Wpływ wzbogacenia jadalnych siewek brokułu selenem na aktywność antyoksydacyjną oraz zawartość chlorofilu

• Autorzy: Krzepiłko A. , Zych-Wężyk I.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2012.6(1)030

Warianty tytułu

EN

Effect of selenium enrichment of edible broccoli seedlings on antioxidant acitivity and chlorophyll content

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Selen jest niezbędnym mikroelementem o właściwościach przeciwutleniających. Brokuł ma zdolność do akumulowania selenu z gleb i pożywek wzbogacanych w jego związki. Celem prezentowanej pracy była ocena wpływu dodatku selenu (w postaci Na2SeO3) na aktywność antyoksydacyjną i zawartość chlorofilu w jadalnych siewkach brokułu. Zastosowano różne stężenia Na2SeO3: 10, 50 oraz 100 μg na 1 g nasion. Obserwacje morfologiczne siewek brokułu na wczesnych etapach kiełkowania pozwalają na stwierdzenie, że dodatek selenianu(VI) sodu przyspiesza proces kiełkowania nasion i wykształcania korzenia zarodkowego. Siewki brokułu hodowane z dodatkiem selenianu charakteryzowały się większą biomasą w porównaniu do roślin kontrolnych. Oznaczając stężenie chlorofilu, stwierdzono, że stężenie chlorofilu a było wyższe niż chlorofilu b zarówno w kontroli, jak i w siewkach hodowanych z dodatkiem selenianu. Dodatek selenianu przyspieszał proces wytwarzania chlorofilu w siewkach brokułu, co wyraźnie stwierdzono w czwartym dniu hodowli. Dodatek selenianu stymulował także wytwarzanie chlorofilu b w siewkach brokułu w początkowym okresie ich wzrostu. Stężenie chlorofilu w próbkach z selenianem było wyższe niż w kontroli w początkowym okresie wzrostu siewek. Jednak w kolejnych dniach hodowli zawartość chlorofilu w kontroli zwiększała się szybciej niż w próbkach z selenianem. Wewnątrzkomórkowe stężenie selenu wpływa na procesy fizjologiczne zachodzące w roślinach. Oznaczając całkowitą zdolność antyoksydacyjną w ekstraktach z siewek brokułu, stwierdzono, że w czwartym dniu hodowli zawartość antyoksydantów wyrażona w ekwiwalencie troloksu była podobna w próbkach kontrolnych i rosnących w obecności selenianu. W 5 i 6 dniu hodowli obserwowano spadek całkowitej zdolności antyoksydacyjnej (CZA) we wszystkich próbkach. W szóstym dniu hodowli siewki rosnące w obecności selenianu charakteryzowały się niższą wartością CZA niż obiekt kontrolny. Związki selenu w zależności od stężenia mogą działać prooksydacyjnie na komórki roślin.

EN

Selenium is an essential micronutrient with antioxidant properties. Broccoli is capable of accumulating selenium from the soil and from media enriched with its compounds. The aim of the study was to evaluate the effect of selenium supplements (in the form of Na2SeO3) on the antioxidant activity and chlorophyll content of edible broccoli seedlings. Different concentrations of Na2SeO3 were used: 10, 50 and 100 μg per 1 g of seeds. Morphological observations of the broccoli seedlings during the early stages of germination indicate that sodium selenate supplementation accelerates the germination process and radicle formation. Broccoli seedlings grown with selenate had greater biomass than the control plants. Determinations of chlorophyll concentration showed that chlorophyll a concentration was higher than that of chlorophyll b both in the control and in the seedlings grown with selenate. Selenate accelerated the chlorophyll-production process in the broccoli seedlings, which could be clearly seen on the fourth day of growth. Selenate supplementation also stimulated production of chlorophyll b in the broccoli seedlings during the initial period of growth. Chlorophyll concentration in the samples with selenate was higher than in the control in the initial period of growth. On successive days of growth, however, chlorophyll content in the control increased faster than in the samples with selenate. The intracellular concentration of selenium affects physiological processes taking place in the plants. Determination of total antioxidant capacity in the broccoli seedling extracts showed that on the fourth day of growth antioxidant content expressed as trolox equivalent was similar in the control samples and those grown in the presence of selenate. On days 5 and 6 of growth, a decrease in TEAC was observed in all samples. On the sixth day, the seedlings grown in the presence of selenium had lower TEAC than the control samples. Selenium compounds, depending on their concentration, can have a pro-oxidant effect on the cells of the plants.

Słowa kluczowe

PL

selenian(VI) sodu; siewki brokułu; aktywność antyoksydacyjna; zawartość chlorofilu

EN

sodium selenate; broccoli seedlings; antioxidant activity; chlorophyll content

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 6, No. 1
• Strony: 225--231
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., wykr.

Twórcy

autor

Krzepiłko A.

• Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul. Szczebrzeska 102, 22-400 Zamość, tel. [phone]

autor

Zych-Wężyk I.

• Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul. Szczebrzeska 102, 22-400 Zamość, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Wachowicz B. Selen w roślinach. Wiadom Botaniczne. 1993;37:87-89.
• [2] Bartosz G. Druga twarz tlenu. Wolne rodniki w przyrodzie. Warszawa: Wyd Nauk PWN; 2003.
• [3] Lymbury R, Tinggi U, Griffiths L, Rosenfeldt F, Perkins AV. Selenium status of the Australian population:
• effect of age, gender and cardiovascular disease. Biol Trace Elem Res. 2008;126:1-10. DOI:10.1007/s12011-008-8208-6
• [4] Abdulah R, Miyazaki K, Nakazawa M, Koyama H. Chemical forms of selenium for cancer prevention. J Trace Elem Med Biol. 2005;19:141-150. DOI: 10.1016/j.jtemb.2005.09.003
• [5] Peters U, Takata Y: Selenium and the prevention of prostate and colorectal cancer. Mol Nutr Food Res 2008;52:1261-1272. DOI: 10.1002/mnfr.200800103.
• [6] Wesołowski M, Ulewicz B. Selen - pierwiastek śladowy niezbędny dla człowieka, występowanie, znaczenie biologiczne i toksyczność. Farm. Pol. 2000;56:1004-1019.
• [7] Mizutani T, Tanabe K, Watanabe K, Goto M. Selenium contents in Astragalus and uncultivated soils in Japan. Jpn. J. Toxicol. Environ. Health. 1996;42:360-366.
• [8] Ahmed HK. Differences between some plants in selenium accumulation fromsupplementation soils with selenium. Agric. Biol. J. N. Am. 2010;1(5):1050-1056. DOI: 10.5251/abjna.2010.1.5.1050.1056.
• [9] Elless MP, Blaylock MJ, Huang JW, Gussman CD. Plants as a natural source of concentrated mineral nutritional supplements. Food Chem. 2000;71:181-188.
• [10] Mazej D, Falnoga I, Veber M, Stibilj V. Determination of selenium species in plant leaves by HPLC-UV-HG-AFS. Talanta. 2006;68:558-568. DOI: 10.1016/j.talanta.2005.04.056.
• [11] Pezzarossa B, Petruzzelli G, Petacco F, Malorgio F, Ferri T. Absorption of selenium by Lactuca sativa as affected by carboxymethylcellulose. Chemosphere. 2007;67:322-329.
• [12] Abdulah R, Faried A, Kobayashi K, Yamazaki C, Suradji EW, Ito K, Suzuki K, Murakami M, Kuwano H, Koyama H. Selenium enrichment of broccoli sprout extract increases chemosensitivity and apoptosis of LNCaP prostate cancer cells. BMC Cancer. 2009;9:414-425. DOI: 10.1186/1471-2407-9-414.
• [13] Finley JW, Davis CD, Feng Y. Selenium from high selenium broccoli protects rats from colon cancer. J Nutr. 2000;130(9):2384-2389.
• [14] Davis CD, Zeng H, Finley JW. Selenium-enriched broccoli decreases intestinal tumorigenesis in multiple intestinal neoplasia mice. J Nutr. 2002;132(2):307-309.
• [15] Zeng H, Davis CD, Finley JW. Effect of selenium-enriched broccoli diet on differential gene expression in min mouse liver(1,2). J Nutr Biochem. 2003;14(4):227-231. DOI: 10.1016/S0955-2863(03)00005-6.
• [16] Fahey JW, Zhang Y, Talalay P. Broccoli sprouts: an exceptionally rich source of inducers of enzymes that protect against chemical carcinogens. Proc Natl Acad Sci USA. 1997;94:10367-10372.
• [17] Donaldson MS. Nutrition and cancer: A review of the evidence for an anti-cancer diet. Nutrition Journal. 2004;3:19. DOI: 10.1186/1475-2891-3-19.
• [18] Blamowski ZK, Borowski E. Ćwiczenia z fizjologii roślin. Lublin: Wyd. AR; 2006.
• [19] Brand-Williams W, Cuvelier ME, Berset C. Use of free radical method to evaluate antioxidant activity. Lebensm. Wiss. Technol. 1995;28:25-30. DOI: 10.1016/S0023-6438(95)80008-5.
• [20] Hawrylak B, Szymańska M. Wybrane aspekty antyoksydacyjnej i prooksydacyjnej aktywności selenu w korzeniach kukurydzy (Zea mays L.). Roczn AR Poznan. 2007;41:487-491.
• [21] Telesiński A, Kłódka D, Komsta A, Mroczek J. Zmiany zawartości kwasu askorbinowego, glutationu, flawonoidów oraz związków fenolowych w wybranych gatunkach roślin w zależności od stopnia utlenienia selenu dodanego do podłoża, część II. Rośliny dwuliścienne. Ochr Środ Zasob Natur. 2009;40:372-379.
• [22] Pazurkiewicz-Kocot K, Galas W. Zależność pomiędzy akumulacją K, Na i Ca w tkankach siewek Zea mays L. a stężeniem SeO2 i NaHSeO3 w środowisku zewnętrznym. Zesz Probl Post Nauk Roln. 2002;481:545 551.
• [23] Fambrini M, Castagna A, Dalla Vecchia F, Degl'Innocenti E, Ranieri A, Vernieri P, et al. Characterization of a pigment-deficient mutant of sunflower (Helianthus annuus L.) with abnormal chloroplast biogenesis, reduced PS II activity and low endogenous level of abscisic acid. Plant Science. 2004;167:79-89. DOI: 10.1016/j.plantsci.2004.03.002.
• [24] Terry N, Zayed AM, de Souza MP, Tarun AS. Selenium in higher plants. Ann Rev Plant Physiol. Plant Mol Biol. 2000;51:401-432. DOI: 10.1146/annurev.arplant.51.1.401.
• [25] Chen TF, Zheng WJ, Wong YS, Yang F. Selenium-induced changes in activities of antioxidant enzymes and content of photosynthetic pigments in Spirulina platensis. J Integr Plant Biol. 2008;50(1):40-48. DOI: 10.1111/j.1744-7909.2007.00600.x.
• [26] Padmaja K, Prasad DDK, Prasad ARK. Effect of selenium on chlorophyll biosynthesis in mung bean seedlings. Phytochemistry. 1989;28:3321-3324.