Ozonated water and chlorine effects on the antioxidant properties of organic and conventional broccoli during postharvest.

There is growing interest in studies on sanitizers other than chlorine that can maintain the quality of organic products without affecting their phytochemical content. The effects of using chlorinated and ozonized water treatments, as sanitizing procedures, on the post-harvest quality of organic and conventional broccoli (Brassica oleracea L.) cv. Italica was evaluated. The biochemical parameters (chlorophyll, polyphenols, flavonoids, vitamin C and antioxidant capacity) of the broccoli samples were analyzed at day 0 (arrival of the plant from the field, original features), and 1, 4 and 7 days after harvest. The polyamine analysis was performed on arrival of the plant from the field and on the first and seventh days. The cultivation procedure influenced polyphenol, vitamin C and total chlorophyll content, and the highest value was observed in organic broccoli after the fourth day. Flavenoid content was higher in organic broccoli. The use of ozone appears not to have had an influence on the amount of polyphenolic, flavonoids and vitamin C during storage. Total chlorophyll content was less affected by ozonized water than by the chlorine treatment as at the first and fourth days of storage. The highest content of putrescine was found in conventional broccoli, while the highest levels of spermidine and spermine were found in organic broccoli. Antioxidant capacity was highest in organic broccoli after day 4 of storage and was affected by the bioactive compounds analyzed. Methods of cultivation influenced natural antioxidant and chlorophyll contents in broccoli under cold storage

Determinazione simultanea della capacit\ue0\ua0 e dell'efficienza nell'inibizione della perossidazione lipidica del plasma e delle sue componenti.

L\u2019attivit\ue0 antiossidante del plasma \ue8 un importante parametro che deve essere considerato per valutare lo stress ossidativo di un individuo, soprattutto in relazione alle patologie di tipo cardiovascolare. Una delle principali cause di queste patologie \ue8 attribuibile al metabolismo lipidico ed in particolare alla perossidazione lipidica dei grassi insaturi presenti nelle lipoproteine. A questo proposito, si \ue8 messo a punto un metodo alternativo per valutare la capacit\ue0 e l\u2019efficienza degli antiossidanti endogeni e esogeni presenti nel plasma nel bloccare i radicali perossidici. La PRTC (Peroxyl Radical Trapping Capacity) \ue8 un parametro stechiometrico che viene espresso come moli di radicali perossidici bloccati da 1 litro di plasma, mentre la PRTE (Peroxyl Radical Trapping Efficiency) \ue8 un parametro cinetico che viene espresso come l\u2019inverso dell\u2019IC50, o volume del sistema in cui 1 litro di plasma dimezza la concentrazione dei radicali perossidici. Una rigorosa trattazione delle equazioni cinetiche che descrivono il processo di perossidazione lipidica e l\u2019analisi dettagliata dei tracciati ossigrafici, ottenuti misurando l\u2019inibizione del consumo di ossigeno in un sistema micellare in cui viene innescata l\u2019ossidazione radicalica, ha fornito importanti informazioni sull\u2019azione del plasma e delle sue componenti a basso e ad alto peso molecolare. Se si analizza il profilo ossigrafico ottenuto dall\u2019inibizione della perossidazione lipidica da parte del plasma in toto, si individuano chiaramente due fasi di inibizione. La prima fase \ue8 caratterizzata da una cinetica di inibizione di ordine zero, con 100% di efficienza nel bloccare i radicali perossidici, la seconda fase \ue8 caratterizzata invece da una cinetica di primo ordine. Considerando il contributo dei singoli antiossidanti presenti nel plasma e i valori di capacit\ue0 ed efficienza delle singole fasi si evidenzia un meccanismo di sinergia che si manifesta mediante il trasferimento di attivit\ue0 antiossidante da parte delle componenti a basso peso molecolare, caratterizzate da una bassa efficienza, alle frazioni ad alto peso molecolare. Questo processo \ue8 dovuto principalmente all\u2019efficiente riciclo del tocoferolo presente nelle lipoproteine, da parte del radicale ascorbile che si forma dalla reazione dell\u2019acido ascorbico con i radicali perossidici. Il metodo messo a punto permette di individuare, da una singola misura e in maniera rigorosa, la capacit\ue0 e l\u2019efficienza di inibizione della perossidazione lipidica del plasma in toto e delle sue frazion

