Investigation of Bioactive Components of Sakiz Artichoke (Cynara Scolymus L.) Consumed in Different Maturity

Abstract

Artichoke (Cynara Cardunculus L. Var. Scolymus) is one of the most important cultivated plants grown in Mediterranean countries. Sakız, Bayrampaşa, and some hybrit types are grown in
Turkey. The important bioactive components in the artichoke have been shown beneficial effects on health, such as liver protection, antibacterial, anti-HIV, anti-gallstone, anticarcinogenic, antioxidative, and prevention of cholesterol biosynthesis. The edible parts of the artichoke are inner bracts and heart of artichoke that are found in the head part and constitute approximately 30% of the whole artichoke. Leaves, stems, and outer bracts have important bioactive components and produced to be a large residue. Sakiz artichoke is harvested at different maturity levels and presented to consumers in our country. In the present paper, total phenolic compounds, antioxidant activities, and important bioactive components of different maturity of Sakiz artichokes were determined. In addition, the parts of Sakiz artichoke's residues have been investigated and their phenolic contents, antioxidant activities and bioactive components were determined in order to investigate their potentials to be high value-added products. According to the experimental results, the highest total phenolic content and antioxidant activity have been determined in the internal bracts of the artichoke. The artichokes at different maturities were examined and the highest phenolic content value was determined in the heart part of the baby artichoke. It was determined that when the maturity degree increased, the phenolic contents and antioxidant activities decreased significantly.

Keywords

• Enginar
• fenolik bileşikler
• biyoaktif bileşikler
• antioksidan

Farklı Olgunluklarda Tüketilen Sakız Enginarının (Cynara Scolymus L.) Biyoaktif Bileşenlerinin İncelenmesİ

Abstract

Enginar (Cynara Cardunculus L. Var. Scolymus) Akdeniz ülkelerinde yetiştirilen önemli kültür bitkilerinden biridir. Ülkemizde Sakız, Bayrampaşa ve bazı hibrit tip enginarların yetiştiriciliği yapılmaktadır. Enginarın içeriğindeki önemli biyoaktif bileşenlerin, karaciğeri koruyucu, antibakteriyal, anti-HIV, safra taşı önleyici, antikarsinojenik, antioksidatif, kolesterol biyosentezi önleyici gibi sağlığa faydalı etkileri olduğu görülmüştür. Enginarın baş kısmın-da bulunan iç brakte ve olgunlaşmamış çiçek tablası bitkinin tüketilen kısmını oluşturmakta olup bu kısım enginar baş kısmının yaklaşık %30’luk kısmını oluşturmaktadır. Enginar bitkisinin diğer organları ise yaprak, sap ve dış brakte kısımlarında önemli biyoaktif bileşen içeriğine sahip olup büyük orada artık olarak karşımıza çıkmaktadır. Ülkemizde Sakız enginarı farklı olgunluklarda hasat edilerek tüketiciye sunulmaktadır. Bu çalışmada, ülkemizde yaygın bir şekilde yetiştiriciliği gerçekleştirilen sakız enginarının farklı olgunluklarına ait toplam fenol madde, DPPH antioksidan aktivite, CUPRAC antioksidan aktivite içerikleri ve önemli biyoaktif bileşen içerikleri belirlenmiş-tir. Ayrıca büyük oranda artık olarak ortaya çıkan enginar kısımlarının da katma değeri yüksek ürün dönüşüm potansiyeli araştırılması amacıyla, fenolik içerikleri, antioksidan aktivite ve biyoaktif bileşenleri incelenmiştir. Deneysel çalışma sonuçlarına göre, enginarın iç brakte kısımda en yüksek toplam fenolik bileşen ve antioksidan aktivite olduğu görülmüştür. Farklı olgunluktaki enginarlar incelendiğinde, bebek enginarın kalp kısmının fenolik içeriği daha yüksek bulunmuştur. Olgunluk değeri artıkça fenolik içerik ve antioksidan aktivitenin azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca enginarına artık olarak ortaya çıkan yaprak, sap ve dış brakte kısımlarının önemli fenol kaynağı olduğu görülmüştür.

