Антиоксидантная система растения

• Светланa - салат спаржевый скороспелый сорт, вегетационный период составляет 110-120 суток, относительно холодостойкий. Особенность этого растения в том, что оно растет вверх. Урожайность 20-40 т/га. Длительно сохраняется без снижения товарных качеств.
• Изумрудный - высокопродуктивный, теневыносливый листовой салат для защищенного грунта, среднеспелый, 60-68 суток. Розетка листьев полуприподнятая, лист темно-зеленой окраски, удлинено-обратнояйцевидной формы, край листа ровный, к основанию пластинки волнистый, слабозубчатый, поверхность средне пузырчатая. Вкус без горечи. Характерная особенность сорта – устойчивость к стеблеванию при засухе и жаре.
• Фонарик - Кочанный, среднеспелый. Розетка листьев полуприподнятая, высотой 17см, диаметром 24 см. Лист среднего размера, округлый, пузырчатый, слабоволнистый по краю. Нижние листья розетки розовато-фиолетовые, внешние листья кочана фиолетово-зеленые, внутренние – желтовато-зеленые. Кочан закрытый, среднего размера, округлый, плотный.

          Сорта в Государственном реестр селекционных достижений на 2006 г. зарегистрирован 41 сорт укропа. Грибовский относится к раннеспелым , к среднеранним относится сорта зонтик., среднеспелый сорт известна лесногородский. К поздним сортам, характеризующимся медленным стеблеванием, высокой урожайностью, относятся кибрай, русич, салют и изоры.

• Грибовский – выведен во ВНИИССОК среднеранний, от массовых всходов о начала хозяйственной годности проходит 32-28 дней до цветения 57-64 дня.
• Зонтик - среднеранний сорт. Ценностью сорта является дружное раннее формирование зелени, позволяющее регулировать сроки посева и поступление продукции к потребителю. От полных всходов до уборки на зелень 33-40 дней, на специи – 62-65. Розетка полураскидистая. 
• Узоры - среднепоздний сорт, от полных всходов до уборки на зелень 42-57 дней, на специи – 78-95 дней. Розетка крупная, полураскидистая. Лист зеленый, крупный, сегменты густорасположеные. Растение в фазу цветения компактное, высотой 120-144 см. Центральные и боковые зонтики крупные, многолучевые (40-55 зонтиков). 

          Сорта в Государственном реестр селекционных достижений РФ зарегистрировано более 8 сортов мангольда. Наиболее популярны из них среднеспелые сорт: Алый листья фиолетовые, черешки малиново - красные и Белавинка листья зеленые, черешки белые оба селекции ВНИИССОК (от всходов до технической спелости проходит 80-90 суток, первую срезку проводят через 38-40 суток).

 

           Сорта. Районирован сорт водяного  кресса Подмосковный селекции  ВНИИССОК, рекомендуется для выращивание в защищенном грунте.

 

 

 

 

ГЛАВА II. Экспериментальная часть

 

        Цель и задачи исследований

Цель исследования – определение суммарной антиоксилительной активности листовых зеленных растений амперометрическим методом при различных потенциалах на электроде измерительной ячейки.

Антиоксидантная система растения играет важную роль в обеспечении устойчивости растения к абиотическому и биотическому стрессу, а так же определяет его ценность, как источника антиоксидантов для человека. Эффективность антиоксидантной системы зависит от активности специфических ферментов и уровней низкомолекулярных антиоксидантов, к которым относят аскорбиновую кислоту, глутатион, токоферол, каротиноиды, полифенолы. Принимая во внимание большое количество соединений, проявляющих антиоксидантные свойства, и возможность взаимодействий между ними, суммарное содержание антиоксидантов присутствующих в образце, как их интегральная характеристика, часто является более информативным параметром [1-2]. О вкладе антиоксидантов с различным восстановительным потенциалом в суммарное содержание можно качественно судить по интегральным вольтамперограммам.

