Purification and Characterization of Soluble Cichorium intybus Var. silvestre Lipoxygenase

A water-soluble lipoxygenase enzyme (EC 1.13.11.12; LOX) occurring in the red cultivar produced in the geographical area of Chioggia (Italy) of Cichorium intybus var. silvestre was isolated and characterized. The molecular mass of the enzyme was estimated to be 74000 Da by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis and gel filtration chromatography. The isoelectric point was pH 6.85. The optimum values of pH, ionic strength, and temperature, shown by isoresponse surface calculated by a randomized multilevel factorial design, were 7.58, 30 mM, and 38.5 °C, respectively. The enzyme showed high specificity toward linoleic acid, and the study of the variation of linoleic acid concentration between 30 and 300 íM, in the presence of Tween 20 at a concentration lower than the critical micelle concentration (0.01 v/v), resulted in a typical Michaelis-Mentem curve with KM and Vmax values of 1.49 10-4 M and 2.049 íM min-1 mg-1, respectively. The biochemical properties, the kinetic parameters found, and the carotene-bleaching activity shown in aerobic conditions seem to indicate that the isolated enzyme is a lipoxygenase type III according to the indications given for soybean isoenzymes

Isolation and determination of alpha-dicarbonyl compounds by RP-HPLC-DAD in green and roasted coffee

Glyoxal, methylglyoxal, and diacetyl formed as Maillard reaction products in heat-treated food were determined in coffee extracts (coffee brews) obtained from green beans and beans with different degrees of roast. The compounds have been reported to be mutagenic in vitro and genotoxic in experimental animals in a number of papers. More recently, α-dicarbonyl compounds have been implicated in the glycation process. Our data show that small amounts of glyoxal and methylglyoxal occur naturally in green coffee beans. Their concentrations increase in the early phases of the roasting process and then decline. Conversely, diacetyl is not found in green beans and forms later in the roasting process. Therefore, light and medium roasted coffees had the highest glyoxal and methylglyoxal content, whereas dark roasted coffee contained smaller amounts of glyoxal, methylglyoxal, and diacetyl. For the determination of coffee α-dicarbonyl compounds, a reversed-phase high performance liquid chromatography with a diode array detector (RP-HPLC-DAD) method was devised that involved the elimination of interfering compounds, such as chlorogenic acids, by solid phase extraction (SPE) and their derivatization with 1,2-diaminobenzene to give quinoxaline derivatives. Checks of SPE and derivatization conditions to verify recovery and yield, respectively, resulted in rates of 100%. The results of the validation procedure showed that the proposed method is selective, precise, accurate, and sensitive

Determinazione dei composti alfa-dicarbonilici in alimenti ad alto tenore di zuccheri

I composti alfa-dicarbonilici si trovano nei prodotti alimentari in quanto prodotti della reazione di Maillard e di caramellizzazione. Sono pertanto presenti in prodotti termicamente trattati quali pane e caffè tostato, ma anche in prodotti come vino rosso e bianco che hanno subito la fermentazione malolattica. Sono inoltre stati trovati negli oli vegetali e nel caffè verde dove si formano come prodotti finali della perossidazione lipidica. L’interesse per questi composti ha superato l’ambito analitico da quando ne sono state evidenziate le proprietà mutagene e citotossiche in vitro e genotossiche in animali da esperimento e si è volto alle possibili implicazioni tossicologiche della loro presenza negli alimenti. Tale interesse si è rinnovato da quando è stata evidenziata l’importanza dei prodotti di glicazione nello sviluppo delle malattie cardiovascolari, neurodegenerative e diabete. E’ stato infatti dimostrato che i derivati alfa-dicarbonilici portano in vivo alla formazione dei prodotti di glicazione avanzata ed è per questo molto attuale il dibattito riguardo le conseguenze della loro ingestione con gli alimenti. Numerosi sono i metodi proposti in letteratura per la determinazione dei composti alfa-dicarbonilici; il più utilizzato richiede la derivatizzazione con 1,2-diamminobenzene prima della determinazione delle risultanti chinossaline mediante CG-MS o RP-HPLC-DAD. Tuttavia tale metodo non trova applicazione generale a causa della variabilità delle matrici alimentari. Per la determinazione dei derivati alfa-dicarbonilici nel caffè è stata infatti necessaria l’estrazione di questi composti dalla bevanda prima della derivatizzazione per l’interferenza di un acido clorogenico. In altri alimenti, ricchi di zuccheri semplici, prodotti alfa-dicarbonilici si possono formare durante il processo di derivatizzazione, dipendentemente dalle condizioni di reazione, infatti, l’ambiente basico o/e le temperature indicate dalla gran parte degli autori, provocano la frammentazione degli zuccheri presenti e la formazione di diversi composti alfa-dicarbonilici. Questo determina falsi positivi o sovrastime dei derivati alfa-dicarbonilici effettivamente presenti nell’alimento. Scopo di questo lavoro è lo studio delle condizioni che permettano di ottenere una elevata resa di derivatizzazione senza provocare la frammentazione ossidativa degli zuccheri eventualmente presenti. L’analisi quali-quantitativa dei composti alfa-dicarbonilici derivatizzati è stata condotta mediante le tecniche RP-HPLC-DAD e RP-HPLC-ESI-MS ed applicata a differenti matrici alimentari ad alto tenore zuccherino

