Influence of environment and genotype on accumulation of selected antioxidants in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.)

Ing. Leiter Granda Cruz

Disertační práce

Vliv prostředí a genotypu na akumulaci vybraných antioxidantů u merlíku chilského – quinoa (Chenopodium quinoa Willd.)

Anotace:

Homogenita plodin používaných pro lidskou výživu je důvodem, proč potraviny často nesplňují požadavky na nutričně vyváženou stravu, což způsobuje zdravotní problémy. Z tohoto důvodu by měly být prováděny další studie s cílem objasnit nutriční aspekty málo známých či využívaných plodin nebo jejich odrůd s cílem podpořit jejich spotřebu. Např. merlík čilský – quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) obsahuje látky, jejichž funkční vlastnosti zlepšují nutriční kvalitu lidské stravy.Za tímto účelem byly v této práci stanoveny obsahy vybraných látek - vitamínů a antioxidantů - v semenech několika odrůd quinoy a porovnány s obsahem těchto látek v zrnu vybraných odrůd ječmene a pšenice. Cílové látky - vitamín E, vitamín B1 (thiamin), vitamín B2 (riboflavin) a vitamín B6 (pyridoxin) byly stanoveny metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie s fluorescenční detekcí. Aktivita antioxidačního enzymu superoxiddismutázy (SOD) byla stanovena pomocí komerčního setu na principu inhibice reakce tvorby barevného komplexu a dále byla provedena charakteristika zrn pomocí zobrazovacích technik.Obsah cílových látek byl hodnocen v semenech šesti genotypů quinoy, pěstovaných na dvou různých lokalitách v České republice (Žabčice a Olomouc). Zároveň byla hodnocena adaptační schopnost těchto odrůd na pěstitelské podmínky. U genotypů quinoy byla zjištěna rozmanitost výskytu obsahu sledovaných látek v závislosti na podmínkách prostředí. Maloparcelní experimenty s odrůdou “Titicaca” v České republice umožnily vyspecifikovat některá pěstitelská doporučení pro quinou, která jsou v této práci popsána. Výsledky jednoznačně ukázaly potenciál quinoy pro celkové zlepšení kvality stravy a dále potvrdily vliv různých genotypů a pěstebních podmínek na obsah zdraví prospěšných látek v quinoy a předpoklady adaptace některých jejích odrůd na mírné klimatické podmínky.

Abstract:

The homogeneity of crops used for human nutrition is the reason why diets often do not meet the requirements for a nutritionally balanced food and can cause health problems. Because of that, more studies should be carried out in order to clarify nutritional aspects of underutilized crops or varieties and encourage their consumption. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.), for example, contains several compounds whose functional properties can improve nutritional quality of human diet.Thus, the content of selected compounds - vitamins and antioxidants - was determined in seeds of several quinoa varieties and compared with selected varieties of barley and wheat. Target analytes - vitamin E isomers, vitamin B1 (thiamine), vitamin B2 (riboflavin) and vitamin B6 (pyridoxine) were determined by HPLC with fluorescence detection. The activity of the antioxidant enzyme superoxide dismutase (SOD) was determined using a commercial set based on the inhibition of the reaction of colour complex formation. Grain characteristics were obtained using imaging techniques.The content of target analytes was evaluated in the seeds of six quinoa genotypes grown in two different localities in the Czech Republic (Žabčice and Olomouc). At the same time, the ability of these varieties to adapt for growing conditions was assessed. The quinoa genotypes revealed a wide range of the content of monitored substances, depending on environmental conditions. Small-scale experiments with the "Titicaca" variety carried out in the Czech Republic enabled the specification of several recommendations for quinoa breeding described in this paper. The results unambiguously demonstrated the potential of quinoa use for overall improvement of human diet quality and further confirmed the effect of different genotypes and growth conditions on the content of functional substances in quinoa, as well as the assumptions of adaptation possibilities of some of its varieties to mild climatic conditions.

Klíčová slova

Quinoa, vitamín E, superoxid dismutáza

Keywords

Quinoa, Vitamin E, Superoxide dismutase

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 1. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Radim Cerkal, Ph.D.

Mendelova univerzita v Brně

Agronomická fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Fytotechnika / Speciální produkce rostlinná