35
UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRICOLE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA ȘCOALA DOCTORALĂ DOMENIUL BIOTEHNOLOGII Ing. MARIA-DOINIȚA BORȘ CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU CAPACITATE ANTIOXIDANTĂ ȘI ANTIMICROBIANĂ DIN SURSE VEGETALE LA DIFERITE STADII DE DEZVOLTARE (REZUMAT AL TEZEI DE DOCTORAT) CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC Prof. Univ. Dr. MARIA TOFANĂ CLUJ-NAPOCA 2015

CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRICOLE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ

CLUJ-NAPOCA ȘCOALA DOCTORALĂ

DOMENIUL BIOTEHNOLOGII

Ing. MARIA-DOINIȚA BORȘ

CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI

BIOACTIVI CU CAPACITATE ANTIOXIDANTĂ ȘI

ANTIMICROBIANĂ DIN SURSE VEGETALE LA DIFERITE

STADII DE DEZVOLTARE

(REZUMAT AL TEZEI DE DOCTORAT)

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC

Prof. Univ. Dr. MARIA TOFANĂ

CLUJ-NAPOCA

2015

Page 2: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRICOLE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ

CLUJ-NAPOCA ȘCOALA DOCTORALĂ

DOMENIUL BIOTEHNOLOGII

Ing. MARIA-DOINIȚA BORȘ

CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI

BIOACTIVI CU CAPACITATE ANTIOXIDANTĂ ȘI

ANTIMICROBIANĂ DIN SURSE VEGETALE LA DIFERITE

STADII DE DEZVOLTARE

(REZUMAT AL TEZEI DE DOCTORAT)

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC

Prof. Univ. Dr. MARIA TOFANĂ

CLUJ-NAPOCA

2015

Page 3: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

CUPRINS

INTRODUCERE ................................................................................................................................ I

SCOP ȘI OBIECTIVE ....................................................................................................................... I

STRUCTURA TEZEI ....................................................................................................................... II

1. MATERIAL BIOLOGIC ȘI DESIGN EXPERIMENTAL .................................................. III

2. REZULTATE ȘI DISCUȚII ..................................................................................................... V

2.1 EVALUAREA COMPUȘILOR BIOACTIVI DIN SURSE VEGETALE ÎN STADIUL DE

PRODUS FINIT ..................................................................................................................... V 2.1.1 Conținutul de minerale și aminoacizi ........................................................................... V

2.1.2 Conținutul de sulfoxid de S-metil cisteină și glucozinolați ...................................... VII

2.1.3 Distribuția sulfului și discriminarea probelor pe baza compușilor bioactivi cu sulf ..

...................................................................................................................................... VIII

2.2 EVALUAREA COMPUȘILOR BIOACTIVI ÎN BROCCOLI ............................................. X 2.2.1 Influența varietății și a stadiului de dezvoltare asupra compușilor bioactivi ........... X

2.2.2 Discriminarea probelor prin analiza statistică multivariată .................................. XIII

2.3 EVALUAREA COMPUȘILOR BIOACTIVI ÎN RIDICHI ȘI MUȘTAR ...................... XIV 2.3.1 Influența varietății și a stadiului de dezvoltare asupra compușilor bioactivi .......XIV

2.3.2 Discriminarea probelor prin analiza statistică multivariată ..................................XXI

2.3.3 Capacitatea antioxidantă și antimicrobiană .......................................................... XXII

2.3.4 Distribuția sulfului ca sulf mineral și organic ........................................................ XXV

2.3.5 Biosinteza și acumularea compușilor cu sulf de interes în primele 3 zile de

germinație ......................................................................................................................... XXVII

2.3.6 Impactul luminii utilizate în procesul de germinare asupra compușilor cu sulf de

interes ............................................................................................................................... XXVIII

3. CONCLUZII GENERALE ................................................................................................ XXIX

3.1 ELEMENTE DE ORIGINALITATE .................................................................................. XXIX

4. RECOMANDĂRI ................................................................................................................ XXX

5. PERSPECTIVE .................................................................................................................... XXX

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ ................................................................................................ XXXI

Page 4: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

I

INTRODUCERE

În prezent, promovarea și menținerea stării de sănătate a depășit interesul individual

devenind o prioritate pentru majoritatea comunităților umane.

Pe de o parte civilizatia, iar pe de altă parte strădania specialiștilor în nutriție de a

populariza virtuțile crudităților, au determinat un număr din ce în ce mai mare de

consumatori să se orienteze spre surse naturale de compuși bioactivi.

Cele mai accesibile astfel de surse sunt, printre altele, vegetalele. Pentru a beneficia

pe deplin de proprietățile lor nutritive, vegetale ar trebui consumate în stare proaspătă. Din

păcate, majoritatea acestora sunt sezoniere și, prin urmare, scumpe în afara sezonului. În

plus, cele mai multe dintre vegetalele extra sezoniere sunt cultivate în condiții artificiale,

recoltate prematur și exportate în alte părți ale lumii. Toți acești factori duc la o scădere a

valorii nutritive ale acestora( Pająk și colab., 2014).

Ca alternativă, specialiștii în nutriție și-au îndreptat tot mai mult atenția spre

determinarea valorii biologice a semințelor și a germenilor diferitelor plante.

Tema abordată este una de foarte mare actualitate, identificarea și cuantificarea

compușilor bioactivi, stabilirea efectelor benefice pe care aceștia le-ar putea avea asupra

sănătății și modul lor de acțiune, fiind zone foarte active în cercetarea științifică actuală

(Kris-Etherton și colab., 2004).

Prezenta teză de doctorat reprezintă o cercetare funadamentală aplicativă, rezultatele

obținute având o valoare științică netă.

SCOP ȘI OBIECTIVE

Scopul cercetărilor efectuate în cadrul tezei constă în investigarea mai multor

vegetale care constituie o parte importantă a dietelor din întreaga lume, în vederea

identificării și cuantificării compușilor bioactivi cu activitate antioxidantă și antimicrobiană,

la diferite stadii de dezvoltare, stadii care pot fi luate în vedere ca produse de consum.

În acest sens au fost abordate trei direcții de cercetare, fiecare dintre acestea având

conturate diferite obiective:

I. Cercetări privind diferite vegetale aflate în stadiul de produs finit (la maturitate deplină):

1. Identificarea și cuantificarea unor compuși cu sulf de interes;

2. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf studiați;

3. Discriminarea probelor și evidențierea unor compuși specifici prin aplicarea

metodelor statistice de analiză multivariată.

II. Cercetări privind probe de broccoli aflate la stadiul de semințe, germeni și produs finit:

1. Evaluarea influenței soiului, a stadiului de dezvoltare și a interacțiunii de gradul

I al acetora asupra conținutului de compuși fenolici totali și asupra conținutului

unor compuși cu sulf;

2. Discriminarea probelor și evidențierea compușilor bioactivi dominanți prin

aplicarea metodelor statistice de analiză multivariată.

III. Cercetări privind probe de ridichi și muștar de diferite varietăți, aflate în stadiul de

semințe, germeni și produs finit:

1. Evaluarea influenței varietății, a stadiului de dezvoltare și a interacțiunii de

gradul I al acestora asupra compușilor fenolici și asupra conținutului unor

compuși cu sulf de interes;

Page 5: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

II

2. Discriminarea probelor și evidențierea unor compuși specifici prin aplicarea

metodelor statistice de analiză multivariată;

3. Evaluarea influenței varietății, a stadiului de dezvoltare și a interacțiunii de

gradul I al acestora asupra capacității antioxidante și antimicrobiene;

4. Identificarea corelațiilor dintre conținutul de compuși bioactivi și capacitatea

antioxidantă și antimicrobiană a probelor;

5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes;

6. Studiul biosintezei și acumulării unor compuși cu sulf, în primele 3 zile de

germinație.

7. Evaluarea influenței condițiilor de lumină utilizate în procesul de germinare

asupra unor compuși cu sulf.

Primele două direcții de cercetare au fost trasate pe durata unei mobilități externe,

efectuată în cadrul proiectului POSDRU/159/1.5/S/132765, la Institutul de Cercetare al

Alimentelor „Institute of Food Research” din Norwich – Anglia.

STRUCTURA TEZEI

Teza debutează cu o parte introductivă care subliniază importanța temei de cercetare

și prezintă stadiul actual al cercetărilor în domeniu. Structura tezei include două părți

principale:

Partea I – STUDIU DE LITERATURĂ, cuprinde două capitole după cum

urmează:

Capitolul 1. Compuși bioactivi - prezintă în patru subcapitole generalități ale compușilor

bioactivi, precum și principalii compuși bioactivi de interes.

