Stability of Betanidin Influenced by Copper Cations

• Autorzy: Tuwalska D. , Starzak K. , Szot D. , Skopińska A. , Wybraniec S.

Warianty tytułu

PL

Stabilność betanidyny pod wpływem kationów miedzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Latest studies revealed some antioxidant properties of betalain pigments that contribute to the growth of interest in these compounds. During the isolation and storage, betalains are exposed to many different chemical and physical degradative factors, which often lead to their decomposition and discoloration. An effect of copper cations on betanidin stability was investigated in aqueous and organic-aqueous solutions. Betanidin stability experiments were performed at different pH’s, with different concentrations of metal cations and in different solvents. Using the modern spectrophotometric microplate reader it was possible to monitor changes of absorption spectra of the pigment samples during their incubation with copper ions in parallel at various physico-chemical conditions. Incubation with copper cations leads to betanidin degradation in all investigated solvents in the whole range of pH. The formed products are its new oxidized derivatives. A possibility of a formation of metal-pigment complexes is also considered. Recognition of betalains degradation paths is important because of their not yet fully recognized antioxidant and chemopreventive properties.

PL

Ostatnie badania wykazały przeciwutleniające właściwości betalain, co przyczyniło się do wzrostu zainteresowania tą grupą związków. Podczas izolacji i przechowywania, betalainy są narażone na wiele różnych degradujących czynników, chemicznych i fizycznych, które często powodują ich rozkład i odbarwienie. Zbadano wpływ kationów miedzi na stabilność betanidyny w roztworach wodnych i wodno-organicznych. Eksperymenty były przeprowadzane w różnym pH, z różnymi stężeniami kationów metalu i rozpuszczalników organicznych. Zastosowanie nowoczesnego spektrofotometrycznego czytnika mikropłytek pozwoliło na monitorowanie zmian w widmie absorpcyjnym pigmentu w różnych warunkach fizyko-chemicznych. Inkubacja betanidyny z jonami miedzi prowadzi do jej degradacji we wszystkich badanych rozpuszczalnikach w całym zakresie pH. Powstałe produkty są jej nowymi, utlenionymi pochodnymi. Rozważano również powstawanie kompleksu metal-pigment.Poznanie szlaków utleniania betalain jest ważne z powodu nie w pełni jeszcze poznanych ich antyutleniających i chemoprewencyjnych właściwości.

Słowa kluczowe

EN

betalains; stability; degradation; betanidin; copper cations

PL

betalainy; stabilność; degradacja; betanidyna; kationy miedzi

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 4
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Tuwalska D.

• Cracow University of Technology, Faculty of Chemical Engineering and Technology Department of Analytical Chemistry, Institute C-1

autor

Starzak K.

• Cracow University of Technology, Faculty of Chemical Engineering and Technology Department of Analytical Chemistry, Institute C-1

autor

Szot D.

• Cracow University of Technology, Faculty of Chemical Engineering and Technology Department of Analytical Chemistry, Institute C-1

autor

Skopińska A.

• Cracow University of Technology, Faculty of Chemical Engineering and Technology Department of Analytical Chemistry, Institute C-1

autor

Wybraniec S.

• Cracow University of Technology, Faculty of Chemical Engineering and Technology Department of Analytical Chemistry, Institute C-1

Bibliografia

• [1] Strack D., Vogt T., Schliemann W.: Recent advances in betalain research, “Phytochemistry”, 62, 2003, p. 247–269.
• [2] Attoe E.L., von Elbe J.H.: Oxygen involvement in betanin degradation: oxygen uptake and influence of metal ions, “Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung A“, 179, 1984, p. 232–236.
• [3] Attoe E.L., von Elbe J.H.: Oxygen involvement in betanin degradation: effect of antioxidants, “Journal of Food Science”, 50, 1985, p. 106–110.
• [4] Czapski J.: Effect of selected factors on stability of betacyanins in beetroots juice, Agricultural Academy Publisher Poznań, Poland 1988.
• [5] Kuusi T., Pyysalo H., Pippuri A.: The effect of iron tin aluminium and chromium on fading discoloration and precipitation in berry and red beet juices, “Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung A” ,163, 1977, p. 196–202.
• [6] Pash J.H., von Elbe J.H.: Betanine stability in beffered solutions containing organic acids metal cations antioxidants or sequestrants, “Journal of Food Science”, 44, 1979, p. 72–75.
• [7] Pyysalo H., Kuusi T.: The role of iron and tin in discoloration of berry and red beet juice, “Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung A”, 153, 1973, p. 224–233.
• [8] Czapski J.: Heat stability of betacyanins in red beet juice and in betanine solutions, “Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung A”, 191, 1990, p. 275–278.
• [9] Livingston G.E., Solstad M.A., Viece R.J,. Esselen W.B.: The role of trace metal contamination in the discoloration of glass packed baby foods, “Food Technology”, 8: 1953, p. 313–316.
• [10] Savolainen K., Kuusi T.: The stability properties of golden beet and red beet pigments: influence of pH temperature and some stabilizers, “Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung A”, 166, 1978, p. 16–22.
• [11] Czapski J.: The effect of heating conditions on losses and regeneration of betacyanin, “Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung A”, 180, 1985, p. 21–25.
• [12] Butera D., Tesoriere L., Di Gaudio F., Bongiorno A., Allegra M., Pintaudi A.M., Kohen R., Livrea M.A.: Antioxidant activities of sicilian prickly pear (Opuntia ficus indica) fruit extracts and reducing properties of its betalains: betanin and indicaxanthin, “Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 50, 2002, p. 6895–6901.
• [13] Gandía-Herrero F., Escribano J., García-Carmona F.: Characterization of the activity of tyrosinase on betanidin, “Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 55, 2007, p. 1546–1551.
• [14] Wybraniec S., Michałowski T.: New pathways of betanidin and betanin enzymatic oxidation studied byLC-DAD-ESI-MS/MS. Journal of Agricultural and Food Chemistry 59: 9612–9622 2011.
• [15] Wybraniec S., Stalica P., Spórna A., Nemzer B., Pietrzkowski Z., Michałowski T.: Antioxidant activity of betanidin: Electrochemical study in aqueous media, “Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 59, 2011, p. 12163–12170.
• [16] Wybraniec S.: Formation of decarboxylated betacyanins in heated red beet (Beta vulgaris L.) root juice analysed by LC-MS/MS, “Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 53, 2005, p. 3483–3487.
• [17] Wybraniec S.: A method for identification of diastereomers of 2-decarboxy-betacyanins and 2,17-bidecarboxy-betacyanins in reversed phase HPLC, “Analytical and Bioanalytical Chemistry”, 389, 2007, p. 1611–1621.
• [18] Wybraniec S., Mizrahi Y.: Generation of decarboxylated and dehydrogenated betacyanins in thermally treated purified fruit extract from purple pitaya (Hylocereus polyrhizus) monitored by LC-MS/MS, “Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 53, 2005, p. 6704–6712.
• [19] Herbach K., Stintzing F.C., Carle R.: Betalain stability and degradation – structural and chromatic aspects, “Journal of Food Science”, 71, 2006, p. R41–R50.