Exploitation of bioactive compounds for the preparation dietary supplements: the case of Olea europaea L. leavers

see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

PhD thesis (EN)

2009 (EN)
Αξιοποίηση βιονεργών ενώσεων στην παραγωγή σκευασμάτων διατροφής με λειτουργικές ιδιότητες: η περίπτωση των φύλλων της Olea europaea L.
Exploitation of bioactive compounds for the preparation dietary supplements: the case of Olea europaea L. leavers

Παπώτη, Βασιλική

The present work is a project on the establishment of olive leaf as a natural source of bioactive ingredients, suitable for commercialization all over the year. Examination of the impact of sampling parameters such as cultivar, leaf age and sampling date on the radical scavenging potential of extracts prepared from a great number of systematically collected samples, was based on the determination of total and individual phenolics, as well as on the antioxidant activity assessment using complementary techniques and methods. Olive leaf was chosen as a cheap and annually available antioxidant source as a) currently a whole range of olive leaf based products are advertised on the international market due to its bioactive composition and b) no matter the standardization requirements such products encounter, knowledge of the effect of factors that may notably affect the composition and antioxidant potential of the raw material collected from the tree to be further utilized in multifunctional preparations is not available. Variability due to “cultivar” effect was examined for mature leaves of ten Greek cultivars, an Italian and a Spanish one, grown under the same environment, whereas “within cultivar” effect was also examined for two representative Greek cultivars. In order to investigate the possibility to exploit all types of leaves expected in the shoots of an olive branch new, mature, old and yellow leaves of the same tree and same sampling date were studied. Repetition of sampling for the case of “cultivar” and “leaf age” effect study was carried out for findings clarification. Moreover, “sampling date” effect was examined for new leaves of the two representative Greek cultivars over a six-month sampling period. Leaf polar extracts, presented qualitatively similar HPLC phenolic profiles, irrespectively of cultivar, age and/or sampling date. Monitoring showed remarkable differences in the content of certain phenolics. Despite the alleged view, neither oleuropein, nor other secoiridoid compounds were always the major ingredients. In certain cases other constituents shared with them total peak area recorded. In general main leaf phenolics were found to be hydroxytyrosol, verbascoside, luteolin 7-Oglucoside, luteolin 4’-O- glucoside, oleuropein and luteolin. Total flavonoids seem to hold a considerable percent of the total leaf phenolics, irrespectively of sampling parameters. Considerable differences noted in individual phenol levels among samples were not reflected either to the total phenol content or flavonoid content or total radical scavenging potential of the extracts. Olive leaf was found a robust source of radical scavengers throughout the year and differentiation in the levels of individual components was rather attributed on the phenological stage of the leaf during sampling than on cultivar or age. The radical scavenging activity of leaf polar extracts was verified apart from the DPPH• assay, through ABTS•+, CBA and ORAC assays based on different principles. The robust overall antioxidant potential of olive leaf extracts, regardless the significant quantitative variabilities observed from sample to sample, was attributed to the significant contribution of the individual constituents. Indeed the extent to which individual phenolics contribute to the overall radical scavenging potential of extracts was examined for selective samples via an on line validated LCDPPH•method. Findings revealed that flavonoids and verbascoside, along with hydroxytyrosol, oleuropein and relevant components, significantly contribute to the overall antioxidant potential. Luteolin 7-O-glucoside and verbascoside were among extracts most dominant radical scavengers. Furthermore, in the present study a simple and reliable fluorimetric assay was developed and validated for the rapid determination of the total phenol content of polar extracts. The latter allowed an alternative way (instead of the tedious Folin Ciocalteu assay) of easy handling of the great number of unstable leaf extracts. The fluorimetric assay was also applied for optimal conditions determination (in terms of temperature, time, solvent, technique, leaf to solvent ratio) of leaf biophenol extraction. Commonly applied extraction approaches such as infusion, decoction and tincture preparations were found