Capitolul 2. Prezentare generală a materialului biologic din perspectiva compușilor

bioactivi abordați - cuprinde trei subcapitole și descrie, conform titlului, matricile vegetale

luate în studiu din perspectiva compușilor bioactivi abordați.

Partea a II-a: CERCETĂRI PROPRII, cuprinde patru capitole:

Capitolul 3. Scop, obiective și protocol experimental - cuprinde scopul și obiectivele

specifice celor trei direcții de cercetare, precum și codificarea probelor luate în studiu.

Capitolul 4. Materiale și metode - cuprinde șase subcapitole, dintre care primul subcapitol

prezintă modul de pregătire a probelor pentru analiză, iar celelalte subcapitole prezintă

metodele utilizate în determinările efectuate precum și modul de lucru efectiv.

Capitolul 5. Rezultate și discuții - prezintă în trei subcapitole rezultatele aferente celor trei

direcții de cercetare.

Capitolul 6. Concluzii, recomandări și perspective - prezintă, conform titlului, concluziile

care se desprind în urma cercetărilor întreprinse, recomandările bazate pe acestea precum și

perspectivele de viitor identificate.

Încheierea tezei se face prin mulțumiri și lista referințelor bibliografice.

Page 6: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

III

CERCETĂRI PROPRII

1. MATERIAL BIOLOGIC ȘI DESIGN EXPERIMENTAL

O imagine de ansamblu a protocolului experimental urmat în vederea îndeplinirii

scopului propus este prezentată în Figura 1.

Fig. 1 Protocolul experimental al cercetărilor efectuate

După cum se poate observa, în vederea îndeplinirii obiectivelor prezentei cercetări,

au fost efectuate mai multe determinări prin diferite metode, utilizând materiale biologice

variate.Tabelul 1 prezintă materialele biologice utilizate, codificarea, precum și proveniența

acestora.

Page 7: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

IV

Tabelul 1

Materiale biologice studiate

Nr.

Crt. Tip Probă Stadiu Cod Probă Proveniență

1 Salată verde

Produs finit

SV_PF

Institute of Food Research (IFR

Norwich – UK)

2 Dovlecel zucchini DZ_PF

3 Cartof dulce CD_PF

4 Cartof CT_PF

5 Roșie RS_PF

6 Fasole verde FV_PF

7 Mazăre MZ_PF

8 Morcov MV PF

9 Păstârnac PT_PF

10 Praz PZ_PF

11 Usturoi U_PF

12 Ceapă verde CV_PF

13 Ceapă CP_PF

14 Ridiche RD_PF

15 Rucola RC_PF

16 Varză ascuțită VA_PF

17 Broccoli BC_PF

18 Varză furajeră VF_PF

19

Broccoli Ironman

Semințe BI_SM GRU-JIC (Norwich-UK)

20 Germeni din ziua 3 BI_G3

Germinarea semințelor 21 Germeni din ziua 5 BI_G5

22 Germeni din ziua 7 BI_G7

23 Produs finit BI_PF IFR (Norwich-UK)

24

Broccoli Beneforte

Semințe BB_SM GRU-JIC (Norwich-UK)

25 Germeni din ziua 3 BB_G3

Germinarea semințelor 26 Germeni din ziua 5 BB_G5

27 Germeni din ziua 7 BB_G7

28 Produs finit BB_PF IFR (Norwich-UK)

29

Ridiche Roșie

Semințe RR_SM SCDL Iernut

30 Germeni din ziua 3 RR_G3

Germinarea semințelor 31 Germeni din ziua 5 RR_G5

32 Germeni din ziua 7 RR_G7

33 Produs finit RR_PF Solariu (jud AB)

34

Ridiche Albă

Semințe RA_SM Comerț

35 Germeni din ziua 3 RA_G3

Germinarea semințelor 36 Germeni din ziua 5 RA_G5

37 Germeni din ziua 7 RA_G7

38 Produs finit RA_PF Solariu (jud. AB)

39

Ridiche Neagră

Semințe RN_SM Comerț

40 Germeni din ziua 3 RN_G3

Germinarea semințelor 41 Germeni din ziua 5 RN_G5

42 Germeni din ziua 7 RN_G7

43 Produs finit RN_PF Solariu (jud AB)

44

Muștar Alb

Semințe MA_SM Plafar CJ

45 Germeni din ziua 3 MA_G3

Germinarea semințelor 46 Germeni din ziua 5 MA_G5

47 Germeni din ziua 7 MA_G7

48 Produs finit MA_PF Produs în laborator

49

Muștar Negru

Semințe MN_SM Plafar UK

50 Germeni din ziua 3 MN_G3

Germinarea semințelor 51 Germeni din ziua 5 MN_G5

52 Germeni din ziua 7 MN_G7

53 Produs finit MN_PF Produs în laborator

Page 8: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

V

54

Ridiche Albă Germeni

0 h RA_0

Germinarea semințelor

55 8 h RA_8

56 16 h RA_16

57 24 h RA_24

58 32 h RA_32

59 40 h RA_40

60 48 h RA_48

61 56 h RA_56

62 64 h RA_64

63 72 h RA_72

64 Ridiche Roșie

Germeni din

ziua 7

Lumină RR_L

Germinarea semințelor

65 Întuneric RR_D

66 Ridiche Albă

Lumină RA_L

67 Întuneric RA_D

68 Ridiche Neagră

Lumină RN_L

69 Întuneric RN_D

70 Muștar Alb

Lumină MA_L

71 Întuneric MA_D

72 Muștar Negru

Lumină NM_L

73 Întuneric MN_D

Pe perioada desfășurării cercetărilor au fost intreprinse colaborări cu diferite institute

de cercetare, diverse determinări fiind efectuate în cadrul acestora (Figura 1). Astfel:

În cadrul Institului de cercetare al alimentelor (Institute of Food Research-

IFR) din Norwich-Anglia au fost efectuate analize cu privire la glucozinolați (GLs) și

sulfoxidul de S-metil cisteină (SMCSO);

În cadrul Intitutului de Științele Vieții (ISV) Cluj-Napoca-România, au fost

efectuate analize cu privire la capacitatea antimicrobiană și identificarea compușilor

fenolici;

În cadrul Institutului de Cercetări pentru Instrumentație Analitică (ICIA) Cluj-

Napoca-România, au fost efectuate analize cu privire la capacitatea antioxidantă a

compușilor hidrosolubili (ACW) și liposolubili (ACL);

În cadrul Laboratorului de Încercări pentru Calitatea şi Siguranța Alimentului

(LICSA) Cluj-Napoca-Romînia, au fost efectuate analize cu prvire la conținutul de compuși

fenolici totali (TPC), conținutul de compuși flavonoidici totali (TFC) și capacitatea

antioxidantă totală (DPPH);

Prin intermediul Companiei Europhins, Norwich-Anglia, au fost efectuate

analize cu privire la elementele minerale și aminoacizi.

2. REZULTATE ȘI DISCUȚII

2.1 EVALUAREA COMPUȘILOR BIOACTIVI DIN SURSE VEGETALE ÎN STADIUL

DE PRODUS FINIT

În raport cu obiectivele aferente primei direcții de cercetare, rezultatele sunt

următoarele:

2.1.1 Conținutul de minerale și aminoacizi

Conținutul de elemente minerale prezintă diferențe semnificative în cadrul probelor

analizate (Figura 2). Un conținut mai ridicat de minerale se remarcă la rucola, varză furajeră

și dovlecel zucchini (peste 60 mg/g SU), iar un conținut mai scăzut al acestora se observă la

Page 9: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

VI

ceapă și ceapă verde (aprox 16 mg/gSU). Dintre elementele minerale determinate, potasiul

se evidențiază în cantități mai crescute, iar sulful, elementul mineral de interes pentru

prezenta cercetare se găsește în cantități semnificativ mai crescute în vegetalele

aparținătoare familiei Brassicaceae și Alliaceae, în special în rucola, varză furajeră, broccoli

și usturoi.

Fig. 2 Conținutul de minerale al probelor reprezentate de diferite vegetale

Rezultatele obținute cu privire la conținutul de minerale al probelor reprezentate de

diferite vegetale sunt în concordanță cu datele existente în literatura de specialitate, rezultate

similare raportând Ekholm și colab. (2007) și Vincente și colab., (2014).

