Aktywność antyoksydacyjna kiełków wybranych roślin w zależności
Transkrypt
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.