Σε μια εποχή που το αυθεντικό τρόφιμο αναζητείται και συνεχώς εμφανίζονται
συμπληρώματα διατροφής, τα χαρούπια και κατ’επέκταση το χαρουπόμελο
παρουσιάζουν μεγάλη εμπορική δυνατότητα. Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μια
συνεχής αυξανόμενη ζήτηση σχετικών προϊόντων χαρουπιού από το αγοραστικό κοινό
τόσο στην Κύπρο, όσο και στο εξωτερικό. Το χαρουπόμελο είναι άρρηκτα συνδεδεμένο
με την παράδοσή της Κύπρου, παρέχοντας μία μοναδική διατροφική αξία και παράλληλη
φαρμακολογική δράση. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, μελετήθηκαν διάφορα
χαρουπόμελα για την ανάδειξη των ιδιαίτερων χημικών χαρακτηριστικών τους.
Συγκεκριμένα, εμπορικά (n=12) και παραδοσιακά (n=23) δείγματα χαρουπόμελων από
την Κύπρο, Αυστραλία (n=1), Σλοβενία (n=1) και Κροατία (n=1) αναλύθηκαν με τη χρήση
των αναλυτικών συστημάτων Υγρής χρωματογαφίας υπέρ-υψηλής απόδοσης
συζευγμένη με φασματομετρία μάζας με αναλυτή μάζας τετράπολο - χρόνου πτήσης
(Ultra-High Performance Liquid Chromatography-Quadrupole Time-of-Flight Mass
Spectrometry, UHPLC-QTOF-ΕSI-MS) και υψηλής ακρίβειας Πυρηνικό Μαγνητικό
Συντονισμό Nuclear Magnetic Resonance (NMR), για την εύρεση των χημικών
μεταβολιτών τους. Συνολικά ανιχνεύτηκαν 48 ενώσεις, εκ των οποίων
ποσοτικοποιήθηκαν οι 21, για τις οποίες υπήρχαν διαθέσιμα πρότυπα στο εργαστήριο.
Οι ενώσεις-μεταβολίτες που ταυτοποιήθηκαν και εμφανίστηκαν σε όλα τα δείγματα (n=38)
ανήκουν σε 7 μεγάλες κατηγορίες: α) αμινοξέα (n=13), β) λιπαρά ακύλια/λιπαρά οξέα και
συζυγή (n=6), γ) οργανοοξυγονούχες ενώσεις/υδατάνθρακες και συζυγείς υδατάνθρακες
(n=9), δ) φλαβονόλες και φλαβονοειδή (n=7), ε) οργανικά οξέα (n=9), στ) νουκλεοτίδια και
παράγωγα νουκλεοτιδίων (n=3) και ζ) αλκαλοειδή (n=1). Η πιο πλούσια χημική κατηγορία
είναι αυτή των αμινοξέων με ποσοστό 27%, ακολουθούμενη από τις οργανοοξυγονούχες
ενώσεις/υδατάνθρακες και συζυγείς υδατάνθρακες και των οργανικών οξέων με ποσοστό
19%. Επιπλέον, το εμπορικό χαρουπόμελο είναι πλούσιο σε αλανίνη (μέση τιμή
συγκέντρωσης=16,2 mg kg
-1
) και σε D-φρουκτόζη (μέση τιμή συγκέντρωσης=12, 4 mg
kg
-1
), ενώ τα αντίστοιχα παραδοσιακά σε αλανίνη (μέση τιμή συγκέντρωσης=14,7 mg kg
-
1
) και σε L-σερίνη (μέση τιμή συγκέντρωσης=10,8 mg kg
-1
). Το NMR, αλληλοσυμπλήρωσε
τα αποτελέσματα της Φασματομετρίας Μάζας και κυρίως ανέδειξε την ιδιαιτερότητα της
αρωματικής και αλειφατικής περιοχής και τη μεγάλη αφθονία των σακχάρων (σορβιτόλη,
D-ξυλόζη, D-γλυκόζη, D-λακτόζη, σουκρόζη). Η αύξηση της θερμοκρασίας (20-100°C)
κατά την παρασκευή των παραδοσιακών χαρουπόμελων οδήγησε στην αύξηση
-9-
συγκεγκριμένων μεταβολιτών. Η περαιτέρω χημειομετρική επεξεργασία των
αποτελεσμάτων του NMR, μετά την αφαίρεση των σακχάρων, επέτρεψε το διαχωρισμό
των εμπορικών από τα παραδοσιακά χαρουπόμελα. Αυτό οδήγησε στο συμπέρασμα ότι
η αρωματική και αλειφατική περιοχή μπορούν να δώσουν σημαντικές πληροφορίες ως
προς την αυθεντικότητα του προϊόντος. Συνοψίζοντας, ο χημικός χαρακτηρισμός του
Κυπριακού χαρουπόμελου, μέσω των αναλυτικών συστημάτων UHPLC-QTOF-ΕSI/MS,
σε συνδυασμό με το NMR, συμβάλλει στην άμεση καταγραφή και ποσοτικοποίηση των