Fig. 3 Conținutul de aminoacizi al probelor reprezentate de diferite vegetale

Conținutul de aminoacizi (Figura 3), de asemenea variază semnificativ în cadrul

probelor analizate, cele mai reduse cantități observându-se la probele de păstârnac, ridiche și

0

20

40

60

80

100

120

Con

țin

ut

de

mie

rale

[m

g/g

SU

]

Probe

S

Zn

Fe

P

Mg

Ca

K

Na

0

50

100

150

200

250

300

Con

țin

ut

de

am

inoaci

zi [

mg

/g S

U]

Probe

Triptofan

Metionină

Cisteină

Valină

Tirozină

Treonină

Serină

Prolină

Phenilalanină

Lizină

Leucină

Isoleucină

Histidină

Glicină

Acid Glutamic

Acid Aspartic

Arginină

Alanină

Page 10: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

VII

morcov (sub 50 mg/g SU), iar cantitățile cele mai crescute la probele de rucola, broccoli și

varză furajeră (peste 200 mg/g SU).

Dintre aminoacizii determinați, se observă cantități mai ridicate de acid glutamic și

acid aspartic, arginină și alanină. Toți cei 8 aminoacizi esențiali (Isoleucină, Leucină,

Lizină, Fenilalanină,Treonină, Valină, Metionină și Triptofan) se regăsesc în toate probele

analizate, iar cantități crescute ale acestora se observă la probele de rucola, broccoli și varză

furajeră. Aminoacizii, care prezintă un interes special pentru prezenta cercetare, cisteina

(CIST), metionina (MET) și triptofanul (TRIPT), se găsesc în cantități reduse în toate

probele luate în studiu.

Rezultate comparabile, în ceea ce privește conținutul de aminoacizi sunt furnizate de

către Organizația pentru Alimentație și Agricultură (FAO) în seria Alimente și nutriție

numărul 21 (http://www.fao.org/docrep/005/AC854T/AC854T00.htm#TOC).

2.1.2 Conținutul de sulfoxid de S-metil cisteină și glucozinolați

În ceea ce privește conținutul de sulfxid de S-metil cisteină (SMCSO) și

glucozinolați totali (GLsTOT), acești compuși cu sulf au fost identificați doar în unele dintre

probe (Figura 4).

Fig.4 Conținutul de sulfoxid de S-metil cisteină și glucozinolați totali ai probelor

reprezentate de diferite vegetale

Sulfoxidul de S-metil cisteină identificat în vegetalele aparținătoare familiei Alliacea

și Brassicaceae, se remarcă în cantități semnificativ mai crescute în probele de varză

ascuțită, varză furajeră și broccoli.

Glucozinolați au fost identificați doar în vegetalele aparținătoare familiei

Brassicaceae, conținutul acestora variind semnificativ. Rucola înregistrează conținutul

maxim de glucozinolați (37.38 µmol/g SU), cantități crescute ale acestora fiind remacate și

la ridiche și broccoli.

Conținutul de glucozinolați totali reprezintă suma conținutului glucozinolaților

individuali identificați în fiecare dintre probe. Glucozinolații individuali identificați în

probele reprezentate de diferite vegetale, analizate la stadiul de produs finit sunt prezentați

în Tabelul 2.

0

10

20

30

40

50

60

70

[µm

ol/

g S

U]

Probe

GLsTOT

SMCSO

Page 11: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

VIII

Tabelul 2

Glucozinolații individuali, identificați în probele reprezentate de diferite vegetale Nr.

Crt. Denumire comună Probă Tip

Aminoacid

precursor S

1 Glucoiberin Rucola, Varză ascuțită, Broccoli,

Varza furajeră A Metionină 3

2 Glucorafanin Rucola, Varză ascuțită, Broccoli,

Varza furajeră A Metionină 3

3 Hidroxiglucobrasicin Rucola, Varză ascuțită, Broccoli,

Varza furajeră și Ridiche I Triptofan 2

4 Glucobrasicin Varză ascuțită, Broccoli, Varza

furajeră și Ridiche I Triptofan 2

5 Neoglucobrasicin Rucola, Varză ascuțită, Broccoli,

Varza furajeră și Ridiche I Triptofan 2

6 Metoxiglucobrasicin Varză ascuțită, Broccoli, Varza

furajeră și Ridiche I Triptofan 2

7 Progoitrin Ridiche A Metionină 2

8 Gluconapoleiferin Ridiche A Metionină 2

9 Gluconapin Ridiche A Metionină 2

10 Glucobrasicanapin Ridiche A Metionină 2

11 Gluconasturtiin Ridiche AM Fenilalanină 2

12

4-(β-D-

glucopyranosyldisulfa

nyl) butyl

Rucola A Metionină 4

13 Glucosativin Rucola A Metionină 3

14 Glucoerucin Rucola A Metionină 3

15 Dimer al

glucoerucinului Rucola A Metionină 6

Notă: A-alifatic, I-indolic, AM-aromatic, S-atomi de sulf în structura moleculară

Rezultatele obținute sunt în conformitate cu datele existente în literatura de

specialitate, rezultate asemănătoare, fiind raportate și de către Ciska și colab. (2000), Cartea

și Velasco P. (2008), Verkerk și colab. (2009), Traka și colab., (2013), Kim și colab.,

(2013).

2.1.3 Distribuția sulfului și discriminarea probelor pe baza compușilor bioactivi

cu sulf

O perspectivă de acuratețe mai mare, în ceea ce privește distribuirea sulfului total

între compușii cu sulf studiați, provine din considerația proporției relative a acestora (Figura

5).

Metionina și cisteina prezente în toate probele, reprezintă o proporție semnificativ

mai mare a sulfului total (peste 50%) în probele de salată verde, dovlecel, cartof, roșie,

fasole, mazăre, morcov și păstârnac și o proporție mai mică în vegetalele care aparțin

familiei Alliaceae ( 10-26%) și Brassicaceae (13-20%). Cisteina ocupă, în general, o

proporție mai mare decât metionina.

Sulfoxidul de S-metil cisteină (SMCSO) reprezintă cea mai mare proporție (de

aproape 50%) în varza ascuțită, proporții semnificativ mai mari (peste 15%) fiind observate

și la probele de ridiche, broccoli, varză furajeră și praz.

Proporția glucozinolaților totali variază între 8 % (varza furajeră) și 33% (ridiche). În

general, glucozinolații derivați din metionină reprezintă o proporție semnificativ mai mare

decât cei derivați din triptofan, excepție facând broccoli-ul.

O bună parte din sulful total rămâne neatribuită, mai ales în cazul rucolei (67%) și al

vegetalelor aparținătoare familiei Alliaceae (peste 85 % la usturoi).

Page 12: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

IX

Fig. 5 Conținutul de sulf și distribția acestuia între compușii cu sulf studiați în probele

reprezentate de diferite vegetale

Putine date din literatura de specialitate abordează acest subiect, însă Traka și colab.,

(2013) subliniază importanța pe care o prezintă această direcție de cercetare și întreprind

astfel de studii, comparând mai multe tipuri de brocoli.

În urma analizei multivariate a probelor reprezentate de diferite vegetale, prin prisma

conținutului de compuși cu sulf, acestea au fost discriminate în 7 grupe, care au fost validate

ca și clusteri (Tabelul 3și Figura 6).

Tabelul 3 Schema grupării probelor şi a variabilelor ce le discriminează

Nr. grupare de

probe Probele din grupare

Variabilele dominante

(cu abundenţă maximă)

1 SV_PF, CD_PF, CT_PF, RS_PF, FV_PF,

MZ_PF, MV_PF, PT_PF, U_PF, CV_PF, CP_PF MET,CIST

2 DZ_PF MET, CIST

3 PZ_PF MET, CIST, SMCSO

4 RD_PF SMCSO, DerTRIPT

5 RC_PF MET, CIST, DerMET

6 VA_PF SMCSO, DerTRIPT

7 BC_PF; VF_PF SMCSO, DerTRIPT

Notă: DerMET-glucozinolați derivați din metionină, DerTRIPT-glucozinolați derivați din triptofan

Rucola este aparțimătoare a familiei Brassicaceae și se evidențiază prin cel mai

ridicat conținut al compușilor cu sulf, în special cel de metionină (MET), cisteină (CIST) și

glucozinolați alifatici (DerMET). Varza ascuțită, varza furajeră și broccoliul, aparținătoare

genului Brassica, tot din familia Brassicaceae, prezintă ca variabile dominante, sulfoxidul

de S-metil cisteină (SMCSO) și glucozinolați indolici (DerTRIPT), iar ridichea,

aparținătoare și ea a familiei Brasicaceae, prezintă abundențe mai scăzute ale compușilor cu

sulf. Datorită poziționării lor (Figura 6), toate aceste vegetale (aparținătoare familiei

Brassicaceae) se diferențiază clar față de restul vegetalelor caracterizate de un conținut

semnificativ mai scăzut al compușilor cu sulf studiați.

