Vliv znečištění na obsahové látky jitrocele kopinatého

David Faigl

Bachelor's thesis

Effect of pollution on secondary metabolites of Plantago lanceolata

Abstract:

V této práci byl studován obsah těžkých kovů na listech jitrocele kopinatého (Plantago lanceolata L.) a jejich vliv na koncentraci derivátů kyseliny o-dihydroxyskořicové. Mezi stanovované kovy patřily vanad, chrom, kobalt, nikl, měď, zinek, arsen, kadmium, thallium a olovo. Jejich koncentrace byla stanovena hmotnostní spektrometrií s iontově vázaným plazmatem. Koncentrace derivátů o-dihydroxyskořicových kyselin byla stanovena UV/VIS spektrofotometrií dle postupu stanoveného Českým lékopisem 2017. Kromě těžkých kovů těchto kyselin byl v rostlinném materiálu stanoven obsah chlorofylu a karotenoidů, kalorimetricky bylo stanoveno spalné teplo. Pro samosběr vzorků bylo vybráno pět oblastí, z každé oblasti byly vybrány čtyři lokality – jedno místo srovnávací a tři místa s předpokládanou zvýšenou kontaminací těžkými kovy, tedy oblasti zasažené průmyslem či rušným automobilovým provozem. S určitými výjimkami byla vypozorována částečná závislost obsahu derivátů o-dihydroxyskořicových kyselin na koncentraci těžkých kovů, kdy s vyšší koncentrací těžkých kovů lze předpokládat vyšší obsah sledovaných metabolitů u jitrocele kopinatého. Naměřené koncentrace olova a kadmia byly porovnávány s přípustnými limity danými Českým lékopisem 2017. Koncentrace těžkých kovů u všech vzorků splňovaly přípustný limit s výjimkou vzorků odebraných ze dvou lokalit z oblasti Příbramska, kde dané přípustné limity přesahovala koncentrace olova, v důsledku odlišné metodiky je toto srovnání však pouze orientační. K případnému potvrzení rizikovosti sběru bylin v daných lokalitách lze doporučit provedení předepsané analýzy. Rozdíly v obsahu chlorofylu a karotenoidů mezi jednotlivými lokalitami nebyly dle použité statistické metody významné, souvislost s těžkými kovy se u těchto pigmentů nepodařilo prokázat. Nejvyšší hodnoty spalného tepla byly prokazatelně zjištěny u čistých lokalit ve srovnání s kontaminovanými u vzorků z Prahy, Mladé Boleslavi a Kladna. Naopak v Příbrami a Děčíně byly nejvyšší hodnoty spalného tepla stanoveny u lokalit s nejvyšším zatížením těžkými kovy.

Abstract:

In this work, the content of heavy metals on the leaves of ribwort plantain (Plantago lanceolata L.) and their influence on the concentration of o-dihydroxycinnamic acid derivatives were studied. The metals determined included vanadium, chromium, cobalt, nickel, copper, zinc, arsenic, cadmium, thallium and lead. Their concentrations were determined by ion-bound plasma mass spectrometry. The concentration of o-dihydroxycinnamic acid derivatives was determined by UV/VIS spectrophotometry according to the procedure set by the Czech Pharmacopoeia 2017. In addition to heavy metals and acid derivatives, the content of chlorophyll and carotenoids in plant material was determined, also the energy stored was determined using calorimetry. For self-collection of samples, five areas were selected, from each area four localities were selected – one comparative place and three places with expected increased contamination by heavy metals, ie. areas affected by industrial or heavy automobile traffic. With some exceptions, a partial dependence of the content of o-dihydroxycinnamic acid derivatives on the concentration of heavy metals was observed, ie. with higher concentrations of heavy metals, a higher content of these observed metabolites can be expected in plantain. The measured concentrations of lead and cadmium were compared with the permissible limits given by the Czech Pharmacopoeia 2017. The concentrations of heavy metals in all samples met the permissible limit, with the exception of samples taken from two areas in the Příbram region, where the given permissible limits exceeded the lead concentration, but due to the different methodology this comparison is only indicative. To confirm the possible risk of collection of herbs in the given localities, it is recommended to perform the prescribed analysis. The differences in the content of chlorophyll and carotenoids between individual localities were not significant according to the statistical method used, therefore the connection with heavy metals could not be proved. The highest calorific values were demonstrably found in clean localities in comparison with contaminated ones in samples from Prague, Mladá Boleslav and Kladno. On the contrary, in Příbram and Děčín, the highest calorific values were determined in the localities with the highest load of heavy metals.

Keywords

Plantago lanceolata, sekundární metabolity, těžké kovy, ICP MS, vliv kontaminace

Keywords

secondary metabolites, heavy metals, ICP MS, impact of contamination, Plantago lanceolata

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: PharmDr. Jan Kubeš, Ph.D.
• Reader: František Hnilička, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Quality of Agricultural Products