Aktywność antyoksydacyjna kiełków wybranych roślin w zależności

348
Probl Hig Epidemiol 2013, 94(2): 348-350
Aktywność antyoksydacyjna kiełków wybranych roślin
w zależności od warunków hodowli
Antioxidant activity of selected sprouts depending on culture conditions
Justyna Dobrowolska-Iwanek, Joanna Chłopicka, Anna Malejka
Zakład Bromatologii, Wydział Farmaceutyczny, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Wprowadzenie. Kiełki, różnych rodzajów roślin skupiają uwagę jako
żywność funkcjonalna ze względu na swoją wartość odżywczą. Są
one bogate w aminokwasy, błonnik pokarmowy, pierwiastki śladowe,
witaminy i związki fenolowe. Antyoksydanty zawarte w kiełkach zmiatają
wolne rodniki, tym samym, chronią organizm przed uszkodzeniami
spowodowanymi utlenianiem tłuszczów, białek i kwasów nukleinowych
Cel pracy. Zbadanie wpływu warunków i czasu hodowli trzech rodzajów
kiełków i ich frakcji na właściwości antyoksydacyjne.
Materiał i metody. Aktywność antyoksydacyjna (AA) metanolowoacetonowych ekstraktów ze wszystkich kiełków oraz frakcji kiełków gryki
i słonecznika hodowanych w warunkach światła i ciemności, zebranych
w różnych dniach kiełkowania była wyznaczona przy użyciu metody FRAP.
Wyniki i omówienie. Aktywność antyoksydacyjna kiełków gryki zawierała
się w przedziale 904-1783 µM Fe2+/g i była wyższa w porównaniu do AA
innych badanych rodzajów kiełków niezależnie od warunków hodowli i czasu
zbioru. AA kiełków gryki hodowanej w świetle naturalnym była wyższa niż
gryki hodowanej w ciemności. Ponadto, AA tych kiełków była wyższa po
8 dniach kiełkowania niż po 5 dniach. Aktywność antyoksydacyjna kiełków
grochu (322,9 µM Fe2+/g) i słonecznika (149,8 µM Fe2+/g) była najwyższa
po pięciu dniach kiełkowania w ciemności. Liścienie kiełków słonecznika
(142,1 µM Fe2+/g) i gryki (2623 µM Fe2+/g) charakteryzowały się wyższym
potencjałem antyoksydacyjnym niż łuski, łodyżki, korzonki.
Wnioski. Rodzaj, warunki hodowli, i czas zbioru wpływa na właściwości
antyoksydacyjne kiełków.
Introduction. Sprouts of different kind of plants gain attention as
functional food, because of their nutritional value. They are rich in amino
acids, dietary fiber, trace elements, vitamins and polyphenolic compounds.
The antioxidants of sprouts scavenge free radicals and thereby protect the
body from oxidative damage of lipids, proteins and nucleic acids.
Aim. To investigate the influence of culture condition and harvest time on
antioxidant capacity of three kind of sprouts and their parts.
Material & methods. The antioxidant activity (AA) of methanol-acetone
extracts of light-grown and dark-grown all sprouts and buckwheat, sunflower
in different parts of sprouts and day of germination was determined by
the use of FRAP method.
Results. The antioxidant activity of buckwheat sprouts was in the
range 904‑1783 µM Fe2+/g and was higher as compared to the other
investigated sprouts regardless of culture condition and harvest time.
AA of the buckwheat sprouts grown in daylight was higher than in the
darkness. Moreover, the AA of those sprouts was higher after eight days
of germination than after 5 days. The antioxidant activity of pea sprouts
(322.9 µM Fe2+/ g) and sunflower (149.8 µM Fe2+/g) sprouts was the
highest after a 5-day germination in darkness. The leaves from sunflower
(142.1 µM Fe2+/g) and buckwheat (2623 µM Fe2+/g) sprouts showed
higher antioxidant potential than shells, stems and roots.
Conclusions. Cultivar, sprouting conditions and harvest time influenced
the antioxidant activity in sprouts.