Keywords

• Enginar
• fenolik bileşikler
• biyoaktif bileşikler
• antioksidan

References

1. Apak, R., Güçlü, K., Özyürek, M., Karademir, S. E. (2004). Novel Total Antioxidant Capacity Index for Dietary Polyphenols and Vitamins C and E, Using Their Cupric Ion Reducing Capability in the Presence of Neocuproine: CUPRAC Method.Journal of Agricultural and Food Chemistry 52(26):7970–81. https://doi.org/10.1021/jf048741x
2. Ceccarelli, N., Curadı, M., Pıccıarellı, P., Martellonı, L., Sbrana, C., Gıovannettı M. (2010). Globe ar-tichoke as functional food. Mediterr. J. Nutr. Metab., 3, 197-201. https://doi.org/10.1007/s12349-010-0021-z
3. Christaki, E., Bonos, E., Florou-Panerı, P. (2012). Nutritional And Functional Properties of Cynara Crops (Globe Artichoke and Cardoon) and Their Potential Applications: A Review International Journal of Applied Science and Technology, Vol. 2 No. 2. Erişim adresi: https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.1078.6015&rep=rep1&type=pdf
4. Colantuono, A., Ferracaner, R., Vitaglione P. (2018). Potential bioaccessibility and functionality of polyphenols and cynaropicrin from breads enriched with artichoke stem. Food Chemistry, 245-838-844 https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.11.099
5. De Falco, B., Incerti G., Amato M., Lanzotti V. (2015). Artichoke: botanical, agronomical, phytochemical, and pharmacological overview. Phytochemistry Reviews, 14(6), 993–1018. http://dx.doi.org/10.1007/s11101-015-9428-y
6. Di Blasi, C., Tanzı, V., Lanzetta, M. (1997) A Study of the Production of Agricultural Residues in Italy. Biomass and Bioenergy. Vol. 12 No.5 pp. 321–331. https://doi.org/10.1016/S0961-9534(96)00073-6
7. Ekbiç, İ.E. (2005). Sakız enginar çeşidinde meydana gelen dönüşüm üzerinde araştırmalar (Doktora Tezi). Çukurova Ünı̇versı̇tesı̇ Fen Bı̇lı̇mlerı̇ Enstı̇tüsü bahçe bı̇tkı̇lerı̇ anabı̇lı̇m dalı 2s. Erişim ad-resi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi
8. Falleh, H., Ksouri, R., Chaieb, K., Karray-Bouraoui, N., Trabelsi, N., Boulaaba, M., & Abdelly, C. (2008). Phenolic composition of Cynara cardunculus L. organs, and their biological activities. Comptes Rendus Biologies, 331(5), 372-379. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2008.02.008

