СЕЗОННІ ЗМІНИ ВМІСТУ АСКОРБІНОВОЇ ТА ОРГАНІЧНИХ КИСЛОТ У ПАГОНАХ ЛОХИНИ ВИСОКОРОСЛОЇ РІЗНИХ СОРТІВ ПРОТЯГОМ ПЕРІОДУ ВЕГЕТАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2020.v.i2.11355Ключові слова:
Vaccinium corymbosum L., сорти Блюджей, Блюкроп, Еліот, аскорбінова кислота, органічні кислотиАнотація
Вступ. Аскорбінова кислота (АК) та органічні кислоти (ОК) синтезуються в усіх рослинах і є важливою частиною їх метаболізму, а також невід’ємною частиною метаболізму людського організму. Дослідженню механізмів дії їх екстрактів передує детальне вивчення складу, зокрема АК та ОК, вміст яких може змінюватися на різних фізіологічних фазах розвитку.
Мета дослідження – визначити вміст аскорбінової та органічних кислот у пагонах лохини високорослої трьох сортів на різних стадіях їх фізіологічного розвитку.
Методи дослідження. Матеріалом для дослідження були пагони лохини високорослої (Vaccinium Corymbosum L.) сортів Блюджей, Блюкроп та Еліот. Вміст аскорбінової кислоти визначали спектрофотометричним методом, описаним Hewitt, Dickes (1961), вміст органічних кислот в екстрактах – за Державною Фармакопеєю України (2015).
Результати й обговорення. Одержані результати продемонстрували високий вміст АК та ОК у пагонах лохини високорослої досліджуваних сортів. Під час аналізу встановили, що він майже збігався в цих сортах. Вміст АК перебував на рівні 42,61–83,62 м??100 ?г·100 г-1 сухої маси (СМ) (найнижчий показник – 42,61±1,82 мг·100 г-1 СМ у період підготовки до зимового спокою) в сорті Блюджей, 49,02–102,5 мг·100 г-1 СМ – у сорті Блюкроп, 70,87–98,04 мг·100 г-1 СМ – у сорті Еліот. Вміст ОК змінювався в межах 2,19–5,26 % у сорті Блюджей, 3,12–7,83 % – у сорті Блюкроп та 3,80–9,16 % – у сорті Еліот.
Висновки. Сорти лохини високорослої з різними термінами дозрівання плодів відрізняються за вмістом аскорбінової та органічних кислот у пагонах протягом періоду вегетації. Результати нашого дослідження свідчать про те, що пагони V. corymbosum сортів Блюджей, Блюкроп та Еліот мають достатньо високий вміст аскорбінової й органічних кислот і можуть бути використані для подальшого вивчення механізмів дії їх екстрактів як лікувальних засобів для профілактики різних захворювань, пов’язаних з вільними радикалами та порушеннями обміну речовин у людини і тварин.
Посилання
Davey, M.W., Van Montagu, M., Inzé, D., Sanmartin, M., Kanellis, A., Smirnoff, N., et al. (2000) Plant L-ascorbic acid: chemistry, function, metabolism, bio_availability and effects of processing. J. Sci. Food Agric., 80, 825-860.
