ZAWARTOŚĆ FURANOKUMARYN W SELERZE KORZENIOWYM. Wstęp

Transkrypt

1 Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCLXXXIII (2007) EWA JABŁOŃSKA-RYŚ ZAWARTOŚĆ FURANOKUMARYN W SELERZE KORZENIOWYM Z Katedry Przetwórstwa Owoców i Warzyw Akademii Rolniczej w Lublinie ABSTRACT. Eighteen cultivars of celeriac were analysed in terms of content of furanocoumarins, using GC/MS. In the tissue the analysed celeriac xanthotoxin, bergapten and isopimpinellin were identified. The largest content of total furanocoumarins was found in the President cultivar (30 μg 100 g -1 of fresh tissue) and the Luna cultivar (28 μg 100 g -1 of fresh tissue). Total content of furanocoumarins occurring in the examined cultivars of celeriac does not pose a threat to human health. Key words: GC/MS, celeriac, furanocoumarins, xanthotoxin, bergapten, isopimpinellin Wstęp Furanokumaryny są zaliczane do fitoaleksyn, substancji produkowanych przez organizm roślinny w odpowiedzi na atak patogenów: bakterii, wirusów czy grzybów, stąd największe ilości tych związków występują w roślinach chorych. Stwierdzono jednak, że mogą również naturalnie występować w roślinach zdrowych, a na ich biosyntezę mogą mieć wpływ bardzo różne czynniki, zarówno chemiczne, jak i fizyczne. Poziom zawartości furanokumaryn w zdrowych roślinach jest zróżnicowany dla poszczególnych odmian (Diawara i in. 1993), a ich rozmieszczenie w roślinie nie jest równomierne największe ilości furanokumaryn zawierają liście, najmniejsze korzenie (Diawara i in. 1995). Uważa się, że furanokumaryny mają właściwości fotokancerogenne (mogą wywoływać raka skóry) i fotomutagenne (Roelandts 1984, Koch 1986, Young 1990). Badania przeprowadzone na szczurach wykazały, że dawka mg ksantotoksyny na 1 kg masy ciała, utrzymywana przez 19 dni, wykazuje efekt hepatotoksyczny (Dunnik i in. 1984). Celem pracy było określenie zawartości furanokumaryn w odmianach selera korzeniowego dostępnych na rynku. Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007 PL ISSN