Metabolomics by 1H-NMR in human pleural effusions: preliminary results

1H NMR-based metabolomics has been applied, for the first time to our knowledge of published literature, to investigate lung cancer metabolic signatures in human pleural effusions (PE) collected by thoracentesis, with the aim to assess the diagnostic potential of this approach and to gain novel insights into lung cancer metabolism and related systemic effects. The innovative aspect of this preliminary work is based on the usage of pleural effusions as biofluid samples. Generally, the biofluids used for NMR metabolomic investigations are urine and plasma or serum: the pleural effusions have the advantage, when compared with the urine samples, of being much less influenced, if not at all, by the diet and lifestyle of the patients and, when compared with the plasma or serum samples, of having a very low content of proteins, that generally cover, at different extent depending on protein type and concentration, the NMR metabolite signals. Pleural effusions samples obtained from cancer patients (n 36) and from a control healthy group (n 30) were analyzed by high resolution 1H-NMR (300 MHz) with standard NMR pulse sequences (1D NOESY sequence, CPMG spin-echo sequence), at 310 \ub0K and pH 7.4. The spectral profiles were subjected to multivariate statistics (AMIX software) according to Principal Component Analysis (PCA). A partial separation between patients and control group was achieved by the multivariate modeling of the pleural effusion profiles (Fig.2). The possible confounding influence of other factors (e.g., gender and age) on the PCA results have been taken into account and excluded by our results. Four spectral regions (0.80-0.90, 1.30-1.40, 2.00-2.10 and 4.10-4.20 ppm) emerged as the most interesting for the individuation of the metabolites involved in the pathology (Fig.1) The metabolites mainly contributing to this discrimination, as highlighted by multivariate analysis, seem to be lactate, triglycerides (increased in patients), some amino acids and metabolites that have yet to be identified. Such preliminary results should be confirmed by applying the investigation to a wider patient cohort, and reinforced by the identification of as much as possible of the metabolites emerged as significant in the present study

Metabonomics by proton nuclear magnetic resonance in human pleural effusions: A route to discriminate between benign and malignant pleural effusions and to target small molecules as potential cancer biomarkers

BACKGROUND Cytopathology is a noninvasive and cost-effective method for detecting cancer cells in pleural effusions (PEs), although in many cases, the diagnostic performance is hindered by the paucity of significant cells or the lack of clear morphological criteria. This study presents the results of an omics approach to improving the diagnostic performance of PE cytology. METHODS Metabolic profiling with proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR) was performed for 92 PEs (44 malignant cases of 8 different cancers and 48 benign cases of 7 nonneoplastic conditions). Light's criteria were used to further classify PEs as transudates or exudates, and 1H-NMR spectroscopy was used to differentiate malignant pleural effusions (mPEs) from benign pleural effusions (bPEs). RESULTS 1H-NMR metabolic analysis showed clearly different spectra for mPEs and bPEs in the regions of the signals due to lipids, branched amino acids, and lactate, which were increased in mPEs. Transudates and exudates in bPEs were differentiated as well on the basis of the 1H-NMR signals from lipids and lipoproteins, which were increased in exudates. CONCLUSIONS Subject to validation in further larger studies, 1H-NMR metabonomics could be an effective and reliable ancillary tool for PE investigations and diagnoses. Cancer (Cancer Cytopathol) 2017. © 2017 American Cancer Societ

Attivit\ue0 antiossidante e presenza di radicali liberi stabili nell'invecchiamento del vino rosso

