Hodnotenie obsahu sekundárnych metabolitov a ďalších vybraných zložiek v odrodách bazalky pravej pestovaných v skleníkových podmienkach

Ing. Andrea Muráriková

Disertační práce

Hodnocení obsahu sekundárních metabolitů a dalších vybraných složek v odrůdách bazalky pravé pěstované v skleníkových podmínkách.

Anotace:

Druhy rodu Ocimum basilicum L. hrají významnou roli ve světovém obchodu se zeleným kořením. Cílem této studie bylo určit množství a chemické složení silice, celkový obsah fenolů a flavonoidů, antioxidační kapacity, obsah kyseliny L-askorbové, hrubé vlákniny, dusičnanů, chlorofylu a, b a karotenoidů. Tato práce měla ověřit vliv různých sezon a růstových faktorů (teplota, relativní vlhkost a globální záření) na množství a kvalitu uvedených látek.Experiment byl založen ve skleníku Zahradnické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. V období 2014-2016 byly pěstovány v hrncích odrůdy bazalky, jmenovitě 'Ohře', 'Lettuce Leaf', 'Purple opaal', 'Dark Green', 'Mammolo Genovese', 'Mánes' a 'Red Rubin' .Silice byly izolovány destilací a analyzovány hmotnostní plynovou chromatografií (GC-MS). Celkový obsah fenolů (TPC) byl stanoven spektrofotometricky podle kolorimetrické metody s použitím Follina-Ciocalteuovho zkoumadla. Stanovení celkového obsahu flavonoidů (TFC) bylo kolorimetrickou metodou s chloridem hlinitým. Celková antioxidační kapacita (TAC) byla hodnocena pro schopnost vychytávat stabilní radikály 2,2-difenyl-1-pikrylhydrazyl (DPPH). Obsah kyseliny L-askorbové byl stanoven metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC). Obsah hrubé vlákniny byl stanoven enzymaticky gravimetrickou metodou. Obsah dusičnanů byl stanoven pomocí iontově selektivní elektrody (ISE). Chlorofyl a, b a karotenoidy byly stanoveny spektrofotometricky v acetonových extraktech.V závislosti na odrůdě a sezóně bylo množství silice od 2,45 do 18,12 mg.kg-1 sušiny. Analýza GC-MS identifikovala 41 složek v 7 odrůdách bazalky. Hlavními složkami silice byly metylchavikol (4,59-48,13%), β-linalol (0,43-33,25%), eugenol (0,45-33,52%), α-bergamotén (0,07-13,40% ), eucalyptol (0,71-11,70%) a δ-cadinin (0,24-8,90%). Odrůdy 'Purple opaal', 'Dark Green', 'Mammolo Genovese', 'Mánes' a 'Red Rubin' byly identifikovány jako metyleugenolové chemotypy, zatímco odrůda 'Ohře' měla v závislosti od sezóny převahu linalolu / metyleugenolu. Odrůda 'Lettuce Leaf' byla specifická dominancí metylchavicolu. Množství TPC pozorované v metanolových extraktech bylo od 364,07 do 5606,43 mg GAE 100 g-1 sušiny. TFC se pohybovalo v rozmezí od 430,14-5979,69 mg CE.100 g-1 sušiny. TAC byla od 2,40 do 44,48 mM TE 100 g-1 sušiny. Obsah kyseliny L-askorbové byl v rozmezí 34,27 až 234,47 mg.kg-1 čerstvé hmoty. Obsah hrubé vlákniny byl v rozmezí od 9,57 do 21,74 %. Průměrné hladiny dusičnanů se pohybovaly v rozmezí 178,67-17918,21 mg.kg-1 čerstvé hmoty. Průměrný obsah chlorofylu a, b a karotenoidů byl 3,01-5,15, 1,26-2,65 a 0,65-1,53 mg.g-1 čerstvé hmoty.Byl zaznamenán významný statistický účinek odrůdy a sezóny na hodnocené obsahové látky. Faktory růstu ovlivnily všechny vyhodnocené parametry s výjimkou obsahu silic a TAC. Pro pěstování bazalky v hrncích jsou nejvhodnější odrůdy 'Mánes' (vynikající zdroj silice), 'Lettuce Leaf' a 'Red Rubin' (pro jejich antioxidační kapacitu a vysoký obsah vlákniny). Naopak, odrůdy s purpurovými listy 'Purple Opaal' a 'Red Rubin' byli náchylné k akumulaci dusičnanů.