2 500 E. Jabłońska-Ryś Materiały i metody Materiałem do badań było 18 odmian selera korzeniowego: Jabłkowy, Odrzański, Makar, Brilliant, Diamant, Gol, Luna, Mentor, Monarch, Cascade, Feniks, Edward, President, Prinz, Snehvide, Cisko, Dukat, Talar. Zdrowe korzenie selera myto, obierano, krojono w kostki o wymiarach cm i mrożono w ciekłym azocie, a następnie rozdrabniano w młynku laboratoryjnym przez pięć minut. Rozdrobnioną próbkę w ilości 10 g poddawano dwukrotnej ekstrakcji chlorkiem metylenu (2 30 ml). Oczyszczone ekstrakty zagęszczano w wyparce próżniowej, dodawano 10 μl 0,08% roztworu salicylanu metylu w metanolu (wzorzec wewnętrzny) i uzupełniano dichlorometanem do objętości 4 ml. Zagęszczone ekstrakty poddawano analizie GC/MS, którą przeprowadzono w Zakładzie Fizyki Chemicznej i Fizykochemicznych Metod Rozdzielania Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie. Zastosowano: układ ITS-40 firmy Finnigan MAT, USA (chromatograf gazowy Varian 3400 sprzężony ze spektrometrem masowym), kolumnę kapilarną z fazą DB-5 firmy J&W Scientific, 30 0,25 mm, o grubości filmu 0,25 μm; dozownik typu Split- -Splitless, pracujący w systemie Splitless; gaz nośny hel, o szybkości przepływu 1,5 ml/min; temperatura dozownika wynosiła 300 C, temperatura linii łączącej chromatograf ze spektrometrem 300 C, temperatura pracy MS 220 C; jonizację elektronową (70 ev); zakres analizowanych mas wynosił amu; a częstotliwość skanowania 1 s. Do identyfikacji substancji w analizowanych ekstraktach stosowano porównanie widm związków badanych z widmami zawartymi w bibliotece NIST, zawierającej około widm, uzyskanych metodą jonizacji elektronowej przy energii elektronów 70 ev. Analizy prowadzono w trzech powtórzeniach. Wyniki i dyskusja Największą zawartością furanokumaryn ogółem charakteryzowały się odmiany: President 30 μg 100 g -1 świeżej tkanki oraz Luna 28 μg 100 g -1 świeżej tkanki. Najmniejszą zawartość furanokumaryn miały odmiany: Talar 5 μg 100 g -1 świeżej tkanki oraz Cisko 7 μg 100 g -1 świeżej tkanki. Zawartość furanokumaryn w selerze korzeniowym analizowali Järvenpää i in. (1997), za pomocą HPLC. W swojej pracy autorzy podali dużo większe wartości: μg 100 g -1 świeżej tkanki. W badanym materiale roślinnym, spośród związków należących do furanokumaryn, zidentyfikowano ksantotoksynę, bergapten i izopimpinelinę. Największą zawartość ksantotoksyny miały korzenie odmian Dukat, Luna i President odpowiednio 16, 14 i 13 μg 100 g -1 świeżej tkanki. W przypadku bergaptenu najmniejszą zawartością tego związku charakteryzowały się korzenie selera odmiany Cisko i Talar odpowiednio 2 i 3 μg 100 g -1 świeżej tkanki, a największą Luna i Mentor odpowiednio 14 i 15 μg 100 g -1 świeżej tkanki. Izopimpinelina występowała w ilościach kilkakrotnie mniejszych, co jest potwierdzeniem wyników badań uzyskanych przez Beier i in. (1983). Związek ten wykryto

3 Zawartość furanokumaryn w selerze korzeniowym 501 jedynie w korzeniach sześciu odmian selera: Makar, Brilliant, Monarch, Feniks, President oraz Prinz. Zawartość furanokumaryn w 18 odmianach selera korzeniowego The content of furanocoumarins in 18 cultivars of celeriac Tabela 1 Odmiana Cultivar Ksantotoksyna Xanthotoxin Zawartość furanokumaryn (μg 100 g -1 świeżej tkanki) Content of furanocoumarins (μg 100 g -1 of fresh tissue) Bergapten Bergapten Izopimpinelina Isopimpinelin Jabłkowy Odrzański Makar Brilliant Diamant Gol Luna Mentor Monarch Cascade Feniks Edward President Prinz Snehvide Cisko Dukat Talar NIR 0,05 LSD ,7 1,9 1,1 ogółem total Badania przeprowadzone na szczurach wykazały, że wysokie dawki ksantotoksyny ( mg na kg masy ciała) utrzymywane przez 19 dni wykazują działanie toksyczne na wątrobę (Dunnik i in. 1984). Spożycie 300 g selerów korzeniowych, o łącznej zawartości furanokumaryn 2820 μg 100 g -1 świeżej tkanki, nie dawało reakcji skórnej po naświetlaniu promieniami UV A, a poziom furanokumaryn we krwi był poniżej dolnej granicy wykrywalności, wynoszącej 2 ng ml -1 (Schlatter i in. 1991).

