Vliv vodního stresu na obsah fenolických sloučenin a antioxidační kapacity v hlizách brambor

Markéta Strankmüllerová

Bachelor's thesis

Effect of water stress on the content of phenolic compounds and antioxidant capacity in potato tubers

Abstract:

Brambory jsou po pšenici, rýži a kukuřici čtvrtou nejdůležitější pěstovanou plodinou ve světě, co se týče lidské výživy. Jsou dobře stravitelné, mají nízký potenciál alergenů a je tak možné je zahrnout do jídelníčku v převážné většině diet.Z chemického hlediska jsou bramborové hlízy bohatým zdrojem sacharidů (kde 60 – 80 % tvoří škrob) a tedy i energie, dále obsahují bílkoviny, které se řadí mezi jedny z nejhodnotnějších bílkovin rostlinného původu, a jsou téměř bez tuku. V bramborách mají zastoupení i minerální látky (hlavně draslík) a z mikrobiogenních prvků také selen, který zároveň vykazuje antioxidační aktivitu, dále jsou brambory bohaté na vitaminy, z barviv nejvíce na karotenoidy a u červených a fialových odrůd jsou důležité též anthokyany. V neposlední řadě obsahují hlízy fenolické látky (zejména kyselinu chlorogenovou), které jsou zde nejhojněji zastoupenými antioxidanty.Mezi nejdůležitější antioxidanty brambor patří tedy polyfenoly (např. aminokyselina tyrosin, chlorogenová a kávová kyselina), karotenoidy, askorbová kyselina, anthokyany, tokoferoly, α-lipoová kyselina a selen. Antioxidanty působí pozitivně na lidské zdraví tím, že zachycují a neutralizují volné radikály a brání tak vzniku oxidačních změn v našem těle.Na obsahové látky má vliv mnoho faktorů, jedním z nich jsou i faktory stresové. U rostlin nastává stres, když proměnlivost vnějších faktorů překročí určitou mez. Stresové faktory se pak rozdělují na biotické (kam patří hlavně původci chorob) a abiotické, které se ještě dále člení na fyzikální a chemické. Mezi fyzikální se řadí právě nedostatek vody (stres suchem), na který jsou brambory citlivé.Pro stanovení celkové antioxidační kapacity se nejčastěji používají metody založené buď na sledování inaktivace volných radikálů (TEAC, DPHH,…) nebo na měření redukční schopnosti antioxidantů (FRAP, HPLC, atd.). Pro stanovení polyfenolů jsou nejběžnější spektrofotometrické zkoušky např. s činidlem Folin-Ciocalteu.Studie zatím neprokázaly, že by měl stres suchem nějak významný vliv na koncentraci fenolických sloučenin ani na obsah ostatních antioxidantů. Při nedostatku vody však např. stoupá syntéza aminokyseliny prolinu (jakožto netoxické a ochranné látky).

Abstract:

Potatoes are the fourth world´s most important food crop after wheat, rice and corn in terms of human nutrition. Potatoes are easy to digest. They have a low potential of allergens; therefore, it is possible to include them into the majority of diets. Potato tubers are, from a chemical perspective, a rich source of carbohydrates (it contains 60 – 80 % of starch) as well as energy. They also include proteins which belong to one of the most valuable proteins of vegetal origin and are almost without fat. Potatoes also contain mineral substances, in particular potassium and from micro biogenic elements there is also selenium which shows antioxidant activity. Potatoes are rich in vitamins, from pigments mostly in carotenoids; anthocyanins are important in red and purple coloured cultivars. Last but not least, potato tubers contain phenolic substances (particularly chlorogenic acid) which are there the most highly represented antioxidants. Polyphenols (for example amino acid, tyrosine, chlorogenic and caffeic acid), carotenoids, ascorbic acid, anthocyanins, tocopherol, α-lipoic acid and selenium belong to the most important potato antioxidants. The antioxidants have a positive effect on human health because they catch and neutralize free radicals and so they impede the oxidative changes in our body. A lot of factors, one of them being a stress factor, have an effect on the on the substances. A plant stress occurs when the changeability of external factors surpasses a certain level. We distinguish biotic stress factors (in particular disease originators) and abiotic stress factors which are further divided into chemical and physical ones. Potatoes are sensitive to water shortage (drought stress) which is classified among physical stress factors.In order to determine a total antioxidant capacity we use methods based either on an observation of inactivation of free radicals (TEAC, DPHH,…) or on a measurement of reductive abilities of antioxidants (FRAP, HPLC, ect.). Spectrophotometric experiments (for example the Folin–Ciocalteu reagent) are the most common measurements to determine polyphenols.The experiments have not proved so far that the drought stress would have a significant impact on the concentration of phenolic compounds or on the content of other antioxidants. In the case of a water shortage increases for example the synthesis of amino acid of proline (as a non/toxic substance).

Keywords

antioxidant, brambory, chlorogenová kyselina, kávová kyselina, polyfenol, stres

Keywords

antioxidant, potatoes, chlorogenic acid, caffeic acid, polyphenols, stress

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Matyáš Orsák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Nutrition and Foodstuffs