AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCA ORAZ ZAWARTOŚĆ WITAMINY C I ZWIĄZKÓW FENOLOWYCH W OWOCACH RÓŻNYCH GENOTYPÓW AKTINIDII (ACTINIDIA Lindl.

Transkrypt

1 ŻYWNOŚĆ. Nuk. Technologi. Jkość, 2007, 5 (54), TOMASZ KRUPA, PIOTR LATOCHA AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCA ORAZ ZAWARTOŚĆ WITAMINY C I ZWIĄZKÓW FENOLOWYCH W OWOCACH RÓŻNYCH GENOTYPÓW AKTINIDII (ACTINIDIA Lindl.) S t r e s z c z e n i e Mterił bdwczy stnowiły owoce dwóch genotypów Actinidi rgut (L1, M1) i trzech mieszńców A. rgut A. purpure (D8, D11, D14). Jko mterił porównwczy użyto odminy A. rgut Annsnj (= Ann ), njpowszechniej uprwinej n świecie ktinidii ostrolistnej. Wszystkie rośliny uzyskno w progrmie hodowlnym SGGW, owoce pochodziły z roślin uprwinych n polu doświdczlnym SGGW n Ursynowie w Wrszwie. Bdni prowdzono w ltch W owocch bdnych genotypów oznczono zwrtość: witminy C i polifenoli, tkże określono ktywność przeciwutlenijącą. Uzyskne wyniki potwierdziły, że owoce ktinidii ostrolistnej są bogtym źródłem witminy C, jednk jej zwrtość zleży od indywidulnych cech genotypu. W owocch mieszńców A. rgut A. purpure stwierdzono większą zwrtość witminy C w porównniu z genotypmi A. rgut. Mieszńce D11 i D14 wykzły istotnie wyższą ktywność przeciwutlenijącą, silnie skorelowną z zwrtością witminy C. Chrkteryzowły się też większą zwrtością związków fenolowych niż owoce pozostłych bdnych ktinidii. Słow kluczowe: Actinidi rgut, Actinidi purpure, ktywność przeciwutlenijąc, witmin C, DPPH, związki fenolowe Wprowdzenie Njbrdziej znnymi gtunkmi ktinidii są ktinidi smkowit (Actinidi delicios (A.Chev.) C.F.Ling et A.R.Ferguson) zwn Kiwi orz brdzo podobn do niej ktinidi chińsk (A. chinensis Plnch). W wielu plcówkch nukowych n świecie prowdzone są bdni, których celem jest wprowdzenie do uprwy tkże innych, mniej znnych gtunków ktinidii. Njwżniejszym z nich jest ktinidi ostrolistn (A. rgut (Siebold et Zucc.) Plnch. ex Miq.), nzywn w wielu krjch mini kiwi, Dr inż. T. Krup, Ktedr Sdownictw, dr inż. P. Ltoch, Ktedr Ochrony Środowisk, Wydz. Ogrodnictw i Architektury Krjobrzu, Szkoł Główn Gospodrstw Wiejskiego, ul. Nowoursynowsk 159, Wrszw

2 240 Tomsz Krup, Piotr Ltoch bby-kiwi czy grpe-kiwi. Wyróżni się niewielkimi owocmi (mniej więcej wielkości orzech włoskiego), o głdkiej, jdlnej skórce i ciekwym smku przypominjącym miesznkę owoców tropiklnych [7]. Ich por dojrzewni przypd w Polsce n wrzesień/pździernik. Gtunek ten uprwiny jest n młą sklę n plntcjch towrowych w Nowej Zelndii, Kndzie, USA, Chile i w Europie. Tkże w Polsce powstły już pierwsze, niewielkie plntcje. W SGGW, od 1996 roku, prowdzony jest progrm hodowlny, którego celem jest uzysknie nowych odmin ktinidii, o cechch dostosownych do polskich wrunków klimtycznych. W rmch tego progrmu prowdzono hodowlę w obrębie dwóch gtunków A. rgut i A. purpure, ich wynikiem są obiecujące genotypy. Owoce ktinidii są bogtym źródłem przeciwutleniczy determinujących ich włściwości prozdrowotne. Wspomgją one nturlne