The comparison of the bioactive compounds content in selected leafy vegetables coming from organic and conventional production

• Autorzy: Kazimierczak R. , Górka K. , Hallmann E. , Średnicka-Tober D. , Lempkowska-Gocman M. , Rembiałkowska E.

Warianty tytułu

PL

Porównanie zawartości składników bioaktywnych w wybranych warzywach liściowych pochodzących z produkcji ekologicznej i konwencjonalnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Four species of leafy vegetables from organic and conventional production (coriander, leaf mustard, rocket salad and watercress) were used in this experiment. The research material consisted of edible parts of vegetables harvested in the beginning of September 2015. After harvest, dry matter content of plant samples was determined. Then plant material was freezedried and stored at -80oC until further laboratory analyses (for chlorophylls, total polyphenols, phenolic acids, flavonoids, carotenoids) were performed. The experiment indicated no differences in dry matter and chlorophylls content between plants from organic and conventional production. At the same time organic vegetables contained, on average, significantly more polyphenols (total) and phenolic acids in comparison to conventional ones. In contrast, plants from conventional production were more abundant in total flavonoids and carotenoids. The effect of agricultural production methods on the content of individual phenolic compounds and carotenoids in vegetables was also observed. Among the examined species, coriander (especially the organic one) was the richest in total polyphenols, in that phenolic acids and flavonoids, as well as carotenoids and chlorophylls. The obtained results provide confirmation that the leafy vegetables, especially those from organic farming, serve as important sources of valuable compounds, i.e. antioxidants with beneficial effects on the human body. Thus, they should be recommended in a preventive healthcare.

PL

W eksperymencie wykorzystano cztery gatunki warzyw liściowych pochodzących z produkcji ekologicznej i konwencjonalnej (kolendra, musztardowiec, rukola i rukiew wodna). Materiał badawczy stanowiły części użytkowe warzyw, które zebrano na początku września 2015. Po zbiorze w warzywach oznaczono zawartość suchej masy. Następnie materiał roślinny poddano liofilizacji i przechowywano w temperaturze minus 80 °C celem ustabilizowania składu chemicznego, a następnie przeprowadzono analizy laboratoryjne. W wyniku przeprowadzonych badań nie wykazano różnic w zawartości suchej masy i chlorofili pomiędzy roślinami z produkcji ekologicznej i konwencjonalnej. Jednocześnie warzywa z produkcji ekologicznej zawierały średnio istotnie więcej polifenoli ogółem i kwasów fenolowych w porównaniu do warzyw konwencjonalnych. Natomiast warzywa z produkcji konwencjonalnej były zasobniejsze we flawonoidy i karotenoidy. System produkcji wpływał również, choć nie tak wyraźnie, na zawartość poszczególnych związków fenolowych i karotenoidów w warzywach. Wśród badanych gatunków najbogatszą pod względem zawartości polifenoli ogółem, w tym kwasów fenolowych i flawonoidów, a także karotenoidów i chlorofili była kolendra, która pochodziła z produkcji ekologicznej. Uzyskane wyniki stanowią wyraźne potwierdzenie, że warzywa liściowe, a zwłaszcza te z upraw ekologicznych, są istotnym źródłem cennych składników, m.in. przeciwutleniaczy wykazujących korzystny wpływ na organizm ludzki. Dlatego też powinny być one zalecane w profilaktyce zdrowotnej.

Słowa kluczowe

EN

coriander; leaf mustard; rocket salad; watercress; organic; conventional; agriculture; polyphenols; phenolic acids; carotenoids; chlorophylls

PL

kolendra; musztardowiec; rukola; rukiew wodna; produkcja ekologiczna; produkcja konwencjonalna; polifenole; karotenoidy; chlorofil

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 61, nr 3
• Strony: 218--223
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kazimierczak R.

• Warsaw University of Life Sciences (WULS-SGGW), Faculty of Human Nutrition and Consumer Sciences, Department of Functional and Organic Food and Commodities, ul. Nowoursynowska 159c, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Górka K.

• Warsaw University of Life Sciences (WULS-SGGW), Faculty of Human Nutrition and Consumer Sciences, Department of Functional and Organic Food and Commodities, ul. Nowoursynowska 159c, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Hallmann E.

• Warsaw University of Life Sciences (WULS-SGGW), Faculty of Human Nutrition and Consumer Sciences, Department of Functional and Organic Food and Commodities, ul. Nowoursynowska 159c, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Średnicka-Tober D.

• Warsaw University of Life Sciences (WULS-SGGW), Faculty of Human Nutrition and Consumer Sciences, Department of Functional and Organic Food and Commodities, ul. Nowoursynowska 159c, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Lempkowska-Gocman M.

