Evaluation of antioxidant properties and assessment of genetic diversity of Capparis spinosa cultivated in Pantelleria Island

Abstract

Capparis spinosa is a wild and cultivated bush, which grows mainly in the Mediterranean Basin. Unopened flower buds, called capers are used in the Mediterranean cuisine as flavoring for meat, vegetable and other foods. Several studies evaluated bioactive component and antioxidant activity of Capparis spinosa, increasing the market demand and the economic importance of capers. The aim of this work was to evaluate the contents of bioactive compounds in floral buds fermented in salt of C. spinosa collected from different areas of Pantelleria Island (Italy), testing the effect on healthy function as total antioxidant compounds. Hydrophilic extracts of C. spinosa from Pantelleria Island were characterized by high-performance liquid chromatography-electrospray ionization/mass spectrometry. Among 24 compounds were detected and quantified by HPLC-MS technique: several Kaempherol and Quercetin derivate were characterized, based on UV spectra and MSn fragmentation pattern. The antioxidative activity of caper hydrophilic extracts was assessed in a number of chemical assays (ORAC, DPPH and ABTS). In order to determine the genetic diversity within and among populations of Capparis spinosa from Pantelleria Island, AFLPs (Amplified Fragment Length Polymorphism) markers were employed. Moreover, in the present study, a commercial model of an Electronic Nose (EN), EOS835 (Sacmi), was preliminarily used to investigate the flavor profile of capers. The EN technique was comparated with a classical techniques gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis, using Head Space Solid-Phase Microextraction (HS-SPME) as a solvent-free sample preparation method.

Capparis spinosa es un arbusto silvestre y cultivado, que crece principalmente en la cuenca mediterránea. Cuando los botones de las flores aún no están abiertas reciben el nombre de alcaparras y se utilizan en la alimentación. Varios estudios han demostrado la presencia de un número de componentes bioactivos in C. spinosa y su actividad antioxidante, lo que ha provocado un aumento de su demanda y ha incrementado la importancia económica de las alcaparras. El propósito de este trabajo fue evaluar el contenido de compuestos bioactivos en el capullo de la flor de C. spinosa conservado en salmuera, procedente de diferentes zonas de la isla de Pantelleria (Italia). Los resultados se expresan como actividad antioxidante total. La actividad antioxidante de los extractos hidrófilos de alcaparra se evaluó mediante pruebas químicas (ORAC, DPPH, ABTS). Con el fin de determinar la diversidad genética dentro y entre poblaciones de C. Spinosa, se utilizaron marcadores moleculares del tipo AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism). Los extractos hidrófilos de C. spinosa se caracterizaron mediante cromatografía líquida de alta eficacia - ionización electrospray acoplada a espectrometría de masas. Se han identificado y cuantificado aproximadamente 24 compuestos con la técnica de HPLC-MS, y se han caracterizado varios derivados de kaempferol y quercetina, sobre la base de los espectros UV y con el modelo de fragmentación MSn. En el este estudio también se ha utilizado un modelo de nariz electrónica comercial (ES), EOS835 (Sacmi), para un estudio preliminar del perfil de aroma de las alcaparras. La técnica ES se ha comparado con una técnica de análisis clásicos tales como la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS), utilizando como método de preparación de la muestra el espacio de cabeza de microextracción en fase sólida (HS-SPME) libre de disolventes.

Capparis spinosa és un arbust silvestre i conreat, que creix principalment a la conca mediterrània. Quan els botons de les flors encara no estan obertes reben el nom de tàperes i s'utilitzen en l'alimentació. Diversos estudis han demostrat la presència d'un nombre de components bioactius in C. spinosa i la seva activitat antioxidant, el que ha provocat un augment de la seva demanda i ha incrementat la importància econòmica de les tàperes. El propòsit d'aquest treball va ser avaluar el contingut de compostos bioactius en el capoll de la flor de C. spinosa conservat en salmorra, procedent de diferents zones de l'illa de Pantelleria (Itàlia). Els resultats s'expressen com a activitat antioxidant total. L'activitat antioxidant dels extractes hidròfils de tàperes es va avaluar mitjançant proves químiques (ORAC, DPPH, ABTS). Per tal de determinar la diversitat genètica dins i entre poblacions de C. Spinosa, es van utilitzar marcadors moleculars del tipus AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism). Els extractes hidròfils de C. spinosa es van caracteritzar mitjançant cromatografia líquida d'alta eficàcia - ionització electrospray acoblada a espectrometria de masses. S'han identificat i quantificat aproximadament 24 compostos amb la tècnica d'HPLC-MS, i s'han caracteritzat diversos derivats de kaempferol i quercetina, sobre la base dels espectres UV i amb el model de fragmentació MSN. Al aquest estudi també s'ha utilitzat un model de nas electrònic comercial (ES), EOS835 (Sacmi), per a un estudi preliminar del perfil d'aroma de les tàperes. La tècnica ÉS s'ha acoblat amb una tècnica d'anàlisi clàssics com ara la cromatografia de gasos acoblada a espectrometria de masses (GC-MS), utilitzant com a mètode de preparació de la mostra l'espai de cap de microextracció en fase sòlida (HS-SPME ) lliure de dissolvents.