mechnizmy obronne orgnizmu. Zwrtość związków przeciwutlenijących w owocch zleży od cech genetycznych gtunku i odminy, jednk wrunki środowiskowe mogą ją modyfikowć. Owoce ktinidii są powszechnie uznwne z bogte źródło witminy C. Ferguson i Ferguson [2] informują, że jej średni zwrtość w owocch odmin Hrwrd (A. delicios) i Hort 16A (A. chinensis) wynosi odpowiednio 85 i 100 mg/100 g ś.m., zś Rssm i Ling [12] w swoich bdnich nd sześciom odminmi A. chinensis oznczyli jej zwrtość w grnicch od 98 do 163 mg/100 g ś.m. Podobnie wysoką zwrtość witminy C w owocch różnych gtunków ktinidii stwierdzili tkże Nishiym i wsp. [8]. Uzyskne przez nich wyniki wskzują n podobny lub wyższy poziom tej witminy w owocch A. rgut niż w A. delicios i A. chinensis. Owoce ktinidii chrkteryzują się również wysokim poziomem ktywności przecieutlenijącej. Z bdń Prk i wsp. [10] wynik, że ktywność przeciwutlenijąc, wyrżon jko skuteczność inhibicji rodników DPPH, owoców kiwi odminy Hywrd osiąg bezpośrednio po zbiorze 57,1%, po 6 dnich dojrzewni i trktowni etylenem ż 81,3%. N wysoką ktywność przeciwutlenijącą A. rgut wskzują tkże Okmoto i Goto [9], którzy dowiedli, że owoce odmin uprwinych w Jponii mją większe włściwości przeciwutlenijące (DPPH) niż kiwi czy jbłk. Celem prcy było określenie włściwości przeciwutlenijących owoców 6 genotypów ktinidii ostrolistnej i jej mieszńców w odniesieniu do zwrtości w nich związków fenolowych i witminy C. Mterił i metody bdń Bdni prowdzono w ltch 2005 i 2006 n owocch 3 genotypów A. rgut M1, L1 i Annsnj (= Ann ) orz 3 mieszńcch A. rgut A. purpure D8, D11 i D14. Wszystkie genotypy oznczone numermi uzyskno w progrmie hodowlnym SGGW. Odmin Annsnj jest obecnie njpowszechniej n świecie uprwiną odminą tego gtunku [15] i z tego względu możn ją uznć z stndrd. Od-

3 AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCA ORAZ ZAWARTOŚĆ WITAMINY C I ZWIĄZKÓW 241 minę tę sprowdzono do kolekcji roślin SGGW w 1994 r. ze Szwjcrii. Owoce wszystkich bdnych genotypów zbierno w fzie dojrzłości konsumpcyjnej z dorosłych, w pełni owocujących krzewów rosnących n polu doświdczlnym SGGW n Ursynowie w Wrszwie. Wszystkie nlizy wykonywno w trzech powtórzenich, kżdorzowo z prtii 0,5 kg owoców. Owoce przed wykonniem nliz (1-2 dni) przechowywno w chłodzirce (5ºC). Anlizę zwrtości witminy C prowdzono według Klt i wsp. [4] z modyfikcjmi. Uzyskną w procesie ekstrkcji próbkę oczyszczno n filtrze 0,45 µm Millex - HV (Millipore). Anlizę ilościową witminy C prowdzono przy użyciu chromtogrfu cieczowego firmy PerkinElmer serii 200 z detektorem Diode Arry Detektor (DAD). Rozdził prowdzono z zstosowniem kolumny Symmetry C18, 5µ, 150 x 4,6 mm przy przepływie 0,8 ml/min. Temp. termosttowni kolumny wynosił 25 C. Fzę ruchomą stnowił miesznin wod (A) : fosforn monu (B) : kws metfosorowy (C) w proporcjch 498,75 g (A) : 1,15 g (B) : 0,1 g (C). Anlizę jkościową i ilościową fenolokwsów i flwonoidów prowdzono techniką HPLC według zmodyfikownej metody Go i Mzz [3]. Homogenizt owocowy