TEZĂ DE DOCTORAT · acizilor graşi cu ajutorul sistemului metanol-trifluorură de bor şi analiza...

IOSUD-USAMVB Timişoara Rezumat

1

Universitatea de Științe Agricole și Medicină Veterinară a Banatului

“Regele Mihai I al României” din Timișoara

Facultatea de Tehnologia Produselor Agroalimentare

BIRĂU (căs. MITROI) CRISTINA LILIANA

REZUMAT

TEZĂ DE DOCTORAT

Conducător Ştiinţific:

Prof. Dr. Habil. Ing. Hădărugă Nicoleta Gabriela

T i m i ş o a r a

2017


2




BIRĂU (căs. MITROI) CRISTINA LILIANA

REZUMAT

TEZĂ DE DOCTORAT

Compuşi bioactivi din peşte de provenienţă autohtonă:

analiză, stabilitate şi aplicaţii

Conducător Ştiinţific:

Prof. Dr. Habil. Ing. Hădărugă Nicoleta Gabriela

T i m i ş o a r a

2017


3

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT




Ing. BIRĂU (căs. MITROI) CRISTINA LILIANA

COMPUŞI BIOACTIVI DIN PEŞTE DE PROVENIENŢĂ AUTOHTONĂ:

ANALIZĂ, STABILITATE ŞI APLICAŢII - REZUMAT-

Conducător ştiinţific:

Prof. Dr. Habil. Ing. Nicoleta Gabriela HĂDĂRUGĂ

CUPRINS A. INTRODUCERE…………………………………………………………………………………………… 4

A.1. Scopul……………………………………………………………………………………………… 4

A.2. Obiectivele științifice propuse pentru rezolvare în cadrul cercetării științifice……........................ 4

A.3. Prezentarea pe scurt a conţinutului………………………………………………………………. 4

A.4. Gradul de încadrare a temei în preocupările internaţionale, naţionale, regionale………………. 5

B. CONŢINUTUL TEZEI DE DOCTORAT…………………………………………………………………………….. 5

B.1. Parte generală – Studiu bibliografic……………………………………………………………... 5

B.1.1. Introducere…………………………………………………………………………………………. 5

B.1.2. Specii de peşte din Dunăre: clasificări, compoziţie, utilizări……………………………………… 7

B.1.3. Matrici de încapsulare a componenţilor bioactivi din ulei de peşte ……………………………… 8

B.2. Parte specială – Contribuţii proprii……………………………………………………………... 10

B.2.1. Introducere, selecţia speciilor de peşte şi a metodelor de încapsulare…………………………… 10

B.2.2. Profilul acizilor graşi din uleiurile de peşte din Dunăre…………………………………………... 11

B.2.3. Obţinerea şi analiza complecşilor ciclodextrine / uleiuri de peşte din Dunăre................................ 12

B.3. Parte experimentală……………………………………………………………………………... 15

B.3.1. Probele de peşte din Dunăre şi extracţia uleiului de peşte………………………………………… 15

B.3.2. Derivatizarea uleiului de peşte din Dunăre………………………………………………………... 16

B.3.3. Analiza GC-MS a uleiului de peşte derivatizat………………………………………….................. 16

B.3.4. Obţinerea complecşilor ciclodextrine / uleiuri de peşte din Dunăre………………………………. 18

B.3.5. Termogravimetrie-termogravimetrie diferenţială (TG-DTG)……………………………………… 18

B.3.6. Calorimetria de scanare diferenţială (DSC)……………………………………………………….. 18

B.3.7. Analiză statistică clasică / multivariată şi analiză regresională………………………………….. 18

C. CONCLUZII………………………………………………………………………………………………... 19

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ………………………………………………………………………………… 20

ANEXE…………………………………………………………………………………………………………. 23

CUVINTE CHEIE: peşte, Dunăre, nanoîncapsulare, stabilitate termică, compuşi bioactivi, acizi graşi, ciclodextrine, DSC,

TG, GC-MS, analiză statistică clasică / multivariată, analiză regresională


4

A. INTRODUCERE

A.1. Scopul

Scopul prezentei Teze de Doctorat, intitulată “Compuşi bioactivi din peşte de provenienţă autohtonă:

analiză, stabilitate şi aplicaţii”, a fost de evaluare a profilului lipidic al unor specii de peşti din Dunăre şi de

obţinere a unor produse de tip complecşi ciclodextrine/ulei de peşte din Dunăre cu stabilitate şi proprietăţi

îmbunătăţite şi posibilitate de aplicare în domeniul produselor alimentare fortificate şi a suplimentelor alimentare.

S-a studiat complexarea uleiurilor de peşte din Dunăre în ciclodextrine, posibilitatea formării complecşilor de tip

gazdă-oaspete, prin prisma comportării moleculelor de apă/umiditate în timpul procesului de

complexare/cristalizare, determinate prin metode termice cum este termogravimetria şi calorimetria de scanare

diferenţială. În plus, s-a urmărit evaluarea influenţei profilului acizilor graşi din uleiurile de peşte din Dunăre

asupra conţinutului de apă de cristalizare a complecşilor cu ciclodextrinele.

A.2. Obiectivele științifice propuse pentru rezolvare în cadrul cercetării științifice

Obiectivul general al Tezei de doctorat a fost de studiu al posibilităţilor de valorificare a unor specii de

peşti autohtoni (din Dunăre) pentru aplicaţii alimentare, cosmetice şi/sau farmaceutice. Obiectivele specifice pot

fi clasificate astfel:

- Selectarea speciilor de peşte din Dunăre;

- Stabilirea modului de colectare şi pregătire a probelor;

- Stabilirea principiilor bioactive valoroase care urmează a fi studiate;

- Stabilirea metodelor de separare, purificare şi analiză;

- Stabilirea metodelor şi sistemelor de protejate a compuşilor bioactivi consideraţi;

- Obţinerea şi analiza unor produse noi cu aplicabilitate în domeniile alimentar, cosmetic / farmaceutic,

pe bază de principii bioactive din peşte din Dunăre, stabilizate prin nanoîncapsulare;

- Evaluarea statistică şi corelarea proprietăţilor produselor pe bază de principii bioactive de peşte din

Dunăre.

A.3. Prezentarea pe scurt a conţinutului

Teza de doctorat urmăreşte valorificarea compuşilor şi sistemelor bioactive din peşte de provenienţă

autohtonă, atât prin prisma profilului acestor compuşi (acizi graşi / gliceride), cât şi a stabilizării / protejării

acestora pentru aplicaţii în domeniile alimentar, cosmetic / farmaceutic.

Teza de doctorat cuprinde o parte generală privind cunoştinţele din domeniul studiilor legate de speciile de

peşte din Dunăre, cu specificitate pentru profilul acizilor graşi din aceste specii (metode de separare, analiză şi

utilizări), degradarea acestor compuşi şi metodele de protecţie pentru ameliorarea acestor procese, cum sunt micro-

şi nanoîncapsularea. S-a realizat un studiu de literatură în special asupra metodelor de obţinere, analiză şi aplicare

a sistemelor supramoleculare pe bază de ciclodextrine.

În partea specială a Tezei de doctorat sunt prezentate rezultatele obţinute pentru separarea, purificarea,

derivatizarea şi evaluarea profilului acizilor graşi din speciile de peşte din Dunăre selectate pentru studiu (de

exemplu, roşioară – Scardinius erythrophtalmus L., crap – Cyprinus carpio L., mreană – Barbus barbus L., oblete

– Alburnus alburnus L., scobar – Chondrostoma nasus L., scrumbie – Alonsa immaculata Bennett, sau somn –

Silurus glanis L.). S-a apelat la derivatizarea uleiurilor de peşte din Dunăre prin transformare în esteri metilici ai

acizilor graşi cu ajutorul sistemului metanol-trifluorură de bor şi analiza calitativă şi cantitativă prin gaz

cromatografie cuplată cu spectrometrie de masă (GC-MS). S-au identificat principalii acizi graşi omega-3 din

uleiurile de peşte studiate, precum şi cei din clasele acizilor graşi saturaţi, mono-, di-, tri-, tetra-, penta-,

hexanesaturaţi. S-au evaluat rapoartele omega-3/omega-6 din astfel de uleiuri de peşte, care sunt importante pentru

efectele benefice ale acizilor omega-3 împotriva afecţiunilor cardiovasculare sau neuronale.

O secţiune importantă a acestei părţi a fost obţinerea şi analiza sistemelor supramoleculare de tip

ciclodextrine/ulei de peşte din Dunăre, cu stabilitate şi proprietăţi mult îmbunătăţite (hidrosolubilitate aparentă,

posibilitate de dozare/procesare a produselor solide, caracteristici organoleptice/reducerea mirosului specific,

eliberare controlată). S-a apelat la complexarea uleiurilor de peşte cu ciclodextrine naturale şi de semi-sinteză,

pentru obţinerea unor produse solide cristaline, cu solubilitate aparentă în apă, pe bază de sisteme bioactive lichide,


5

hidrofobe. S-au folosit metode de pastificare-uscare, iar complecşii obţinuţi au fost analizaţi prin metode de

termogravimetrie, calorimetrie cu scanare diferenţială, precum şi de determinare a umidităţii prin metoda uscării

cu halogen. S-a demonstrat reducerea conţinutului de apă de cristalizare ca urmare a complexării şi formarea

complecşilor de incluziune ai ciclodextrinelor cu componenţii principali ai uleiurilor de peşte din Dunăre (în

special gliceride ale acizilor graşi esenţiali, inclusiv omega-3). S-au evaluat procesele calorimetrice care apar la

modificarea temperaturii complecşilor ciclodextrine/uleiuri de peşte din Dunăre, în special cele legate de

disocierea moleculelor de apă de cristalizare, a modificărilor legate de comportarea calorimetrică a componentelor

din uleirile de peşte, precum şi a efectelor datorate degradărilor componentelor acestor sisteme complexe (compuşi

bioactivi din peşte şi ciclodextrine).

Profilul acizilor graşi din uleiurile de peşte din Dunăre complexate cu ciclodextrine naturale sau de semi-

sinteză, precum şi parametrii obţinuţi din analizele termice au fost evaluate statistic prin metode regresionale şi de

analiză multivariată specifice. S-au validat ecuaţii matematice între parametrii specifici disocierii apei de

cristalizare din complecşii β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre, corespunzători analizelor termogravimetrice

şi calorimetrice, precum şi cu profilul cromatografil al acizilor graşi din uleiurile de peşte din Dunăre.

Concluziile sunt prezentate în partea finală a tezei şi sumarizează observaţiile şi posibilităţile de aplicare

alimentară sau în alte domenii adiacente a produselor inovative obţinute pe bază de complecşi ai ciclodextrinelor

cu uleiuri de peşte din Dunăre.

A.4. Gradul de încadrare a temei în preocupările internaţionale, naţionale, regionale

Cercetările efectuate pe parcursul elaborării tezei de doctorat au fost conectate preocupărilor internaţionale,

naţionale şi regionale ale colectivului de cercetare şi au tratat apecte fundamentale şi aplicative în domeniul chimiei

supramoleculare în domeniul evaluării/valorificării uleiului de peşte din Dunăre din sectorul Porțile de Fier I –

Călărași, precum şi de evaluarea a capacităţii de nanoîncapsulare şi protejare în ciclodextrine a unor principii

bioactive (trigliceride ale acizilor graşi, inclusiv omega-3).