Obiettivo - Il vino \ue8 uno degli alimenti che possiede una elevata azione antiossidante per merito dell\u2019elevato contenuto in polifenoli (1-3g/Kg) che varia per tipo di vino, processo di vinificazione e grado di invecchiamento. Si sono esaminati 8 tipi di vino (Teroldego, Enantio, Marzemino, Lagrein, Cabernet Sauvignon, Merlot, Pinot nero, Schiava), con due diversi periodi di invecchiamento in bottiglia (2 e 7 anni) al fine di avere un gruppo di campioni eterogenei per composizione e poter valutare quali parametri influiscano sull\u2019attivit\ue0 antiossidante. Metodi - L\u2019analisi della composizione polifenolica dei vini, comprensiva della frazioni polimerica ad alti pesi molecolari (HMWP), \ue8 stata condotta mediante analisi HPLC, mentre l\u2019identificazione e la quantificazione di radicali liberi stabili (SFR) \ue8 stata determinata mediante risonanza di spin elettronico (ESR) direttamente sui vini in bottiglia in condizioni anaerobiche. L\u2019attivit\ue0 antiossidante, espressa come capacit\ue0 di bloccare i radicali perossidici (PRTC) \ue8 stata misurata utilizzando un sistema modello che riproduce il processo di perossidazione lipidica. Risultati - L\u2019analisi della composizione in polifenoli ha evidenziato che l\u2019invecchiamento del vino \ue8 associato ad una forte riduzione della concentrazione delle antocianine libere FA (fino ad un ordine di grandezza),accompagnata dall\u2019aumento di proantocianidine ad elevato grado di polimerizzazione (n 65 5, 40% in media), e all\u2019aumento della concentrazione di SFR (fino a 3 volte). L\u2019analisi di regressione multivariata ha mostrato che le concentrazioni di HMWP e SFR sono indipendentemente associate con la PRTC, mentre la concentrazione di HMWP e delle antocianine sono indipendentemente associate con la formazione di SFR Conclusioni - Questi risultati dimostrano che, durante l\u2019invecchiamento dei vini, i processi di condensazione tra antocianine e flavanoli che portano alla formazione delle proantocianidine sono responsabili di un aumento della capacit\ue0 di inibire la perossidazione lipidica. Questo comportamento dipende dal fatto che la struttura delle proantocianidine, che sono specie polimeriche contenenti strutture insature coniugate molto estese, \ue8 in grado di stabilizzare i radicali liberi mediante delocalizzazione di elettroni spaiati

Fast and simple method for the simultaneous evaluation of the capacity and efficiency of food antioxidants in trapping peroxyl radicals in an intestinal model system

A simple oxygraphic method, for which the theoretical and experimental bases have been recently revised, has been successfully applied to evaluate the peroxyl radical chain-breaking characteristics of some typical food antioxidants in micelle systems, among which is a system that reproduces conditions present in the upper part of the digestive tract, where the absorption and digestion of lipids occur. This method permits one to obtain from a single experimental run the peroxyl radical trapping capacity (PRTC, that is, the number of moles of peroxyl radicals trapped by a given amount of food), the peroxyl radical trapping efficiency (PRTE, that is, the reciprocal of the amount of food that reduces to half the steady-state concentration of peroxyl radicals), and the half-life of the antioxidant (t1/2) when only a small fraction of peroxyl radicals reacts with the antioxidants present in foods. Examples of application of the method to various types of foodstuffs have been reported, assessing the general validity of the method in the simple and fast evaluation of the above-reported fundamental antioxidant characteristics of foods

Antiossidanti e alimentazione: ruolo dei fattori stechiometrici e cinetici nel prevenire danni diretti o indiretti generati dalla presenza di radicali liberi altamente reattivi