ekstrhowno 25 ml metnolu zkwszonego 1 cm 3 36% HCl, nstępnie wirowno w wirówce Eppendorf 4250, z klrownego przesączu odprowywno pod próżnią w temp. 40 C metnol. Pozostły osd rozcieńczno 5 ml metnolu. Anlizę rozdziłu i zwrtości fenolokwsów wykonywno w zestwie HPLC firmy PerkinElmer serii 200 z detektorem Diode Arry Detektor (DAD). Rozdził prowdzono z zstosowniem kolumny Spheri-5 RP-18, 5μ, 220 x 4,6 mm przy przepływie 1 ml/min. Temp. termosttowni kolumny wynosił 22 C. Fzę ruchomą stnowił miesznin wod (A) : kws mrówkowy (B) : cetonitryl (C) o zmiennych prmetrch grdientu A i C. Identyfikcje związków fenolowych dokonno n podstwie stndrdów. Aktywność przeciwutlenijącą owoców określono według metody Sint Criq de Gulejc i wsp. [11] z użyciem syntetycznego rodnik DPPH (1,1-difenylo-2- pikrylohydrzyn, Sigm). Aktywność przeciwutlenijącą obliczno n podstwie pomirów bsorbncji próby włściwej (ekstrkt z owoców + DPPH) wykonywnych po 10 min przy λ = 517 nm w stosunku do próby kontrolnej (metnol + DPPH). Wyniki wyrżno w przeliczeniu n ekwiwlent Troloxu (µmol Troloxu/g). Wyniki oprcowno sttystycznie metodą jednoczynnikowej nlizy wrincji z wykorzystniem progrmu sttystycznego Sttgrphics Plus (SttPoint, Inc.). Do oceny istotności różnic między wrtościmi średnimi zstosowno test Tukey, przyjmując poziom istotności α = 0,05. W bdnich zleżności między ktywnością przeciwutlenijącą zwrtością związków fenolowych i witminy C stosowno metodę regresji liniowej prostej.

4 242 Tomsz Krup, Piotr Ltoch Wyniki i dyskusj Wykzno, że owoce mieszńców A. rgut x A. purpure są bogtym źródłem witminy C. Njwiększą jej zwrtość stwierdzono w owocch mieszńc D11 (144,7 mg/100 g ś.m.). Dużą zwrtość witminy C oznczono w owocch genotypów D14 i M1, njmniej w genotypie L1 (33,7 mg/100 g ś.m.) (tb. 1). Znczn zwrtość witminy C genotypów D11 i D14 był zpewne spowodown czynnikiem genetycznym, choć mieszńcowe pochodzenie genotypów (A. rgut A. purpure) nie musi być jedynym czynnikiem decydującym o ilości tego skłdnik w owocch, co potwierdz mł zwrtość tej witminy w owocch genotypu D8. Chesoniene [1] orz Skripczienko i Moroz [14] podją, że zwrtość witminy C w niektórych gtunkch ktinidii może wynosić nwet 1164 mg/100 g ś.m. (A. kolomikt), podczs gdy w njpopulrniejszej odminie kiwi Hywrd (A. delicios) jej zwrtość nie przekrcz 85 mg/100 g ś.m. Nishyim i wsp. [8] stwierdzili brdzo dużą zmienność zwrtości witminy C pomiędzy poszczególnymi genotypmi A. rgut. Według utorów zleżnie od oceninego genotypu zwrtość tego skłdnik wynosił od 37 do 185 mg /100 g ś.m. T b e l 1 Zwrtość witminy C i zidentyfikownych związków fenolowych w owocch bdnych genotypów ktinidii [mg/100 g ś.m.] Contents of vitmin C nd phenolic compounds identified in fruit of the nlyzed genotypes of hrdy kiwifruit [mg/100 g f.m.]