Key words: sprouts, cultivar, antioxidant activity
Słowa kluczowe: kiełki, rodzaje kiełków, aktywność antyoksydacyjna
© Probl Hig Epidemiol 2013, 94(2): 348-350
www.phie.pl
Nadesłano: 20.05.2013
Zakwalifikowano do druku: 15.06.2013
Adres do korespondencji / Address for correspondence
Justyna Dobrowolska-Iwanek
Zakład Bromatologii, Wydział Farmaceutyczny UJ
ul. Medyczna 9, 30-688 Kraków
e-mail: [email protected]
Wprowadzenie
Stres oksydacyjny jest uważany za czynnik etiologiczny wielu chorób, między innymi: neurodegeneracyjnych, nowotworowych oraz schorzeń układu
sercowo-naczyniowego. Zanieczyszczenie środowiska,
palenie papierosów i niewłaściwe odżywianie powodują, iż naturalny system antyoksydacyjny okazuje
się niewystarczający do unieczynnienia powstających
wolnych rodników. Dlatego też poszukuje się egzogennych źródeł antyoksydantów. Taką rolę wydaje się
spełniać tak zwana żywność funkcjonalna do której
można zaliczyć między innymi kiełki roślin.
Zainteresowanie badaczy kiełkami oraz procesem
kiełkowania wciąż rośnie bowiem, rośliny w tym okresie rozwoju charakteryzuje wysoka wartość odżywcza
wynikająca z dynamicznie przebiegających procesów
syntezy i kumulacji m.in. witamin, flawonoidów,
kwasów fenolowych a także składników mineralnych
i błonnika pokarmowego [1].
Dobrowolska-Iwanek J i wsp. Aktywność antyoksydacyjna kiełków wybranych roślin w zależności od warunków hodowli
Kiełki jako cenne, naturalne źródło wielu antyoksydantów mogą być składnikiem diety przeciwdziałającym rozwojowi wielu schorzeń spowodowanych
działaniem reaktywnych form tlenu [2].
Ze względu na dostępność, łatwość i niewielki
koszt hodowli, a także niskokaloryczność, kiełki roślin
mogą stanowić element codziennej diety który wzmacnia ochronę organizmu człowieka przed działaniem
wolnych rodników [3].
Cel pracy
Zbadanie jaki wpływ na właściwości antyoksydacyjne kiełków gryki, grochu i słonecznika mają warunki hodowli (naświetlenie) roślin oraz długość okresu
kiełkowania. Ponadto, sprawdzono, czy poszczególne
frakcje kiełków różnią się potencjałem antyoksydacyjnym.
Materiał i metody
Materiał badawczy: ziarna grochu, słonecznika
(Diet-Food, Warszawa) oraz ziarna gryki pozyskane
ze Stacji Hodowli roślin, Palikije, Lublin.
Odczynniki chemiczne: woda demineralizowana
(Milli Ro & Q, Millipore), 99,8% metanol, 99% aceton, 36 % kwas solny, 99,5 % kwas octowy, bezwodny
octan sodu, chlorek żelaza (III) , uwodniony siarczan
(VI) żelaza (II) (POCh, Gliwice), 95% TPTZ (trifenylotriazyna) (Sigma-Aldrich, USA). Wszystkie
odczynniki wykorzystane do badań były na poziomie
czystości cz.d.a.
Kiełki hodowano w kiełkownicach, równocześnie w warunkach naturalnego światła i w ciemności.
Rośliny były nawadniane dwa razy dziennie. Średnia
temperatura kiełkowania na świetle wynosiła 22,3ºC
a w ciemności 21,1ºC
Próbki do badań zbierano odpowiednio w:
–5 i 7 dniu – kiełki grochu
–5 i 8 dniu – kiełki gryki i słonecznika
Kiełki do czasu wykonania ekstraktów przechowywano w temperaturze -30ºC.
Zebrane kiełki oraz poszczególne ich frakcje
(liścienie, korzenie, łodyżki, łuski) rozdrabniano
w moździerzu i poddawano ekstrakcji metanolowoacetonowej, zgodnie z procedurą opisaną przez Paśko
i wsp. [2]. Ekstrakty przechowywano w temperaturze
-30ºC do czasu wykonania oznaczeń. Właściwości
redukujące ekstraktów wyznaczono na podstawie
pomiaru FRAP (Ferric Reducing Ability of Plasma)
[3]. Absorbancję mierzono przy długości fali λ=514
nm Do badań wykorzystano aparaturę: Synergy 2
modułowy wielodetekcyjny czytnik mikropłytkowy
Biotek Instruments.
349
Wyniki i omówienie
W toku analiz kiełków grochu, słonecznika i gryki
wyznaczono wartości aktywności antyoksydacynej dla
poszczególnych próbek wyrażonych jako w µM Fe2+/g
świeżej masy. Badaniom poddano kiełki hodowane
w warunkach naturalnego światła i ciemności, zebrane
w dwóch różnych fazach rozwoju (uznane jako odpowiednie do konsumpcji). Otrzymane wyniki badań
zamieszczono w tabeli I.