 

       Задачи  исследований:

1. Оценить суммарную АОА различных видов листовых растений;
2. провести сравнительный анализ результатов измерений и выявить оптимальный потенциал электрода

 

Объекты и место исследований

 

    Объектом исследований  являлись: 

1. Салат (Lactuca sativa L.)
2. Укроп (Anethum graveolens L.)
3. Мангольд или свекла листовая (Beta vulgaris L.Var. Vilgaris.) 
4. Водяной кресс (Nasturtium officinale R. Br.)

 

Опыт проводился в 2013 году на опытных полях и в лаборатории  отдела физиологии и биохимии растений ВНИИССОК (Одинцовский р-н, Московской области).

 

Материалы и методы исследований

Материалы и методы. Экспериментальные растения выращивали в ящиках на торфяной удобренной смеси в лабораторном боксе при температуре 22±2ºС, фотопериоде 16 ч. в течении 12 дней. Определение суммарного содержания антиоксидантов проводилось на проточно-инжекционной системе "Цвет Яуза-01-АА" с амперометрическим детектированием. Методика производителя [3] была адаптирована для исследования листовых и листостебельных овощных культур [1]. Вклад разных водорастворимых антиоксидантов в суммарное содержание оценивали по интегральным вольтамперограммам – зависимостям площадей пиков (сигналов) от приложенного к рабочему электроду потенциала, который изменяли в диапазоне от 0,1 В до 1,5 В.

 

Определение антиоксидантов

Массовую концентрацию антиоксидантов измеряют, используя график вольтамперограммы зависимости выходного сигнала от концентрации галловой кислоты. Амперометрический метод измерения массовой концентрации антиоксидантов основан на измерении силы электрического тока, возникающего при окислении молекул антиоксиданта, который после усиления преобразуется в цифровой сигнал. Значение электрического тока зависит от природы и концентрации анализируемых веществ, типа и материала рабочего электрода и потенциала, приложенного к электроду.

 

Измерение антиоксидантной активности

Природные антиоксиданты широко используются для лечения в клиниках и в оздоровительных центрах, они включены в программы диетического питания. В рекламе на БАДы обычно указывается, что они обладают высокой антиоксидантной активностью, хотя в подавляющем большинстве случаев это утверждение ничем не подкрепляется. Содержание антиоксидантов в пищевых продуктах, напитках, БАДах, как правило, неизвестно. Поэтому измерение и контроль содержания антиоксидантов — актуальная аналитическая задача, имеющая социально-здравоохранительное значение. За прошедшее десятилетие разработано много методов определения антиоксидантной активности, предложены новые реагенты, созданы модельные системы и приборы аналитического контроля.

В основе методов определения антиоксидантной активности чаще всего лежат принципы прямого или косвенного измерения скорости или полноты реакции антиоксидантов с соответствующими реагентами .

Можно выделить три типа методов в зависимости от того, какой регистрируется процесс:

— потребление кислорода;

— образование продуктов окисления;

— поглощение (или связывание) свободных радикалов.

В первом и втором случаях антиоксидантная активность определяется по ингибированию скорости потребления реагента или образования продуктов реакции окисления. В этих методах антиоксидантная активность есть функция многих параметров, в частности, природы исследуемого вещества, концентрации антиоксиданта и других соединений, времени, температуры и т.д. Поэтому данные одних методов обычно не коррелируют с

данными других методов.

Для количественного определения антиоксидантов наиболее надежным представляется амперометрический метод. Амперометрический метод анализа — единственный метод, который позволяет непосредственно измерить содержание всех антиоксидантов в пробе. Другие методы — непрямые, в них оценивается ингибирование реакционных смесей (в частности, свободных радикалов), генерированных в ходе реакций.

Амперометрический метод основан на измерении электрического тока, возникающего при электрохимическом окислении исследуемого вещества (или смеси веществ) на поверхности рабочего электрода при определенном его потенциале. В условиях амперометрического детектирования хорошо окисляются соединения, содержащие гидроксильные группы, предел их обнаружения лежит в интервале 10–9—10–12 г, в благоприятных условиях некоторые соединения определяются на уровне 10–15 г. Основные и наиболее активные природные антиоксиданты имеют фенольную природу (природные полифенолы, разные типы флавоноидов, фенольные гидрооксикислоты, витамины и др.). Таким образом, амперометрический метод наиболее пригоден для оценки антиоксидантной активности.

