Hemijski sastav ekstrakata drveta različitog biljnog porekla kao pokazatelj njihove autentičnosti

Abstract

Cilj ove doktorske disertacije je određivanje hemijskog sastava ekstrakata komercijalno prerađenog drveta različitog geografskog i biljnog porekla, koje se koristi za izradu buradi za odležavanje rakija u Srbiji. Analizirani su uzorci hrasta lužnjaka i kitnjaka, cera, belog duda, bagrema, džanarike i divlje trešnje. Analizom mikroskopskih preparata uzoraka drveta izvršena je taksonomska identifikacija ispitivanih vrsta. Antioksidativni potencijal i sadržaj ukupnih polifenola vodeno-etanolnih ekstrakata drveta su određeni spektrofotometrijski. Polifenolni profili ekstrakata ispitivani su primenom tankoslojne hromatografije i tečne hromatografije spregnute sa detektorom sa nizom dioda i masenim detektorom. Spektrofluorimetrijski su dobijeni podaci o prisutnim fluoroforama, dok je CIELab metodom određena boja ekstrakata. Antimikrobna aktivnost je ispitana uz pomoć modifikovane difuzione metode u bunarićima i mikrodilucione metode. Gasna hromatografija spregnuta sa masenom spektrometrijom upotrebljena je za identifikaciju i kvantifikaciju isparljivih jedinjenja. Induktivno spregnuta plazma sa optičkom emisionom spektroskopijom korišćena je za određivanje elementalnog sastava. U drugom delu istraživanja izvršeno je simuliranje odležavanja rakija tokom različitih vremenskih intervala korišćenjem različitih ekstrakcionih sredstava (dve vrste rakije i model-rastvor etanola). Ciklična voltametrija i diferencijalno pulsna voltametrija su primenjene za ispitivanje elektrohemijskog ponašanja i antioksidativnog potencijala etanolnih ekstrakata. Rezultati su pokazali da ispitivane vrste drveta obiluju polifenolima, te da postoji mogućnost upotrebe drvnog otpada iz procesa proizvodnje buradi za odležavanje alkoholnih pića. Pored toga, proširena su saznanja o nedovoljno ispitivanim vrstama (džanarika i cer) i pokazan je potencijal analitičkih tehnika koje do sada nisu primenjivane za analizu uzoraka drveta i njihovih ekstrakata (spektrofluorimetrija, ciklična voltametrija i diferencijalno pulsna voltametrija).

The aim of this doctoral dissertation is to determine the chemical composition of extracts made from commercial wood samples of different geographical and plant origin, which is used for making barrels for ageing of fruit brandies in Serbia. The following samples were analysed: pedunculate oak, sessile oak, Turkey oak, white mulberry, black locust, Myrobalan plum and wild cherry. Taxonomic identification of the examined plant species was performed by analysis of microscope slides of wood samples. Spectrophotometry was used for determining the radical scavenging activity and the content of total polyphenols of the aqueous-ethanolic wood extracts. Phenolic profiles of the extracts were obtained by thin-layer chromatography and high-performance liquid chromatography coupled to diode array detector and mass spectrometry. Spectrofluorimetry was used for obtaining data about the fluorophores present, while CIELab method was used for measuring the colour of the extracts. Antimicrobial activity was investigated by modified well-diffusion method and microdilution method. Gas chromatography coupled to mass spectrometry was used for identifying and quantifying volatile compounds. Elemental composition was determined by inductively coupled plasma with optical emission spectroscopy. In the second part of the study, simulation of brandy ageing during different time intervals was performed by using different extraction agents (two fruit brandies and a model-ethanol solution). Cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry were used for examining electrochemical behaviour and antioxidant capacity of the ethanolic extracts. The results have shown that the investigated wood samples are rich in polyphenols, therefore there is a potential of reusing wood waste from cooperage. In addition, the knowledge is expanded for the insufficiently tested species (Myrobalan plum and Turkey oak) while the potential for using analytical techniques not used before for the analysis of wood samples and extracts (spectrofluorometry, cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry) is shown.