Componenti con proprietà antibatteriche del caffè d'orzo

E’ ormai noto che gli Streptococchi orali svolgono un ruolo fondamentale nel processo di formazione della carie e nell’insorgenza di numerose patologie parodontali. A scopo preventivo contro le infezioni causate da questi batteri vengono comunemente impiegati antibiotici e battericidi di sintesi che tuttavia alterano la normale flora del cavo orale e del tratto digerente. Pertanto l’interesse dei ricercatori è oggi volto alla ricerca di composti che possano contribuire in modo “più naturale” alla salvaguardia della salute orale. Studi recenti hanno evidenziato proprietà antimicrobiche di numerosi composti di origine vegetale, quali ad esempio la frazione polifenolica del tè, le procianidine della mela, l’estratto ottenuto dal Lentinus edodes, la frazione ad alto peso molecolare del succo di mirtillo e alcuni componenti del caffè. In quest’ambito ci è parso interessante studiare anche il caffé d’orzo, bevanda oggi molto utilizzata specialmente in età pediatrica ma anche da adulti particolarmente sensibili alla caffeina. La bevanda ha mostrato debole proprietà antibatterica nei confronti di molti Streptococchi del cavo orale; tale attività è risultata più marcata nei confronti degli S. mutans e S. pyogenes. La nostra ricerca è proseguita al fine di isolare i composti responsabili dell’attività registrata nei confronti di questi batteri. Allo scopo è stata dapprima utilizzata la la dialisi che ha indicato per i componenti attivi MM<1000Da. Il dializzato è stato ulteriormente frazionato mediante cromatografia di gel filtrazione. Dalla frazione GFC attiva, utilizzando una metodica semipreparativa RP-HPLC, sono stati separati due composti molto attivi come antibatterici, presenti nella bevanda in basse concentrazioni

Determinazione dei composti alfa-dicarbonilici in alimenti ad alto tenore di zuccheri