In questi ultimi anni si \ue8 molto dibattuto sul ruolo di alcuni composti appartenenti alla categoria dei polifenoli, quali ad esempio i flavonoidi, nell\u2019aumentare la capacit\ue0 antiossidante del plasma umano. Questi composti, genericamente classificati come antiossidanti sono presenti in molti alimenti di origine vegetale. Tuttavia poich\ue9 la biodisponibilit\ue0 dei composti fenolici assunti attraverso la dieta \ue8 limitata , nel plasma la concentrazione massima \ue8 dell\u2019ordine della micromole L-1. Per contro la capacit\ue0 antiossidante del plasma umano \ue8 dell\u2019ordine di circa 1 mmole L-1, appare quindi evidente che l\u2019incidenza dei polifenoli nell\u2019aumentare l\u2019attivit\ue0 antiossidante del plasma \ue8 molto limitata (1). L\u2019azione protettiva dei polifenoli, avvalorata da molti studi epidemiologici, \ue8 invece molto importante in altri compartimenti del corpo umano, ad esempio nell\u2019apparato gastro-intestinale (GI) . Infatti in questo distretto possono avvenire una serie di processi che coinvolgono radicali altamente reattivi che sono responsabili di danni diretti e indiretti. Alcuni dei danni ossidativi diretti alle strutture del tratto GI, possono portare alla formazione di tumori (2). Fra i danni indiretti si possono considerare la distruzione delle vitamine e carotenoidi (3) presenti negli alimenti, distruzione che incide sulle loro caratteristiche nutrizionali, e la formazione di composti altamente elettrofili che hanno attivit\ue0 cito-tossiche e geno-tossiche (4). Fra questi ultimi i perossidi degli acidi grassi insaturi o loro derivati, che si formano a seguito di reazioni che coinvolgono radicali durante il processo digestivo e possono essere inglobati nei chilomicroni, e conseguentemente nelle VDL e LDL, concorrendo alla formazione delle placche aterosclerotiche e all\u2019insorgenza di patologie cardiovascolari (5). Un\u2019 alimentazione ricca di antiossidanti, pu\uf2 contribuire a ridurre drasticamente e/o a prevenire danni ossidativi nel tratto gastrointestinale grazie all\u2019assenza di problemi di biodisponibilit\ue0. Uno dei processi che determina la formazione dei composti altamente elettrofili sopracitati \ue8 la perossidazione lipidica generata dall\u2019interazione fra i lipidi insaturi e tracce di ferro assunti con la dieta, vedi ad esempio la Figura 1. Questa Figura dimostra chiaramente come in presenza di tracce di ferro-eme, anche a concentrazioni dell\u2019ordine delle micromoli L-1, inizia una veloce perossidazione degli acidi grassi insaturi, quali ad esempio l\u2019acido linoleico, che porta rapidamente alla scomparsa dell\u2019ossigeno presente nel sistema. L\u2019aggiunta al sistema di molecole antiossidanti, come ad esempio flavonoidi, comporta una forte inibizione del processo di perossidazione lipidica grazie all\u2019attivit\ue0 di \u201cchain breaking \u201ctipica dei composti fenolici: 5) - C (H) OO\ub0\u2013 CH = CH - + A-OH \u2192 - C (H) OOH\u2013 CH = CH - + A-O\ub0 dove A-OH \ue8 un polifenolo e A-O\ub0 il corrispondente radicale caratterizzato da una reattivit\ue0 molto pi\uf9 bassa di quella del radicale perossidico - C(H) OO\ub0 \u2013 CH = CH \u2013. Per valutare correttamente le propriet\ue0 degli antiossidanti nell\u2019inibire il processo di perossidazione, e in particolare lo scavenging dei radicali liberi che si formano nelle reazioni a catena (equazioni 3 e 4) si devono considerare due distinti parametri e cio\ue8 il numero dei radicali bloccati da una molecola di antiossidante e l\u2019efficienza con cui queste molecole presenti negli alimenti bloccano il processo prima che questi radicali altamente reattivi possano provocare danni a molecole o strutture biologiche fondamentali quali membrane, DNA e proteine. Il primo parametro, legato alla stechiometria del processo, \ue8 stato oggetto di numerosissimi studi, mentre il valore del secondo, che dipende dalle costanti cinetiche del processo, non \ue8 noto per molti antiossidanti. Gli alimenti in genere contengono una grande variet\ue0 di antiossidanti e sono perci\uf2 difficilmente confrontabili anche a causa della difficolt\ue0 di valutare l\u2019attivit\ue0 antiossidante di matrici molto diverse fra loro, ad esempio frutta, bevande, verdure. La totalit\ue0 degli studi compiuti su questo argomento ha avuto come obiettivo la misura della quantit\ue0 di specie reattive bloccate da ciascun alimento, che si effettua mediante una vera e propria titolazione degli antiossidanti presenti (6) e tutti gli articoli, pubblicati sulla stampa scientifica e non, fanno riferimento solo a questa caratteristica determinata dalla stechiometria del processo di scavenging. Inoltre nella maggior parte dei casi si utilizzano radicali aventi un tempo di vita estremamente lungo, vedi ad esempio il radicale della difenilpicrilidrazide (DPPH\ub0) o il radicale