. Skłdnik Component Witmin C Vitmin C Kws p-hydroksybenzoesowy p-hydroxybenzoic cid Kws wnilinowy Vnilic cid Kws chlorogenowy Chlorogenic cid L-epiktechin L-epictechin Kws p-kumrowy p-cumric cid Kws glusowy Glic cid Kws benzoesowy Benzoic cid Genotyp / Genotype D 8 D 11 D 14 M1 L1 Annsnj 49,5 b 144,7 e 84,4 d 78,8 cd 33,7 67,4 c 0,77 2,34 d 1,93 c 1,35 b 0,83 2,88 e 0,79 2,34 d 0,89 1,04 b 1,53 c 1,25 b ni. 2,99 b 5,46 c 0,77 2,09 b 8,28 d ni. ni. ni. 1,09 b ni. 0,39 ni b ni. ni. ni. 0,21 6,33 7,56 b 24,33 e 11,99 c 9,09 b 17,26 d 1,18 c 1,16 c 1,22 c 0,45 0,66 b 1,28 c Objśnieni / Explntory notes: ni. nie zidentyfikowno / not identified; wrtości średnie oznczone tką smą literą w wierszch nie różnią się sttystycznie istotnie przy α = 0,05; Men vlues denoted by the sme letter in the lines do not differ sttisticlly significnt t α = 0.05.

5 AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCA ORAZ ZAWARTOŚĆ WITAMINY C I ZWIĄZKÓW 243 Poz witminą C, włściwości przeciwutlenijące wykzuje duż liczb związków z grupy polifenoli. W bdnych owocch ktinidii ostrolistnej i jej mieszńcch zidentyfikowno kws p-hydroksybenzoesowy, wnilinowy, chlorogenowy, p-kumrowy, glusowy, benzoesowy orz L-epiktechinę, ich występownie wrunkowne było głównie czynnikiem genetycznym (tb. 1). Zwrtość tych związków w owocch poszczególnych genotypów uległ dużym whniom, stąd możn podjąć się określeni występujących tendencji. Ogólnie, mieszńce D11 i D14 chrkteryzowły się większą zwrtością fenolokwsów niż pozostłe genotypy ktinidii. Nleży jednk zwrócić uwgę, że odmin Annsnj chrkteryzowł się równie wysoką zwrtością tych skłdników i jko jedyn zwierł wszystkie zidentyfikowne związki. Wstępne bdni Ltochy i Olszewskiej-Kczyńskiej [6] wykzły, że ogóln zwrtość flwonoidów w owocch A. rgut może wynosić mg/100 g suchej msy. T b e l 2 Współczynniki korelcji liniowej (r) między ktywnością przeciwutlenijącą (DPPH) zwrtością witminy C i zwrtością związków fenolowych. Coefficients of the (r) liner correltion between the ntioxidnt ctivity (DPPH) nd the contents of vitmin C nd phenolic compounds. Prmetr Prmeter Witmin C Vitmin C Kws p- hydroksybenzoesowy p-hydroxybenzoic cid Kws wnilinowy Vnilic cid Kws chlorogenowy Chlorogenic cid Kws glusowy Glic cid Kws benzoesowy Benzoic cid DPPH 0,91** 0,43 0,49* -0,09 0,20 0,29 Objśnieni: / Explntory notes: n = 18; *- r 0,05 = 0,47; ** - r 0,01 = 0,59 Aktywność przeciwutlenijąc owoców n ogół jest związn z zwrtością polifenoli, co potwierdzją bdni Velioglu i wsp. [16]. Również Krup i Toml [5] uzyskli wysoki współczynnik korelcji pomiędzy ktywnością przeciwutlenijącą, zwrtością polifenoli w owocch borówki wysokiej. W doświdczeniu stwierdzono, że ktywność przeciwutlenijąc, wyrżn jko ekwiwlent Troloxu n 1 g owoców istotnie zleżł od odminy i genotypu (rys. 1). Anliz sttystyczn wyników wykzł istotnie wyższą ktywność przeciwutlenijącą owoców ktinidii uzysknych w wyniku prc hodowlnych w SGGW (D11 i D14) niż odminy Annsnj. W obu sezonch genotypy L1 i Annsnj (A. rgut) chrkteryzowły się prwie 2- krotnie niższą ktywnością przeciwutlenijącą niż genotypy D11 i D14 (A. rgut A. purpure). W ksztłtowniu włściwości przeciwutlenijących wżną rolę odgrywją nie tylko związki fenolowe, le i witmin C. Njwyższ zmierzon ktywność prze-