I composti alfa-dicarbonilici si trovano nei prodotti alimentari in quanto prodotti della reazione di Maillard e di caramellizzazione. Sono pertanto presenti in prodotti termicamente trattati quali pane e caffè tostato, ma anche in prodotti come vino rosso e bianco che hanno subito la fermentazione malolattica. Sono inoltre stati trovati negli oli vegetali e nel caffè verde dove si formano come prodotti finali della perossidazione lipidica. L’interesse per questi composti ha superato l’ambito analitico da quando ne sono state evidenziate le proprietà mutagene e citotossiche in vitro e genotossiche in animali da esperimento e si è volto alle possibili implicazioni tossicologiche della loro presenza negli alimenti. Tale interesse si è rinnovato da quando è stata evidenziata l’importanza dei prodotti di glicazione nello sviluppo delle malattie cardiovascolari, neurodegenerative e diabete. E’ stato infatti dimostrato che i derivati alfa-dicarbonilici portano in vivo alla formazione dei prodotti di glicazione avanzata ed è per questo molto attuale il dibattito riguardo le conseguenze della loro ingestione con gli alimenti. Numerosi sono i metodi proposti in letteratura per la determinazione dei composti alfa-dicarbonilici; il più utilizzato richiede la derivatizzazione con 1,2-diamminobenzene prima della determinazione delle risultanti chinossaline mediante CG-MS o RP-HPLC-DAD. Tuttavia tale metodo non trova applicazione generale a causa della variabilità delle matrici alimentari. Per la determinazione dei derivati alfa-dicarbonilici nel caffè è stata infatti necessaria l’estrazione di questi composti dalla bevanda prima della derivatizzazione per l’interferenza di un acido clorogenico. In altri alimenti, ricchi di zuccheri semplici, prodotti alfa-dicarbonilici si possono formare durante il processo di derivatizzazione, dipendentemente dalle condizioni di reazione, infatti, l’ambiente basico o/e le temperature indicate dalla gran parte degli autori, provocano la frammentazione degli zuccheri presenti e la formazione di diversi composti alfa-dicarbonilici. Questo determina falsi positivi o sovrastime dei derivati alfa-dicarbonilici effettivamente presenti nell’alimento. Scopo di questo lavoro è lo studio delle condizioni che permettano di ottenere una elevata resa di derivatizzazione senza provocare la frammentazione ossidativa degli zuccheri eventualmente presenti. L’analisi quali-quantitativa dei composti alfa-dicarbonilici derivatizzati è stata condotta mediante le tecniche RP-HPLC-DAD e RP-HPLC-ESI-MS ed applicata a differenti matrici alimentari ad alto tenore zuccherino

Isolation of an in vitro and ex vivo antiradical melanoidin from roasted barley

The antiradical properties of water-soluble components of both natural and roasted barley were determined in vitro, by means of DPPH¥ assay and the linoleic acid-â-carotene system, and ex vivo, in rat liver hepatocyte microsomes against lipid peroxidation induced by CCl4. The results show the occurrence in natural barley of weak antioxidant components. These are able to react against low reactive peroxyl radicals, but offer little protection against stable DPPH radicals deriving from peroxidation in microsomal lipids. Conversely, roasted barley yielded strong antioxidant components that are able to efficiently scavenge free radicals in any system used. The results show that the barley grain roasting process induces the formation of soluble Maillard reaction products with powerful antiradical activity. From roasted barley solution (barley coffee) was isolated a brown high molecular mass melanoidinic component, resistant to acidic hydrolysis, that is responsible for most of the barley coffee antioxidant activity in the biosyste

Isolation of high molecular weight components and contribution to the protective activity of coffee against lipid peroxidation in a rat liver microsome system.

One of the most extensively studied and best-established properties of coffee is its antioxidant activity. We have shown that coffee brew has the ability to inhibit lipid peroxidation completely in a rat liver microsome biological system. The inhibitory activity was mainly due to the high molecular weight (HMW) fraction; this consisted of five components that were isolated, purified, and seen to occur in different amounts in the brew. Each component had different spectra and element compositions, although they all contained nitrogen. HMW, nitrogen content, and brown color enabled three components to be attributed to the melanoidin family; the two nonbrown components could not be considered as melanoidins. Each melanoidin and nonmelanoidin component contributes to a different extent to the protective action exerted by coffee brew. None of the isolated components completely inhibited microsomal lipid peroxidation alone, suggesting that each acts at different sites and/or possesses different mechanisms of action. The protective activity of coffee brew is thus underpinned by the antiradical properties, reducing power, and metal chelating ability of the individual components, each contributing to a different extent

Isolation of an in vitro and ex vivo antiradical melanoidin from roasted barley

The antiradical properties of water-soluble components of both natural and roasted barley were determined in vitro, by means of DPPH¥ assay and the linoleic acid-â-carotene system, and ex vivo, in rat liver hepatocyte microsomes against lipid peroxidation induced by CCl4. The results show the occurrence in natural barley of weak antioxidant components. These are able to react against low reactive peroxyl radicals, but offer little protection against stable DPPH radicals deriving from peroxidation in microsomal lipids. Conversely, roasted barley yielded strong antioxidant components that are able to efficiently scavenge free radicals in any system used. The results show that the barley grain roasting process induces the formation of soluble Maillard reaction products with powerful antiradical activity. From roasted barley solution (barley coffee) was isolated a brown high molecular mass melanoidinic component, resistant to acidic hydrolysis, that is responsible for most of the barley coffee antioxidant activity in the biosyste

