Vliv stresu sucha na obsah vitaminu C a antioxidačně působících látek v hlízách brambor

Karolína Hebká

Master's thesis

Effect of dry stress on the content of vitamin C and antioxidant active substances in potato tubers

Abstract:

Brambory jsou prakticky nejdůležitější pěstovanou plodinou ve světě určenou k základní výživě člověka, jelikož tvoří velmi často přílohu u pokrmů a jsou základem i některých jídel. Mají ale i své další využití, slouží také jako krmivo pro hospodářská zvířata nebo jsou zdrojem škrobu a také pro výrobu lihu. U brambor byla prokázána řada pozitivních zdravotních účinků, mezi něž patří právě antioxidační aktivita, protizánětlivé účinky, protirakovinné účinky a mnoho dalších. Kvůli zmiňovaným pozitivním účinkům bylo již několikrát zkoumáno jejich složení a ony účinné látky jako jsou například antioxidanty v bramborách, které zodpovídají za příznivé působení na zdraví obyvatel. Řada autorů se také zabývá faktory jako je odrůda, rok a způsob pěstování, klimatické podmínky, stupeň zralosti, způsob sklizně a skladování, které mají vliv na obsah antioxidačních látek v bramborách. Cílem diplomové práce proto bylo stanovit obsah vitaminu C a látek s antioxidační aktivitou v hlízách brambor a porovnat výsledky vitaminu C a antioxidantů v hlízách mezi rostlinami zásobenými dostatečně vodou a rostlinami pod vodním stresem. V práci byly vytyčeny tři hypotézy. První hypotéza předpokládá, že obsah vitaminu C koreluje s antioxidační aktivitou hlíz brambor. Druhou hypotézou je předpoklad, že stres suchem ovlivňuje obsah vitaminu C a dalších antioxidantů v hlízách brambor. A v poslední třetí hypotéze se očekává, že stresované rostliny mají v hlízách nižší obsah vitaminu C, ale vyšší antioxidační aktivitu hlíz. Po zpracování literárního přehledu jsem se aktivně podílela na pokusu katedry chemie ČZU v Praze, z něhož jsem získala podklady pro tuto diplomovou práci. Pokus byl založen na pokusné lokalitě - demonstračním poli na Suchdole. Výzkumný pozemek byl rozdělen na tři části: na 1/3 jsme měli brambory s pravidelnou závlahou, na druhé třetině byly brambory zalévané pomocí kapkové závlahy a třetí část tvořily brambory vystavené stresu suchem (bez závlahy). Do pokusů byly zařazeny čtyři odrůdy brambor a to jak se žlutou, tak i s barevnou dužninou. Jedna odrůda byla fialová, zbylé tři tedy se žlutou barvou dužniny. Po sklizni jsem se podílela na stanovení a na přípravě vzorků pro laboratorní rozbory na katedře chemie. Výsledky rozborů jsem připravila pro statistické zhodnocení výsledků, které bylo provedeno metodou analýzy dvoufaktorové anovy s interakcemi na hladině pravděpodobnosti alfa = 0,05 s faktory odrůda a typ závlahy s podrobnějším hodnocením Tukeyho metodou v programu Statistica.cz. Z počítačových sestav jsem výsledky zpracovala do tabulek či grafů, samostatně vyhodnotila, diskutovala a formulovala z nich závěry. Práce také shrnuje informace z výzkumů, které byly zveřejněny v posledních desetiletích, a srovnává je se získanými výsledky z tohoto pokusu. První hypotéza zkoumající korelaci mezi obsahem vitaminu C a antioxidační aktivitou se nepotvrdila. U dvou odrůd sice znamenal vyšší obsah vitaminu C i vyšší antioxidační aktivitu, u zbylých dvou tomu tomu bylo ovšem přesně naopak. Zamítnuta byla i hypotéza druhá, jelikož stres suchem nepřinesl prokazatelně jiné výsledky v obsahu vitaminu C ani celkové antioxidační aktivity oproti ostatním dvěma zavlažovacím metodám. A nepotvrdila se ani hypotéza třetí, kdy na základě naměřených výsledků nelze říci, že by hlízy stresované suchem měly nižší obsahy vitaminu C a vyšší hodnoty antioxidační aktivity oproti hlízám zavlažovaným. Tyto hodnoty se liší zejména v závislosti na zkoumané odrůdě.

Abstract:

Potatoes are practically the most important cultivated crop in the world, used for basic human nutrition. Potatoes are a very frequent side dish and they are a basis of some meals. They are also used as a feed for livestock or as a source of starch, and also for a production of alcohol. A number of positive healh effects of potatoes has been demonstrated, such as antioxidant activity, anti-inflammatory effects, anti-cancer effects and many others. Because of these positive effects their composition has already been examined several times. Their active substances such as antioxidants have a beneficial effect on health of population. Many authors also deal with factors such as a variety, year and a method of cultivation, climatic conditions, a degree of ripeness, a method of harvesting and storage, which have an impact on the content of antioxidants in potatoes. Therefore, the aim of this thesis was to determine the content of vitamin C and substances with antioxidant activity in potato tubers and to compare the results of vitamin C and antioxidants in tubers of plants supplied with enough water and plants under water stress. Three hypotheses were set in this work. The first one assumes that the vitamin C content correlates with antioxidant activity of potato tubers. The second hypothesis is an assumption that drought stress affects the content of vitamin C and other antioxidants in potato tubers. And in the last hypothesis it is expected that stressed plants have tubers lower in content of vitamin C, but higher in antioxidant activity tubers. After processing the literature review, I had been actively involved in an experiment of the Department of Chemistry ČZU in Prague, where I had collected evidence for this thesis. This experiment was based on an experimental locality - a demonstration field in Suchdol. The research ground was divided into three parts: 1/3 with potatoes with a regular irrigation, the other third of the potatoes were watered by using a drip irrigation and the third part consisted of potatoes exposed to a drought stress (no irrigation). The experiment included four potato varieties with yellow, and with colored flesh. One variety was purple the other three had a yellow color of the flesh. After the harvest, I participated in establishment and preparation of samples for laboratory analysis at the Department of chemistry. I had prepared the results of the analysis for a statistical evaluation, it was done by the method of analysis of anova with two-factor interactions at the level of probability alfa = 0.05, with a variety of factors and the type of irrigation system with a more detailed evaluation of the Tukey method in a program called Statistica.cz. I processed the results in tables or charts, separately assessed, discussed and formulated conclusions from them. The work also summarizes information from studies that have been published in the last decades, and compares them with the results obtained in this experiment. The first hypothesis examining the correlation between the content of vitamin C and antioxidant activity has not been confirmed. Two varieties may have shown a higher content of vitamin C and higher antioxidant activity, with the other two, however, it was exactly the opposite. The second hypothesis was rejected, because the drought stress did not demonstrate different results in vitamin C or total antioxidant activity compared to the other two irrigation methods. The third hypothesis was also not confirmed, as on the basis of measured results it can not be said that the tubers stressed by drought were lower in vitamin C and higher in antioxidant activity compared to irrigated tubers. These values vary depending mainly on the examined variety.

Keywords

vitamin C, HPLC, stres, brambory, antioxidanty

Keywords

potatoes, vitamin C, HPLC, stress, antioxidants

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Matyáš Orsák, Ph.D.
• Reader: František Hnilička, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Nutrition and Foodstuffs / Nutrition and Foodstuffs