catione ABTS\ub0+ , cio\ue8 radicali dotati di scarsissima reattivit\ue0, che quindi hanno ben poco da spartire con i radicali perossidici caratterizzati da tempi di emivita ben inferiori al secondo. A partire da queste considerazioni abbiamo sviluppato un metodo, che richiede una strumentazione molto semplice, e pu\uf2 essere applicato in condizioni molto simili a quelle presenti nel piccolo intestino, dove avviene la digestione e l\u2019assorbimento di una gran parte dei componenti fondamentali degli alimenti. Sulla base di un modello matematico sviluppato, a partire dalle reazioni sopra-riportate, si \ue8 in grado di ottenere, mediante un singolo esperimento, i due parametri che sono legati alla capacit\ue0 e all\u2019efficienza degli antiossidanti nel bloccare i radicali perossidici. Questi parametri sono stati definiti: PRTC (Peroxyl Radical Trappig Capacity) e PRTE (Peroxyl Radical Trapping Efficiency) (7). In particolare il PRTC rappresenta il numero di radicali bloccati per mole di antiossidante mentre il PRTE rappresenta l\u2019inverso dell\u2019 IC50, che \ue8 la concentrazione di antiossidante che dimezza la concentrazione dei radicali perossidici. Sorprendentemente abbiamo constatato che il metodo e il sistema di calcolo da noi sviluppati permettono di ottenere i due parametri sopra definiti praticamente per tutti gli alimenti che contengono composti fenolici. Infatti per questi alimenti, in cui \ue8 sempre presente una grande variet\ue0 di questi composti aventi generalmente valori di PRTC e PRTE molto diversi fra loro, le equazioni cinetiche sono irrisolvibili dato il grande numero di variabili, e quindi il modello da noi sviluppato basato sulla presenza di un singolo antiossidante in linea di principio non poteva essere impiegato. Tuttavia abbiamo constatato per la quasi totalit\ue0 degli alimenti presi in considerazione per le loro propriet\ue0 antiossidanti, un perfetto fitting (R2 >0.99) fra i dati sperimentali e quelli calcolati sulla base del modello sviluppato assumendo la presenza di un solo antiossidante. In altre parole i vari alimenti considerati si comportano come se in essi fosse presente un singolo antiossidante in grado di reagire con i radicali perossidici in accordo ad una cinetica di primo ordine rispetto ai radicali perossidici stessi, la cui concentrazione nello stato stazionario \ue8 regolata dalle reazioni di terminazione che avvengono fra i radicali stessi e fra i radicali e gli antiossidanti. Questo comportamento consente di attribuire a ciascun alimento valori ben definiti e caratteristici di PRTC e PRTE, permettendo cos\uec la loro comparazione sia su basi stechiometriche che su basi cinetiche. Come esempio nelle Figure 2 e 3 sono riportate le tracce ossigrafiche relative alla misurazione del PRTC e PRTE di due alimenti, che sono spesso considerati per le loro propriet\ue0 antiossidanti, quali il radicchio rosso e il t\ue8, in cui sono presenti svariati tipi di antiossidanti caratterizzati da differenti valori di PRTC e PRTE. Ad esempio nel caso del radicchio rosso, riportato in Fig. 2, le concentrazioni degli antiossidanti pi\uf9 importanti presenti, espresse come micromole di antiossidante/g di prodotto fresco sono antocianine 1.9, acido gallico 0.9, acido protocatechico 1.7, acido clorogenico 7.1, acido cicorico 0.8 che sono caratterizzati da valori di PRTC compresi fra 3 e 10 e di PRTE compresi fra 0.2 e 7 (8). Nell\u2019inserto di ciascuna delle due Figure \ue8 riportato il risultato della linearizzazione dei dati sperimentali sulla base del modello cinetico da noi proposto per un singolo antiossidante. I valori di R2 ottenuti in questo caso, >> di 0.99, indicano chiaramente che dal punto di vista cinetico i due alimenti si comportano come se in essi fosse presente un singolo antiossidante e quindi con valori di PRTC e PRTE tipici. Questo comportamento sembrerebbe indicare che in presenza di radicali estremamente reattivi gli antiossidanti presenti negli alimenti e i loro prodotti di reazione interagiscono mutualmente fino a comportarsi come un unico antiossidante caratterizzato da valori di PRTE che possono essere eguali, maggiori o minori di quelli aspettati in base alla composizione in termini di antiossidanti dell\u2019alimento, e mettendo cos\uec in luce eventuali effetti sinergici o antisinergici. Inoltre l\u2019assenza di correlazioni fra i valori di PRTC e PRTE fa si che alcuni alimenti siano caratterizzati da elevati valori di PRTC e bassi valori di PRTE (ad esempio cioccolata) o viceversa (ananas). Sulla base della capacit\ue0 o dell\u2019efficienza \ue8 cos\uec possibile ottenere scale di attivit\ue0 antiossidante molto differenti e, in relazione alle condizioni esistenti nell\u2019apparato gastrointestinale, \ue8 possibile stabilire l\u2019effetto protettivo dei vari alimenti in base ai valori di PRTC o PRTE che li caratterizzano