0

100

200

300

400

500

600

700

800S

ulf

mol/

g

SU

]

Probe

Sulf Neatribuit

GLs derivați din Metionină

GLs derivați din Triptofan

SMCSO

Cisteină

Metionină

Page 13: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

X

Fig. 6. Reprezentarea grafică a clusterilor probelor de diferite vegetale pe baza conținutului

compușilor cu sulf, validați de analiza HCA

2.2 EVALUAREA COMPUȘILOR BIOACTIVI ÎN BROCCOLI

Cea de a doua direcție de cercetare a fost stabilită în vederea comparării unui soi de

broccoli normal (Ironman) cu un soi (Beneforte) modificat genetic pentru a îmbunătății

conținutul de glucozinolați.

A fost demonstrat faptul că produsul finit al broccoli-ului Beneforte conține o

cantitate semnificativ mai ridicată de glucozinolați, astfel că, s-a dorit și investigarea

semințelor și a germenilor acestuia, în acest sens. Alături de conținutul de glucozinolați

(GLs) s-a evaluat și conținutul de sulfoxid de S-metil cisteină (SMCSO) și conținutul

compușilor fenolici totali (TPC).

În raport cu obiectivele propuse în cadrul acestei direcții de cercetare, rezultatele sunt

următoarele:

2.2.1 Influența soiului și a stadiului de dezvoltare asupra compușilor bioactivi

Cei doi factori studiați, „soi” respectiv „stadiu” influențează semnificativ conținutul

compușilor bioactivi abordați în acest capitol, factorul „stadiu” generând un efect mai

puternic decât factorul „soi”.

Interacțiunea de gradul I a celor doi factori, este semnificativă în cazul conținutului

de SMCSO și slab semnificatvă în cazul conținutului de TPC și GLs.

În ceea ce privește conținutul de compuși fenolici totali, soiul Ironman prezintă un

conținut semnificativ mai crescut decât soiul Beneforte.

Un conținut semnificativ mai ridicat de compuși fenolici totali se observă la probele

de germeni, în special la germenii din ziua a 7-a, iar un conținut semnificativ mai redus al

acestora se observă la probele de semințe și produs finit, cantitățile minime fiind remarcate

la produsele finite (Figura 7).

Rezultate similare obținute, cu privire la conținutul de compuși fenolici totali al

probelor de broccoli, sunt raportate de către Baenas și colab., (2012).

Page 14: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XI

Fig. 7 Conținutul de compuși fenolici totali al probelor de broccoli

Fig. 8 Conținutul de sulfoxid de S-metil cisteină al probelor de broccoli

În general, soiul Ironman înregistrează un conținut semnificativ mai ridicat de

SMCSO decât soiul Beneforte. În semnițe, cantitatea de SMCSO este foarte redusă, fiind

practic neglijabilă, iar cantitățile maxime ale acestuia se remarcă la produsele finite.

Germenii conțin cantittăți însemnate de SMCSO, valori mai ridicate fiind observate la

germenii din ziua a 5-a (Figura 8).

În ceea ce privește conținutul de glucozinolați, ambele soiuri de broccoli prezintă

același profil al acestora. Glucozinolații individuali identificați în probele de broccoli,

precum și detaliile care au dus la identificarea și cuantificarea lor sunt prezentate în Tabelul

4. Dintre aceștia, glucorafaninul (GRA), glucoiberinul (GIB) și glucoerucinul (GER),

reprezentă glucozinolații majoritari și se regăsesc în cantități semnificativ mai ridicate în

soiul Beneforte.

0

5

10

15

20

25

30

35

Sm G3 G5 G7 PF

Con

țin

ut

de

com

pu

și f

enoli

ci t

ota

li

[mg

GA

E/g

SU

]

Stadiu de dezvoltare

BI BB

0

10

20

30

40

50

60

70

Sm G3 G5 G7 PF

Con

țin

ut

de

SM

CS

O [

µm

ol/

g S

U]

Stadiu de dezvoltare

BI BB

Page 15: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XII

Tabelul 4

Glucozinolați individuali identificați în probele de broccoli

Nr.

Crt Denumire comună Codificare

Formula

moleculară

Aminoacidul

precursor Tip

TR

[min] FR

Fragmente de diagnosticare

M+H M+H-

162 M+Na M+K

1 Glucoiberin GIB C11H21NO10S3

Metionină Alifatic

4 1.07 344 182 366 382

2 Glucorafanin GRA C12H23NO10S3 5 1.07 358 196 380 396

3 Glucoalisin GAL C13H25NO10S3 7.5 1.07 372 210 394 410

4 Glucoibervirin GIV C11H21NO9S3 9 0.80 328 166 350 366

5 Glucoerucin GER C12H23NO9S3 10.3 1.04 342 180 364 380

6 Progoitrin PRO C11H19NO10S2 11 1.09 310 148 332 348

7 Gluconapoleiferin GNL C12H21NO10S2 12.7 1.00 324 162 346 362

8 Hidroxiglucobrasicin OHGBS C16H20N2O10S2

Triptofan Indolic

9.3 0.28 385 223 407 423

9 Glucobrasicin GBS C16H20N2O9S2 11.1 0.29 369 207 391 407

10 Metoxiglucobrasicin METGBS C17H22N2O10S2 11.7 0.25 399 237 421 437

11 Neoglucobrasicin NEOGBS C17H22N2O10S2 13 0.20 399 237 421 437

Notă:TR – timp de retenție, FR – factor de răspuns

Page 16: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XIII

Fig. 9 Conținutul de glucozinolați totali al probelor de broccoli

Soiul Ironman prezintă, în general, un conținut mai scăzut al glucozinolaților totali

decât soiul Beneforte, diferențele fiind semnificative din punct de vedere statistic.

Legat de stadiul de dezvoltare, un conținut semnificativ mai crescut de GLs totali se

observă în semințe, conținutul acestora scăzând semnificativ la stadiile de germeni. Stadiile

de produs finit, ale ambelor soiuri, înregistrează cantități minime de glucozinolați. Cu toate

acestea, la soiul Beneforte se remarcă un conținut cu circa 30% mai ridicat de glucozinolați

decât la soiul Ironman, însă această diferență nu se observă și la stadiile de semințe sau

germeni.

Rezultate similare, cu privire la conținutul de SMCSO și GLs, sunt raportate în

literatura de specialitate de către Traka și colab., (2013), Vicaș și colab., (2013), De Nicola

și colab., (2015), și Vale și colab., (2015).

2.2.2 Discriminarea probelor prin analiza statistică multivariată

În urma analizei multivariate se pot distinge patru statusuri ce prezintă diferenţe ale

profilului de compuşi bioactivi ale celor 10 probe de brocoli (Figura 10).

Fig. 10 Reprezentarea grafică a clusterilor probelor de broccoli pe baza conținutului de

compuși bioactivi

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Sm G3 G5 G7 PF

Con

țin

ut

de

GL

s to

tali

mol/

g

SU

]

Stadiu de dezvoltare

BI BB

Page 17: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XIV

Primul status diferențiat este reprezentat de semințe, iar al doilea status este cel de

germeni din ziua a 3-a. Cel de-al treilea status include germenii din ziua a 5-a și a 7-a, și

ultimul status este format din produsele finite.

Cele două soiuri dezvoltă traiectorii paralele temporal în funcţie de stadiile de

dezvoltare. Stadiul de germeni din ziua a 3-a este aproximativ identic din punct de vedere al

profilului de compuşi bioactivi studiați (Figura 11).

Fig. 11 Traiectoria profilelor conținutului compușilor bioactivi din probele de broccoli în

planul axelor principale PC1 și PC2 ale analizei PCA.

Cu alte cuvinte, discriminarea probelor de broccoli se realizează prin prisma stadilor

de dezvoltare mai degrabă decât prin prisma soiurilor analizate.

