Примена резултата NMR и FTIR спектроскопских техника у мултиваријантној анализи за класификацију прополиса

Abstract

У овом раду су приказане брзе и једноставне спектроскопске методе за одређивање хемијског састава прополиса типа топола са подручја Србије, Босне и Херцеговине и Бугарске коришћењем метаболомичког приступа. У циљу корелисања разлика у хемијском саставу прополиса топола типа са надморском висином са које су узорци прикупљени, коришћени су резултати NMR, IR и UV спектроскопских техника у комбинацији са PCA и OPLS статистичким методама. Ботаничко порекло прополиса је утврђено поређењем спектралних података узорака прополиса са спектралним подацима фенолних смола пупољака различитих врста топола које расту у близини локација са којих су узорци прикупљени. За корелисање две матрице (табеле) спектралних података коришћена је O2PLS метода. На основу примењених статистичких анализа (PCA, OPLS i O2PLS), главне компоненте у узорцима прополиса прикупљеним у регији умерено-континенталне климе на надморској висини изнад 500 m су ацетил глицерил естри фенолних киселина са пупољака Populus tremula. Флавоноиди фенолних смола пупољака врста P. nigra и P. x euramericana су најзаступљенији у узорцима прополиса прикупљеним на надморској висини испод 400 m. Узорци прикупљени на надморској висини између 400 и 500 m садрже све поменуте секундарне метаболите топола у различитим односима. Применом OPLS-DA методе на спектралне податке узорци прополиса типа топола су класификовани у две класе назване Планински прополис типа топола и Равничарски прополис типа топола. Антимикробна активност прикупљених узорака је тестирана на Грам- позитивним бактеријским сојевима Staphylococcus aureus (ATCC 6538), клиничком изолату Bacillus cereus, Micrococcus flavus (ATCC 10240) и Listeria monocytogenes (NCTC 7973), Грам-негативним бактеријама Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Salmonella typhimurium (ATCC 13311), Escherichia coli (ATCC 35210) и хуманом изолату Enterobacter cloacae и на гљиви Fusarium oxysporum. Резултати антимикробних тестова показали су високу антимикробну активност прополиса према свим испитиваним микроорганизмима.

Here we have presented simple, fast and rapid spectroscopic methods for determination of the chemical composition of Poplar type propolis from Serbia, Bosnia and Herzegovina and Bulgaria, using metabolomics approach. The main objective was to correlate variability in Poplar type propolis composition with the altitude of its collection. This was carried out using NMR, IR, and UV spectroscopy followed by PCA and OPLS methods. The botanical origin of the propolis was established by comparing spectral data of propolis with those of various Populus species growing close to the collection site. An O2PLS method was utilized to integrate two blocks of data. According to PCA, OPLS and O2PLS, the major compounds in propolis samples, collected from temperate continental climate above 500 m, were phenolic glycerides originating from Populus tremula buds. Flavonoids were predominant in propolis samples collected below 400 m, originating from P. nigra and P. x euramericana buds. Samples collected at 400 – 500 m were of mixed origin with variable amount of all detected metabolites. Using OPLS-DA method and spectral data, poplar propolis samples were classified in two classes named Mountain populus type and Flatland populus type. Antimicrobial activity of propolis samples was tested on Gram-positive bacteria Staphylococcus aureus (ATCC 6538), clinical isolates of Bacillus cereus, Micrococcus flavus (ATCC 10240) and Listeria monocytogenes (NCTC 7973), Gram-negative bacteria Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Salmonella typhimurium (ATCC 13311), Escherichia coli (ATCC 35210), and human isolate of Enterobacter cloacae, on fungus Fusarium oxysporum. The results of antimicrobial tests showed strong antimicrobial activity of propolis against all tested microorganisms.