Obsah tokolů v zrnu ovsa pěstovaného v konvenčním a ekologickém zemědělském systému

Bc. Vendula Benediktová

Master's thesis

Content of tocols in oat grain grown in conventional and organic farming systems

Abstract:

Tato práce se zabývá zemědělskou plodinou ovsem, jakožto bohatým zdrojem nutričních, zdraví prospěšných látek, včetně tokolů. V literární části práce byly sepsány vědecké poznatky o ovsu setém (Avena sativa L.), byla detailně probrána skupina látek „tokoly“ včetně jejich antioxidační aktivity a v neposlední řadě byla věnována pozornost vlivům podmínek prostředí a pěstebních technologií na obsah sekundárních metabolitů v rostlinách. Cílem diplomové práce bylo stanovit obsah a zastoupení jednotlivých forem tokolů ve čtyřech odrůdách ovsa setého (Kertag, Korok, Seldon, Raven) a jedné odrůdě ovsa nahého (Patrik) a zhodnotit vliv produkčních systémů (ekologický vs. konvenční), genotypových a environmentálních faktorů (lokalita a rok pěstování) na obsah a složení tokolů v zrnu ovsa. Pro stanovení obsahu tokolů ve vzorcích ovsa byla použita metoda kapalinové chromatografie s fluorescenční detekcí (HPLC/FLD). Dosažené výsledky byly statisticky vyhodnoceny pomocí faktoriální ANOVY a Tukeyova HSD testu. V ovsu byly detekovány pouze α- a β-formy tokolů. Z výsledků analýzy bylo zjištěno, že největší obsah ve všech zkoumaných genotypech zaujímaly α-tokotrienoly s průměrným obsahem 81,24 µg/g, následované α-tokoferoly s průměrem 31,43 µg/g sušiny zrna. β-formy tokolů se ve všech odrůdách vyskytovaly jen v malém množství (4,96 µg β-tokotrienolů/g a 1,52 µg β-tokoferolů/g sušiny). Vliv odrůdy na celkový obsah tokolů nebyl významný. Statisticky významné rozdíly byly nalezeny pouze u minoritních β-forem tokolů u odrůd Korok a Seldon. Bylo zjištěno, že největší vliv na obsah tokolů v ovsu měl rok pěstování, a to jak u celkových tokolů, tak u jednotlivých forem. Významně více tokolů bylo naměřeno v roce 2019 a největší rozdíl byl patrný u celkového obsahu tokolů (143,35 µg/g v roce 2019; 94,94 µg/g sušiny pro rok 2020), kde činil téměř 50 µg/g sušiny a dále u α tokotrienolů (98,32 µg/g pro rok 2019; 64,15 µg/g sušiny v roce 2020), kde byl zjištěn rozdíl necelých 35 µg/g sušiny. Produkční systém také ovlivňoval obsah tokolů v zrnu ovsa, přičemž rostliny pěstované v ekologickém systému (EKO) vykazovaly zvýšenou tvorbu tokolů v ovesném zrnu oproti systému konvenčnímu (KON). Jako statisticky významné však byly zjištěny opět pouze rozdíly mezi β-formami tokolů (5,30 µg/g β-tokotrienolů a 1,61 µg/g β-tokoferolů v EKO; 4,63 µg/g β-tokotrienolů a 1,44 µg/g β-tokoferolů v KON). Vliv lokality pěstování nebyl shledán jako statisticky významný u žádné formy tokolů.

Abstract:

This diploma thesis is focused on the agricultural crop oat, as a rich source of nutritional, health-promoting compounds, including tocols. The literature review of thesis includes scientific knowledge about oats (Avena sativa L.), the group of "tocols" substances including their antioxidant activity was discussed in detail and last but not least, the attention was paid to the effects of environmental conditions and cultivation technologies on the content of secondary metabolites in plants. The aim of the diploma thesis was to determine the content and composition of individual forms of tocols in four varieties of oats (Kertag, Korok, Seldon, Raven) and one variety of naked oats (Patrik) and to evaluate the influence of production systems (organic vs. conventional), genotypic and environmental factors (location and year of cultivation) on the content and composition of tocols in oat grain. For the determination of the tocol content in oat samples there was used the analytical method of liquid chromatography with fluorescence detection (HPLC/FLD). The obtained results were statistically evaluated by using factorial ANOVA and Tuckey's HSD test. Only α- and β-forms of tocol were detected and determined in oats. The results of the analysis showed that the highest content in all examined genotypes was occupied by α-tocotrienols with an average content of 81.24 µg/g, followed by α-tocopherols with an average of 31.43 µg/g dry matter of grain. β-forms of tocols were present in all varieties only in small amounts (4.96 μg β-tocotrienols/g and 1.52 µg β-tocopherols/g dry matter). The effect of variety on the total tocol content was not significant. Statistically significant differences were found only in the minor β-forms of tocols in Korok and Seldon varieties. It was found that the year of cultivation had the greatest effect on the content of tocols in oats, both for total tocol and for individual forms. Significantly higher content of tocols was measured in 2019 and the largest difference was evident in the total tocol content (143.35 µg/g in 2019; 94.94 µg/g dry matter in 2020), which was almost 50 µg/g dry matter and next in α-tocotrienols (98.32 µg/g in 2019; 64.15 µg/g dry matter in 2020), where the difference was found less than 35 µg/g dry matter. The farming system also influenced the tocol content in oat grain, with plants grown in the ecological system (ECO) showing increased production of tocols in oat grain compared to the conventional system (CON). However, only differences between β-forms of tocols were found to be statistically significant (5.30 μg/g β-tocotrienols and 1.61 μg/g β-tocopherols in ECO; 4.63 μg/g β-tocotrienols and 1.44 µg/g β-tocopherols in CON) again. The effect of the cultivation location was not found to be statistically significant for any form of tocol.

Keywords

tokotrienoly, tokoferoly, HPLC-FLD, oves setý, genotypové faktory, environmentální faktory, produkční systém

Keywords

Avena sativa, tocotrienols, tocopherols, HPLC-FLD, genotype factors, environmental factors, production system

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Zora Kotíková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food and Nutrition