6 244 Tomsz Krup, Piotr Ltoch ciwutlenijącą genotypu D11 njprwdopodobniej związn był z większą o 50% zwrtością witminy C w owocch od pozostłych bdnych genotypów, njmniejsz zwrtość witminy C w genotypie L1 zpewne wpłynęł n niską ktywność przeciwutlenijącą owoców tej odminy. Aktywność wszystkich bdnych genotypów był dodtnio skorelown z zwrtością witminy C (r = 0,91) i zwrtością kwsu wnilinowego (r = 0,49), co może oznczć, że przede wszystkim witmin C decydowł o ktywności przeciwutlenijącej bdnych owoców ktinidii (tb. 2). Aktywność przeciwutlenijąc [μmole Troloxu/g] Antioxidnt ctivity [μmol Trolox/g] b b b b b DPPH (2005) DPPH (2006) Witmin C (2006) Zwrtość witminy C [mg/100 g ś.m.] Vitmin C content [mg/100 g f.w.] 0 D 11 D 14 L1 M1 Annsnj D8 0 Objśnieni: / Explntory notes: Wrtości średnie oznczone tką smą literą, oddzielnie z kżdego roku bdń, nie różnią się sttystycznie istotnie przy α = 0,05 / men vlues denoted by the sme letter, seprtely for ech yer of the reserch conducted, do not differ sttisticlly significnt t α = Rys. 1. Fig. 1. Aktywność przeciwutlenijąc i zwrtość witminy C w owocch ktinidii ostrolistnej. Antioxidnt ctivity nd content of vitmin C in hrdy kiwifruit. Wnioski 1. W owocch ktinidii, mieszńców D11 i D14 (A. rgut x A. purpure) uzysknych w progrmie hodowlnym SGGW, stwierdzono występownie zncznych zwrtości witminy C. 2. Owoce mieszńców ktinidii ostrolistnej i purpurowej wykzują wysoką ktywność wiązni wolnych rodników DPPH, wynikjącą przede wszystkim z wysokiej zwrtości witminy C.

7 AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCA ORAZ ZAWARTOŚĆ WITAMINY C I ZWIĄZKÓW Njwyższą ktywnością przeciwutlenijącą, oznczoną metodą z rodnikiem DPPH, chrkteryzowły się owoce ktinidii genotypów D11 i D14, njniższą L1. Prc był prezentown podczs XII Ogólnopolskiej Sesji Sekcji Młodej Kdry Nukowej PTTŻ, Lublin, mj 2007 r. Litertur [1] Chesoniene L.: Comprison of some biologicl fetures nd fruiting potentil of Actinidi kolomikt cultivrs. Act Hort., 2000, 538, [2] Ferguson A.R., Ferguson L.R.: Are kiwifruit relly good for you? Act Hort., 2003, 610, [3] Go L., Mzz G.: Quntittion nd distribution of simple nd cylted nthocynins nd other phenolic in blueberries. J. Food Sci., 1994, 57, [4] Klt W., Forney C.F., Mrtin A., Prior R.L.: Antioxidnt cpcity, vitmin C, phenolics nd nthocynins fter fresh storge of smll fruit. J. Agric. Food Chem., 1999, 47, [5] Krup T., Toml K.: Zminy ilościowe związków przeciwutlenijących w jgodch borówki wysokiej 'Bluecrop' podczs ich przechowywni. Zesz. Nuk. ISiK., 2004, 12, [6] Ltoch P., Olszewsk-Kczynsk I.: Preliminry morphologicl, chemicl nd sensory nlyses of fruit of different ctinidi genotypes (Actinidi Lindl.). Annls Wrsw Agriculturl University SGGW, Horticulture, Lndscpe Architecture, 2003, 24, [7] Mtich A. J., Young H., Allen J.M., Wng M.Y. Fielder S., Mc Neilge M.,A., Mc Re E.A.: Actinidi rgut: voltile compounds in fruit nd flowers. Phytochemistry 