Există multe studii în domeniul influenţei acizilor graşi omega-3 împotriva diverselor afecţiuni legate de

bolile sistemului cardiovascular şi neuronale (cum ar fi Alzheimer), în special pentru acizii eicosapentaenoic şi

docosapentaenoic, cele mai importante structuri constituente ale gliceridelor din uleiurile de peşte. Din păcate,

acizii graşi polinesaturaţi şi gliceridele acestora (componente principale din uleiurile de peşte din Dunăre) sunt

cele mai labile structuri în prezenţa aerului/oxigenului şi conduc la produşi de degradare cu potenţial periculos

pentru sănătate. Există studii privind condiţionarea uleiurilor de peşte de diverse provenienţe (în special din zonele

mondiale specifice producţiei şi comercializării acestora), care apelează la diverse matrici de încapsulare, însă

ciclodextrinele sunt mai puţin evidenţiate în acest sens. Mai mult, nu există studii privind nanoîncapsularea în

ciclodextrine a uleiurile de peşte din Dunăre, deşi disponibilitatea este importantă în zona supusă studiului. Aceste

abordări privind utilizarea acestor resurse din zona de aval a Dunării pot aduce informaţii importante privind

aplicabilitatea în special în domeniul alimentelor fortificate, dar şi a valorificării economice a resurselor proprii.

B. CONŢINUTUL TEZEI DE DOCTORAT

B.1. Parte generală – Studiu bibliografic

B.1.1. Introducere

Peştele şi produsele alimentare pe bază de peşte au un rol foarte important în alimentaţia omului, acesta

fiind consumat încă din cele mai vechi timpuri. La unele popoare, aceste produse de peşte reprezentau şi reprezintă

alimentele de bază. Produsele din peşte sunt valororase datorită compoziţiei speciale în proteine şi lipide, dar şi a

unor vitamine liposolubile. La nivel mondial se consumă peste 130 megatone de peşte (exprimat în produs

proaspăt), cele mai mari cantităţi fiind consumate în Asia (peste jumătate). De departe, cel mai mare consum de

peşte şi produse din peşte este în China (aproximativ o treime). Pe de altă parte, în Europa există cel mai mare

consum de peşte şi produse aferente, raportat numărul de locuitori, în special în zona ţărilor nord- şi vest-europene

(Islanda, Portugalia, Norvegia, Spania, Franţa, Finlanda, Suedia, Luxemburg). De asemenea, în Asia, cel mai mare

consum raportat la numărul de locuitori este în Japonia.


6

Există multe produse alimentare pe bază de peşte, cei mai importanţi peşti utilizaţi pentru consum fiind

sturionii, rechinul, heringul, sardina, hamsia, codul, sau tonul dintre speciile de peşti oceanici (de apă sărată),

respectiv păstrăvul, ştiuca, şalăul, crapul, sau somonul în cazul peştilor de apă dulce.

Peştele este o sursă importantă de proteine, principalii aminoacizi constituenţi fiind arginina, lisina, acizii

aspartic şi glutamic, alanina şi glicina. Se apelează de multe ori la hidrolizate proteice din peşte pentru

biodisponibilizarea acestor aminoacizi. Pe de altă parte, glicogenul este principalul constituent din clasa

carbohidraţilor, existent în peşte.

Cea mai mare valoare nutritivă a peştelui şi a produselor din peşte este dată de partea lipidică, respectiv

uleiul de peşte. Compoziţia acestuia variază în limite foarte largi, care depind de mai mulţi factori cum ar fi specia

de peşte, maturitatea acestuia, sezonul de capturare, disponibilitatea sau tipul de hrană administrată. Cel mai

important aspect este legat de prezenţa în concentraţii semnificative a acizilor graşi omega-3 cu catenă lungă în

aceste părţi lipidice din peşte. Se ştie că acidul (all-Z)-5,8,11,14,17-eicosapentaenoic (EPA) şi acidul (all-Z)-

docosa-4,7,10,13,16,19-hexaenoic (DHA) sunt cei mai importanţi acizi omega-3 din uleiurile de peşte. Aceşti doi

acizi sunt utili pentru menţinerea sănătăţii omului sau pentru ameliorarea unor boli, implicaţiile cele mai imporante

fiind în bolile neuronale şi cardio-vasculare, dislipidemii, diabet şi chiar afecţiuni inflamatorii, cancer şi

osteoporoză. În plus, DHA influenţează mecanismul vasodilatator şi conduce la scăderea presiunii sanguine în

cazul persoanelor supraponderale. Mai mult, aceşti acizi nu pot fi biosintetizaţi de organismul uman. Prin urmare,

este necesar ca aceşti acizi omega-3 să fie preluaţi din hrană, iar cea mai bună sursă este peştele şi produsele din

peşte, în special uleiurile de peşte. Speciile de peşte cu cel mai mare conţinut de astfel de acizi graşi polinesaturaţi

sunt macroul, somonul cu carne roşie, sardinele şi tonul, care prezintă un conţinut din aceşti componenţi valoroşi

în partea comestibilă de 0,25-1,1 g/100 g pentru EPA şi 0,98-2,56 g/100g pentru DHA.

Fluviul Dunăre este populat de diverse specii de pești, atât specii de apă dulce cât și de apă sărată. Cei din

urmă migrează din zona Marii Negre pentru a-și depune ouăle. Din cele peste 100 de specii de pești din ţara noastră

se exploatează aproximativ 30 de specii. Din cei peste 800 000 km2 acoperiţi de Bazinul Dunăre (cu o lungime de

2857 km), România acoperă 29%. De la intrarea în ţară prin localitatea Baziaş şi până în localitatea Sulina, Dunărea

românească măsoară aproximativ 1075 km, fiind împărţită în sectoare astfel: sectorul Baziaş - Porţile de Fier numit

şi sectorul „defileului” (cel lung defileu din Europa - 144 km), sectorul Porţile de Fier - Călăraşi (sectorul „luncii”),

sectorul Călăraşi – Brăila (sectorul „bălţilor” - Balta Ialomiţei), respectiv sectorul “Dunării maritime” (Brăila –

Sulina) (figura B.1.1).

Figura B1.1. Traseul fluviului Dunăre de la izvoare (Germania) până la vărsarea în Marea Neagră


7

B.1.2. Specii de pește din Dunăre: clasificări, compoziţie, utilizări

Dintre speciile de peşti din fluviul Dunăre, care trăiesc în zona ţării noastre, s-au selectat pentru studiu şapte

specii din familiile Cyprinidae, Clupeidae şi Siluridae (roşioară - Scardinius erythrophtalmus L., crap – Cyprinus

carpio L., mreană - Barbus barbus L., oblete – Alburnus alburnus L., scobar - Chondrostoma nasus L., scrumbie

de Dunăre – Alonsa immaculata Bennett şi somn – Silurus glanis L.). S-au ales aceste specii pentru că majoritatea

sunt încadrate de Uniunea Internaţională pentru Conservarea Naturii (IUCN) în clasa care prezintă cele mai reduse

probleme de mediu şi existenţă (LC – “Least concern fish species”) sau cel mult cu probleme de vulnerabilitate

(VU – “vulnerable fish species”).

Clasificarea acestora, pornind de la încrengătura Chordata, clasa Actinopterygii şi ordinul Cyprinidae, este

prezentată în detaliu în tabelul de mai jos pentru familie, gen şi specie.

Tabel B.1.1.

Clasificarea peştilor din Dunăre, cu specificitate pentru probele utilizate în studiu

Denumire Familie Gen Specie

Mreana Cyprinidae Barbus Barbus barbus L.

Oblete Cyprinidae Alburnus Alburnus alburnus L.

Scobar Cyprinidae Chondrostoma Chondrostoma nasus L.

Scrumbie de Dunăre Clupeidae Alosa Alonsa immaculata Bennett

Somn Siluridae Silurus Silurus glanis L.

Crap Cyprinidae Cyprinus Cyprinus carpio L.

Roșioara Cyprinidae Scardinius Scardinius erythrophtalmus L.

În figura de mai jos sunt prezentate câteva dintre probele utilizate în prezentul studiu. Roşioara este

răspândită în apele Europei, inclusiv în ţara noastră, în ape stătătoare sau râuri de deal şi şes. Trăieşte în bancuri,

în general 2-3 ani şi are dimensiuni de 20-30 cm. Există exemplare care ajung şi la 17 ani. Crapul este originar din

Asia Mică, dar este răspândit în toate apele dulci ale Europei şi Asiei. Este considerat a fi dăunător pentru alte

specii. Are în general dimensiuni de 40-80 cm, ajunge la greutăţi chiar şi de 14 kg şi trăieşte în bancuri. Mreana

este de dimensiuni şi greutăţi asemănătoare crapului (50-100 cm şi 1-3 kg), fiind o specie de peşte foarte întânlnită

în Europe Centrală, inclusiv în România (râurile Olt, Mureş, Siret, Prut, Someş, Târnave, Crişuri, Argeş, Jiu, Bega,

Cerna, Timiş şi fluviul Dunăre). Dintre peştii de dimensiuni mici s-a studiat obletele, o specie de peşte foarte

răspândită în apele dulci. În ţara noastră trăieşte în Dunăre dar şi în lacuri (Snagov şi Siutghiol). Nu depăşeşte 25

cm şi trăieşte în bancuri mari de peşti. Scobarul este, de asemenea, o specie de peşte de dimensiuni mici (25-40

cm) şi nu depăşeşte 1 kg, chiar dacă unele exemplare ajung şi la 15 ani. Sunt peşti migratori, care trăiesc în bancuri,

în special la noi în ţară. Scrumbia de Dunăre are caracteristici similare scobarului (dimensiuni de 30-45 cm şi

greutăţi de 0,3-0,6 kg), este un peşte migrator şi trăieşte tot în bancuri de peşti. Din aceste cauze a fost restrânsă

posibilitatea de migrare a acestei specii de peşte în Dunăre (pentru reproducere) din zona Mării Negre şi Mării

Marmara. Somnul este un peşte de dimensiuni şi greutăţi mai însemnate în comparaţie cu celelalte specii

considerate (până la 160 cm lungime şi 15-20 kg greutate). Somnul poate fi găsit în majoritatea apelor dulci (râuri,

lacuri şi bălţi). În România poate fi pescuit din râurile şi lacurile de şes, Dunăre şi Delta Dunării.

(a) (b)


8

(c) (d)

Figura B.1.2. Selecţie ale probelor de specii de peşte din Dunăre utilizate în studiu:

(a) – crap, (b) – mreană, (c) – oblete, (d) - scrumbie

B.1.3. Matrici de încapsulare a componenţilor bioactivi din ulei de peşte

Principalele matrici de încapsulare utilizate pentru condiţionarea compuşilor bioactivi din peşte din Dunăre

(în principiu, ulei de peşte extras din diverse părţi ale peştelui), au fost ciclodextrinele naturale sau modificate.