Apple or Pineapple? The importance to be reactive in the protection from free radicals.

The evaluation of antioxidant rich foods and their role in human health are still open problems also in the gastrointestinal tract. On the bases of a rigorous kinetic model we have developed an oxygraphic method to calculate the amount of peroxyl radicals and the efficiency of trapping them by foods under conditions occurring in the digestive tract. By this method it is possible to assign to each food characteristic values of capacity and efficiency in trapping peroxyl radicals and to rank foods according to these parameters and serving size. On the basis of the conditions occurring in the digestive tract it appears that the efficiency rather than capacity is the parameter that must be considered in the protection from free radicals. Therefore pineapple, that on the contrary of apple, is characterized by a high efficiency with respect to capacity appears more suitable in the protection from free radicals in this body compartment

Grape Seeds Proanthocyanidins: Advanced Technological Preparation and Analytical Characterization

A “green” solvent-free industrial process (patent pending) is here described for a grape seed extract (GSE) preparation (Ecovitis™) obtained from selected seeds of Veneto region wineries, in the northeast of Italy, by water and selective tangential flow filtration at different porosity. Since a comprehensive, non-ambiguous characterization of GSE is still a difficult task, we resorted to using an integrated combination of gel permeation chromatography (GPC) and electrospray ionization high resolution mass spectrometry (ESI-HRMS). By calibration of retention time and spectroscopic quantification of catechin as chromophore, we succeeded in quantifying GPC polymers up to traces at n = 30. The MS analysis carried out by the ESI-HRMS method by direct-infusion allows the detection of more than 70 species, at different polymerization and galloylation, up to n = 13. This sensitivity took advantage of the nanoscale shotgun approach, although paying the limit of missed separation of stereoisomers. GPC and MS approaches were remarkably well cross-validated by overlapping results. This simple integrated analytical approach has been used for quality control of the production of Ecovitis™. The emerging feature of Ecovitis™ vs. a popular benchmark in the market, produced by a different technology, is the much lower content of species at low n and the corresponding increase of species at high n