Dieses Projekt untersucht grüne, nachhaltige Methoden zur Extraktion und Stabilisierung antidiabetischer Flavonoide aus Maulbeerblättern (Morus alba, M. nigra, M. rubra). Herkömmliche Lösungsmittel wie Wasser und Ethanol extrahieren diese wertvollen Verbindungen, bieten ihnen jedoch nur einen geringen chemischen Schutz, wodurch die Haltbarkeit eingeschränkt wird. Das Projekt testet, ob natürliche tief eutektische Lösungsmittel (NADES) und insbesondere mit dem Antioxidans Ascorbinsäure angereicherte NADES Maulbeerflavonoide effektiver extrahieren und schützen können.
Sechs NADES-Systeme wurden synthetisiert (Basis- und ascorbinsäuregeschützte Versionen von Cholinchlorid:Glycerin, Cholinchlorid:Äpfelsäure und Betain:Glycerin), zusammen mit Wasser- und Ethanol-Kontrollen, und für alle drei Maulbeerarten getestet. Die Extrakte wurden über einen Lagerzeitraum von 30 Tagen bei zwei Temperaturen (4 °C und Raumtemperatur) hinsichtlich des Gesamtflavonoidgehalts (TFC) überwacht, wobei die Daten derzeit bis Tag 14 vollständig vorliegen.
Bisher erzielte Ergebnisse:
Die anfängliche Extraktionseffizienz variiert stark: von 2,4 mg/g DW (Ethanol) bis zu 9,3 mg/g DW (Betain:Glycerin:Ascorbinsäure), was bestätigt, dass NADES, insbesondere schützende Varianten, Flavonoide deutlich effektiver extrahieren als herkömmliche Lösungsmittel.
Ascorbinsäure zeigt einen deutlichen Schutzeffekt: In 5 von 6 vergleichbaren Zeitpunkten übertrafen NADES mit Ascorbinsäure ihre Basisvarianten. Dies war im Betain-System am stärksten (+19,9 % bei 4 °C, +24,5 % bei Raumtemperatur bis Tag 14) im Vergleich zur ungeschützten Version (+1,3 % / −10,4 %).
Betain:Glycerin:Ascorbinsäure ist das herausragende System: höchste Ausbeute, geringste Variabilität (CV 12 %) und ein Nettoanstieg des TFC über 14 Tage anstelle eines Abbaus.
Cholinchlorid:Glycerin-Systeme sind insgesamt die stabilsten NADES (moderate, meist positive Veränderungen, CV 25–26 %).
Wasser verhält sich unvorhersehbar: Es verliert 17,0 % TFC bei 4 °C, zeigt jedoch einen Anstieg von 15,9 % bei Raumtemperatur (eine Anomalie, die noch untersucht wird).
Ethanol ist stabil und vorhersehbar, liefert jedoch einen geringen Flavonoidgehalt.
Äpfelsäure-basierte NADES zeigen bisher die schwächste Leistung, mit der höchsten Variabilität und Nettoverlusten, die durch Ascorbinsäure nur teilweise ausgeglichen werden.
Zwischenfazit: Die Ergebnisse unterstützen die zentrale Hypothese, dass mit Ascorbinsäure angereicherte NADES den Flavonoidgehalt besser erhalten als Basis-NADES oder herkömmliche Lösungsmittel, wobei die schützenden Betain-basierten NADES als das vielversprechendste System sowohl für die Extraktion als auch für die Stabilität hervorgehen. Die verbleibenden Arbeiten (Tage 21–30, Modellierung molekularer Wechselwirkungen, Biozugänglichkeit und antidiabetische Enzymtests sowie mikroskopiebasierte Zellstrukturanalyse) werden prüfen, ob diese Stabilitätstrends mit den vorhergesagten molekularen Wechselwirkungen übereinstimmen und sich in eine funktionelle biologische Aktivität übertragen lassen.