μεταβολιτών του, καθώς και στην περαιτέρω κατανόηση της ιδιαίτερης διατροφικής του
αξίας.
(EL)
In an era where authentic food is sought after and dietary supplements and numerous
chemical drugs constantly appear, carob and, by extension, carob syrup present
significant commercial potential. In recent years, there has been a continuous increasing
demand for carob-based products from the consumer market in Cyprus and abroad.
Carob syrup is inextricably linked with the tradition of Cyprus, providing unique nutritional
value and concurrent pharmacological action. In this thesis, various carob syrups were
studied to highlight their distinctive chemical characteristics. Specifically, commercial
(n=12) and traditional (n=23) carob syrup samples from Cyprus, Australia (n=1), Slovenia
(n=1), and Croatia (n=1) were analyzed using the Ultra-High Performance Liquid
Chromatography-Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry (UHPLC-QTOF-ΕSIMS) and high resolution Nuclear Magnetic Resonance (NMR) analytical systems to
identify their chemical metabolites. In total, more than 48 compounds were detected, out
of which 21 were quantified, where their analytical standards were available in the
laboratory. The identified compounds – metabolites that where present in all samples
(n=38) belonged to 7 major categories: a) amino acids (n=13), b) fatty acyls/fatty acids
and conjugates (n=6), c) organooxygen compounds/carbohydrates and carbohydrate
conjugates (n=9), d) flavonols and flavonoids (n=7), e) organic acids (n=9), f) nucleotides
and nucleotide derivatives (n=3), and g) alkaloids (n=1). The richest chemical category
was that of amino acids, accounting for 27%, followed by organooxygen
compounds/carbohydrates and carbohydrate conjugates and organic acids with 19%.
Additionally, commercial carob syrup was rich in alanine (mean concentration=16.2 mg
kg
-1
) and D-glucose (mean concentration=12.4 mg kg
-1
), while the corresponding
traditional syrup showed higher levels of alanine (mean concentration=14.7 mg kg
-1
) and
L-serine (mean concentration=10.8 mg kg
-1
). NMR complemented the results of Mass
Spectrometry and primarily highlighted the distinctiveness of the aromatic and aliphatic
region, as well as the abundance of sugars (sorbitol, D-xylose, D-glucose, D-lactose,
sucrose). The increase in temperature (20-100°C) during the preparation of traditional
carob syrups led to an increase in specific metabolites. Further chemometric processing
of the NMR results, after sugar removal, allowed for the differentiation between
commercial and traditional carob syrups. This led to the conclusion that the aromatic and
aliphatic regions can provide significant information regarding the authenticity of the
-11-
product. In summary, the chemical characterization of Cypriot carob syrup through the
UHPLC-QTOF-ESI/MS analytical systems, in combination with NMR, contributes to the
direct recording and quantification of its metabolites, as well as a better understanding of
its unique nutritional value.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
