2005 1079 153–161
23. Gu H Huang Y Carr P W Peak Capacity Optimization in Comprehensive Two Dimensional LC J Chromatogr A 2011 1218 64–73