• Warsaw University of Life Sciences (WULS-SGGW), Faculty of Human Nutrition and Consumer Sciences, Department of Functional and Organic Food and Commodities, ul. Nowoursynowska 159c, 02-776 Warsaw, Poland

autor

Rembiałkowska E.

• Warsaw University of Life Sciences (WULS-SGGW), Faculty of Human Nutrition and Consumer Sciences, Department of Functional and Organic Food and Commodities, ul. Nowoursynowska 159c, 02-776 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Panczenko-Kresowska B.: Wolne rodniki a żywienie. Wiadomości zielarskie, 1997, 10, 17-18.
• [2] Rietjens I.M.C.M, Boersma M.G., de Haan L., Spenkelink B., Awad H.M., Cnubben N.H.P., van Zanden J.J., van der Woude H., Alink G.M., Koeman J.H.: The pro-oxidant chemistry of the natural antioxidants vitamin C, vitamin E, carotenoids and flavonoids. Environmental Toxicology and Pharmacology, 2002, 11, 3-4, 321-333.
• [3] Wong S.P., Leong L.P., Koh W., Hoe J.: Antioxidant activities of aqueous extracts of selected plants. Food Chemistry, 2006, 99(4), 775-783.
• [4] Bawa S.: Rola flawonoidów w zapobieganiu powstawania chorób cywilizacyjnych. [W:］ Brzozowska A., Gutkowska K. (red.) Wybrane problemy nauki o żywieniu człowieka u progu XXI wieku. Warszawa: Wyd. SGGW, 2004, 117-122.
• [5] Heeb A., Lundegårdh B., Savage G. Ericsson T.: Impact of organic and inorganic fertilizers on yield, taste, and nutritional quality of tomatoes. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2006, 169, 535-541.
• [6] Bloksma J., Northolt M., Huber M., van der Burgt G.J., van de Vijver L.: A new food quality concept based on life processes. [In:] Cooper J., Niggli U., Leifert C. (eds.) Handbook of organic food safety and quality, CRC Press, 2007, 53-73.
• [7] Stefanelli D., Goodwin I., Jones R.: Minimal nitrogen and water use in horticulture: Effects on quality and content of selected nutrients. Food Research International, 2010, 43, 1833-1843.
• [8] Bryant J.P., Chapin F.S., Klein D.R.: Carbon/nutrient balance of boreal plants in relation to vertebrate herbivory. Oikos, 1983, 40, 357-368.
• [9] Coley P.D., Bryant J.P., Chapin III F.S.: Resource availability and plant antiherbivore defense. Science, 1985, 230, 895-899.
• [10] Lerdau M., Coley P.D.: Benefits of the carbon-nutrient balance hypothesis. Oikos, 2002, 98, 534-536.
• [11] Gayler S., Leser C., Priesack E., Treutter D.: Modelling the effect of environmental factors on the “trade-off” between growth and defensive compounds in young apple trees. Trees-Structure And Function, 2004, 18(3), 363-371.
• [12] Lambers H., Mougel C., Jaillard B., Hinsinger P.: Plantmicrobesoil interactions in the rhizosphere: an evolutionary perspective. Plant Soil, 2009, 321, 83-115.
• [13] Siebenaicher G. E.: Podręcznik rolnictwa ekologicznego. Warszawa: PWN, 1997, 50-76, 347-361.
• [14] Bennett R.N., Rosa E.A.S.: Phytochemicals under organic and low input crop production systems - Potential influ-ences on health and nutrition in humans and animals. Paper at: Joint Organic Congress, Odense, Denmark, May 30-31 2006, http://orgprints.org/7883/.
• [15] Polish Standard, PN-EN 12145:2001. Fruit and vegetable juices. The estimation of dry matter. Gravimetric method.
• [16] Hallmann E: The influence of organic and conventional cultivation systems on the nutritional value and content of bioactive compounds in selected tomato types. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2012, 92, 2840-2848.
• [17] Nishiyama I., Fucusa T., Oota T.: Genotypic differences in chlorophyll, lutein and beta-carotene contents in the fruits of Actinidia species. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53, 6403-6407.
• [18] Kazimierczak R., Hallmann E., Kazimierczyk M., Rembiałkowska E.: Zawartość przeciwutleniaczy w ziołach przyprawowych pochodzących z produkcji ekologicznej i konwencjonalnej. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2010, 55(3), 164-170.
• [19] Kazimierczak R, Hallmann E, Kazimierczyk M, Sokołowska O, Rembiałkowska E.: The effects of organic and conventional cultivation systems on the content of bioactive substances in herbal plants. Vegetable Crops Research Bulletin, 2011, 75, 133-144.