Антиоксидантную активность трудно измерить по отношению к свободным радикалам непосредственно in vivo, поэтому действие антиоксидантов оценивается степенью их окисления in vitro.Чувствительность амперометрического метода определяется природой рабочего электрода и приложенным к нему потенциалом. Материалом для рабочего электрода обычно служит стеклоуглерод.

 

 

Методика определения суммарного содержания антиоксидантов

Методика выполнения измерений (МВИ) массовой концентрации (массовой доли) антиоксидантов, эквивалентной галловой кислоте, в напитках (алкогольных и безалкогольных) и пищевых  продуктах (овощах, фруктах ягодах, меде), биологически активных добавках, экстрактах лекарственных растений амперометрическим методом с помощью прибора «ЦветЯуза 01-АА» в диапазоне  от 0,2 до 4000  мг галловой кислоты/дм3. Методика распространяется на водорастворимые антиоксиданты.

Антиоксиданты – вещества, в малых концентрациях замедляющие или предотвращающие окислительные процессы, активность которых определяется по данной МВИ. К природным антиоксидантам, содержащимся в пищевых продуктах, растительных материалах, относятся:

• флавоноиды (флавоны, флавонолы, флаваноны, изофлавоны, флаванонолы, флаваны, флавонолы, хальконы, дигидрохальконы, флавон-3,4-диолы, антоцианидины);
• производные бензойной кислоты (галловая, протокатехиновая, ванилиновая, сиреневая кислоты);
• производные коричной кислоты (феруловая, n-, и o- кумаровые, кофейная, синановая кислоты);
• производные кумарина;
• фитоэстрогены (лигнаны, эстрогены, лактоны и др.);
• витамины:  витамин Е (α, β, γ, δ –токоферолы и α, β, γ, δ –токотриенолы), витамин C;
• каротиноиды (ликопен, α, β – каротины, лютеин и др.).

 

 

Метрологические характеристики

При соблюдении всех регламентированных условий и проведении анализа в точном соответствии с данной методикой значение погрешности (и ее составляющих) результатов измерений, не превышают значений, приведенных в таблице 2.

Таблица. 2

 

Диапазон измерений массовой концентрации (массовой доли), мг/дм3 (мг/г)	Показатель точности (границы относительной погрешности) ±δ, %, при Р=0,95	Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости), σr, %	Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), σR, %	Предел повторяемости, r, %, Р=0,95, n=2
От 0,2 до 4000 вкл.	28	10	14	28

 

 

Подготовка прибора  «ЦветЯуза-01-АА» к работе

Включить персональный компьютер, запустить программу управления прибором «ЦветЯуза-01-АА». Устанавить следующие параметры работы   прибора:

• постоянно-токовый режим  -  АД п.т.
• потенциал рабочего электрода (Up) – (+)1,3 В.

Скорость подачи элюента (раствор ортофосфорной кислоты с молярной концентрацией 0,0022 моль/дм3) перистальтическим насосом – 1,2 см3/мин.

Включают перистальтический насос кнопкой «пуск» и прокачивают элюент через амперометрическую ячейку до установления постоянного фонового тока, который должен быть не выше 300 нА. При достижении постоянного фонового тока - прибор готов к работе.

 

 

Введение проб

В положении «ВВОД» крана дозатора с помощью шприца вместимостью 1 см3 промывают петлю дозатора бидистиллированной водой, а затем анализируемым раствором. После ввода 1 см3 анализируемого раствора в петлю дозатора кран поворачивают в положение «АНАЛИЗ».

Возникающие на электроде электрические токи преобразуются в цифровой сигнал, который регистрируется процессорным блоком и отображается в виде пиков  на мониторе компьютера. При снижении тока до фонового значения, кран дозатора переводят в положение «ВВОД» и вводят следующую пробу.

 

 

Приготовление исходного раствора галловой кислоты с массовой концентрацией 1 г/дм3