2.3 EVALUAREA COMPUȘILOR BIOACTIVI ÎN RIDICHI ȘI MUȘTAR

Cea de-a treia direcție de cercetare are în vedere faptul că, în România, reprezentanții

autohtoni ai vegetalelor din familia Brassicaceae sunt ridichile și muștarul, și are ca scop

investigarea diferitor varietăți ale acestora la diferite stadii de dezvoltare în vederea

îndeplinirii obiectivelor propuse.

Astfel în raport cu obiectivele aferente acestei direcții de cercetare, rezultatele sunt

următoarele:

2.3.1 Influența varietății și a stadiului de dezvoltare asupra compușilor bioactivi

Ambii factori studiați, precum și interacțiunea lor de gradul I, au o influență

semnificativă asupra conținutului de compuși bioactivi, atât fenolici, cât și cu sulf, în

general factorul „stadiu” generând un efect mai puternic, decât factorul „varietate”.

În ceea ce privește conținutul de compuși fenolici (atât polifenoli totali cât și

flavonoide totale - TPC și TFC), probele de ridichi înregistrează cantități mai ridicate ale

acestora decât probele de muștar, germenii înregistrând cantități maxime în ambele cazuri.

Cantități minime de polifenoli și flavonoide totale se remarcă la probele de ridichi din

BB_SM

BB_G3

BB_G5

BB_G7

BB_PF

BI_SM

BI_G3

BI_G5

BI_G7

BI_PF

TPC

SMCSO

GLsTOT

GIBGRA

GALGIV

GER

PRO

GNL

OHGBS

GBS

METGBS

NEOGBS

-3

-2

-1

0

1

2

3

-8 -6 -4 -2 0 2 4

PC

2

PC 1

BB BI Variabile

Page 18: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XV

stadiul de produs finit, în timp ce probele de muștar înregistrează cantități însemnate ale

acestora la stadiul de produs finit (Figura 12)

Fig. 12 Conținutul de compuși fenolici și flavonoidici totali al probelor de ridichi și muștar

În toate probele au fost identificați acizi fenolici și flavonoide (Tabelul 5 și 7), iar în

probele de ridiche roșie, la stadiul de produs finit, au fost identificați și antociani (Tabelul

6).

Profilul compușilor fenolici ai probelor de ridichi diferă față de profilul compușilor

fenolici ai probelor de muștar, compușii majoritari identificați în fiecare dintre probe variind

în funcție de stadiul la care au fost analizate probele.

Fig 13 Cromatograme reprezentând acizi fenolici și flavonoide din probele de ridiche roșie

Tabelul 5

Acizi fenolici și flavonoide identificate în probele de ridiche roșie, albă și neagră

Nr. Peak TR

[min]

UV λmax

[nm] [M-H]

+ Compus

1 3.02 260 355, 181, 137 Caffeoylquinic acid

2 3.20 200 135 Citric acid

3 4.01 220, 272 193, 175 Quinic acid

4 6.26 260, 295 331, 169 β-Vanilic acid glucose

5 10.41 275 333, 171 6-O-Galloylglucose

0

10

20

30

40

50

60

RR RA RN MA MNConținut de co

mpuși flavonoidici totali [mg Q

E / g

SU

] Probe

Semințe Germeni din ziua a 3-aGermeni din ziua a 5-aGermeni din ziua a 7-aProdus finit

0

5

10

15

20

25

RR RA RN MA MN

Conținut de co

mpuși fen

olici totali [mgGAE / g SU]

Probe

Semințe Germeni din ziua a 3-aGermeni din ziua a 5-aGermeni din ziua a 7-aProdus Finit

Page 19: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XVI

6 11.71 277, 321 313, 149, 135 cis-Caftaric acid

7 12.01 278 291, 247, 207 (+) Catechin

8 13.39 250, 349 627, 465, 303 Quercetin-3,7-di-O-glucoside

9 15.08 260, 345 565, 419, 287 Kaempferol-7-O-rhamnosylpentoside

10 15.97 260, 340 611, 449, 287 Kaempferol-3,7-di-O-glucoside

11 17.21 260, 341

288, 335sh

595, 475, 287

567, 435, 289

Kaempferol-7-O-rutinoside

Eriodictyol-7-O-xylosylrhamnoside

12 19.24 260, 342 535, 449, 287 Kaemferol-7-O-(6-O-malonyl)-glucoside

13 19.93 287, 335sh 581, 435, 289 Eriodictyol-7,5-di-O-rhamnoside

14 20.64 270, 350 303 Quercetin

15 23.05 260, 340 287 Kaempferol

16 24.61 280, 337 289 Eriodictyol

Notă: TR – timp de retenție, UV λmax – lungimea de undă, [M-H]+ - fracmente ale ionului principal

Tabelul 6

Antociani identificați în probele de ridiche roșie analizată la stadiul de produs finit

Nr.Peak TR[min] [M-H]+ Compus

1 13.98 919, 757, 433, 271 Pelargonidin-3-O-(6-O-caffeoyl)-sophoroside-5-O-glucoside

2 14.94 933, 771, 433, 271 Pelargonidin-3-O-(6-O-feruloyl)-sophoroside-5-O-glucoside

3 15.22 903, 741, 433, 271 Pelargonidin-3-O-(6-O-p-coumaroyl)-sophoroside-5-O-

glucoside

4 15.87 989, 945, 741, 519, 433,

271

Pelargonidin-3-O-(6-O-caffeoyl)-rutinoside-5-O-(6-O-

malonyl)-glucoside

5 16.67 1005, 843, 757, 535, 287 Cyanidin-3-O-(6-O-caffeoyl)-rutinoside-5-O-(6-O-malonyl)-

glucoside

6 17.16 1019, 975, 771, 519, 433,

271

Pelargonidin-3-O-(6-O-feruloyl)-sophoroside-5-O-(6-O-

malonyl)-glucoside

7 17.83 1151, 1107, 903, 741, 519,

433, 271

Pelargonidin-3-O-(6-O-caffeoyl)-sophoroside-5-O-(6-O-

caffeoyl malonyl)-glucoside

Notă: TR – timp de retenție, [M-H]+ - fracmente ale ionului principal

Rezultate similare, cu privire la conținutul de compuși fenolici și flavonoidici totali și

profilul acestora în probele de ridichi, sunt raportate în literatura de specialitate de către

Pająk și colab., (2014), Hanlon și Barnes, (2011), Papetti și colab., (2014).

Profilul compușilor fenolici ai celor două varietăți de muștar se aseamănă destul de

mult, iar similar probelor de ridichi, compușii majoritari variază în funcție de stadiul de

dezvoltare al probelor (Figura 14).

Fig. 14 Cromatogramă reprezentând acizi fenolici și flavonoide din probele de muștar alb

Page 20: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XVII

Tabelul 7

Acizi fenolici și flavonoide identificate în probele de de muștar alb și negru

Nr. Peak TR

[min]

UV λmax

[nm] [M-H]

+ Compus

1 3.02 260 355, 181, 137 Caffeoylquinic acid

2 3.13 240, 328 387, 225 Sinapoyl-glucoside

3 4.01 220, 272 193, 175 Quinic acid

4 5.74 266, 348 935, 773, 611, 449, 287 K3-O-triglucoside-7-O-glucoside

5 10.07 266, 334 979, 817, 773, 287 K3-O-sinapoyldiglucoside-7-O-glucoside

6 11.85 268, 334 949, 787, 773, 287 K3-O-feruloyldiglucoside-7-O-glucoside

7 12.19 256, 266sh, 354 641, 481, 317 I 3-O-glucoside-7-O-glucoside

8 13.23 238, 328 311, 225 Sinapine

9 14.60 266, 314 919, 757, 611, 449, 287 K3-O-p-coumaroyldiglucoside-7-O-glucoside

10 14.85 256, 354 627, 465, 303 Q 3-O-diglucoside

11 15.34 256, 266sh, 354 641, 479, 317 I 3-O-diglucoside

12 16.00 232, 328 165 p-Coumaric acid

13 16.31 240, 342 195 Ferulic acid

14 16.89 266, 332 1347, 1185, 773, 449,

287 K3-O-disinapoyltriglucoside-7-O-glucoside

15 17.51 236, 322 225 Sinapic acid

16 19.19 260, 310 757, 611, 449, 287 K3-O-p-coumaroyldiglucoside

17 20.34 270, 350 303 Quercetin (Q)

18 23.05 260, 340 287 Kaempferol (K)

19 24.44 258, 354 317 Isorhamnetin (I)

Rezultate similare cu privire la profilul de compuși fenolici ai probelor de muștar,

sunt raportate în literatura de specialitate de Lin și Harnly, (2010), Cartea și colab., (2011).