Abstract:

The variety of Ocimum basilicum plays a primary role among culinary herbs in world trade. The main objective of this study was to determine yield and chemical composition of the essential oil, total phenolic and flavonoid content, total antioxidant capacity, L-ascorbic acid, crude fiber, nitrates, chlorophyll a, b, and carotenoids content. This work should be verified what influence had the variety, the seasonal, and the external factors affecting to said substances. Experiment was established in the greenhouse of the Faculty of Horticulture, Mendel University in Brno. The basil varieties, namely 'Ohře', 'Lettuce Leaf', 'Purple Opaal', 'Dark Green', 'Mammolo Genovese', 'Manes', and 'Red Rubin' were grown as a pot culture during the years 2014-2016. The essential oil were isolated by distillation and analysed by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). The total phenolic content (TPC) was determinated spectrophotometrically according to Folin-Ciocalteau colorimetric method. Determinations of the total flavonoid content (TFC) were measured with the aluminium chloride colorimetric assay. The total antioxidant capacity (TAC) was evaluated by their ability to scavenging 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) stable radicals. The ascorbic acid content was determined by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The crude fiber content was determined by the enzymatic gravimetric method. The nitrates content was determined by Ion Selective Electrode (ISE). Chlorophyll a, b, and carotenoids were determinated spectrophototmetrically in the acetone extracts.The essential oil production was from 2.45 to 18.12 mg.kg-1 d. w., depending on variety and season. GC-MS analysis showed that the essential oil from 7 basil varieties consist of 41 components. Main constituents of the essential oil were methyleugenol (4.59-48.13 %), followed by methylchavicol (4.59-48.13 %), β-linalool (0.43-33.25 %), eugenol (0.45-33.52 %), α-bergamotene (0.07-13.40 %), eucalyptol (0.71-11.70 %), and δ-cadinene (0.24-8.90 %). The 'Purple Opaal', 'Dark Green', 'Mammolo Genovese', 'Mánes' and 'Red Rubin' varieties were identified as methyleugenol chemotypes while 'Ohře' varied according to the seasonal prevalence of linalool / methyleugenol. Variety 'Lettuce Leaf' was specific by the methylchavicol domination. The amount of TPC observed in methanol extracts were from 364.07 to 5606.43 mg GAE.100 g-1 d. w. TFC varied from 430.14-5979.69 mg CE.100 g-1 d. w. TAC were measured from 2.40 to 44.48 mM TE.100 g-1 d. w. L-ascorbic acid was ranged between 34.27-234.47 mg.kg-1 f. w. Content of crude fiber varied from 9.57 to 21.74 %. The mean levels of nitates were from 178.67-17918.21 mg.kg-1 f. w. The average contents of chlorophyll a, b, and carotenoids were 3.01-5.15, 1.26-2.65, and 0.65-1.53 mg.g-1 f. w., respectively. The influence of the variety and the season on the evaluated substances was significantly confirmed. The external factors on growth (temperature, relative humidity and solar irradiance) had an impact on all evaluated parameters with the exception of the contents of essential oils and TAC. For further cultivation of basil in pots, the most suitable are varieties 'Mánes' (excellent source of essential oil), 'Lettuce Leaf' and 'Red Rubin' (for their antioxidant capacity, and high contents of crude fiber). On the contrary, prone to the accumulation of nitrates were purple leaves varieties 'Purple Opaal' and 'Red Rubin'.