appropriate for the preparation of phenol rich antioxidant extracts. Such extracts presented similar phenolic profiles (total and individual) and radical scavenging activity. Moreover, leaf infusions, decoctions and tinctures were also found to act as antioxidants in a lipid model system, presenting inhibiting activity against liposomes oxidation. Last but not least, a first approach of the estimation of the safe use of leaf polar preparations was also made and results showed that no significant increase in the frequency of any category of mutant spots was recorded, independently of the concentrations of oleuropein and olive leaf extracts applied. Total phenol content and radical scavenging potential values seem to be safe criteria for the selection and appreciation of olive leaf batches for further usage. Olive leaf was found a robust source of phenolic antioxidants bearing individual secoiridoids, flavonoids and relevant constituents that significantly contribute to the overall antioxidant activity of the extracts. As a result, establishment of olive leaf as a stable source for radical scavengers all over the year seems to be promising for its commercialization
Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η αξιολόγηση των φύλλων της Olea europea L. ως ετήσια πηγή φαινολικών αντιοξειδωτικών με προοπτική την αξιοποίησή τους στην παραγωγή σκευασμάτων διατροφής με λειτουργικές ιδιότητες. Στο πλαίσιο αναζήτησης και αξιοποίησης εναλλακτικών πηγών βιοενεργών συστατικών, το ενδιαφέρον στράφηκε στα φύλλα ελιάς πηγή: πλούσια σε φαινολικά οξέα, σεκοϊριδοειδή, φλαβονοειδή με ποικίλες δράσεις, και βιοδιαθέσιμη και οικονομική που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί ετησίως ως κύριο προϊόν του αείφυλλου ελαιοδένδρου και όχι μόνο εποχικά. Βασική προϋπόθεση για τη βιομηχανική αξιοποίηση ενός φυτικού υλικού αποτελεί η εξασφάλιση προϊόντος σταθερού σε βιοενεργά συστατικά ή/ και βιοενεργό δυναμικό. Αυτό εξαρτάται άμεσα από τα χαρακτηριστικά της πρώτης ύλης που υπόκειται στην επίδραση διάφορων βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων. Διερευνώντας τη δυνατότητα ετήσιας αξιοποίησης των φύλλων ελιάς, μεγάλος αριθμός συστηματικά συλλεγμένων δειγμάτων μελετήθηκε για εξακρίβωση της επίδρασης παραγόντων δειγματοληψίας (ενδοποικιλιακή παραλλακτικότητα, ποικιλία, ηλικία φύλλων, εποχική διακύμανση, περιβάλλον ανάπτυξης) στη χημική σύσταση και αντιοξειδωτική ικανότητα του υλικού. Βασικό στοιχείο για την αξιολόγηση του αντιοξειδωτικού δυναμικού φυτικών εκχυλισμάτων είναι το περιεχόμενο τους σε ολικές φαινόλες (ΟΦ). Για το λόγο αυτό αναπτύχθηκε και επικυρώθηκε αναλυτικό πρωτόκολλο με φθορισμομετρία, καθώς η διαχείριση και ανάλυση μεγάλου αριθμού ευοξείδωτων δειγμάτων απαιτούσε την εφαρμογή αξιόπιστης, εύχρηστης και γρήγορης δοκιμής. Η αξιολόγηση του αντιοξειδωτικού δυναμικού των φυτικών εκχυλισμάτων στηρίχθηκε: • στην εκτίμηση του περιεχομένου τους α) σε ΟΦ με την εφαρμογή της Folin Ciocalteu και της φθορισμομετρικής δοκιμής, και β) σε ολικά φλαβονοειδή μέσω χρωματομετρικής δοκιμής συμπλοκοποίησης φλαβονοειδών-μετάλλων, • στην υγροχρωματογραφική εξέταση της σύστασής τους σε επιμέρους συστατικά, • στην εκτίμηση της ικανότητά τους να δεσμεύουν ελεύθερες ρίζες μέσω της δοκιμής δέσμευσης της DPPH•. Άλλες in vitro δοκιμές δέσμευσης ελευθέρων ριζών χρησιμοποιήθηκαν επικουρικά, για τη σφαιρικότερη εκτίμηση της αντιοξειδωτικής ικανότητας του υλικού. Για την εκτίμηση της συνεισφοράς των επιμέρους συστατικών των εκχυλισμάτων στην ολική αντιοξειδωτική τους ικανότητα χρησιμοποιήθηκε on line ΗPLC-DPPH• μεθοδολογία. Επιπλέον, διερευνώντας την προοπτική αξιοποίησης του υλικού εξετάσθηκε η αντιοξειδωτική ικανότητα του σε υποστρώματα που προσομοιάζουν βιολογικά συστήματα και έγινε έλεγχος της ασφαλούς χρήσης του από τον άνθρωπο μέσω δοκιμής ελέγχου γονιδιοτοξικότητας (SMART test). Όλα τα ευρήματα οδήγησαν στην ενίσχυση της τεχνογνωσίας για την αξία του υλικού ως μια ιδιαίτερα καλή και σταθερή πηγή φαινολικών αντιοξειδωτικών και θεωρήθηκαν ιδιαίτερα ενθαρρυντικά για την βιομηχανική αξιοποίηση: • του υλικού σε ετήσια βάση για την παραγωγή βιοενεργών προϊόντων (π.χ. σκευασμάτων διατροφής με λειτουργικές ιδιότητες), • γρήγορης, απλής και αξιόπιστης φθορισμομετρικής μεθόδου εκτίμησης ΟΦ πολικών φυτικών εκχυλισμάτων, ως δείκτη του βιοενεργού/αντιοξειδωτικού δυναμικού τους.

PhD Thesis / Διδακτορική Διατριβή

Dietary supplements
Σκευάσματα διατροφής
Φαινολικά αντιοξειδωτικά
Φυτικές βιονεργές ενώσεις
Olea europaea L. leaver
Plant bioactive compounds
Phenolic antioxidants
Φύλλα Olea europaea L.
Φύλλα ελιάς
Bioactive constituents
Olive leaves
Food supplement

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)



Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Χημείας

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)