Smirnoff, N., & Wheeler, G.L. (2000) Ascorbic acid in plants: biosynthesis and function. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol., 35(4), 291-314. DOI: https://doi.org/10.1080/10409230008984166
Fenech, M., Amaya, I., Valpuesta, V., & Botella, M.A. (2019). Vitamin C content in fruits: biosynthesis and regulation. Front Plant Sci. Retrieved from: https://doi.org/10.3389/fpls.2018.02006. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2018.02006
Linster, C.L., & Clarke, S.G. (2008) L-Ascorbate biosynthesis in higher plants: The role of VTC2. Trends in Plant Science, 13 (11), 567-573. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tplants.2008.08.005
Pallanca, J.E., & Smirnoff, N. (2000). The control of ascorbic acid synthesis and turnover in pea seedlings. J. Exp. Bot., 51(345), 669-674. DOI: https://doi.org/10.1093/jexbot/51.345.669
Conklin, P.L. (2001) Recent advances in the role and biosynthesis of ascorbic acid in plants. Plant, Cell and Environment, 24 (4), 384-394. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2001.00686.x
Noctor, G., Mhamdi, A., & Foyer, C.H. (2014). The roles of reactive oxygen metabolism in drought: not so cut and dried. Plant Physiol., 164, 1636-1648. DOI: https://doi.org/10.1104/pp.113.233478
Vorobets, N.M. (2003). Funktsionuvannia askorbatperoksydazy ta vmist askorbinovoi ta dehidroaskorbinovoi kyslot u prorostaiuchomu nasinni soniashnyku ta kvasoli pid diieiu riznykh doz svyntsiu [Functioning of ascorbate peroxidase and the content of ascorbic and dehydroascorbic acids in germinating sunflower and bean seeds under the action of different doses of lead]. Naukovyi visnyk Uzhhorodskoho natsionalnoho un-tu. Ser. biol. – Scientific Bul. Uzhhorod National Univ. Ser. Biol.,13, 53-56 [in Ukrainian].
Gallie, D.R. (2013). The role of l-ascorbic acid recycling in responding to environmental stress and in romoting plant growth. J. Exp. Bot., 64, 433-443. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/ers330
Broad, R.C., Bonneau, J.P., Hellens, R.P., & Johnson, A.A.T. (2020) Manipulation of ascorbiate biosynthetic, recycling and regulatory pathways for improved abiotic stress tolerance in plants. Int. J. Mol. Sci., 21 (5), 790.
Yabuta, Y., Mieda, T., Rapolu, M., Nakamura, A., Motoki, T., & Maruta, T., et al. (2007). Light regulation of ascorbate biosynthesis is dependent on the photosynthetic electron transport chain but independent of sugars in Arabidopsis. J. Exp. Bot., 58(10), 2661-2671. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erm124
Del Bo, C., Riso, P., Campolo, J., Moller, P., Loft, S., Klimis-Zacas, D., et al. (2013). A single portion of blueberry (Vaccinium corymbosum L.) improves protection against DNA damage but not vascular function in healthy male volunteers. Nutr. Res., 33, 220-227. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nutres.2012.12.009
Smirnoff, N. (2018). Ascorbic acid metabolism and functions: a comparison of plants and mammals. Free Radic. Biol. Med., 122, 116-129. DOI: https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2018.03.033
Saito, K., & Loewus, F.A. (1992). Conversion of D-glucosone to oxalic acid and L-(+)-tartaric acid in detached leaves of Pelargonium. Phytochemistry, 31, 3341-3344. DOI: https://doi.org/10.1016/0031-9422(92)83681-N
Lo´pez-Bucio, J., Nieto-Jacobo, M.F., Ramirez-Rodriguez, V., & Herrera-Estrella, L. (2001). Organic acid metabolism in plants: From adaptive physiology to transgenic varieties for cultivation in extreme soils. Plant Science, 160 (1), 1-13.
