Riassunto analitico
Il luppolo (Humulus lupulus L.) è una specie botanica che appartiene alla famiglia delle Cannabaceae. Il valore commerciale della pianta dipende dalla presenza di diverse classi di metaboliti secondari, i principali sono i prenilflavonoidi (xantumolo e 8-prenilnaringenina) e gli acidi amari. I primi hanno esibito importanti attività biologiche tra cui l'azione sedativa sul sistema nervoso centrale, proprietà antibiotiche e batteriostatiche, antiossidanti e ormono-simili, che confermano il largo uso del luppolo nella medicina popolare. Gli acidi amari, i più rappresentati, sono chimicamente acidi fenolici prenilati, si dividono in α-acidi (serie dell'umolone) e β-acidi (serie del lupulone). Ciascuna delle due serie consiste di una complessa miscela di analoghi strutturali, distinti per la natura del sostituente acilico al carbonio in posizione 2. Gli acidi amari sono responsabili del gusto amaro e aromatico tipico alla birra, dalla composizione quali-quantitativa di acidi amari dipende infatti il valore economico del luppolo per l'industria birraia. Il nostro lavoro si è orientato alla caratterizzazione fitochimica dei composti bioattivi del luppolo. Abbiamo registrato spettri 1H NMR per diversi tipi di estratto avvalendoci di uno spettrometro Bruker FT-NMR AVANCE III HD 600 MHz. Abbiamo identificato e assegnato i segnali dei composti di interesse nelle regioni tra 1.5 e 3 ppm e tra 6.5 e 8.5 ppm. In una prima fase del lavoro la spettroscopia nucleare magnetica ci ha permesso di monitorare la resa e la qualità delle procedure di estrazione e, di scegliere il protocollo tra quelli sperimentati che aumentava la presenza dei componenti desiderati e contestualmente limitava quelli non graditi. Lo spettro 1D NMR fornisce solo identificazioni ambigue per i 6 regioisomeri degli acidi amari, strettamente correlati strutturalmente, a causa dell'estesa sovrapposizione dei segnali. Ci siamo serviti di spettri bidimensionali come 1H 13C Heteronuclear Single Bond Correlation (HSQC) e 1H 13C Heteronuclear Multiple Bond Correlation (HMBC) per assegnare i picchi che si sovrappongono negli spettri monodimensionali ai loro corrispondenti metaboliti. I picchi meglio risolti sullo spettro protonico sono stati selezionati per la stima quantitativa, eseguita con il metodo ERETIC2 . I risultati ottenuti sono confrontabili con i dati rinvenuti in letteratura scientifica e confermano il potenziale della spettroscopia nucleare magnetica nella caratterizzazione di composti vegetali d'interesse per la salute.
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Abstract
Hop (Humulus lupulus L.) is an economically important crop in the brewing industry in addition to bio-economy and many pharmaceutical applications. Since ancient times, hop have been used in folk medicine for its claimed anti-inflammatory, antiseptic, hypnotic, sedative, and stomachic properties. Today, a wide range of over-the-counter preparations containing hop extracts or hop-derived products is available on the market, in particular for use in the phytotherapy of sleep disorders or pain relief and in postmenopausal therapy. Bitter acids (prenylated polyketides), prenylflavonoids (xanthohumol and 8-prenylnaringenin) and essential oils, are the primary phytochemical components that account for hop commercial value. Hop bitter acids are prenylated phenolic acids that can be distinguished into two major groups namely a-acids (humulone series) and b-acids (lupulone series). Each of the two series consists of a complex mixture of structurally similar analogues that vary in the nature of the acyl substituent at C-2 position. In the present work, we focused on this group of hop secondary metabolites and evaluated the usefulness of 1 H-NMR in performing a phytochemical characterization of the main hop compounds. For this reason we have previously utilized 1H NMR metabolite profiling to distinguish between hop samples from 9 different commercial cultivar. NMR spectra of different hop extracts were recorded using a Bruker FT-NMR AVANCE III HD 600 MHz spectrometer. It was possible to identify signals belonging to the main components of hop in the regions ranging between 6.5 to 8.5 ppm and 1.5 to 3 ppm, using 13 C, heteronuclear experiments such as HSQC and HMQC. The identified compounds were tentatively quantified using ERETIC2 tool. The obtained results further demonstrate the potential of the NMR technique in the characterization of health beneficial compounds from natural sources.
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