9. Fratianni, F., Tucci, M., De Palma, M., Pepe, R., & Nazzaro, F. (2007). Polyphenolic composition in different parts of some cultivars of globe artichoke (Cynara cardunculus L. var. scolymus (L.) Fiori). Food chemistry, 104(3), 1282-1286. DOI:10.1016/j.foodchem.2007.01.044
10. İlbi, H., Düzyaman, E., Eser, B. (2004). Bazı Yerel Enginar Çeşitlerinde Genetik Yapı Farklılıklarının Belirlenmesi. TOGTAG-2713 Tübitak Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu Tarım, Orman-cılık ve Veterinerlik Araştırma Grubu 4s:
11. Koçer G. (1993). Sakız enginar çeşidinde (Cynara scolymus L. cv. Sakız) verim dağılımına bitki yaşı, uyandırma sulaması veriliş zamanı ve gibberillik asit uygulamalarının etkilerinin belirlenmesi üzerinde bir araştırma. (Doktora Tezi) Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, 1993. 226 s. Erişim adresi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi
12. Lattanzio, V., Kroon, P. A., Lınsalata, V., Cardınalı, A. (2009) Globe artichoke: a functional food and source of nutraceutical ingredients. Journal of Functional Foods, 1(2), 131–144. DOI: 10.1016/j.jff.2009.01.002
13. Lombardo S., Gaetano P., Anıta I., Gıovannı M. (2012) Variation of Polyphenols in a Germplasm Collection of Globe Artichoke. Food Research International 46(2):544–51.https://doi.org/10.1016/j.foodres.2011.06.047
14. Gebhardt, R. (1998). Inhibition of Cholesterol Biosynthesis in Primary Cultured Rat Hepatocytes by Artichoke (Cynara scolymus L.) Extracts. Journal of Pharmacology and Experimental Thera-peutics, 286(3): 1122-1128 Erişim adresi: https://jpet.aspetjournals.org/content/286/3/1122
15. Pagano, I., Piccinelli, A. L., Celano, R., Campone, L., Gazzerro, P., De Falco, E., & Rastrelli, L. (2016). Chemical profile and cellular antioxidant activity of artichoke by-products. Food & function, 7(12), 4841-4850.
16. Pandino G., Lombardo S., Mauromıcale G. (2013). Globe artichoke leaves and floral stems as a sour-ce of bioactive compounds. Industrial Crops and Products, 44, 44–49. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.10.022
17. Rouphael, Y., Colla, G., Graziani, G., Ritieni, A., Cardarelli, M., & De Pascale, S. (2017). Phenolic composition, antioxidant activity and mineral profile in two seed-propagated artichoke cultivars as affected by microbial inoculants and planting time. Food chemistry, 234, 10-19. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.175
18. Ph. Eur. 9, Monographie (2017) 9.0/1866 Artischockenblätter (Cynarae folium), in: Eur. Arzneib, 9th ed., Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart, pp. 1930–1932.
19. Schütz, K., Kammerer, D., Carle, R., & Schieber, A. (2004). Identification and quantification of caf-feoylquinic acids and flavonoids from artichoke (Cynara scolymus L.) heads, juice, and pomace by HPLC-DAD-ESI/MS n. Journal of agricultural and food chemistry, 52(13), 4090-4096. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2019.112879
20. Stumpf, B., Künne, M., Ma, L., Xu, M., Yan, F., Piepho, H. P., & Honermeier, B. (2020). Optimization of the extraction procedure for the determination of phenolic acids and flavonoids in the leaves of globe artichoke (Cynara cardunculus var. scolymus L.). Journal of pharmaceutical and bio-medical analysis, 177, 112879. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2019.112879
21. Şensoy I., Karakaya S. (2016) Fonksiyonel ürün tasarımı: Gıda yapısı, gıda işleme ve biyoerişebilirlik arasındaki ilişkinin değerlendirilmesi.TÜBİTAK TOVAG Projesi 2130208 RN. PR-2016-586.
22. Wang, M., Simon, J. E., Aviles, I. F., He, K., Zheng, Q. Y., & Tadmor, Y. (2003). Analysis of antioxi-dative phenolic compounds in artichoke (Cynara scolymus L.). Journal of agricultural and Food Chemistry, 51(3), 601-608 https://doi.org/10.1021/jf020792b
23. Wittemer, S. M., Ploch, M., Windeck, T., Müller, S. C., Drewelow, B., Derendorf, H., & Veit, M. (2005). Bioavailability and pharmacokinetics of caffeoylquinic acids and flavonoids after oral administration of Artichoke leaf extracts in humans. Phytomedicine, 12(1-2), 28-38. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2003.11.002
24. Thaipong K, Boonprakob U, Crosby K, Cisneros-Zevallos L, Hawkins Byrne D.,(2006) “Comparison of ABTS, DPPH, FRAP, and ORAC assays for estimating antioxidant activity from guava fruit extracts. J Food Compos Anal.”19(6-7):669-675. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2006.01.003