În ceea ce privește compușii bioactivi cu sulf (Figura 15), un conținut semnificativ

mai ridicat de SMCSO se observă la probele de ridichi, dintre care valorile maxime se

observă la ridichea roșie. Probele de muștar înregistrează un conținut mai scăzut de

SMCSO, diferențele dintre cele două varietăți fiind nesemnificative.

Cantități semnificativ crescute de SMCSO se remarcă în probele de germeni, valorile

maxime fiind înregistrate, în general, de către germenii din ziua a 3-a. Semințele și

produsele finite ale probelor de muștar prezintă cantități neglijabile de SMCSO.

Fig. 15 Conținutul de sulfoxid de Smetil cisteină și glucozinolați totali al probelor de ridichi

și muștar

0

10

20

30

40

50

60

RR RA RN MA MN

Conținut de SM

CSO [µmol/g SU]

Probe

Semințe Germeni din ziua a 3-a

Germeni din ziua a 5-a

Germeni din ziua a 7-a

Produs finit

0

20

40

60

80

100

120

140

RR RA RN MA MN

Conținutul de GLs totali [µ

mol/g SU]

Probe

Semințe

Germeni din ziua a 3-a

Germeni din ziua a 5-a

Germeni din ziua a 7-a

Produs finit

Page 21: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XVIII

Tabelul 8

Glucozinolați individuali identificați în probele de ridichi și muștar

Nr.

Crt Denumire comună Codificare

Formula

moleculară

Aminoacidul

precursor Tip

TR

[min] FR

Fragmente de diagnosticare

M+H M+H-

162 M+Na M+K

1 Glucocleomin GCM C12H23NO10S2 Izoleucină

Alifatic

3 1.07 326 164 348 364

2 Glucoraphanin GRA C12H23NO10S3

Metionină

5 1.07 358 196 380 396

3 Glucoraphenin GRE C12H21NO10S3 5.3 0.90 356 194 378 394

4 Glucoerucin GER C12H23NO9S3 10.4 1.04 342 180 364 380

5 Glucorafasatin GRFS C12H21NO9S3 10.8 0.40 340 178 362 378

6 Glucoiberin GIB C11H21NO10S3 4 1.07 344 182 366 382

7 Glucoalisin GAL C13H25NO10S3 7.4 1.07 372 210 394 410

8 Gluconapin GNP C11H19NO9S2 8.6 1.11 294 132 316 332

9 Glucoibervirin GIV C11H21NO9S3 9.2 0.80 328 166 350 366

10 Glucobrasicanapin GBN C12H21NO9S2 10.3 1.15 308 146 330 346

11 Glucocheirolin GCL C11H21NO11S3 4.3 1.26 360 198 382 398

12 Sinigrină SIN C10H17NO9S2 5.4 1.00 280 118 302 318

13 Hidroxiglucobrasicin OHGBS C16H20N2O10S2

Triptofan Indolic

9.3 0.28 385 223 407 423

14 Glucobrasicin GBS C16H20N2O9S2 11.1 0.29 369 207 391 407

15 Metoxiglucobrasicin METGBS C17H22N2O10S2 11.7 0.25 399 237 421 437

16 Neoglucobrasici NEOGBS C17H22N2O10S2 13 0.20 399 237 421 437

17 Gluconasturtiin GNT C15H21NO9S2 Fenilalanină Aromatic 11.9 0.95 344 182 366 382

Notă:TR – timp de retenție, FR – factor de răspuns

Page 22: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XIX

În semințe se evidențiază cantități semnificativ mai crescute de GLs, conținutul

acestora scăzând semnificativ în germeni odată cu creșterea stadiului de dezvoltare. În

general, produsele finite înregistrează cantități semnificativ mai reduse de GLs, în probele

de muștar alb al acestui stadiu nefiind identificați glucozinolați (Figura 15).

În probele de ridichi și muștar au fost identificați un număr de 17 glucozinolați

individuali. Datele de identificare și cuantificare ale acestora sunt prezentate în Tabelul 8.

Probele de ridichi prezintă același profil al glucozinolaților, pentru toate cele 3

varietăți. Glucozinolații individuali identificați în acestea sunt: glucocleomin (GCM),

glucorafanin (GRA), glucorafenin (GRE), glucoerucin (GER), glucorafasatin (GRFS),

hidroxiglucobrasicin (OHGBS), glucobrasicin (GBS), metoxiglucobrasicin (METGBS) și

neoglucobrasicin (NEOGBS) (Figura 16, 17 și 18).

Fig. 16 Glucozinolați individuali identificați în probele de ridiche roșie

Fig. 17 Glucozinolați individuali identificați în probele de ridiche albă

Conform Figurilor 16, 17 și 18, GRE și GRFS se evidențiază ca glucozinolați

majoritari ai probelor de ridiche. GRE se identifică în cantități mai ridicate în semințe, iar pe

parcursul înaintării stadiilor de dezvoltare locul acestuia este luat de către GRFS.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

Sm G3 G5 G7 PF

[µm

ol/

g S

U]

Stadiu de consum

NEOGBS

METGBS

GBS

GRFS

GER

OHGBS

GRE

GRA

GCM

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

Sm G3 G5 G7 PF

[µm

ol/

g S

U]

Stadiu de consum

NEOGBS

METGBS

GBS

GRFS

GER

OHGBS

GRE

GRA

GCM

Page 23: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XX

Fig. 18 Glucozinolați individuali identificați în probele de ridiche neagră

În ceea ce privește probele de muștar, cele două varietăți luate în studiu, prezintă

profile total diferite.

În probele de muștar alb, glucozinolații individuali identificați sunt: glucoiberin

(GIB), glucorafanin (GRA), glucoalisin (GAL), gluconapin (GNP), glucoibervirin (GIV),

hidroxiglucobrasicin (OHGBS), glucobrasicanapin (GBN), glucobrasicin (GBS),

metoxiglucobrasicin (METGBS), gluconasturtiin (GNT) și neoglucobrasicin (NEOGBS).

Dintre aceștia najoritari sunt GNP, GIB și GIV (Figura 19).

Fig. 19 Glucozinolați individuali identificați în probele de muștar alb

Fig. 20 Glucozinolați individuali identificați în probele de muștar negru

0102030405060708090

100110120130

Sm G3 G5 G7 PF

[µm

ol/

g S

U]

Stadiu de consum

NEOGBS

METGBS

GBS

GRFS

GER

OHGBS

GRE

GRA

GCM

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

Sm G3 G5 G7 PF

[µm

ol/

g S

U]

Stadiu de consum

NEOGBS

GNT

METGBS

GBS

GBN

OHGBS

GIV

GNP

GAL

GRA

GIB

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Sm G3 G5 G7 PF

[µm

ol/

g S

U]

Stadiu de consum

NEOGBS

GNT

METGBS

GBS

OHGBS

GIV

GNP

SIN

GCL

GIB

Page 24: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXI

Glucozinolații individuali identificați în probele de muștar negru sunt: glucoiberin

(GIV), glucocheirolin (GCL), sinigrină (SIN), gluconapin (GNP), glucoibervirin (GIV),

hidroxiglucobrasicin (OHGBS), glucobrasicin (GBS), metoxiglucobrassicin (METGB),

gluconasturtiin (GNT) și neoglucobrassicin (NEOGBS). Dintre aceștia, SIN reprezintă

glucozinolatul majoritar, iar aceasta se găsește în cantități semnificativ mai crescute față de

restul glucozinolaților identificați (Figura 20).

Rezultatele privind conținutul și profilul glucozinolaților identificați în probele de

ridiche (roșie, albă și neagră) și muștar negru, sunt în concordanță cu datele din literatura de

specialitate, mai mulți autori raportând rezultate similare (Ciska și colab., 2008; Gaofeng și

colab., 2010; De Nicola și colab., 2013; Rangkadilok și colab., 2002; Bellostas și colab.,

2007). În schimb, profilul glucozinolaților identificați în probele de muștar alb este raportat

în literatura de specialitate ca fiind specific probelor de muștar brun. În probele de muștar

alb (Sinapsis Alba) sinalbina este raportată ca fiind glucozinolatul majoritar ( Borek și

Morra 2005; Bohink și colab., 2013), în timp ce gluconapinul este raportat ca fiind

glucozinolatul majoritar în muștarul brun (Brassica juncea)( Rangkadilok și colab., 2002;

Bellostas și colab., 2007).