Abstract:

Odrody rodu Ocimum basilicum zohrávajú hlavnú úlohu v celosvetovom obchode so zeleným korením. Cieľom tejto štúdie bolo určiť množstvo a chemické zloženie silice, celkový obsah fenolov a flavonoidov, antioxidačnej kapacity, obsah kyseliny L-askorbovej, hrubej vlákniny, dusičnanov, chlorofylu a, b a karotenoidov. Táto práca mala overiť vplyv odrody, sezóny a faktorov rastu (teplota, relatívna vlhkosť vzduchu a globálne žiarenie) na množstvo a kvalitu uvedených látok.Experiment bol založený v skleníku Záhradníckej fakulty Mendelovej univerzity v Brne. V období rokov 2014-2016 boli pestované odrody bazalky, menovite 'Ohře', 'Lettuce Leaf', 'Purple Opaal', 'Dark Green', 'Mammolo Genovese', 'Manes' a 'Red Rubin' v kvetináčoch.Silice boli izolované destiláciou a analyzované plynovou chromatografiou s hmotnostným spektrom (GC-MS). Celkový obsah fenolov (TPC) bol stanovený spektrofotometricky podľa kolorimetrickej metódy s použitím Follin-Ciocalteuovho skúmadla. Stanovenie celkového obsahu flavonoidov (TFC) bolo kolorimetrickou metódou s chloridom hlinitým. Celková antioxidačná kapacita (TAC) bola hodnotená pre schopnosťou vychytávať stabilné radikály 2,2-difenyl-1-pikrylhydrazyl (DPPH). Obsah kyseliny L-askorbovej bol stanovený vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou (HPLC). Obsah hrubej vlákniny bol stanovený enzymaticky gravimetrickou metódou. Obsah dusičnanov bol určený pomocou iontovo selektívnej elektródy (ISE). Chlorofyl a, b a karotenoidy boli stanovené spektrofotometricky v acetónových extraktoch.V závislosti od odrody a sezóny bolo množstvo silice od 2,45 do 18,12 mg.kg-1 sušiny. Analýza GC-MS ukázala, že v silici 7 odrôd bazalky bolo identifikovaných 41 zložiek. Hlavnými zložkami silice boli metylchavikol (4,59-48,13 %), β-linalol (0,43-33,25 %), eugenol (0,45-33,52 %), α-bergamotén (0,07-13,40 %), eukalyptol (0,71-11,70 %) a δ-kadinén (0,24-8,90 %). Odrody 'Purple Opaal', 'Dark Green', 'Mammolo Genovese', 'Mánes' a 'Red Rubin' boli identifikované ako metyleugenolové chemotypy, zatiaľ čo odroda 'Ohře' mala v závislosti od sezóny prevahu linalolu/metyleugenolu. Odroda 'Lettuce Leaf' bola špecifická metylchavikolovou dominanciou. Množstvo TPC pozorované v metanolových extraktoch bolo od 364,07 do 5606,43 mg GAE 100 g-1 sušiny. TFC sa pohyboval od 430,14-5979,69 mg CE.100 g-1 sušiny. TAC bola od 2,40 do 44,48 mM TE.100 g-1 sušiny. Obsah kyseliny L-askorbovej sa pohyboval medzi 34,27-234,47 mg.kg-1 čerstvej hmoty. Obsah hrubej vlákniny bol od 9,57 do 21,74 %. Priemerné obsahy dusičnanov boli od 178,67-17918,21 mg.kg-1 čerstvej hmoty. Priemerný obsah chlorofylu a, b a karotenoidov bol 3,01-5,15, 1,26-2,65 a 0,65-1,53 mg.g-1 čerstvej hmoty.Bol potvrdený významný štatistický vplyv odrody a sezóny na hodnotené obsahové látky. Faktory rastu mali vplyv na všetky hodnotené parametre s výnimkou obsahu silíc a TAC. Pre pestovanie bazalky v kvetináčoch sú najvhodnejšie odrody 'Mánes' (vynikajúci zdroj silice), 'Lettuce Leaf' a 'Red Rubin' (pre ich antioxidačnú kapacitu a vysoký obsah vlákniny). Naopak, náchylné k hromadeniu dusičnanov boli purpurovolisté odrody 'Purple Opaal' and 'Red Rubin'.

Klíčová slova

bazalka pravá, odrůdy, obsahové látky, skleníková kultura

Keywords

sweet basil, varieties, greenhouse culture, chemical constituents

Klíčová slova

bazalka pravá, skleníková kultúra, obsahové látky, odrody

Jazyk práce: slovenština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 8. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Jarmila Neugebauerová, Ph.D.

Mendelova univerzita v Brně

Zahradnická fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Zahradnické inženýrství / Zahradnictví