2003, 63, [8] Nishiym I., Ymshit Y., Ymnk M., Shimohshi A.,. Fukud T., Oot T.: Vrietl difference in vitmin C content in the fruit of kiwifruit nd other Actinidi species. J. Agric. Food Chem., 2004, 452 (17), [9] Okmoto G., Goto S.: Juice Constituents in Actinidi rgut Fruits Produced in Shinjo, Okym Scientific Reports of the Fculty of Agriculture Okoym University 2005, 94, [10] Prk Y.S., Jung S.T., Gorinstein S.: Ethylene tretment of Hywrd kiwifruits (Actinidi delicios) during ripening nd its influence on ethylene biosynthesis nd ntioxidnt ctivity. Scienti Horticulture, 2006, 108, [11] Prk Y.S., Jung S.T., Kng S.G., Drzewiecki J., Nmiesnik J., Hruenkit R., Brsch D., Trkhtenberg S., Gorinstein S.: In vitro studies of polyphenols, ntioxidnts nd other dietry indices in kiwifruit (Actinidi delicios). Inter. J. Food Sci. Nutr., 2006, 57 (1/2), [12] Rssm M., Ling W.: Vrition in scorbic cid nd oxlte levels in the fruit of Actinidi chinensis tissues nd genotypes. J. Agric. Food Chem., 2005, 53, [13] Sint Criq de Gulejc N., Provost C., Virs N.: Comprtive study of polyphenol scvenging ctivities ssessed by different methods. J. Agric. Food Chem., 1999, 47 (2), [14] Skripczienko I.W., Moroz P.A.: Aktinidi (sorty, wyroszcziwni, rozmnożeni). Ncjonlnyj Botniczeskij Sd im. M.M. Griszk, NAN Ukriny, Kijew [15] Strik B.C., Hummer.: Annsny Hrdy Kiwifruit. J. Am. Pom. Soc. 2006, 60 (3), [16] Velioglu Y.S., Mzz G., Go L., Oomh B.D.: Antioxidnt ctivity nd totl phenolics in selected fruits, vegetbles, nd grin products. J. Agric. Food Chem., 1998, 46,

8 246 Tomsz Krup, Piotr Ltoch ANTIOXIDANT ACTIVITY AND CONTENTS OF VITAMIN C AND PHENOLIC COMPOUNDS IN FRUIT OF VARIOUS HARDY KIWIFRUIT (ACTINIDIA Lindl.) GENOTYPES S u m m r y The reserch mteril constituted fruit of two genotypes of A. rgut (L1, M1) nd of three hybrid genotypes of A. rgut A. purpure (D8, D11, D14). The mteril for comprison ws n Annsnj (= Ann ) cultivr known s the most commonly cultivted hrdy kiwifruit throughout the world. All the plnts were obtined under specil plnt growing progrmme t the SGGW University in Wrsw, nd the fruit cme from plnts grown t the SGGW experimentl field sttion in Ursynów in Wrsw. The reserch ws crried out during 2005 nd The contents of vitmin C nd polyphenols were determined in the fruit of the genotypes under reserch, s ws the ntioxidnt ctivity. The results obtined confirmed the fruit of A. rgut to be rich source of vitmin C, however, its content depended on individul fetures of the genotype. It ws found tht the content of vitmin C ws higher in the fruit of hybrid genotypes of A. rgut A. purpure if compred with the genotypes of A. rgut. The hybrid genotypes of D11 nd D14 showed significntly higher ntioxidnt ctivity tht ws correlted with the content of vitmin C. They were lso chrcterized by higher content of phenolic compounds thn the fruit of other Actinidi species studied. Key words: Actinidi rgut, Actinidi purpure, ntioxidnt ctivity, vitmin C, DPPH, phenolic compounds