analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

47
10/21/2012 1 Minaleshewa Atlabachew

Upload: minaleshewa-atlabachew

Post on 25-Jun-2015

498 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

10/21/2012 1Minaleshewa Atlabachew

Page 2: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

������������������

• ���������

• � ���������

• ��� �������������� �����

� ����������� ������ ����������� �����

� ������������� �����

• �������

• ������ �������������

• ��������

10/21/2012 2Minaleshewa Atlabachew

Page 3: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

�� ���������• �� � ���������������������������������� �! ��

���������� ����"����

• #��� ������� ���� ������������������������

������� ������ ����������������

• $�� � ���������%are biosynthetically derived from primary metabolites. They are more limited in primary metabolites. They are more limited in distribution being found usually in specific families. They are not necessary for growth and development, but may serve as pollination attractants, environmental adaptations, or protection.

10/21/2012 3Minaleshewa Atlabachew

Page 4: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

• & ������������� ����������� ����������� � ������'������������������(�! ��������������#�����������������������(����������������������

• � ������ ��������)���� ������ ����������������(�� ������������� �������(�� ������������� �������

• � �������������� �������'�����������������������������*#+�,(�� �������������������'�! �(��������������

10/21/2012 4Minaleshewa Atlabachew

Page 5: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

� -�'������ ���������'����������������������� ���� ����

����(���� ���������*�������,�� �������

� #��������� #�������������� ���������� ���(.�����

���������������������������*�. +",�

• #��������(�����������(�� ����������������������

��/�! �����������������

� ��������� ��������

� $�� � ���������

� ���� ����� ������� �! ������� ������)�� ����

� "������������������������������'�! �

10/21/2012 5Minaleshewa Atlabachew

Page 6: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

�����������

��������

������������� ��

������� ��

����� ������ � � ��������� ������������� ���

10/21/2012 6

����� ������ � � ���������

� ��������� �� ��������

������� ��� ��������

� �� � �� �� ���������� �

������ ������

������������� ���

������ � ����� ����������

������� ����������������

������������ ���� ��������

�������� ��� ��� �� �����

Minaleshewa Atlabachew

Page 7: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

• �������

�������������������

�(�� �� ���)��! ������������������

��((��������� ��������

� �((�����������/����(����� ������� �������� �((�����������/����(����� ������� �������

���������������

� ������������������ �����(�������������! ���

10/21/2012 7Minaleshewa Atlabachew

Page 8: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

• ��������

• (�������� ����������������������� �� ����������

��,

• ������ ��*�����((��������! ������,

�& ����� �� ����������(��

����� ����! ������������� ������������ �����

��������� ����������������������������

10/21/2012 8Minaleshewa Atlabachew

Page 9: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

�� �����������(�������

10/21/2012 9Minaleshewa Atlabachew

Page 10: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

�����������

MiscellaneousSimple phenolsPolyphenols

0��������1����Tannins �������

����$�����

LiganasCumarinsLignins ResveratrolFlavones

10/21/2012 10

ResveratrolFlavonesFlavonolsFlavan-3-olIsoflavonesFlavanolsAnthocyanins

Minaleshewa Atlabachew

Page 11: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

• ���� ���( ��������������� ��������

• ���� ���(���� ����������������� ��������

• ���� ���((�����������������(����������

�#��(�����! ���������������/����������

#���������

�#��(�����! ���������������/����������

! ������������������������������

�������

10/21/2012 11Minaleshewa Atlabachew

Page 12: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

#������������(������

����������� ������

������� ������ ������ ��� ������� ����10/21/2012 12Minaleshewa Atlabachew

Page 13: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

���� �����������

• ������� ���(����������������� ����

• ������������������� ������������

• ����������������������� �������������������

� ����������������

� #� �'�(���(�� �����(���� � ����)

� �������������((�������(���������������

���� �������������(��! �� �������������

10/21/2012 13Minaleshewa Atlabachew

Page 14: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

��� ���

Sample pre-treatment

!��� ��

Extraction

Freeze-drying, Air drying, Oven drying,Grinding, Homogenization

Solid-liquid extraction Conventional ModernPercolation UAE, MAE, SFE, PLE, Maceration PHWE , Soxhlet, Refluxing, Infusion