Ciclodextrinele sunt structuri naturale sau de semisinteză, cu proprietăţi valoroase în aplicaţii diverse. Se

obţin prin biosinteză cu ajutorul Bacillus macerans sau în prezenţa enzimelor responsabile pentru aceste procese

biosintetice (ciclodextrin-glucozil-transferaza în diverse forme stabilizate). Din punct de vedere structural,

ciclodextrinele aparţin clasei oligozaharidelor ciclice. Structura primară a ciclodextrinelor naturale presupune

ciclizarea a şase, şapte sau opt unităţi glucopiranozice într-o structură macrociclică.

O

O

O

O

O

O

O O

O

O

OO

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OHOH

OH

OH

OHOH

OH

OHOH

OH

n

n = 1: alpha-ciclodextrina

n = 2: beta-ciclodextrina

n = 3: gamma-ciclodextrina

Figura B.1.3. Structurile ciclodextrinelor naturale (α-, β- şi γ-ciclodextrina)

Structura secundară a acestor ciclodextrine se aseamănă cu un trunchi de con cu centrul aproximativ

ciclindric. Grupările hidroxil libere ale resturilor glucozidice sunt orientate spre exteriorul macrociclului toroidal,

iar cavitatea interioară care se formează pentru aceste structuri secundare prezintă caracter hidrofob. În timpul

procesului de încapsulare moleculară are loc înlocuirea moleculelor de apă de cristalizare cu moleculele oaspete

sau cu resturi moleculare compatibile ale acestora. În plus, există posibilitatea de stabilizare a complexului gazdă-

oaspete prin legături de hidrogen care se pot forma între grupe corespunzătoare din structura compusului oaspete

şi grupările hidroxil ale ciclodextrinelor. Este şi cazul acizilor graşi liberi, care prezintă un rest alchil hidrofob

compatibil cu cavitatea ciclodextrinelor şi o grupare carboxil care poate forma legături de hidrogen cu grupele

hidroxil de pe faţa secundară a compusului gazdă.


9

OH

OH

OH

OH

OH OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH OH

OH

OH

C

O

OH

OH

OH

OH

OH

OH OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH OH

OH

OH

O

COH

-ciclodextrina

Acid (all-Z)-5,8,11,14,17-eicosapentaenoic (EPA)

Complex EPA / -ciclodextrina(interactiune hidrofoba si formare de legatura de H)

Figura B.1.4. Procesul de formare a complexului de incluziune moleculară dintre β-ciclodextrină şi un acid gras

omega-3 (acidul (all-Z)-5,8,11,14,17-eicosapentaenoic, EPA). Se observă interacţiunea de tip van der Waals

(hidrofobă) dintre restul hidrocarbonat nesaturat al acidului gras şi cavitatea hidrofobă a ciclodexterinei, precum

şi stabilizarea complexului gazdă-oaspete prin formarea unei legături de hidrogen între oxigenul carbonilic al

grupării carboxil din EPA şi hidrogenul unei grupări hidroxil secundare din structura β-ciclodextrinei

Cele mai multe aplicaţii ale ciclodextrinelor şi complecşilor acestora sunt în domeniul farmaceutic şi

alimentar. Avantajele complexării ciclodextrinelor cu compuşi bioactivi din aceste domenii sunt în special

protecţia împotriva degradărilor compuşilor oaspete sub acţiunea diveşilor factori de mediu (aer/oxigen, radiaţii

electromagnetice, medii chimice etc.), protecţia împotriva degradărilor termice, îmbunătăţirea hidrosolubilităţii

aparente a compuşilor bioactivi hidrofobi şi a biodisponibilităţii, reducerea volatilităţii aparente, sau chiar

eliminarea mirosurilor şi gusturilor neplăcute pentru compuşii destinaţi produselor alimentare sau farmaceutice.

Există, de asemenea, unele avantaje tehnologice care rezultă în urma procesului de complexare gazdă-oaspete:

standardizarea/dozarea uşoară a compuşilor bioactivi, manipularea uşoară a complecşilor solizi cristalizaţi, care

pot conţine chiar şi compuşi bioactivi lichizi, reducerea costurilor de ambalare şi depozitare. În plus, proprietatea

de eliberare controlată a compusului bioactiv încapsulat în ciclodextrine a fost mult utilizată pentru obţinerea de

specialităţi farmaceutice sau chiar suplimente alimentare cu “efect retard”.

Există mai multe metode de obţinere a complecşilor de incluziune moleculară ai ciclodextrinelor, care

depind atât de tipul compusului oaspete (de obicei un compus organic bioactiv), cât şi de tipul şi caracteristicile

ciclodextrinei, respectiv de aplicabilitatea complexului obţinut. De asemenea, sunt utilizate mult metodele de

obţinere a complecşilor ciclodextrinelor în stare solidă, dar există situaţii în care complecşii sunt obţinuţi în soluţie

apoasă, fără separarea acestora, pentru aplicaţii specifice. Pe scurt, metodele de obţinere a acestor complecşi ai

ciclodextrinelor sunt: co-cristalizare sau co-precipitare, pastificare, co-evaporare, pulverizare-uscare sau răcire-

uscare, respectiv metode ce presupun utilizarea dioxidului de carbon supercritic.


10

B.2. Parte specială – Contribuţii proprii

B.2.1. Introducere, selecţia speciilor de peşte şi a metodelor de încapsulare

În studiul prezentat pe baza cercetărilor publicate de autor şi colaboratori (Food Chemistry 2017, 236, 49-

58, doi: 10.1016/j.foodchem.2017.03.093, IF(ISI WoS) 4.529 / Q1) privind protejarea a compuşilor bioactivi (acizi

graşi / gliceride din peşte de provenienţă autohtonă (Dunăre)), ne-am îndreptat atenţia asupra stabilizării şi

protejării prin încapsulare a acestora în matrici oligozaharidice. Ca matrici de încapsulare s-au utilizat

ciclodextrinele, principalele aspecte studiate în acest sens fiind:

- compoziția chimică a uleiului de pește dunărean (profilul acizilor graşi);

- complexarea uleiului de pește (Dunăre) în ciclodextrine;

- analize prin termogravimetrie şi calorimetrie cu scanare diferenţială a complecşilor ulei de

pește din Dunăre/β-ciclodextrină;

- evaluarea conținutului de umiditate (apă de cristalizare) a complecşilor β-ciclodextrină/ulei

de pește din Dunăre;

- analiză statistică clasică / multivariată şi regresională.

Cei mai importanţi acizi graşi din uleiurile de peşte sunt în special acizii graşi ω-3, acidul (all-Z)-

5,8,11,14,17-eicosapentaenoic (EPA) şi acidul (all-Z)-docosa-4,7,10,13,16,19-hexaenoic (DHA) fiind

preponderenţi. EPA şi DHA sunt cunoscuţi ca având implicaţii imporante în boli neuronale şi cardio-vasculare,

dar şi în diabet, inflamaţii, cancer şi osteoporoză. Aceşti acizi nu pot fi sintetizaţi de organismul uman, fiind necesar

aportul prin dietă.

Există multe surse de acizi uleiuri de peşte cu conţinut variabil de acizi graşi ω-3, atât de provenienţă

sălbatică, cât şi de acvacultură. Speciile de peşte de provenienţă sălbatică devin din ce în ce mai importanţi pentru

impactul lor economic şi social (asupra sănătăţii omului). Dunăre este o sursă valoroasă de astfel de specii de peşte

în Europa. Câteva exemple luate în studiu sunt mreana (Barbus barbus L.), scrumbia (Alosa immaculata Bennett),

somnul (Silurus glanis L.) şi obletele (Alburnus alburnus L.). Există puţine studii legate de aceste specii de peşte

de Dunăre în ceea ce priveşte profilul acizilor graşi. Pe lângă aspectele benefice ale componentelor polinesaturate

ale uleiului de peşte, acizii graşi şi gliceridele corespunzătoare sunt foarte labile în prezenţa oxigenului şi

temperaturilor ridicate şi prezintă stabilitate redusă. Se formează compuşi cu caracter radicalic şi derivaţi cu miros

dezagreabil, care reduc semnificativ valoarea alimentară şi farmaceutică a acestor produse.

Pentru ameliorarea acestor procese nedorite se apelează la protejarea gliceridelor acizilor graşi constituenţi

ai uleiurilor de peşte împotriva oxidării sau împotriva altor procese degradante datorate factorilor de mediu.

Încapsularea (inclusiv încapsularea moleculară) este mult utilizată în acest sens. Una dintre metodele de protejare

este încapsularea acestor compuşi. Pentru încapsularea uleiurilor de peşte s-au utilizate diverse matrici ca:

amidonuri, alte polihaharide şi derivaţi, hidrolizate proteice; procesarea se realizează prin pulverizare granulară,

pulverizar-uscare sau răcire-uscare. Pentru încapsularea moleculară sunt utilizate frecvent ciclodextrinele, datorită

avantajelor prezentate (în special protejării împotriva degradării/oxidării, hidrosolubilizării aparente a

componentelor uleiului de peşte, care pot fi încapsulate eficient în cavitatea hidrofobă a ciclodextrinelor, obţinerea

unor formulări solide din sistemele hidrofobe lichide reprezentate de uleiurile de peşte etc.). În cazul complexării

cu ciclodextine se apelează la metode de co-cristalizare sau co-precipitarea, pastificarea, co-evaporarea,

pulverizarea-uscarea şi răcirea-uscarea, sau complexarea ce utilizează dioxid de carbon supercritic, fie la scară de

laborator, pilot sau la nivel industrial. Metodele de analiză a complecşilor ciclodextrinelor sunt foarte diverse:

metode gaz- şi lichid-cromatografice (GC, HPLC), termogravimetrie, calorimetrie cu scanare diferenţială, metode

spectroscopice (în special difracţie de raze X, spectroscopie de infraroşu cu transformată Fourier etc.), microscopie

electronică cu scanare sau cu transmisie şi chiar metode Karl Fischer de titrare a apei de cristalizare, care poate

aduce indicii indirecte în ceea ce priveşte înlocuirea moleculelor de apă din cavitatea ciclodextrinelor de compuşii

bioactivi hidrofobi ce se încapsulează.


11

B.2.2. Profilul acizilor graşi din uleiurile de peşte din Dunăre

Profilul acizilor graşi din uleiurile separate din speciile de peşte din Dunăre (cu randamente de separare a

uleiului de peşte cuprinse între 1,48% pentru mreană şi doar 0,54% pentru uleiul de oblete) a fost determinat ca şi

concentraţii relative ale esterilor metilici ai acizilor graşi utilizând metoda de analiză GC-MS.

S-au separat peste 160 de compuşi prin GC, mulţi dintre aceştia fiind esteri metilici ai acizilor graşi esenţiali.