Tabela I. Aktywność antyoksydacyjna ekstraktów z kiełków wybranych rodzajów roślin w zależności od warunków hodowli i okresu kiełkowania
Table I. Antioxidant activity of extracts of selected sprouts depending on
culture conditions and period of germination
Roślina /Plant
Dzień
zbioru /Day
of harvest
Aktywność antyoksydacyjna [µM
Fe2+/g świeżej masy] /Antioxidant
activity [[µM Fe2+/g fresh weight]
Warunki hodowli /The culture
conditions
Groch /Yellow peas
Słonecznik /Sunflower
Gryka /Buckwheat
Światło /Light
Ciemność /Dark
5
136,8
322,9
7
5
8
5
8
117,7
124,5
79,8
1011
1783
62,2
149,8
76,1
904,3
1111
Na podstawie otrzymanych wyników badań
stwierdzono, że najsilniejszymi właściwościami antyoksydacyjnymi spośród badanych kiełków roślin
niezależnie od dnia zbioru i warunków hodowli odznaczają się kiełki gryki. Ponadto, rośliny te, w późniejszym okresie (8 dzień) zbioru charakteryzowały
się większym potencjałem przeciwutleniającym niż
zebrane po krótszym czasie kiełkowania (5 dzień).
Przeciwną zależność zaobserwowano w przypadku
kiełków grochu i słonecznika.
W przypadku kiełków gryki stwierdzono również,
że rośliny te hodowane w ciemności uzyskały gorsze
parametry antyoksydacyjne niż hodowane w świetle naturalnym. W przypadku kiełków słonecznika
i grochu otrzymane wyniki nie były jednoznaczne.
Kiełki zebrane w piątym dniu, hodowane w ciemności
odznaczały się wyższą aktywnością antyoksydacyjną
niż kiełki hodowane w świetle naturalnym, jednak
dla roślin o dłuższym okresie kiełkowania zależność
ta była odwrotna.
Dodatkowo, w toku analiz wyznaczono potencjał
przeciwutleniający poszczególnych części rośliny
(liścieni, korzeni, łodyżek i łusek). Wyniki badań
przedstawiono w tabeli II.
Otrzymane wyniki badań wskazują, że najbogatszą w związki o charakterze przeciwutleniającym
frakcją kiełków słonecznika i gryki były liścienie,
a najuboższą łuski. Ponadto, w przypadku kiełków
gryki, korzenie cechowała prawie trzykrotnie wyższa
350
Probl Hig Epidemiol 2013, 94(2): 348-350
Tabela II. Aktywność antyoksydacyjna ekstraktów z wybranych frakcji kiełków
Table II. Antioxidant activity of extracts from selected parts of sprouts
Roślina /Plant
Frakcja kiełka
/Part of the sprouts
Aktywność antyoksydacyjna
/Antioxidant activity
[µM Fe2+/ g świeżej
masy/g fresh weight]
Słonecznik /Sunflower
Liścienie /cotyledons
142,1
Korzenie /roots
64,46
Łodyżki /stems
78,68
Łuski /hulls
0,01
Liścienie /cotyledons
2623
Korzenie /roots
2366
Łodyżki /stems
739
Łuski /hulls
663
Gryka /Buckwheat
aktywność antyoksydacyjna w porównaniu do łodyżek, podczas gdy w przypadku kiełków słonecznika
zależność była odwrotna przy czym różnica ta była
niewielka.
Przeprowadzone doświadczenia mają charakter
pilotowy i wskazują na konieczność przeprowadzenia
dalszych badań.
Wnioski
1. Kiełki różnych rodzajów roślin mogą różnić się
znacząco aktywnością antyoksydacyjną.
2. Potencjał przeciwutleniający kiełków, zmienia się
wraz z długością okresu hodowania, a tendencja
zmiany nie jest jednakowa dla kiełków wszystkich
rodzajów roślin.
3. Poszczególne frakcje kiełków roślin mogą się
znacząco różnić aktywnością antyoksydacyjną
Piśmiennictwo / References
1. Lewicki P. Kiełki nasion jako źródło cennych składników
odżywczych. Żywn Nauk Technol Jakość 2010, 6(73):
18‑33.
2. Paśko P, Sajewicz M, et al. Analysis of selected phenolic acids
and flavonoids in amaranthus cruentus and chenopodium
quinoa seeds and sprouts by HPLC. Acta Chrom 2008, 20(4):
661-672.
3. Benzie IF, and Strain JJ. The ferric reducing ability of plasma
(FRAP) as a measure of „antioxidant power”: the FRAP assay.
Anal Biocehem 1996, 15: 70-76.