Macknight, R.C., Laing, W.A., Bulley, S.M., Broad, R.C., Johnson, A.A., & Hellens, R.P. (2017). Increasing ascorbate levels in crops to enhance human nutrition and plant abiotic stress tolerance. Curr. Opin. Biotechnol., 44, 153-160. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2017.01.011
Du, J., Cullen, J.J., & Buettner, G.R. (2012). Ascorbic acid: chemistry, biology and the treatment of cancer. BBA, 1826, 443-457. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbcan.2012.06.003
Myllyharju, J. (2008). Prolyl 4-hydroxylases, key enzymes in the synthesis of collagen and regulation of the response to hypoxia, and their roles as treatment targets. Ann. Med., 40(6), 402-417. DOI: https://doi.org/10.1080/07853890801986594
Van Vlies, N., Wanders, R.J., & Vaz, F.M. (2006). Measurement of carnitine biosynthesis enzyme activities by tandem mass spectrometry: differences between the mouse and the rat. Anal. Biochem., 354 (1), 132-139. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ab.2006.04.007
Ma, L., Sun, Z., Zeng, Y., Luo, M., & Yang, J. (2018). Molecular mechanism and nealth role of functional ingredients in blueberry for xhronic disease in human beings. Int. J. Mol. Sci., 19(9), E2785. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms19092785
Linster, C.L., & Van Schaftingen, E. (2007). Vitamin C: biosynthesis, recycling and degradation in mammals. FEBS J., 274, 1-22. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1742-4658.2006.05607.x
Liato, V., Hammami, R., & Aïder, M. (2017). Influence of electro-activated solutions of weak organic acid salts on microbial quality and overall appearance of blueberries during storage. Food Microbiol., 64, 56-64. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fm.2016.12.010
Diaconeasa, Z. (2018). Time-dependent degradation of polyphenols from thermally-processed berries and their in vitro antiproliferative effects against melanoma. Molecules, 23 (10), 2534.
Yavorska, N., & Vorobets, N. (2019). The effect of variation of harvest season on water soluble BAS in shoots of Vaccinium corymbosum L. Book Abstracts. 4th International Conference on Natural Products Utilization: from Plants to Pharmacy Shelf. Albena resort, Bulgaria.
Vorobets, N., & Yavorska, N. (2019). Phytosynthetic pigments in shoots of Vaccinium corymbosum L. (cv. Elliott). Agrobiodiversity for Improving Nutrition, Health and Life Quality; Ed.: J.Brindza, S.Klymenko. Slovak Univ. of Agriculture in Nitra. ISBN 978-80-552-2108-3. Retrieved from: http: //doi.org/10.15414/agrobiodiversity.2019.2585-8246.093-100.
Hewitt, E.J., & Dickes, G.J. (1961). Spectrophotometric measurements on ascorbic acid and their use for the estimation of ascorbic acid and dehydroascorbic acid in plant tissue. The Biochem. J., 78 (2), 384-391. DOI: 10.1042/bj0780384. (2015). DOI: https://doi.org/10.1042/bj0780384
Derzhavna Farmakopeia Ukrainy: v 3 t. Derzhavne pidpryiemstvo “Ukrainskyi naukovyi farmakopeinyi tsentr yakosti likarskykh zasobiv” [State Pharmacopeia of Ukraine: in 3 vol. / State Enterprise “Ukrainian Scientific Pharmacopoeial Centre of Medicinal drugs Quality]. Kharkiv: Derzhavne pidpryiemstvo “Ukrainskyi naukovyi farmakopeinyi tsentr yakosti likarskykh zasobiv” [in Ukrainian].
Guarnieri, S., Riso, P., & Porrini, M. (2007). Orange juice vs vitamin C: Effect on hydrogen peroxide-induced DNA damage in mononuclear blood cells. Br. J. Nutr., 97 (4), 639-643. DOI: https://doi.org/10.1017/S0007114507657948
Beck, K., Conlon, C.A., Kruger, R., Coad, J., & Stonehouse, W. (2011). Gold kiwifruit consumed with an iron-fortified breakfast cereal meal improves iron status in women with low iron stores: a 16-week randomised controlled trial. Br. J. Nutr., 105 (1),101-109. DOI: https://doi.org/10.1017/S0007114510003144
Tugnoli, B., Giovagnoni, G., Piva, A., & Grilli, E. (2020). From acidifiers to intestinal health enhancers: How organic acids can improve growth efficiency of pigs. Animals., 10 (1), 134. Retrieved from: https://doi.org/10.3390/ani10010134 DOI: https://doi.org/10.3390/ani10010134