Oricum, s-au identificat şi câţiva compuşi de degradare din clasa aldehidelor sau a acizilor formil-carboxilici (ca

acetali sau acetali/esteri metilici). O selecţie a compuşilor identificaţi prin intermediul spectrelor MS şi a valorilor

RI, precum şi concentraţiile relative ale acestora sunt prezentate în tabelul B.2.1. Se poate observa că acizii graşi

mononesaturaţi (MUFA) sunt cei mai concentraţi în uleiurile de peşte de Dunăre derivatizate (36 - 45 %), cu cele

mai mari valori pentru uleiurile din mreană şi somn. Cei mai importanţi acizi au fost oleic şi palmitoleic (15,6-

19,4% şi, respectiv 8,2-20,1%). Oricum, diferenţele de concentraţie pentru acidul oleic în uleiurile de peşte din

Dunăre au fost relativ scăzute, în comparaţie cu cele pentru acidul palmitoleic. S-au identificat mai mulţi acizi

graşi din clasa celor saturaţi, având structuri liniare, ramificate sau chiar cu resturi ciclopropanice. Această clasă

de acizi saturaţi a prezentat concentraţii relative între 25,3% pentru uleiul de somn şi 30.8% pentru cel de scrumbie.

Acidul palmitic a fost cel mai concentrat în toate probele analizate (15,9-17,4%). S-au identificat, de asemenea,

acizii miristic (2,7-9,6%) şi stearic (2-3,9%).

Cei mai importanţi acizi identificaţi în uleiurile de peşte de Dunăre au fost acizii graşi polinesaturaţi

(PUFA), în special cei ω-3. Aceştia au fost determinaţi în concentraţii care s-au situat între 10,9% pentru uleiul de

oblete şi 16,7% pentru cel de scrumbie (cu valori apropiate de 15,2-15,3% pentru celelalte două uleiuri). Este

foarte interesantă variaţia concentraţiilor PUFA ω-3 pentru aceste probe de ulei de peşte din Dunăre. EPA a fost

cel mai concentrat în cazul somnului şi a scrumbiei (3,8% şi, respectiv, 3,1%), in timp ce uleiul de oblete a

prezentat o concentraţie de doar 0,9% pentru EPA. Diferenţe similare au fost observate şi pentru DHA (5,3%

pentru uleiul de scrumbie şi doar 0,3% pentru cel de oblete). Concentraţii semnificative de până la 1,5% au fost

determinate pentru acidul clupanodonic (DPA sau acid (all-Z)-7,10,13,16,19-docosapentaenoic) în uleiul de somn.

Tabel B.2.1.

Profilul acizilor graşi (ca esteri metilici) pentru uleiurile de peşte din Dunăre derivatizate, determinate prin analiză GC-

MS. Este prezentată şi compoziţia în acizi graşi saturaţi (SFA), acizi graşi mononesaturaţi (MUFA), respectiv acizi graşi

polinesaturaţi (PUFA), precum şi ca sumă a concentraţiilor acizilor ω-9, ω-6, ω-3 şi raportul ω-3/ω-6. Concentraţiile

relative sunt prezentate ca medie ± deviaţia standard (Area (%) SD) şi ca interval (Area (%), min-max, în paranteză)

pentru probele multiplicat (n = 4), respectiv doar ca interval pentru analizele duplicat (Area (%), min-max). Principalii

acizi graşi ω-3 sunt evidenţiaţi. Identificare MS Indice de

retenţie

(timp de

retenţie –

RT, min)

Ulei de

mreană

(Common

barbel oil)

Arie (%)

(min-max)

(n = 2)

Ulei de scrumbie)

Pontic shad oil

Arie (%) ± SD

(min-max)

(n = 4)

Ulei de somn

(European wels catfish oil)

Arie (%) ± SD

(min-max)

(n = 4)

Ulei de

oblete

(Common

bleak oil)

Arie (%)

(min-max)

(n = 2)

Acid caprilic, ester metilic 1121 (10.99) - - - 0.08 - 0.15

Acid lauric, ester metilic 1522 (19.97) 0.41 - 0.48 - 0.16 0.09 (0.04 - 0.24) 1.07 - 1.16

Acid tridecanoic, ester metilic

1621 (21.93) 0.04** 0.11 0.01 (0.10 - 0.13) 0.07** 0.06**

Acid miristoleic, ester

metilic

1709 (23.56) 0.87 - 0.93 0.24 0.02 (0.22 - 0.26) 0.16 0.07 (0.06 - 0.23) 0.42 - 0.49

Acid miristic, ester metilic 1725 (23.85) 5.90 - 7.09 9.56 0.83 (8.79 - 10.73) 2.74 1.17 (1.10 - 3.76) 4.97 - 5.14

Acid pentadecanoic, ester

metilic

1823 (25.58) 0.69 - 0.71 1.20 0.07 (1.13 - 1.28) 0.80 0.26 (0.42 - 0.98) 0.53 - 0.73

Acid palmitoleic, ester

metilic

1910 (27.05) 19.92 - 20.28 8.16 0.73 (7.36 - 9.05) 15.9 3.25 (11.31 - 18.42) 14.84 -

15.45

Acid palmitic, ester metilic 1933 (27.43) 16.58 - 18.32 16.97 1.75 (15.29 - 18.97) 17.11 3.13 (12.79 - 19.62) 15.91 - 15.98

Acid margaric, ester

metilic

2024 (28.9) 0.19 - 0.25 0.38 0.05 (0.34 - 0.45) 0.55 0.05 (0.52 - 0.62) 0.20 - 0.39

Acid γ-linolenic, ester

metilic

2073 (29.67) 0.21 - 0.22 0.13 0.02 (0.11 - 0.15) 0.09 0.01 (0.07 - 0.10) 0.10 - 0.23

Acid stearidonic, ester metilic

2079 (29.76) 0.57 - 0.76 1.75 0.24 (1.52 - 2.04) 0.28 0.06 (0.20 - 0.35) 0.28 - 0.59

Acid linoleic, ester metilic 2097 (30.05) 5.01 - 5.61 2.31 0.10 (2.20 - 2.42) 3.38 0.22 (3.22 - 3.71) 4.47 - 7.51

Acid oleic, ester metilic 2108 (30.21) 16.3 - 17.5 17.56 2.18 (15.49 - 19.71) 19.41 1.36 (17.85 - 21.02) 14.14 - 17.03


12

Acid elaidic, ester metilic 2111 (30.25) 3.76 - 3.96 2.9 0.25 (2.64 - 3.11) 6.07 0.71 (5.30 - 7.03) 2.49 - 3.15

Acid stearic, ester metilic 2127 (30.5) 1.68 - 2.24 2.38 0.37 (1.98 - 2.83) 3.90 0.64 (3.18 - 4.71) 1.56 - 3.15

Acid arachidonic, ester

metilic

2250 (32.35) 0.96 - 1.56 0.35 0.05 (0.30 - 0.41) 1.91 0.73 (1.26 - 2.96) 0.77**

EPA ester metilic,

Acid 5,8,11,14,17-

eicosapentaenoic, ester

metilic, (all-Z)-

2256 (32.44) 2.32 - 3.41 3.14 0.52 (2.57 - 3.80) 3.80 1.60 (2.41 - 6.10) 0.51 - 1.36

Acid arachidic, ester

metilic

2318 (33.34) - 0.17 0.05 (0.12 - 0.23) 0.10* 0.11**

DHA ester metilic,

Acid 4,7,10,13,16,19-

docosahexaenoic, ester

metilic, (all-Z)-

2432 (34.97) 1.36 - 2.50 5.33 0.99 (4.15 - 6.47) 2.15 1.13 (1.44 - 3.83) 0.13 - 0.42

DPA ester metilic,

Acid 7,10,13,16,19-

docosapentaenoic, ester

metilic, (all-Z)- (acid

clupanodonic acid, ester

metilic)

2446 (35.16) 0.60 - 1.15 0.61 0.16 (0.44 - 0.83) 1.54 0.85 (1.04 - 2.82) 0.06 - 0.23

Alţi compuşi

SFA 27.28 30.77 25.26 25.68

MUFA 44.20 36.11 44.97 37.10

PUFA 15.29 16.74 15.24 10.87

ω-9 16.90 18.20 20.11 16.24

ω-6 6.92 4.09 5.44 7.07

ω-3 6.63 12.05 8.68 2.75

ω-3/ω-6 0.96 2.95 1.60 0.39

Concentraţiile însumate ale acizilor ω-3 s-au situat între 6,6% pentru uleiul de mreană la 12,1% pentru

cel de scrumbie. Cea mai scăzută concentraţie a acestor acizi a fost determinată în cazul uleiului de oblete (doar

2,8%).

Se cunoaşte faptul că un raport ω-3/ω-6 mai mare de 0,2 prezintă efecte benefice pentru organismul uman,

în special în cazul bolilor cardio-vasculare şi în tratamentul sau prevenţia bolilor mentale. Toate uleiurile de peşte

din Dunăre studiate au prezentat astfel de rapoarte de aproape 1,0 pentru uleiul de mreană sau chiar mai mari

(aproape 3 pentru uleiul de scrumbie şi 1,6 pentru cel de somn). A făcut excepţie uleiul de oblete, pentru care acest

raport a fost de doar 0,4, însă oricum peste valoarea limită indicată.

Luând în considerare căile de biosinteză a acizilor graşi în regnul animal (inclusiv în cazul peştilor), acestea

pornesc de la acetil-coenzima A pe calea acetat, iar acizii graşi saturaţi formaţi intermediar sunt transformaţi

progresiv în PUFA. EPA, DHA şi DPA sunt ultimii în acest lanţ al biosintezei. Prin urmare, speciile de peşte care

trăiesc mai mulţi ani (de exemplu, mreana sau somnul), prezintă concentraţii mai mari de acizi graşi ω-3 în

comparaţie cu peştii care trăiesc doar câţiva ani (cum este obletele). Există puţine studii privind compoziţia acizilor

graşi, în special pentru uleiul de somn sau cel de mreană, dar nu s-au găsit infomaţii despre uleiurile de scrumbie

sau de oblete. Oricum, datele de literatură pentru primele specii sunt în concordanţă cu cele obţinute în cadrul

acestor studii (44,2/41,6% MUFA şi 25,4/28,3% PUFA pentru uleiul de somn, 32,2% MUFA şi 32,8% PUFA

pentru uleiul de mreană din Marea Neagră).

B.2.3. Obţinerea şi analiza complecşilor ciclodextrine/uleiuri de peşte din Dunăre

Complexarea uleiului de peşte din Dunăre cu ciclodextrinele permite protejarea acizilor graşi (în general

sub formă de trigliceride în uleiuri) împotriva degradării termice şi oxidative. Conţinutul de umiditatea (în special

apa de cristalizare) poate fi un parametru indirect pentru evaluarea procesului de incluziune moleculară gazdă-

oaspete, datorită înlocuirii moleculelor de apă din interiorul cavităţii ciclodextrinei de către molecula oaspete

(trigliceride din uleiul de peşte). Disocierea moleculelor de apă apare, în general, până la 140 °C pentru complecşii

β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre. Prin urmare, s-au direcţionat analizele termice TG şi DSC spre acest

interval.

Analiza TG a complecşilor β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre şi a β-ciclodextrinei comerciale a

indicat clar înlocuirea parţială a moleculelor de apă de către compuşii oaspete din uleiurile de peşte (trigliceride).