2.3.2 Discriminarea probelor prin analiza statistică multivariată

În urma analizei multivariate ale probelor de ridichi și muștar, pe baza conținutului

de compuşi fenolici totali (TPC), compuși flavonoidici totali (TFC), sulfoxid de S-metil

cisteină (SMCSO) și glucozinolaţi totali (GLsTOT) și individuali (GCM, GRA, GRE, GER,

GRFS, OHGBS, GBS, METGBS, NEOGBS, GIB, GAL, GNP, GIV, GBN, GNT, GCL,

SIN), s-a evidențiat faptul că cele trei statusuri validate statistic, semințe, germeni și produs

finit (SM, G, și PF), prezintă profiluri diferite (Tabelul 10 și Figura 21).

Tabelul 10 Schema grupării probelor de ridichi și muștar şi a variabilelor care le discriminează

Nr. grupare Probele din grupare Variabilele dominante

1 RR_SM, RA_SM, RN_SM OHGBS, GRA, GRE, GCM şi GLsTOT

2 RR_G3 OHGBS, GRA, GRE, GCM

3 RR_G5, RR_G7, RA_G3, RN_G3, RN_G5 TFC, TPC, GER, GRFS, SMCSO

4 RR_PF, RA_PF, RN_PF, MA_PF, MN_PF METGBS

5 RA_G5, RA_G7, RN_G7 TFC, TPC, GER, GRFS, SMCSO şi METGBS

6 MA_SM GIV, GBN, GAL, GNP, GIB, GNT şi

NEOGBS, GBS

7 MA_G3 GIV, GBN, GAL, GNP, GIB, GNT, şi

NEOGBS, GBS

8 MA_G5, MA_G7 NEOGBS, GBS

9 MN_SM GIV, GBN, GNP, GIB, GNT, GCL (în

abundenţe medii)

10 MN_G3 NEOGBS, SIN, GBS şi METGBS (în

abundenţe medii)

11 MN_G5, MN_G7 NEOGBS, SIN, GBS şi METGBS (în

abundenţe medii)

Cu toate acestea, cele 3 varietăți de ridiche au dezvoltat traectorii aproximativ

paralele temporal, în funcție de stadiile de maturitate (Figura 21).

Stadiile de semințe și produs finit, luate separat, nu prezintă diferențe semnificative

între cele trei varietăți analizate, în ceea ce privește profilul și abundența compușilor

Page 25: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXII

bioactivi, fiecare dintre acestea constituindu-se în câte-o grupare separată, care ulterior a

fost validată ca și cluster.

Fig.21 Traiectoria profilelor conținutului compușilor bioactivi din probele de ridichi și

muștar în planul axelor principale PC1 și PC2 ale analizei PCA.

Stadiile de germeni, în schimb, diferă statistic semnificativ, în ceea ce privește cele

trei varietăți și profilul variabilelor dominante, aceștia fiind discriminați în trei grupări

separate, validate ca și clusteri (Tabelul 10).

Probele de muştar alb şi negru se comportă total diferit faţă de cele de ridichi şi chiar

şi între ele. Cu toate că produsele finite se găsesc în acelaşi cluster cu cele ale ridichilor

(Tabelul 10), probele de muştar negru au o variaţie mai mică a aceluiaşi profil de compuşi

decât cele ale muştarului alb (Figura 21).

2.3.3 Capacitatea antioxidantă și antimicrobiană

Capacitatea antioxidantă a probelor de ridichi și muștar analizate la cele 5 stadii de

dezvoltare, a fost determinată prin 4 metode. Primele două metode au la bază

descompunerea radicalului DPPH și evaluează capacitatea antioxidantă totală. Celelalte

două metode determină, prin fotochemilumiscentă (PCL), capacitatea antioxidantă a

compușilor hidrosolubili și capacitatea antioxidantă a compușilor liposolubili.

Cei doi factori studiați „varietate” și „stadiu”, au o influență semnificativă asupra

capacității antioxidante a probelor de ridichi și muștar, factorul „stadiu” generând un efect

mai puternic decât factorul „varietate”, indiferent de metoda de determinare utilizată. De

asemenea interacțiunea de gradul I a celor doi factori este semnificativă din punct de vedere

statistic.

Probele de ridiche neagră, și ridiche roșie prezintă capacitățile antioxidante cele mai

puternice, iar probele de muștar alb prezintă capacitățile antioxidante cele mai scăzute.

Probelor de ridiche albă și muștar negru prezintă capacități antioxidante similare.

MA_SM

MA_G3

MA_G5

MA_G7

MA_PF

MN_SM

MN_G3

MN_G5

MN_G7

MN_PF

RA_SM

RA_G3

RA_G5

RA_G7 RA_PF

RN_SM

RN_G3

RN_G5

RN_G7

RN_PF

RR_SM

RR_G3

RR_G5

RR_G7

RR_PF

TPC

TFC

SMCSO

GlsTOT

GCM

GRAGRE

GER

GRFS

GIB

GALGNP

GIV

GBNGCL

SIN

OHGBS

GBS

METGBS

NEOGBS

GNT

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6

PC 2

PC 1

MA MN

RA RN

RR Variabile

Page 26: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXIII

Fig. 22 Capacitatea antioxidantă a probelor de ridichi și muștar detrminată prin metoda

DPPH

Fig. 23 Capacitatea antioxidantă a probelor de ridichi și muștar detrminată prin metoda PCL

În general, o capacitate antioxidantă semnificativ mai bună se observă la probele de

germeni, valori mai mari fiind remarcate la germenii din ziua a 5-a și a 7-a. La probele de

semințe și produs finit se observă capacități antioxidante semnificativ mai scăzute decât la

probele de germeni, valorile minime fiind identificate la produsele finite.

O corelație pozitivă s-a identificat între capacitatea antioxidantă și conținutul de

compuși compuși fenolici totali (TPC), conținutul de sulfoxid de S-metil cisteină (SMCSO)

și conținutului de glucozinolați totali (GLsTOT) ai probelor de ridichi și muștar, însă nu

toate corelațiile sunt la fel de puternice. De altfel o corelație pozitivă puternică a fost

observată doar în cazul TPC.

În ceea ce privește capacitatea antimicrobiană a probelor de ridichi și muștar, aceasta

nu este comparabilă cu capacitatea antimicrobiană a ciprofloxacinei (antibiotic utilizat

pentru control pozitiv) care înregistrează concentrații minime inhibitorii și bactericide mult

mai reduse decât extractele probelor, precum și o zonă de inhibiție mult mai mare chiar dacă

s-a încărcat pe discurile sterile într-o cantitate mai redusă.

Cu toate acestea, factorii studiați („varietate” și „stadiu”) influențează semnificativ

capacitatea antimicrobiană a probelor de ridichi și muștar.

0

10

20

30

40

50

60

0%

20%

40%

60%

80%

RR RA RN MA MN

RS

DC

M T

E/

g S

U]

RS

A (

%)

Probe

Semințe (%) Germeni din ziua a 3-a (%)Germeni din ziua a 5-a (%) Germeni din ziua a 7-a (%)Produs Finit (%) Semințe (TE) Germeni din ziua a 3-a (TE) Germeni din ziua a 5-a (TE)Germeni din ziua a 7-a (TE) Produs finit (TE)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

RR RA RN MA MN

AC

L

[mg

TE

/g S

U]

AC

W

[mg

Vit

C/g

SU

]

Probe

Semințe (ACW) Germeni din ziua a 3-a (ACW)Germeni din ziua a 5-a (ACW) Germeni din ziua a 7-a (ACW)Produs finit (ACW) Semințe (ACL) Germeni din ziua a 3-a (ACL) Germeni din ziua a 5-a (ACL)Germeni din ziua a 7-a (ACL) Produs finit (ACL)

Page 27: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXIV

Fig. 24 Concentrația minimă inhibitorie (MIC) și concentrația minimă bactericidă (MBC) a

probelor de ridichi și muștar (*S.A - Staphylococcus Aureus, L.M - Listeria monocytogenes,

E.C - Escherichia Coli, S.T – Salmonella Typhimurium)

Legat de concentrațiile minime inhibitorii și bactericide, valorile cele mai bune ale

acestora se observă la toate stadiile analizate ale ridichei albe, la semințele de ridiche roșie,

precum și la semințele ridichei negre, pentru toate microorganismele testate (Figura 24).