10/21/2012 14UV , Electo.Chem., FLU, MS, MS/MS, NMR

Instrumental analysis

Clean- up -Isolation

Soxhlet, Refluxing, Infusion

CC-fractionation, Filtration, Evaporation, LLE, SPE, SPME, SDME

LCLC GC FID, ECD MS, MS/MS

UV, EC, FLU, TLC MS

� �����

Minaleshewa Atlabachew

Page 15: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

2)�������� ����

• �������)�������*��3��)�������,

• �4�����������! ����������������� �(

��������������5& ��������������������

��������� ��������������� ������

• �4�����������������������(�#������

• 6 �����4�������������� ���������

����������������

10/21/2012 15Minaleshewa Atlabachew

Page 16: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

-����������

• ��'�� ! ���������

• ���������������! ���

�����(�! ����

1-50 g

������

• ��������������� 3

• ��� �����/���.�

• #�� ����7����

• -���������8���������

10/21/2012 16

Percolator

1-50 g

�������Minaleshewa Atlabachew

Page 17: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

9�& ��������

"��� � ������� #���� �� � �������

FiltrationSolvent

Up to 72 hr

½ h -24 h

Pooled

Solvent renewed

10/21/2012 17

Sample

Sample

Up to 72 hr Solvent renewedtwo-three

ShackenStirred

UniversalProlonged ext. time improves efficiency but

Solvent

Solvent

Minaleshewa Atlabachew

Page 18: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

���)����

• -������������ ��

• 0������������� ���������������

• �4����� ��������������������������

• #�� �8���$:�

• ;��� �8����.��� 3• ;��� �8����.��� 3

• -������� ���������������� ����

• �����((������������ �(�)�������

• ����� ������������ �����*#������,� ��������/������ ���������������(����

• �������������������

10/21/2012 18Heat Minaleshewa Atlabachew

Page 19: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

5�+�! ������(����

• -������ ��(! ����

• & ���((������

• ��4������ ���� ��������� �

• #��< �((��(��������)�������Heat • #��< �((��(��������)�������

• 3�� ������

& ����������� ���������������������

��������((����������������

10/21/2012 19

Heat

Minaleshewa Atlabachew

Page 20: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

��� ����������� �����• =����� ������ ���� ��������������� �������((��(��

� ������ ������

� 3�� ���� �����/�������� �(� ����������

� ���� ���)���������� �

� 0�� ����(����(����

� 3�� ���(�����

� >���������������� ��������/�����������(����������� >���������������� ��������/�����������(����������

� �����

� ! ������������)���������� �

� ������������������ �����

� ����������������������������������! ��������������(�

����� ������������������

� -��� ����

� >�������������10/21/2012 20Minaleshewa Atlabachew

Page 21: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

-�? �����������������)�������*?-2,

• ? ������������

�����������������

US irradiation

�����������������

• ������� (���������

� >�������� �2

� >�������������! ���

10/21/2012 21

Recently , UAE is widely used for all types of phenolic cpds

Minaleshewa Atlabachew

Page 22: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

���@�

• 2((�������(�)���������������

• ��������#�� �8*�.�1�� ��,

• #�� ��������8*7��A���,

• ?��! ��*9���! ����� ��! ��,

• �)�������������8�4������������(��������• �)�������������8�4������������(��������

� 9�������������� ��������������������$�����

�������������������� �������

� >������������ �������������

� ��)��� �(����������)����

10/21/2012 22Minaleshewa Atlabachew

Page 23: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

$% & ����� �� ������ '�������• & -2�������������� ������ �������������

�� �����(& ���! ���>�������*$:.� & +/

(��4�����,

� �����������

� 5����������

Heating � 5����������

10/21/2012 23

�Only polar solvents are used for MAE

�expansion and rupture of cell walls

�Weakening van der Waals forces between solute & matrix

� liberation of phenolics

Minaleshewa Atlabachew

Page 24: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

-������ ��������������� ��(& -2

� >�������(

� �)���������� �*�������B$�� ��,

� ���������� �

� � ������)������������*(���������� ����)���

��������,���������,�

• +! ����

� 3����((������(�� ������)��������������

� ����� ���� �������� ����������������

��� ��������*"���.��,

10/21/2012 24Minaleshewa Atlabachew

Page 25: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

���@�C �� ������! ������������

10/21/2012 25

D���� � Plant flavonoids-4����������

24 20 6 0.5 0.1 h

Minaleshewa Atlabachew

Page 26: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

!% "���� !������ (���� '������� �"(')*+%��

• ������������������(����������)������� ������

• �� $ ������ ���� � �������������! ����02����� �! ����������� ��������*7���AE�,�����������*F7��� ,

� ������� �����������

� ����! �)�����

� >������������ >�����������

• 3! ��������� 5 �((����

• +� ��������� ������� �! ��

• #�������

• & ��(������������������G��������/����

10/21/2012 26

SF

Minaleshewa Atlabachew

Page 27: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

2)����������������

• 3! ��� ����

���� � �����

• #�� ��:��A��

• ��������8$.�:. & ��

• #�� �*$���:�� ��,

• #������ ���"

• ������$�.� �

• �.�A�� 3

10/21/2012 27& ��(���

�������(���

Liquid solvent

Minaleshewa Atlabachew

Page 28: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

-������ ��������������� ��• ���������

• 9����� ������ ���)�����������

• 0���������)�������

• >�������)���������� �

• >������(�� $

• ��������(���(� � ��������• ��������(���(� � ��������

• 3����� ������������ �� ��� ������

• -��� �����.����

• & ���� �/��� �������*)������< ��� ���/����,

• +� ����������� �����)�������

• 2)�������

10/21/2012 28

DisadvantageMinaleshewa Atlabachew

Page 29: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

#% ,������-� .�/��� '������� ,.'01"'

• �! �'������������������� ��������! �����������

��

• #*.�� $����,����*��� �.& ��,

� #�� ������������������((����������6 ��'���� ���� #�� ������������������((����������6 ��'���� ���

���6 ����(����� ���������������

� ��������(���� ���������������< ��(������

10/21/2012 29Minaleshewa Atlabachew

Page 30: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

2)����������������

�100 atm to 200 atm

10/21/2012 30

5���� ��G������� ��

�Multiple extraction ( for static)Minaleshewa Atlabachew

Page 31: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

���@�

�+� ���� ���((����)�������

�A�������

�9������ �)�����+$� *>�+���������+7�� ,

�#������� �)�����*+$� H>�+H5& �� G�+7�� ,

�5& �� ����4����5& �� ���������)��������5& �� ����4����5& �� ���������)�������

����������

�#�� �8���7�� ��I������� �

�+� ���#�� ������ ����

10/21/2012 31Minaleshewa Atlabachew

Page 32: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

2������������+�6 ����2)��*�+6 2,G*�+6 2,

• ������� �������������������4��

• �����/����������/��! ����������������� ��������

���������������������������

• #�� �8����7F:J�< ��������8��������

� #���������������� �����-�2� #���������������� �����-�2�$����

� �������(! ������������������������4�����

� 5���������������������� �������*"��$:,

� (�! ������������������������(������

��������)�������

� 0���� ��������������*����$��J�,�A����

10/21/2012 32Minaleshewa Atlabachew

Page 33: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

�������• ������(���������� ����������(���������������

��4�����

• ������(� ����0������������������������

• ����������� ��

• 3���������� ������������������������������

��������� ����������������������)������� �������

•• 2��������� >����������

10/21/2012 33Minaleshewa Atlabachew

Page 34: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

���@�• 332 ���� � �������������'��+$��$ ����������

� #��� ���������������

• ��2 *�"���"����� �������������������)���� �,

� ���� ������������� �����

• & ����������� ����������� ��������� ��& ����������� ����������� ��������� ��

�K ��������G��������������������� �����

����������� ����)�������*��& 2,

���� ������ ����)�������*�5& 2,

10/21/2012 34Minaleshewa Atlabachew

Page 35: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

& ����������� ����������� ���

10/21/2012 35Minaleshewa Atlabachew

Page 36: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

��& 2

• ��& 2�D��& �

• 5�������/����

• ��� ���������������

- Hexyl acetate

SDME-in syringe derivatizationSDME-GC-MS

10/21/2012 36

SDME-in syringe derivatization

GC/MS Minaleshewa Atlabachew

Page 37: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

• �����(��& 2�������������������(������������/��! ���

����������������/�� � ������'���������� �����

����(�� �����������/�� � �������4����� ������$.�:���(�7��A�� ��

• ����������(������������������������������������

��������������� �)�������

• ���������'�*��� ��������� ��������)����������������

����)��G������ ��������)������������ ��������)���G����)��G������ ��������)������������ ��������)���G

����������/���,

• �����(�5& 2����� �����(� ������������'�*��)��

�������, ������������������(�� �������� �������

���(������ ���������! ����������� �

• �+(�������������������������������! ���������

����������� ��� �������������� ����������������

�4���������

10/21/2012 37Minaleshewa Atlabachew

Page 38: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

K ����(������

D�

2������������

�����

Derivatization

Individual Determination

+�3�

� �����

10/21/2012 38

�����

2)�����

Minaleshewa Atlabachew

Page 39: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

-��� �� ���

• 9�������������(����������)�������

• & ���������� ����������� ���(���2

• ���������� �����)�������*������������

�������� �������& 2,

��� ��������������� �����)�������• ��� ��������������� �����)�������

10/21/2012 39Minaleshewa Atlabachew

Page 40: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

D��������� ������

#����������

L 1��% � 234 �� ����� �� �� � �� /������ � 51')

L 6����� � �� (���� #���0!������� 784 ��

#���(�����

L 6����� � �� 1�!� ������ ���

L 1944 ��� ������ �� ������ /������ �!')(�������

L 1944 ��� ������ �� ������ /������ �!')

#����������

L ������ ��� � �� �����

L 1���,������� 1��������� �� ������� � �� ��� ��� � �� (������� ��� � ���� 1���% 1 9*4 ��

L �1'*7%��

10/21/2012 40Minaleshewa Atlabachew

Page 41: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

• #������������ ���������� ������

• #��������! ! ���(������ ���� ������������� �����

• ����� ������� ������������(����)�����������$"�

�� ����)�������������������� �(�4��������(��

��������� �����? ������ ���������4��������

• $�#��(�����!������ ���� *0�>,�(����:� ����� ����• $�#��(�����!������ ���� *0�>,�(����:� ����� ����

�(�����#��� ���� ���� �)����(������ ������� ���

�������� �����

•• �������������������� ������������� �� ����� ���������

������������ ��� ����� ���� ����������������������� ����

�������������� �������������������� ���������������

����������������������������������������������

10/21/2012 41Minaleshewa Atlabachew

Page 42: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

#��������������� ������

• ?��� ���� �������������'��;���! M

• ?��� ���������'� �������9�-�� ����� ��

�! M

10/21/2012 42Minaleshewa Atlabachew

Page 43: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

-���)����������• ; �� �� ���������� <• �����������(�����)��������'������ ��������� ��2�

���������������������������������������� �������

������� ��/��������� ����������������������������'

• #��� �����������������(������)����������������������

(�����������(�����������

• +� �����������(��������������)� ���������������������

��� ���������� �(�� �! ����������(������

• #����(������������ ��)���/����������������������������

�5�-���������������� �����������������

10/21/2012 43Minaleshewa Atlabachew

Page 44: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

• -���)������� �������'��������������������������

(������������� �(��������������������)����

�������)������������)�������������������)�������

� �������� ������������ ������������������

• #����������� ���(����������������� ����� �������

����)��������(�������� �����������������! ���������

� ���(�����(������������((�����(�����(����

������� ������������(���������������������� �����

������������ �������������������� ��������

10/21/2012 44DPPH (2, 2 -diphenyl-1-pycryl-hydrazyl)Minaleshewa Atlabachew

Page 45: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

& 2#+� 5�� �� 52>-# � ��

• ;���������)�������������� ������������������

� ��������� �����������)�������������((��

10/21/2012 45Minaleshewa Atlabachew

Page 46: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

���������#�����������3�)�������� �������4�������� �

4�������(��������������� ������ �� �

� ���������������������� ����������� �

��������������� �����((���� ������� ��! ���

��������

� �)���������� ��� �)���������� ��

� ����������� ����

� �)�������������

�#���������� ����������������)�������������4��

�������������������(��������� ������

� ����� �������� �/�������������4����������

���������10/21/2012 46Minaleshewa Atlabachew

Page 47: Analysis of polyphenols and antioxidant activity of natural products

10/21/2012 47Minaleshewa Atlabachew