Recipe of a food supplement based on bioactive substances isolated from Prunus spinosa

Plody trnky obecné (Prunus spinosa) jsou drobné modrofialové peckovice obsahující řadu bioaktivních látek, díky kterým disponují rozmanitými biologickými účinky. Tradičně jsou využívány nejen v lidovém léčitelství, neboť jim je přisuzováno množství preventivních a léčivých účinků. Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a následnou charakterizací ethanolového extraktu a doplňků stravy na bázi bioaktivních látek izolovaných z plodů trnky obecné. Ethanolový extrakt byl připraven macerací čerstvých plodů Prunus spinosa v 40% konzumním lihu. Poté byl u extraktu stanoven obsah celkových polyfenolů (2111,39±11,32 mg GAE/l), flavonoidů (903,89±5,08 mg CAE/l) a anthokyanů (165,24±0,38 mg CGE/l), antioxidační (11,99±0,40 mmol TE/l) i antimikrobiální aktivita, profil fenolických látek a profil jednoduchých cukrů. Ethanolový extrakt vykázal antibakteriální účinek vůči grampozitivní bakterii Micrococcus luteus i gramnegativní bakterii Escherichia coli, avšak vůči kvasince Candida glabrata nebyl účinný. Po šetrném zahuštění na vakuové odparce byl extrakt použit při přípravě doplňku stravy. V rámci diplomové práce byly připraveny dva typy doplňků stravy, a to želatinové bonbóny s extraktem z plodů trnky obecné a želatinové kapsle plněné práškem z lyofilizovaných plodů. U těchto produktů byl charakterizován jejich nutriční profil, obsah bioaktivních látek (tj. celkové polyfenoly, flavonoidy a anthokyany), profil fenolických sloučenin a antioxidační aktivita. Dále u nich bylo sledováno uvolňování polyfenolů v průběhu modelového in vitro trávení „nalačno“. Mimo to byly želatinové bonbony s různým obsahem extraktu (5, 10, 15 a 20 %) podrobeny senzorickému hodnocení, kdy cílem byla optimalizace přídavku koncentrovaného extraktu do želatinové matrice. Dle preferencí hodnotitelů byl vzorek s přídavkem 15 % extraktu hodnocen jako nejlepší z pohledu celkové chuti, resp. flavouru. V pořadové zkoušce se tento vzorek umístil na druhém místě, a to za vzorkem s 5 % extraktu, avšak ten pro změnu získal horší hodnocení senzorického profilu. Součástí práce bylo také sledování vlivu mrazení, lyofilizace a sušení na obsah bioaktivních látek (tj. celkové polyfenoly, flavonoidy a anthokyany) a antioxidační aktivitu plodů Prunus spinosa. Nejvyšší obsah celkových polyfenolů (57,49±0,33 mg GAE/g DW), flavonoidů (45,75±0,12 mg CAE/g DW) i anthokyanů (6,41±0,19 mg CGE/g DW) byl kvantifikován u lyofilizovaných plodů, avšak nejvyšší antioxidační aktivita (281,72±0,70 mol TE/g DW) byla zaznamenána u plodů mražených. U analyzovaných vzorků byla pozorována statisticky významná středně silná kladná korelace (0,641) antioxidační aktivity a celkových flavonoidů. Výsledky práce poukázaly na velký potenciál využití plodů trnky obecné v nutraceutickém průmyslu, kde mohou jako aktivní aditiva přispět k zvýšení jak bioaktivní, tak i nutriční kvality potravinových doplňků.Blackthorn fruits (Prunus spinosa) are small blue-purple drupes containing a range of bioactive substances that give them diverse biological effects. They are traditionally used not only in folk medicine, as they are attributed with many preventive and therapeutic effects. The presented master´s thesis deals with the preparation and characterization of an ethanol extract and dietary supplements based on bioactive substances isolated from the fruits of blackthorn. The ethanol extract was prepared by maceration fresh Prunus spinosa fruits in 40% alcohol. The extract was analyzed for the polyphenols (2111.39±11.32 mg GAE/l), flavonoids (903.89±5.08 mg CAE/l) and anthocyanins (165.24±0.38 mg CGE/l) content, antioxidant (11.99±0.40 mmol TE/l) and antimicrobial activity, phenolic compounds profile and sugars profile. The ethanolic extract exhibited antibacterial effect against the gram-positive bacterium Micrococcus luteus and gram-negative bacterium Escherichia coli but was not effective against the yeast Candida glabrata. After gentle concentration on a vacuum evaporator, the extract was used to prepare a dietary supplement. Two types of dietary supplements were prepared, namely gelatine candies with blackthorn fruit extract and gelatine capsules filled with lyophilized fruit powder. The nutritional profile of these products, content of bioactive substances (i.e. total polyphenols, flavonoids, and anthocyanins), phenolic compound profile and antioxidant activity were characterized. Additionally, the release of polyphenols was monitored during a simulated in vitro digestion. The gelatine candies with different extract concentrations (5, 10, 15 and 20 %) were subjected to sensory evaluation, where the aim was to optimize the addition of the extract to the gelatine matrix. According to the preferences of the evaluators, the sample with 15 % extract was rated as the best in terms of overall taste. In the ranking test, this sample was ranked second, behind the sample with 5 % extract, which, on the other hand, received a worse sensory profile rating. The thesis also included monitoring the effect of freezing, lyophilization, and drying on the bioactive compounds content (i.e. total polyphenols, flavonoids, anthocyanins) and antioxidant activity of Prunus spinosa fruits. The highest contents of total polyphenols (57.49±0.33 mg GAE/g DW), flavonoids (45.75±0.12 mg CAE/g DW) and anthocyanins (6.41±0.19 mg CGE/g DW) were quantified in lyophilized fruits, but the highest antioxidant activity (281.72±0.70 mol TE/g DW) was observed in frozen fruits. A statistically significant moderately strong positive correlation (0.641) of antioxidant activity and total flavonoids was observed for the analyzed samples. The results of the thesis showed a great potential for the use of blackthorn berries in the nutraceutical industry, where they can contribute as active additives to increasing both the bioactive and nutritional quality of dietary supplements.