Conţinutul de umiditate (în special apă) a complecşilor echimolari β-ciclodextrină/ulei de peşte a fost sub jumătate

din valoarea determinată pentru β-ciclodextrină (<6,5%, comparativ cu 13,3%), conform determinărilor TG (Tabel

B.2.2 şi Figura B.2.1.).


13

Tabel B.2.2. Analiza prin termogravimetrie-termogravimetrie diferenţială pentru complecşii β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre

(Notaţii: β-CD – β-ciclodextrină, Brb – mreană, Psh – scrumbie, Ewc – somn şi Blk – oblete, ML<140°C – pierdere de

masă (TG) până la 140 °C, ML140-270°C – pierdere de masă (TG) în intervalul 140-270 °C, t1(DTG) – temperatura picului

DTG corespunzător pierderii apei de cristalizare, t2(DTG) – temperatura picului DTG corespunzător degradării

ciclodextrinei/componentelor complexului)

Cod ML<140°C (%) ML140-270°C

(%)

ML>270°C (%) t1(DTG)

(°C)

t2(DTG)

(°C)

β-CD 13.24 - 13.37 0.05 - 0.05 72.23 - 74.77 83.9 - 87.5 328.0 - 328.9

β-CD/ Brb_1:1 6.25 - 6.76 4.69 - 5.83 59.01 - 60.65 133.3 - 138.1 319.0 - 325.5

β-CD/ Brb_2:1 8.86 - 9.10 3.71 - 3.76 63.49 - 65.52 76.1 - 89.3 322.0 - 324.4

β-CD/ Psh_1:1 4.56 - 4.98 2.62 - 3.96 65.59 - 74.13 72.8 - 82.5 324.0 - 327.3

β-CD/ Psh_2:1 7.74* 3.12* 69.33* 73.2* 324.9*

β-CD/ Ewc_1:1 1.89 - 3.08 2.25 - 3.06 70.46 - 78.99 104.2 - 128.8 312.3 - 320.9

β-CD/ Blk_1:1 5.01 - 6.42 0.94 - 1.62 55.75 - 58.34 73.7 - 81.4 319.4 – 324.0

Figura B.2.1. Termogramele suprapuse pentru complecşii β-ciclodextrină/ulei de mreană la raport molar de 1:1

(duplicat) şi β-ciclodextrină

Complecşii β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre la raport molar de 2:1 au reţinut o concentraţie mai

mare de apă, aşa cum rezultă din analizele TG privind pierderea de masă până la 140 °C (9% pentru complexul β-

cclodextrină/ulei de mreană şi 7,7% pentru complexul β-ciclodextrină/ulei de scrumbie). Diferenţe semnificative

s-au observat pentru intervalul de temperatură 140-270 °C. Pierderea de masă este semnificativă pentru complecşi

(1,3-5,3%) faţă de β-ciclodextrina comercială, pentru care pierderea de masă pe acest interval a fost de doar 0,05%.

Astfel, s-a observat o pierdere de umiditate mai mare pentru complecşii β-ciclodextrină/ulei de mreană şi β-

ciclodextrină/ulei de scrumbie (5,3% şi 3,4% pentru complecşii 1:1, respectiv 3,7% şi 3,1% pentru complecşii 2:1;

tabel B.2.2 şi figura B.2.1). Pe de altă parte, complexul β-ciclodextrină/ulei de oblete a prezentat cea mai scăzută

pierdere de masă în acest interval (1,3%). Acest lucru sugerează că moleculele de “apă puternic legată” (sau alţi

compuşi volatili, cum sunt moleculele de solvent) au fost regăsite într-un conţinut mai mare în primele probe.

Aceste diferenţe au fost de asemenea observate la compararea picurilor DTG corespunzători eliberării moleculelor

de apă. Pe de altă parte, temperaturile DTG corespunzătoare degradării β-ciclodextrinei şi a complecşilor β-

ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre au fost relativ apropiate (316,6-328,5 °C), cea mai mare valoare fiind totuşi

pentru β-ciclodextrină (tabel B.2.2).

Analiza prin calorimetrie de scabare diferenţială (DSC) a complecşilor β-ciclodextrină/ulei de peşte din

Dunăre este în acord cu rezulatele TG. Comportarea DSC pentru complecşii obţinuţi la raport molar de 1:1 a fost

semnificativ diferită în comparaţie cu β-ciclodextrina comercială sau cu complecşii obţinuţi la rapoarte molare de

2:1.

Cei mai importanţi parametri DSC relativ la disocierea moleculelor de apă (umiditate) din complecşii β-

ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre sunt aria şi temperatura picului de până la 140 °C (tabel B.2.3 şi figura

B.2.2). Aria picului corespunzător umidităţii în cazul β-ciclodextrinei a fost de 536 J g-1, în timp ce în cazul tuturor

celorlalţi complecşi β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre acest parametru a avut valori cuprinse în intervalul

304-423 J g-1, ceea ce este în corelaţie cu datele TG.

50 100 150 200 250 300 350Temperature /°C

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TG /%

0

50

100

150

200

250

Flow /(ml/min)

beta-Cyclodextrin

beta-Cyclodextrin / common barbel oil complexes 1:1 (duplicate)

Mass Change: -13.24 %

Mass Change: 0.05 %


Mass Change: -6.25 %Mass Change: -5.83 %


Mass Change: -6.76 %Mass Change: -4.69 %


[1]

[1]

[1]

[2]

[2]

[2]

[3]

[3]

[3]


14

Tabel B.2.3. Analiza prin calorimetrie de scanare diferenţială pentru complecşii β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre (Notaţii: β-

CD – β-ciclodextrină, Brb – mreană, Psh – scrumbie, Ewc – somn şi Blk – oblete, A1-3(DSC) – ariile picurilor DSC

corespunzătoare disocierii apei de cristalizare/umidităţii, t1-3(DSC) – temperaturile picurilor DSC corespunzătoare

proceselor menţionate)

Code A1(DSC)

(J g-1)

A2(DSC)

(J g-1)

A3(DSC)

(J g-1)

t1c(DSC)

(°C)

t2(DSC)

(°C)

t3(DSC)

(°C)

β-CD 536* 197* 178* 110.2* - 329.6*

β-CD/ Brb_1:1 410 - 435 146 - 173 140 - 296 113.8 – 144.0 221.3 - 224.6 295.9 - 304.9

β-CD/ Brb_2:1 374 - 424 90 - 120 121 - 133 104.6 - 105.8 218.8 – 221.0 302.8 - 304.6

β-CD/ Psh_1:1 262 - 333 91 - 111 167 - 235 73.4 - 79.9 222.9 - 223.7 314.1 - 318.4

β-CD/ Psh_2:1 344* 88* 312* 84.1* 216.6* 312.2*

β-CD/ Ewc_1:1 320 - 326 177 - 199 146 - 148 91.7 - 96.6 223.6 - 224.6 301.3 - 305.2

β-CD/ Blk_1:1 322 - 392 169 - 202 90 - 152 75.0 - 89.3 222.0 - 242.7 309.4 - 345.6

Figura B.2.2. Cubele de calorimetrie cu scanare diferenţială suprapuse pentru complexul β-

ciclodextrină/ulei de mreană din Dunăre la raport molar de 1:1 (duplicat) şi pentru β-ciclodextrină

Mai mult, corelarea parametrilor TG şi DSC relativ la eliberarea umidităţii (apei de cristalizare) este

semnificativă din punct de vedere statistic (Ecuaţia 1, n = 13). Există şi alte corelări semnificatve între alţi

parametri TG şi DSC, cum este cazul includerii în analiza statistică doar a complecşilor obţinuţi la rapoarte molare

de 1:1 (Ecuaţia 2, n = 5).

A1(DSC) = 249.7(31.6) + 18.7(4.6)·ML<140(TG) (Eq. 1)

n = 13, r = 0.779, F = 17.0, Fcrit (α=0.1) = 3.2, s = 46.3, p < 0.002

A1(DSC) = 245.7(33.5) + 21.8(4.5)·ML<140(TG) (Eq. 2)

n = 5, r = 0.942, F = 24.0, Fcrit (α=0.1) = 5.5, s = 36.3, p < 0.017

Temperaturile DSC corespunzătoare eliberării apei de cristalizare din complecşi au prezentat în general

valori mai scăzute decât β-ciclodextrina (cu excepţia complexului β-ciclodextrină/ulei de mreană obţinut la raport

molar de 1:1). Oricum, probele duplicat nu prezintă un grad de similitudine prea bun. Pe de altă parte, există o

suprapunere bună pentru următorul interval, unde cel mai probabil apare disocierea trigliceridelor constituente ale

uleiurilor de peşte din complecşi, precum şi degradarea unor componenţi ai complecşilor (figura B.2.2). Toţi

ceilalţi complecşi β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre la raport molar de 1:1 au prezentat aceleaşi comportări

50 100 150 200 250 300 350 400 450Temperature /°C

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

DSC /(mW/mg)

0

50

100

150

200

250

Flow /(ml/min)

beta-Cyclodextrin

beta-Cyclodextrin / common barbel complex 1:1 (duplicate 2)

beta-Cyclodextrin / common barbel complex 1:1 (duplicate 1)

Peak: 110.2 °C, -1.845 mW/mg Peak: 329.6 °C, -1.721 mW/mg

Peak: 122.1 °C, -0.6442 mW/mg

Peak: 144.0 °C, -0.6605 mW/mg

Peak: 304.9 °C, -0.6378 mW/mg

Peak: 101.0 °C, -0.6822 mW/mg

Peak: 113.8 °C, -0.7498 mW/mg

Peak: 295.9 °C, -0.6337 mW/mg

[1]

[1]

[3]

[3][3]

[4]

[4][4]

↑ exo


15

DSC pentru intervalul de eliberare a apei de cristalizare şi pentru eliberarea trigliceridelor/degradarea unor

constituenţi. Dacă se compară β-ciclodextrina cu complecşii 1:1, aceştia din urmă au prezentat temperaturi ale

picurilor DSC corespunzătoare disocierii apei semnificativ mai reduse (110,2 °C pentru β-ciclodextrină şi 77,1-

94,2 °C pentru complecşi; tabel B.2.3). În plus, temperaturile DSC corespunzătoare descompunerii complecşilor

sunt semnificativ mai mici în comparaţie cu cele pentru β-ciclodextrina comercială (300,4-316,2 °C şi, respectiv,

327,5 °C).

Încercarea de a găsi corelări între datele GC (concentraţii relative ale subseturilor SFA, MUFA, PUFA, ω-

3 sau ω-6) şi parametrii TG sau DSC au indicat faptul că doar SFA (concentraţia acizilor graşi saturaţi) a prezentat

o corelare semnificativă cu efectul calorimetric din cel de-al doilea interval de temperatură considerat (A2(DSC),

table B.2.3). Acest lucru se datorează probabil disocierii componentelor din uleiul de peşte, dar şi disocierii unei

părţi a apei “puternic legate” din complexul cu β-ciclodextrina. Corelarea în cazul complecşilor 1:1 şi 2:1 (ca valori

medii pentru aceşti complecşi, n = 6, tabel B.2.3) a indicat un coeficient de corelare Pearson de -0,88 (Ecuaţia 3).