• [20] Kazimierczak R., Hallmann E., Rembiałkowska E.: Effects of organic and conventional production systems on the content of bioactive substances in four species of medicinal plants. Biological Agriculture & Horticulture: An International Journal for Sustainable Production Systems, 2014, 31(2), 1178-127.
• [21] Hallmann E., Rembiałkowska E.: Characterisation of antioxidant compounds in sweet bell pepper (Capsicum annuum L.) under organic and conventional growing systems. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2012, 92, 2409-2415.
• [22] Kazimierczak R., Hallmann E., Lipowski J., Drelan N., Kowalik A., Püssa T., Matt D., Luik A., Rembiałkowska E.: Beetroot (Beta vulgaris L.) and naturally fermented beetroot juices from organic and conventional production: metabolomics, antioxidant levels and anticancer activity. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2014, 94, 13, 2618-2629.
• [23] Brandt K., Mølgaard J.P.: Organic agriculture: does it enhance or reduce the nutritional value of plant foods? Journal of the Science of Food and Agriculture, 2001, 81, 924-931.
• [24] Heaton S.: Organic farming, food quality and human health. A review of the evidence. Soil Association, 2001http://www.soilassociation.org/Whyorganic/Health/Rep orts/tabid/388/Default.aspx.
• [25] Brandt K., Leifert C., Sanderson L., Seal C.J.: Agroecosystem Management and Nutritional Quality of Plant Foods: The Case of Organic Fruits and Vegetables. Critical Reviews in Plant Sciences, 2011, 30, 177-197.
• [26] Hallmann E., Rembiałkowska E.: Wpływ metody uprawy ekologicznej i konwnecjonalnej na wybrane parametry wartości odżywczej marchwi (Daucus carota). Żywienie Człowieka i Metabolizm, 2007, 34, 550-556.
• [27] Hallmann E., Rembiałkowska E.: Zawartość wybranych składników odżywczych w czerwonych odmianach cebul z uprawy ekologicznej i konwencjonalnej. Żywność Nauka Technologia Jakość, 2007, 2, 51, 105-111.
• [28] Bavec M., Turinek M., Grobelnik-Mlakar S., Slatnar A., Bavec F.: Influence of industrial and alternative farming systems on contents of sugars, organic acids, total phenolic content, and the antioxidant activity of red beet (Beta vulgaris L. ssp. vulgaris Rote Kugel). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58, 11825-11831.
• [29] Średnicka-Tober D., Barański M., Gromadzka-Ostrowska J., Skwarło-Sońta K., Rembiałkowska E., Hajslova J., Schulzova V., Cakmak I., Ozturk L., Królikowski T., Wiśniewska K., Hallmann E., Baca E., Eyre M., Steinshamn H., Jordon T., Leifert C.: Effect of crop protection and fertilization regimes used in organic and conventional production systems on feed composition and physiological parameters in rats. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013, 61, 5, 1017-1029.
• [30] Załęcka A., Hallmann E., Rembiałkowska E.: Zawartość związków bioaktywnych w nowych sokach owocowych z produkcji ekologicznej. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2013, 58, 4, 242-245.
• [31] Barański M., Średnicka-Tober D., Volakakis N., Seal Ch., Sanderson R., Stewart G.B., Benbrook Ch., Biavati B., Markellou E., Giotis Ch., Gromadzka-Ostrowska J., Rembiałkowska E., Skwarło-Sońta K., Tahvonen R., Janovská D., Niggli U., Nicot F., Leifert C: Higher antioxidant and lower cadmium concentrations and lower incidence of pesticide residues in organically grown crops: a systematic literature review and meta-analyses. British Journal of Nutrition. British Journal of Nutrition, 2014, 112(5), 794-811.
• [32] Dean P.R., Hurd, C.L.: Seasonal growth, erosion rates, and nitrogen and photosynthetic ecophysiology of Undaria pinnatifida (Heterokontophyta) in southern New Zealand. Journal of Phycology, 2007, 43, 1138-1148.
• [33] Macias-Sa’nchez M.D., Mantell C., Rodriguez M., Martinez de la Ossa E., Lubian, L.M., Montero O.: Comparison of supercritical fluid and ultrasound-assisted extraction of carotenoids and chlorophyll a from Dunaliella salina. Talanta, 2009, 77, 948-952.
• [34] Kaack K., Nielsen M., Christensen L.P., Thorup-Kristensen K.: Nutritionally Important Chemical Constituents and Yield of Carrot (Daucus carota L.) Roots Grown Organically Using Ten Levels of Green Manure. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Soil and Plant Science, 2002, 51, 125-136.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.