4 502 E. Jabłońska-Ryś Badania przeprowadzone w Stanach Zjednoczonych ujawniły, że poziom dziennego spożycia tych związków z normalną dietą nie przekracza 1,3 mg na osobę (Wagstaff 1991). Badania wykazały, że poziom furanokumaryn w żadnej z analizowanych odmian selera korzeniowego nie osiągnął wartości stanowiącej próg szkodliwości dla zdrowia. Ważne jest jednak, by spożywać warzywa zdrowe, właściwie przechowywane, nie porażone przez choroby, gdyż w takich poziom furanokumaryn gwałtownie rośnie i może już stanowić zagrożenie dla zdrowia. Furanokumaryny są fitoaleksynami, mają bronić rośliny przed chorobami i szkodnikami. Chorobą, która najczęściej może dotyczyć selerów, jest septorioza. Hodowla nowych odmian jest prowadzona między innymi w kierunku uzyskania większej odporności na tę chorobę. Jest jednak ważne, by nowo wyhodowane odmiany badać pod kątem naturalnej zawartości furanokumaryn, aby wykluczyć, że odporność na septoriozę jest związana z wysokim poziomem tych związków w roślinie. Wnioski 1. W zgrubieniach korzeniowych selera zidentyfikowano trzy furanokumaryny: ksantotoksynę, bergapten i izopimpinelinę. 2. Największą zawartością furanokumaryn ogółem charakteryzowały się odmiany: President 30 μg 100 g -1 świeżej tkanki oraz Luna 28 μg 100 g -1 świeżej tkanki. 3. Izopimpinelinę wykryto jedynie w korzeniach sześciu odmian selera: Makar, Brilliant, Monarch, Feniks, President oraz Prinz. 4. Ogólna zawartość furanokumaryn w żadnej z analizowanych odmian selera korzeniowego nie przekraczała wartości stanowiącej próg szkodliwości dla zdrowia. Literatura Beier R.C., Ivie G.W., Oerli E.H., Holt D.L. (1983): HPLC analysis of linear furocoumarins (psolarens) in healthy celery (Apium graveolens). Food Chem. Toxicol. 21, 2: Diawara M.M., Trumble J.T., Quiros C.F. (1993): Linear furanocoumarins of three celery breeding lines; implications for integrated pest management. J. Agric. Food Chem. 41: Diawara M.M., Trumble J.T., Quiros C.F., Hansen R. (1995): Implications of distribution of linear furanocoumarins within celery. J. Agric. Food Chem. 43: Dunnik J.K., Davis W.E., Jorgrnson T.A., Rosen V.J., McConnell F.E. (1984): Subchronic toxicity in rats administered oral 8-methoxypsolaren. Natl. Cancer Inst. Monogr. 66: Järvenpää E.P., Jestoi M.N., Huopalahti R. (1997): Quantitative determination of phototoxic furocoumarins in celeriac using supercritical fluid extraction and high performance liquid chromatography. Phytochem. Anal. 8, 5: Koch W.H. (1986): Psolaren photomutagenic specificity in Salmonella typhimurium. Mutat. Res. 160: Roelandts R. (1984): Mutagenicity and carcinogenicity of methoxsalen plus UV-A. Arch. Dermatol. 120: Schlatter J., Zimmerli B., Dick R., Panizzon R., Schlatter C. (1991): Dietary intake risk assessment of phototoxic furocoumarins in humans. Food Chem. Toxicol. 29, 8: Wagstaff D.J. (1991): Dietary exposure to furocoumarins. Regul. Toxicol. Pharmacol. 14:

5 Zawartość furanokumaryn w selerze korzeniowym 503 Young A.R. (1990): Photocarcinogenicity of psolarens used in UVA treatment present status in mouse and man. J. Photochem. Photobiol. 6: THE CONTENT OF FURANOCOUMARINS IN CELERIAC Summary It is known that celery contains furanocoumarins, a group of photomutagenic and photocarcinogenic substances. Eighteen cultivars of celeriac ( Jabłkowy, Odrzański, Makar, Brilliant, Diamant, Gol, Luna, Mentor, Monarch, Cascade, Feniks, Edward, President, Prinz, Snehvide, Cisko, Dukat, Talar ) were analysed in terms of their content of furanocoumarins, using GC/MS. In the tissue of the analysed celeriac xanthotoxin, bergapten and isopimpinellin were identified. The largest content of total furanocoumarins was found in the President cultivar (30 μg 100 g -1 of fresh tissue) and the Luna cultivar (28 μg 100 g -1 of fresh tissue). The content of xanthotoxin. and bergapten was similar, in all the studies cultivars and ranged: 7.6 and 8.8 μg 100 g -1 of fresh tissue respectively. Isopimpinellin was found in roots of six cultivars of celeriac: Makar, Brilliant, Monarch, Feniks, President and Prinz. Total amount of furanocoumarins occurring in the examined cultivars of celeriac does not pose a threat to human health.