Reducerea numărului de cazuri doar pentru complecşi β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre obţinut la raport

molar de 1:1 a determinat creşterea semnificativă a coeficientului de corelare (r = -0,999, Ecuaţia 4; n = 4).

A2(DSC) = 592.9(124.1) - 16.3(4.4)·SFA(GC) (Eq. 3)

n = 6, r = -0.878, F = 13.5, Fcrit (α=0.1) = 4.5, s = 24.0, p < 0.050

A2(DSC) = 589.6(14.0) - 15.8(0.5)·SFA(GC) (Eq. 4)

n = 4, r = -0.999, F = 957.0, Fcrit (α=0.1) = 8.5, s = 2.2, p < 0.001

Această comportare poate fi explicată prin prezenţa moleculelor hidrofobe cu flexibilitate ridicată care pot

interacţiona şi se pot acomoda mult mai bine în cavitatea β-ciclodextrinei. Prin urmare, moleculele de apă de

cristalizare “puternic legate” (care sunt localizate în interiorul cavităţii) pot exista într-o proporţie mai mare în

complex dacă există un conţinut mai redus de acizi graşi saturaţi. Acest fapt furnizează o valoare mai mare pentru

picul endoterm DSC corespunzător, A2(DSC), deoarece efectul datorat disocierii apei de cristalizare este mult mai

important decât disocierea moleculelor lipidice (trigliceride) din complex.

B.3. Parte experimentală

B.3.1. Probele de peşte din Dunăre şi extracţia uleiului de peşte

S-au luat în studiu patru specii de peşte pescuiţi din Dunăre în Septembrie 2015 şi Aprilie 2016 (judeţul

Mehedinţi, România). Cele patru specii de peşte şi caracteristicile principale ale acestora au fost:

- Mreană (Barbus barbus L.), cod “Brb” (“common barbel” în engleză), lungime medie 30 cm, masă

medie 1480 g;

- Scrumbie (Alosa immaculata Bennett), cod “Psh” (“Pontic shad” în engleză), lungime medie 18 cm,

masă medie 360 g;

- Somn (Silurus glanis L.), cod “Ewc” (“European wels catfish” în engleză), lungime medie 50 cm,

masă medie 3766 g;

- Oblete (Alburnus alburnus L.), cod “”Blk” (“common bleak” în engleză), lungime medie 7 cm, masă

medie 9,7 g.

Uleiul de peşte a fost separat prin metoda clasică de încălzire-presare. Astfel, muşchiul de peşte a fost

separat manual şi mărunţit cu ajutorul unui mortar cu pistil. Probe de muşchi de peşte de 900-2500 g au fost

încălzite cu apă distilată la un raport peşte:apă de 1:2, menţinând o tempreratură de 110 °C la o presiune de 1,5-

1,6 atm timp de 90 minute într-un recipient de aluminiu de 6 L (Tefal Classic 6L, Rumilly, Haute-Savoie, France).

După răcire, amestecul a fost filtrat la presiune normală, iar reziduul solid a fost presat cu ajutorul unui echipament

de presare din oţel (Naumann NM-120, SC SFR Home Equipment SRL, Bucharest, Romania). Uleiul de peşte brut

a fost apoi centrifugat timp de 15 minute la o turaţie de 3200 rpm, la 20 °C (Heraeus AG, Hanau, Germany). Uleiul

de peşte limpede s-a uscat apoi pe sulfat de sodiu anhidru (p.a., Merck & Co., Inc., Kenilworth, NJ, USA) şi s-a

depozitat la 4 °C până în momentul complexării cu ciclodexrine sau derivatizării.


16

S-au realizat cel puţin două determinări pentru fiecare specie de peşte şi s-au respectat directivele europene

în ceea ce priveşte pescuitul, transportul, asomarea şi manipularea probelor de peşte din Dunăre:

- Council Regulation (EC) No 1099/2009 of 24 September 2009 on “The protection of animals at the

time of killing”;

- Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on “The

protection of animals used for scientific purposes”;

- Regulation (EC) No 853/2004 and No 854/2004 of the European Parliament and of the Council of 29

April 2004 laying down “Specific hygiene rules for on the hygiene of foodstuffs, and for the

organization of official controls on products of animal origin intended for human consumption”;

- Commission Regulation (EC) No 889/2008 of 5 September 2008 laying down detailed rules for the

“Implementation of Council Regulation (EC) No 834/2007 on organic production and labelling of

organic products with regard to organic production, labelling and control”.

B.3.2. Derivatizarea uleiului de peşte din Dunăre

Derivatizarea uleiului de peşte din Dunăre s-a realizat prin metoda transesterificării trigliceridelor din probe

cu metanol-BF3. Aceasta a permis obţinerea esterilor metilici ai acizilor graşi (FAME), cu volatilitate mai mare

decât cea a trigliceridelor sau acizilor graşi liberi. De asemenea, se pot identifica unii derivaţi de degradare ca

urmare a transformării acestora în compuşi mai volatili (de exemplu, aldehidele sunt derivatizate la acetalii

dimetilici corespunzători). Derivatizarea cu metanol:BF3 (20 % BF3, Merck & Co., Inc., Kenilworth, NJ, USA) a

presupus cântărirea a 124-304 mg ulei de peşte (cu o medie de 176 ± 49 mg) într-un balon de reacţie de 100 mL

cu fund rotund, prevăzut cu un condensator de reflux. Proba de ulei de peşte a fost refluxată timp de 30 de minute

cu 5 mL soluţie metanol:BF3. S-au adăugat apoi 10 mL hexan (GC-grade, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)

şi s-a continuat refluxarea încă 30 de minute. După răcire, s-a adăugat o soluţie saturată de clorură de sodiu astfel

încât stratul hexanic să se separe în porţiunea îngustă a balonului de derivatizare. Acesta s-a colectat cu ajutorul

unei pipete Pasteur şi s-a uscat pe sulfat de sodiu anhidru.

B.3.3. Analiza GC-MS a uleiului de peşte derivatizat

Probele de ulei de peşte din Dunăre derivatizat la esterii metilici au fost supuse analizelor GC-MS pentru

evaluarea profilului acizilor graşi. S-a utilizat un sistem SCION 436-GC Bruker (Bruker Co., Billerica, MA, USA).

Condiţiile GC au fost:

- Coloană BR-5ms (30 m × 0,25 mm × 0,25 μm, Bruker Co., Billerica, MA, USA);

- Program de temperatură: 50 °C (1 min), 50 - 300 °C (6 °C min-1), 300 °C (5 min), cu întârziere pentru

solvent de 5 min;

- Raport de splitare: 1:20;

- Volum de injectare: 1 μL;

- Domeniu de scanare: 50-500 amu;

- Debit de He: 1 mL min-1;

- Temperatura de transfer: 250 °C;

- Energie de ionizare: 70 eV;

- Temperatura sursei: 160 °C.

Achiziţia şi prelucrarea datelor GC-MS s-a realizat cu ajutorul pachetului de programe MS Workstation 8

for SCIONTM (Bruker Co., Billerica, MA, USA). Identificarea esterilor metilici ai acizilor graşi s-a realizat prin

două metode:

(1) Utilizarea indicilor de retenţie (RI), determinaţi funcţie de datele GC obţinute pentru amestecul de alcani

liniari C8-C20 (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) pentru amestecul standard de esteri metilici ai

acizilor graşi (FAME37, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) (Figura B.3.1);

(2) Compararea spectrelor MS experimentale cu cele din baza de date NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library

2.0 (2011), cu ajutorul pachetului de programe NIST MS Search 2.0 (NIST, Gaithersburg, MD, USA)

(figurile B.3.2 şi B.3.3 pentru cei doi acizi omega-3, EPA şi DHA, sub forma esterilor metilici).


17

(a)

(b)

Figura B.3.1. (a) Gaz chromatograma amestecului de alcani liniari C8-C20 şi (b) corelarea indicilor de retenţie

(RI) cu timpul de retenţie (RT) pentru alcanii liniari separaţi prin GC (ecuaţie polinomială de gradul patru)

Figura B.3.2. Spectrul de masă din baza de date NIST (stânga) şi experimental (dreapta) pentru EPA (acid

5,8,11,14,17-eicosapentaenoic, ester metilic, (all-Z)-)

(mainlib) 5,8,11,14,17-Eicosapentaenoic acid, methyl ester, (all-Z)-

60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 3000

50

100

55

67

79

87

91

105119

133

145159 175 201 215 228 247 260 273 287

O

O


18

Figura B.3.3. Spectrul de masă din baza de date NIST (stănga) şi experiental (dreapta) pentru DHA (acid

4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic, ester metilic, (all-Z)-)

B.3.4. Obţinerea complecşilor ciclodextrine / uleiuri de peşte din Dunăre

Complecşii ulei de peşte din Dunăre / β-ciclodextrină au fost obţinuţi prin metoda pastificării, unde

pierderile prin degradare în cazul componentelor din uleiul de peşte sunt minime. Metoda presupune pastificarea

timp de 30 de minute a 1 milimol (calculat conform unei mase molare medii, în funcţie de profilul acizilor graşi

legaţi în trigliceride) ulei de peşte amestecat cu 2 mL de etanol 96% (Chimopar, Bucharest, Romania) şi a 1 sau 2

milimoli de β-ciclodextrină (în 4 mL apă distilată, puritate >98%, ca hidrat, CycloLab, Budapest, Hungary) într-

un mortar preîncălzit la ~50 °C. Raportul molar β-ciclodextrină:ulei de peşte a fost de 1:1, respectiv 2:1.

Complecşii au fost uscaţi la temperatura camerei, la întuneric, după care au fost fin mărunţiţi, închişi în

recipiente ermetice şi depozitaţi la 4 °C până în momentul analizelor.

Toate produsele de tip complex β-ciclodextrină/ulei de peşte din Dunăre au fost obţinute cel puţin în

duplicat.

B.3.5. Termogravimetrie-termogravimetrie diferenţială (TG-DTG)

Conţinutul de umiditate (apă şi alţi compuşi volatili) al complecşilor β-ciclodextrină/ulei de peşte din

Dunăre a fost evaluat prin analiză TG-DTG. S-a utilizat un echipament Netzsch TG 209F1 Libra (Netzsch Group,

Selb, Germany). Programul de temperatură a fost setat de la 30 °C la 400 °C cu o viteză de încălzire de 10 °C

min-1. Toate analizele TG au fost efectuate sub atmosferă de azot (debit dinamic de purjare de 20 mL min-1 şi debit

protectiv de 40 mL min-1). Achiziţia şi prelucrarea datelor TG s-au realizat cu ajutorul pachetului de programe

Proteus® Software for Thermal Analysis ver. 6.1.0 (Netzsch Group, Selb, Germany).

B.3.6. Calorimetria de scanare diferenţială (DSC)

Analiza DSC s-a realizat cu ajutorul echipamentului Netzsch DSC 204 F1 Phoenix® (Netzsch Group, Selb,

Germany), cu următoarele condiţii de analiză: program de temperatură 25-490 °C, viteză de încălzire 10 °C min-1.

Toate analizele DSC s-au realizat în atmosferă de azot, cu debite de purjare dinamic şi protectiv de 50 mL min-1.