Potential anticaries activity of wine

In antiquity wine was considered to have health benefits. The positive effects on temper and health and also the properties to enhance the storage and to make edible to many foods were particularly esteemed. Recent studies, carried out in the last decade, have confirmed that moderate wine drinking might reduce the risk of gastroenteric infection caused by entero-pathogenic bacteria and demonstrated that wine showed antibacterial activity against Helicobacter pylori. On these basis and considering that wine is often consumed many times during the day and during meals, we explored the antibacterial activity of wine against bacteria which undermine oral cavity health due to important role in caries development. To this purpose two commercial Italian wines, a red wine and a white wine, were tested for antibacterial activity against nine oral Streptococci. Both wines were proved to be active against several Streptococci, among which S. mutans that is the most important aetiological agent for the caries. Further investigations showed that the antibacterial activity of wine was not due neither to the ethanol content, nor to the acidic pH induced by wine in the culture medium, nor to wine polyphenols. The wine component separation carried out by dialysis and solid phase extraction, permitted to point out the responsible for the antibacterial activity that were acetic, citric, lactic, malic, succinic and tartaric acids, which occur in grapes or are produced during malolactic fermentation. Therefore, considering that caries is a multifactorial pathology, that needs the presence and the colonization of pathogen bacteria to develop, we can attribute to wine a potential anticaries activity due to the antibacterial activity of the organic acids occurring in the beverage

Isolamento ed identificazione di componenti del caffè tostato ad attività antibatterica

La bevanda caffè, consumata da circa il 90% della popolazione mondiale, è stata oggetto di numerosissimi studi riguardanti principalmente le proprietà biologiche di caffeina e acidi clorogenici, sostanze naturalmente presenti nel caffè verde. Più recentemente l’interesse dei ricercatori si è volto anche allo studio delle proprietà antiossidanti, antimutagene, mutagene e citotossiche di composti che si trovano nella bevanda in quanto prodotti delle reazioni di Maillard, di caramellizzazione e di pirolisi che si svolgono nel chicco durante il processo di torrefazione. Precedenti ricerche da noi condotte, hanno dimostrato che il caffè tostato, diversamente dal caffè verde, possiede anche attività antibatterica ad ampio spettro agendo contro numerosi batteri Gram positivi e Gram negativi, tra cui lo S. mutans. L’attività antibatterica, che aumenta con il grado di tostatura, è pertanto da attribuire a composti indotti dal trattamento termico. Considerando che il caffè viene spesso consumato più volte al giorno e che pertanto le sue proprietà antibatteriche potrebbero influenzare la salute del cavo orale, abbiamo esteso lo studio delle proprietà antibatteriche del caffè verificando la sua attività nei confronti dello Streptococcus pyogenes che è responsabile di un elevato numero di patologie, quali infezioni superficiali (faringiti) ed invasive, e gravi sequele di queste. Per i tests microbiologici è stato utilizzato un campione di caffè a tostatura media appartenente alla specie Coffea robusta, risultata la più attiva come antibatterico. Lo S. pyogenes è risultato particolarmente sensibile all’azione della bevanda. Si è quindi proceduto all’isolamento dei componenti antibatterici. La bevanda è stata sottoposta a una sequenza di dialisi con membrane a cut off molecolare nominale decrescente. Verificato il basso PM dei composti attivi e considerato che essi non sono composti naturalmente presenti nel caffè, abbiamo considerato come possibili responsabili dell’attività antibatterica della bevanda gliossale e metilgliossale, intermedi dicarbonilici della reazione di Maillard, che si formano per degradazione dei composti di Amadori, la cui presenza nel caffè è riportata in letteratura. L’analisi di soluzioni di standards ha mostrato per entrambi elevata attività, presentando nei confronti dello S. pyogenes valori di MIC pari a 29,5 e 49,8 microg/ml di terreno di coltura, per il gliossale e il metilgliossale, rispettivamente. Si è quindi proceduto al dosaggio di entrambi questi composti nella bevanda utilizzata per i tests, mediante l’impiego della tecnica cromatografica RP-HPLC-DAD, previa derivatizzazione con 1-2 diaminobenzene. Allo stato attuale delle ricerche, in base ai valori di MIC di questi composti e alle concentrazioni per essi trovate nel caffè, è possibile affermare che essi contribuiscono fortemente all’attività antibatterica del caffè tostato