Acelaşi pachet de programe, Proteus® Software for Thermal Analysis ver. 6.1.0 (Netzsch Group, Selb, Germany),

a fost utilizat pentru achiziţie şi prelucrare de date DSC.

B.3.7. Analiză statistică clasică / multivariată şi analiză regresională

Analiza statistică a datelor s-a realizat prin metoda clasică de analiză a varianţei (ANOVA). Astfel, toate

datele obţinute pentru probe multiplicat (randamente de recuperare a complecşilor, concentraţii relative GC a

esterilor metilici ai acizilor graşi, date TG-DTG şi DSC) au fost prelucrate utilizând această tehnică. În plus, s-a

apelat la metoda de analiză regresională monoparametrială pentru corelări GC/TG/DSC (coeficient de corelare

Pearson, r, testul F pentru ecuaţia de regresie, Fcrit pentru distribuţie F, erorile standard atât pentru ecuaţii, cât şi

pentru coeficienţi, deviaţiile standard, s, respectiv valorile p).

(mainlib) 4,7,10,13,16,19-Docosahexaenoic acid, methyl ester, (all-Z)-

60 90 120 150 180 210 240 270 3000

50

100

55

67

7991

105

131

145

199 213 241 255 271 285 299 314

O

O


19

C. CONCLUZII

Teza de doctorat a acoperit un domeniu mai puţin studiat în ceea ce priveşte evaluarea compoziţională şi

posibilitatea de valorificare a unor uleiuri din specii de peşte din Dunărea românească, în special din

sectorul Porțile de Fier I - Călărași. Printre speciile studiate se numără: somnul, crapul, scobarul, roșioara,

mreana, obletele, plătica, scrumbia de Dunăre etc.

S-a realizat un studiu de pionierat privind complexarea uleiurilor de peşte din Dunăre, în special pentru

uleiurile de mreană, scrumbie, somn şi oblete, în β-ciclodextrină şi studiul comportării moleculelor de

apă de cristalizare (inclusiv a altor molecule de solvent implicate în complexare).

În plus, s-a evaluat profilul acizilor graşi al acestor uleiuri de peşte din Dunăre, unele dintre acestea pentru

prima dată. În general, acizii graşi saturaţi şi mononesaturaţi au fost identificaţi ca fiind cei mai

concentraţi în toate uleiurile de peşte din Dunăre studiate, în timp ce acizii graşi polinesaturaţi au fost

identificaţi în concentraţii relative destul de scăzute în uleiurile de peşte din Dunăre separate din partea

comestibilă a acestor specii.

Raportul ω-3/ω-6 a avut valori ridicate, cu excepţia cazului uleiului de oblete, cel mai probabil datorită

faptului că aceste specii de peşte au o speranţă de viaţă de doar câţiva ani, în comparaţie cu celelate specii

de peşte studiate. Această observaţie este în acord cu căile de biosinteză a acestor acizi graşi; peştii care

trăiesc mai mulţi ani prezintă o probabilitate mai mare de a biosintetiza în proporţie mai mare acizi graşi

penta- şi hexanesaturaţi (în special acizii eicosapentaenoic, EPA, docosapentaenoic sau clupanodonic,

DPA, şi docosahexaenoic, DHA).

Analizele termice (TG şi DSC) demonstrează formarea complecşilor de incluziune moleculară între β-

ciclodextrină şi componentele din uleiurile de peşte din Dunăre (în special trigliceride).

Ambele curbe TG şi DSC diferă semnificativ pentru complecşi şi pentru β-ciclodextrina comercială. Mai

mult, conţinutul de apă de cristalizare (umiditate) este semnificativ redusă după încapsulare, iar parametrii

TG şi DSC corespunzători acestora corelează foarte bine.

S-au observat relaţii importante între apa “puternic legată” din complecşi, conţinutul de acizi graşi saturaţi

din uleiurile de peşte din Dunăre (trigliceride) şi parametrii DSC. Oricum, sunt necesare studii

suplimentare legate de eficienţa încapsulării, stabilitatea şi eliberarea controlată a compuşilor bioactivi

din clasa acizilor graşi ω-3, precum şi a posibilelor aplicaţii în domeniul alimentar a acestor complecşi

inovativi de tip ciclodextrine/ulei de peşte din Dunăre.


20

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

*** (2009). Codex Alimentarius. Code of Practice for fish and fishery products. Rome: World Health

Organization. Food and Agriculture Organization of the United Nations.

*** (2009). The Danube River Basin. Vienna: International Commission for the Protection of the Danube River.

Almeida, D., Stefanoudis, P. V., Fletcher, D. H., Rangel, C., & da-Silva, E. (2014). Population traits of invasive

bleak Alburnus alburnus between different habitats in Iberian fresh waters. Limnologica, 46, 70-76.

Anwar, S. H., & Kunz, B. (2011). The influence of drying methods on the stabilization of fish oil microcapsules:

Comparison of spray granulation, spray drying, and freeze drying. Journal of Food Engineering, 105, 367-378.

Belitz, H.-D., Grosch, W., & Scheberle, P. (2009). Food chemistry. Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag.

Benatti, P., Peluso, G., Nicolai, R., & Calvani, M. (2004). Polyunsaturated fatty acids: biochemical, nutritional

and epigenetic properties. Journal of the American College of Nutrition, 23(4), 281-302.

Birău (Mitroi), C. L., Hădărugă, D. I., Riviş, A., & Hădărugă, N. G. (2016). Omega-3 fatty acids and their

glycerides / natural cyclodextrin interactions: molecular modeling and docking studies. Journal of Agroalimentary

Processes and Technologies, 22(4), 226-235.

Cabral-Marques, H. M. (2010). A review on cyclodextrin encapsulation of essential oils and volatiles. Flavour

and Fragrance Journal, 25, 313-326.

Crini, G. g. (2014). Review: A History of Cyclodextrins. Chemical Reviews, 114, 10940-10975.

Domingo, J. L. (2007). Omega-3 fatty acids and the benefits of fish consumption: Is all that glitters gold?

Environment International, 33, 993-998.

Davodi, M., Esmaili-Sari, A., & Bahramifarr, N. (2011). Concentration of polychlorinated biphenyls and

organochlorine pesticides in some edible fish species from the Shadegan Marshes (Iran). Ecotoxicology and

Environmental Safety, 74, 294-300.

De-Marco, I., & Reverchon, E. (2008). Supercritical antisolvent micronization of cyclodextrins. Powder

Technology, 183, 239-246.

Deutschmann, B., Kolarevic, S., Brack, W., Kaisarevic, S., Kostic, J., Kracun-Kolarevic, M., Liska, I., Paunovic,

M., Seiler, T.-B., Shao, Y., Sipos, S., Slobodnik, J., Teodorovic, I., Vukovic-Gacic, B., & Hollert, H. (2016).

Longitudinal profile of the genotoxic potential of the River Danube on erythrocytes of wild common bleak

(Alburnus alburnus) assessed using the comet and micronucleus assay. Science of the Total Environment, 573,

1441-1449.

Duchêne, D. (2011). Cyclodextrins and Their Inclusion Complexes. In E. Bilensoy (Ed.), Cyclodextrins in

Pharmaceutics, Cosmetics, and Biomedicine, (pp. 3-18). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc.

Giordano, F., Novak, C., & Moyano, J. R. (2001). Thermal analysis of cyclodextrins and their inclusion

compounds. Thermochimica Acta, 380, 123-151.

Hallier, A., Serot, T., & Prost, C. (2007). Influence of rearing conditions and feed on the biochemical composition

of fillets of the European catfish (Silurus glanis). Food Chemistry, 103, 808-815.

Hădărugă, D. I., Birău (Mitroi), C. L., Gruia, A. T., Păunescu, V., Bandur, G. N., & Hădărugă, N. G. (2017).

Moisture evaluation of β-cyclodextrin/fish oils complexes by thermal analyses: A data review on common barbel

(Barbus barbus L.), Pontic shad (Alosa immaculata Bennett), European wels catfish (Silurus glanis L.), and

common bleak (Alburnus alburnus L.) living in Danube river. Food Chemistry, 236, 49-58.

Hădărugă, D. I., Hădărugă, N. G., Bandur, G. N., & Isengard, H.-D. (2012). Water content of

flavonoid/cyclodextrin nanoparticles: Relationship with the structural descriptors of biologically active

compounds. Food Chemistry, 132, 1651-1659.


21

Hădărugă, D. I., Hădărugă, N. G., Butnaru, G., Tatu, C., & Gruia, A. (2010). Bioactive microparticles (10): thermal

and oxidative stability of nicotine and its complex with β-cyclodextrin. Journal of Inclusion Phenomena and

Macrocyclic Chemistry, 68, 155-164.

Hădărugă, D. I., Ünlüsayin, M., Gruia, A. T., Birău (Mitroi), C., Rusu, G., & Hădărugă, N. G. (2016). Thermal

and oxidative stability of Atlantic salmon oil (Salmo salar L.) and complexation with β-cyclodextrin. Beilstein

Journal of Organic Chemistry, 12, 179-191.

Hădărugă, N. G., Hădărugă, D. I., & Isengard, H.-D. (2012). Water content of natural cyclodextrins and their

essential oil complexes: A comparative study between Karl Fischer titration and thermal methods. Food Chemistry,

132, 1741-1748.

Hădărugă, N. G., Hădărugă, D. I., & Isengard, H.-D. (2013). “Surface water” and “strong-bonded water” in

cyclodextrins: a Karl Fischer titration approach. Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 75,

297-302.

Hădărugă, N. G., Hădărugă, D. I., Păunescu, V., Tatu, C., Ordodi, V. L., Bandur, G., & Lupea, A. X. (2006).

Thermal stability of the linoleic acid/α- and β-cyclodextrin complexes. Food Chemistry, 99, 500-508.

Hedges, A. R. (1998). Industrial applications of cyclodextrins. Chemical Reviews, 98, 2035-2044.

Jürgens, M. D., Johnson, A. C., Jones, K. C., Hughes, D., & Lawlor, A. J. (2013). The presence of EU priority

substances mercury, hexachlorobenzene, hexachlorobutadiene and PBDEs in wild fish from four English rivers.

Science of the Total Environment, 461-462, 441-452.

Kfoury, M., Auezova, L., Greige-Gerges, H., & Fourmentin, S. (2015). Promising applications of cyclodextrins in

food: Improvement of essential oils retention, controlled release and antiradical activity. Carbohydrate Polymers,

131, 264-272.

Kucukgulmez, A., Kadak, A. E., & Celik, M. (2010). Fatty acid composition and sensory properties of Wels catfish

(Silurus glanis) hot smoked with different sawdust materials. International Journal of Food Science and

Technology, 45, 2645-2649.

Kurkov, S. V., & Loftsson, T. (2013). Cyclodextrins. International Journal of Pharmaceutics, 453, 167-180.

Lopez-Nicolas, J. M., & Garcia-Carmona, F. (2008). Rapid, simple and sensitive determination of the apparent

formation constants of trans-resveratrol complexes with natural cyclodextrins in aqueous medium using HPLC.

Food Chemistry, 109, 868-875.

Mancini, I., Defant, A., Mesaric, T., Potocnik, F., Batista, U., Guella, G., Turk, T., & Sepcic, K. (2011). Fatty acid

composition of common barbel (Barbus barbus) roe and evaluation of its haemolytic and cytotoxic activities.

Toxicon, 57, 1017-1022.

Mengden, R., Röhner, A., Sudhaus, N., & Klein, G. (2015). High-pressure processing of mild smoked rainbow

trout fillets (Oncorhynchus mykiss) and fresh European catfish fillets (Silurus glanis). Innovative Food Science

and Emerging Technologies, 32, 9-15.

Merdzhanova, A., Dobreva, D. A., & Makedonski, L. (2016). Comparison of polyunsaturated fatty acid and fat-

soluble vitamins content of cooked Shad (Alosa immaculata). Journal of Agricultural Technology, 12(6), 1043-

1056.

Misir, G. B., Tufan, B., & Köse, S. (2016). Variations in total lipid and fatty acid contents of edible muscle, liver,

and roes of spotless shad, Alosa Immaculata, during catching season in Black Sea. Journal of Aquatic Food

Product Technology, 25(1), 2-14.

Morales-Medina, R., Tamm, F., Guadix, A. M., Guadix, E. M., & Drusch, S. (2016). Functional and antioxidant

properties of hydrolysates of sardine (S. pilchardus) and horse mackerel (T. mediterraneus) for the

microencapsulation of fish oil by spray-drying. Food Chemistry, 194, 1208-1216.


22

Mori, T. A., Watts, G. F., Burke, V., Hilme, E., Puddey, I. B., & Beilin, L. J. (2000). Vascular reactivity of the

forearm microcirculation in hyperlipidemic, differential effects of eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid

on overweight men. Circulation. Journal of the American Heart Association, 102, 1264-1269.

Mura, P. (2014). Analytical techniques for characterization of cyclodextrin complexes in aqueous solution: A

review. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 101, 238-250.

Mura, P. (2015). Analytical techniques for characterization of cyclodextrin complexesin the solid state: A review.

Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 113, 226-238.

Rubio-Rodríguez, N., Beltrán, S., Jaime, I., de-Diego, S. M., Sanz, M. T., & Carballido, J. R. (2010). Production

of omega-3 polyunsaturated fatty acid concentrates: A review. Innovative Food Science and Emerging

Technologies, 11, 1-12.

Simić, V., Simić, S., Paunović, M., Radojković, N., Petrović, A., Talevski, T., & Milošević, D. (2016). The

Alburnus benthopelagic fish species of theWestern Balkan Peninsula: An assessment of their sustainable use.

Science of the Total Environment, 540, 410-417.

Singh, M. (2005). Essential fatty acids, DHA and human brain. Indian Journal of Pediatrics, 72(3), 239-242.

Singh, A., Kaler, A., Singh, V., Patil, R., & Banerjee, U. C. (2011). Cyclodextrins and biotechnological

applications. In E. Bilensoy (Ed.), Cyclodextrins in Pharmaceutics, Cosmetics, and Biomedicine, (pp. 275-285).

Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc.

Szente, L., & Fenyvesi, É. (2017). Cyclodextrin-lipid complexes: cavity size matters. Structural Chemistry, 28,

479-492.

Ünlüsayin, M., Hădărugă, N. G., Rusu, G., Gruia, A. T., Păunescu, V., & Hădărugă, D. I. (2016). Nano-

encapsulation competitiveness of omega-3 fatty acids and correlations of thermal analysis and Karl Fischer water

titration for European anchovy (Engraulis encrasicolus L.) oil/β-cyclodextrin complexes. LWT - Food Science and

Technology, 68, 135-144.

Vasconi, M., Caprino, F., Bellagamba, F., Busetto, M. L., Bernardi, C., Puzzi, C., & Moretti, V. M. (2015). Fatty

acid composition of freshwater wild fish in Subalpine Lakes: A comparative study. Lipids, 50(3), 283-302.

Vestland, T. L., Jacobsen, Ø., Sande, S. A., Myrset, A. H., & Klaveness, J. (2015). Compactible powders of omega-

3 and beta-cyclodextrin. Food Chemistry, 185, 151-158.

Visnjic-Jeftic, Z., Jaric, I., Jovanovic, L., Skoric, S., Smederevac-Lalic, M., Nikcevic, M., & Lenhardt, M. (2010).

Heavy metal and trace element accumulation in muscle, liver and gills of the Pontic shad (Alosa immaculata

Bennet 1835) from the Danube River (Serbia). Microchemical Journal, 95, 341-344.


23

CURRICULUM VITAE

CRISTINA LILIANA BIRĂU (CĂS. MITROI)

Master of Science

307380-Sânmihaiu Român, Timiş, Romania

Data şi locul naşterii: 1984, Aprilie 24 – Mehedinţi, RO

PROFIL PROFESIONAL

o Comunicativă, cu bune abilităţi didactice şi de îndrumare

o Cercetător experimentat, cu experienţă în separarea, derivatizarea acizilor graşi, respectiv nanoîncapsularea compuşilor bioactivi (acizi graşi)

o Cunoştinţe privind analiza fizico-chimică (GC-MS, TG, Karl Fischer) şi analiza statistică de bază şi avansată (ANOVA şi analiza statistică multivariată-PCA)

o Experienţă în utilizarea programelor Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft PowerPoint, Microsoft Visio, Adobe Acrobat, pachete de programe avansate de chimie (Isis Base&Draw), programe de statistică matematică (Statistica, Origin), şi browsere Web

o Cercetător cu o excepţională capacitate de organizare şi de rezolvare a problemelor

EDUCAŢIE

o Master în Ştiinţe (MS), Siguranța și biosecuritatea produselor agroalimentare, Facultatea de Tehnologia Produselor Agroalimentare, Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară a Banatului-Timişoara, Romania, Iunie 2011

o Diplomă de Inginer, Tehnologia Prelucrării Produselor Alimentare, Facultatea de Tehnologia Produselor Agroalimentare, Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară a Banatului-Timişoara, Romania, Iunie 2009

EXPERIENŢĂ ACADEMICĂ

o Doctorand, Departamentul de Ştiinţa Alimentului, Facultatea de Tehnologia Produselor Agroalimentare, Universitatea

de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară a Banatului “Regele Mihai I al Romaniei” din Timişoara, Romania, Septembrie 2014-prezent

CONTROLUL CALITĂȚII PRODUSELOR ALIMENTARE

AFILIERI ŞI ACTIVITĂŢI

o Societatea Română de Chimie, membru din 2016

o Asociaţia de Cercetare Multidisciplinară din Zona de Vest a României, membru din 2016

PUBLICAŢII

o ARTICOLE PUBLICATE ÎN REVISTE

Hădărugă, D.I.; Birău (Mitroi), C.L.; Gruia, A.T.; Păunescu, V.; Bandur, G.N.; Hădărugă, N.G., Moisture evaluation of β-cyclodextrin/fish oils complexes by thermal analyses: A data review on common barbel (Barbus barbus L.), Pontic shad (Alosa immaculata Bennett), European wels catfish (Silurus glanis L.), and common bleak (Alburnus alburnus L.) living in Danube river, Food Chemistry 2017, 236, 49-58, doi: 10.1016/j.foodchem.2017.03.093 (ISI 4.529). (Q1 – zona roşie/red area)

Hădărugă, D.I.; Ünlüsayin, M.; Gruia, A.T. Birău (Mitroi), C.; Rusu, G.; Hădărugă, N.G., Thermal and oxidative stability of Atlantic salmon oil (Salmo salar L.) and complexation with β-cyclodextrin, Beilstein Journal of Organic Chemistry 2016, 12, 179–191, DOI:10.3762/bjoc.12.20, IF: 2.697 (Q2 – zona galbenă/yellow area)

Cristina Liliana Birău (Mitroi), Daniel I. Hădărugă, Adrian Riviş, Nicoleta G. Hădărugă, Omega-3 fatty acids and their glycerides / natural cyclodextrin interactions: molecular modeling and docking studies, Journal of Agroalimentary Processes and Technologies 2016, 22(4), 226-235, http://www.journal-of-agroalimentary.ro/admin/articole/85868L2_Hadaruga_Omega-3_Fatty_acids_CDs.pdf

Cristina Liliana Birău (Mitroi), Daniel I. Hădărugă, Nicoleta G. Hădărugă, β-Cyclodextrin / Danube common rudd (Scardinius erythrophthalmus L.) oil complexes – synthesis and characterization, Journal of Agroalimentary Processes and Technologies 2017, 23(3), http://www.journal-of-agroalimentary.ro/admin/articole

http://www.journal-of-agroalimentary.ro/admin/articole/85868L2_Hadaruga_Omega-3_Fatty_acids_CDs.pdf





24

o ARTICOLE PUBLICATE ÎN VOLUMELE MANIFESTĂRILOR ŞTIINŢIFICE

Birău (Mitroi), C.; Hădărugă, N.G.; Ünlüsayin, M.; Gruia, A.T.; Hădărugă, D.I., Water behavior on fish oil/cyclodextrin complexation, The 9th International Conference on Water in Food (EFW2016), Leuven, Belgium, May 22-24, 2016, Book of Abstracts, Poster presentation P11, pp. 48, http://www.eurofoodwater.eu/efw2016/

Ünlüsayin, M.; Hădărugă, N.G.; Gruia, A.T.; Birău (Mitroi), C.; Hădărugă, D.I., Nanoencapsulation competitivity, thermal and oxidative stability of salmon oil – β-cyclodextrin complexes, The 4th European Conference on Cyclodextrins (Euro CD 2015), 2015, Lille, France

Cristina Birău (Mitroi), Camelia Oprean, Lavinia Paula Drăghia, Daniel I. Hădărugă, Nicoleta G. Hădărugă, Influence of fatty acid profiles from Danube fish oils (Cyprinidae family) on the β-cyclodextrin complexation behavior, The 7th International Conference on Food Chemistry, Engineering & Technology, Timişoara, Romania, Mai 24-25, 2017, Book of Abstracts, Oral presentation OC7, pp. 28.

o GRANTURI PROPUSE

SPECII DE PEŞTE DIN DUNĂRE: VALORIFICARE/RE-VALORIFICARE A MATERIILOR PROASPETE SAU DEŞEURILOR

PRIN MICRO/NANOÎNCAPSULARE PENTRU OBŢINEREA DE NOI PRODUSE ALIMENTARE FORTIFICATE/SUPLIMENTE

ALIMENTARE, UEFISCDI, PNCDI III - Programul 1, Proiecte Complexe realizate în consorţii CDI – 2017, PN-III-P1-1.2-PCCDI-2017-0373 (membru al echipei de cercetare) TIMIŞOARA ING. CRISTINA LILIANA BIRĂU (CĂS. MITROI) 01 NOIEMBRIE 2017


25


26


27

TEZĂ DE DOCTORAT · acizilor graşi cu ajutorul sistemului metanol-trifluorură de bor şi analiza...

Documents

Transcript of TEZĂ DE DOCTORAT · acizilor graşi cu ajutorul sistemului metanol-trifluorură de bor şi analiza...