Concentrații minime inhibitorii și bactericide mai mari se observă în cazul probelor

de muștar. Dintre acestea, probele de muștar alb prezintă o capacitate antimicrobiană mai

bună asupra bacteriilor gram negative, în special asupra E.coli (Figura 24).

Fig. 25 Rezultate privind zonele de inhibiție ale probelor de ridichi și muștar (*S.A -

Staphylococcus Aureus, L.M - Listeria monocytogenes, E.C - Escherichia Coli, S.T –

Salmonella Typhimurium)

Zone de inhibiție semnificativ mai mari se evidențiază, în cazul tuturor

microorganismelor testate, la probele de semințe ale ridichei roșii și albe, diferențele dintre

acestea fiind semnificative.

Unele probe nu au arătat deloc activitate antimicrobiană la volumul de 20 μl, încărcat

pe discurile sterile (Figura 25).

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

MIC

[m

g/m

L]

MB

C [

mg

/mL

]

Probe

S.A (MBC) L.M (MBC) E.C (MBC) S.T (MBC)

S.A (MIC) L.M (MIC) E.C (MIC) S.T (MIC)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Zon

ă d

e in

hib

iție

[m

m]

Probe

S.A L.M E.C S.T

Page 28: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXV

Rezultate similare cu privire la capacitatea antimicrobiană sunt raportate în literatura

de specialitate de către Vale și colab.,(2015).

Nu s-au evidențiat corelații puternice, în ceea ce privește capacitatea antimicrobiană

și compușii bioactivi de interes, corelațiile identificate în acest sens fiind slabe și

nesemnificative statistic.

2.3.4 Distribuția sulfului ca sulf mineral și organic

În vederea îndeplinirii obiectivului cinci, al celei de-a treia direcții de cercetare,

pentru probele de ridichi și muștar analizate la stadiul de semințe și germeni, a fost

determinat conținutul de minerale și aminoacizi.

Astfel, se observă faptul că probele de semințe și germeni de ridichi și muștar conțin

cantități ridicate de potasiu, fosfor și sulf, cantități mai reduse de magneziu, calciu și sodiu,

și cantități foarte reduse de fier și zinc, acestea fiind microelemente.

În general, probele de muștar negru înregistrează cantități mai mari de elemente

minerele, în timp ce la probele muștarului alb se remarcă cele mai reduse cantități ale

acestora. O cantitate mai mare de elemente minerale se găsește în germeni, cu precădere în

germenii din ziua a 7-a (Figura 26).

Fig. 26 Conținutul de minerale al probelor de ridichi și muștar

În ceea ce privește conținutul de aminoacizi, în toate probele de semințe și germeni

de ridichi și muștar, se observă un conținut mai ridicat de acid glutamic, acid aspartic,

arginină și alanină. De asemenea, toate probele conțin toți cei 8 aminoacizi esențiali.

Aminoacizii de interes (metionina, cisteina și triptofanul), se găsesc în cantități

reduse în toate probele analizate.

Din punct de vedere cantitativ, diferențele înregistrate de varietățile probelor sunt

semnificative, cantități mai crescute de aminoacizi remarcându-se la probele de ridiche albă,

iar cantități semnificativ mai reduse observându-se la probele de muștar alb și ridiche roșie

(Figura 27).

0

10

20

30

40

50

60

Con

țin

ut

de

min

erale

[m

g/g

SU

]

Probe

Na K Ca Mg P Fe Zn S

Page 29: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXVI

Fig. 27 Conținutul de aminoacizi al probelor de ridichi și muștar

Legat de conținutul total de sulf și distribuirea acestuia între compușii cu sulf

studiați, se remarcă faptul că, o cantitate mai mare de sulf se regăște în ridichi, în timp ce la

probele de muștar se observă cantități mai reduse ale acestuia (Figura 28).

Fig. 28. Conținutul de sulf total și distribuția acestuia între compușii cu sulf de interes în

probele de ridichi și muștar

Dintre compușii cu sulf studiați, glucozinolații derivați din metionină reprezintă cea

mai mare proporție relativă din sulful total, peste 60 % în probele de semințe și aproximativ

40 % în probele de germeni, proporțiile scăzând odată cu gradul de maturitate al acestora.

Glucozinolații derivați din triptofan reprezintă cele mai mici proporții, sub 3%, proporții

mai mari fiind observate în semințe. Sulfoxidul de S-metil cisteină, reprezintă aproximativ

10% din sulful total în probele de germeni, iar în semințe proporțiile acestuia sunt

nesemnificative. Metionina și cisteina, împreună, reprezintă în probele de semințe și

germeni de ridichi și muștar, între 15 și 30% din sulful total, proporții mai ridicate ale

acestora identificându-se în probele de semințe.

În urma partiționării sulfului total între compușii cu sulf studiați, o bună parte a

acestuia rămâne încă neatribuită (până la 46% în probele de germeni de ridichi).

0

50

100

150

200

250

300

Con

țin

ut

de

am

inoaci

zi [

mg

/g S

U]

Probe

TriptofanMetioninăCisteinăValinăTirozinăTreoninăSerinăProlinăFenilalaninăLizinăLeucinăIzoleucinăHistidinăGlicinăAcid GlutamicAcid AsparticArgininăAlanină

0

100

200

300

400

500

600

Co

nși

nu

t d

e S

ulf

mo

l/g

SU

]

Probe

Sulf neatribuit

GLs Derivați din Metionină

GLs Derivați din Triptofan

SMCSO

Cisteină

Metionină

Page 30: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXVII

2.3.5 Biosinteza și acumularea compușilor cu sulf de interes în primele 3 zile de

germinație

În ceea ce privește biosinteza și acumularea compușilor cu sulf în primele 72 de ore

de germinare, se constată o creștere progresivă a conținutului de SMCSO și o descreștere,

tot progresivă, a conținutului de GLs totali (Figura 29).

Fig. 29 Conținutul de SMCSO și GLs totali al probelor de ridiche albă

În urma analizei multivariate a probelor de germeni de ridiche albă, se identifică trei

zone cu conţinut al compuşilor cu sulf ce diferă total între ele delimitate de timpul de

germinare: 0-32 de ore, 32-56 de ore şi 56-72 de ore (Figura 30).

Fig. 30 Traiectoria profilelor conținutului compușilor cu sulf din probele de germeni de

ridiche albă în planul axelor principale PC1 și PC2 ale analizei PCA.

0

20

40

60

80

100

120

140

0 8 16 24 32 40 48 56 64 72

[µm

ol/

g S

U]

[ore de germinare]

GLsTOT

SMCSO

RA_0RA_8

RA_16

RA_24

RA_32

RA_40

RA_48

RA_56RA_64

RA_72

SMCSO

GLsTOT

GCM

GRA

GRE

GER

GRFS

OHGBS

GBS

METGBS

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3

PC 2

PC 1

RA Variabile

Page 31: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXVIII

2.3.6 Impactul luminii utilizate în procesul de germinare asupra compușilor cu

sulf de interes

Legat de efectele condițiilor de lumină utilizate în procesul de germinare, acestea nu

înfluențează ratele de germinare ale semințelor și nici conținutul de substanță uscată a

probelor, în schimb, influențează semnificativ conținutul de sulfoxid de S-metil cisteină

(SMCSO) și conținutul de glucozinolați (GLs) ai probelor (Figura 31 și 32).

Fig. 31 Conținutul de SMCSO al probelor de ridichi și muștar germinate în condiții de

lumină și în condiții de întuneric

Germenii rezultați în urma condițiilor de lumină (reprezentat cu verde) înregistrează

un conținut cu aproximativ 15% mai crescut de SMCSO decât germenii rezultați în urma

condițiilor de întuneric.

În schimb, germenii rezultați în urma condițiilor permanente de întuneric

înregistrează un conținut de glucozinolați semnificativ mai ridicat (în medie, cu până la

27%) decât germenii obținuți în urma condițiilor permanente de lumină.

Fig. 32 Conținutul de GLs totali al probelor de ridichi și muștar germinate în condiții de

lumină și în condiții de întuneric

În literatura de specialitate nu au fost identificate date legate de influența condițiilor

de lumină asupra conținutului de SMCSO. Cu toate acestea, rezultatele obținute cu privire

la influența condițiilor de lumină asupra conținutului de glucozinolați, sunt consistente cu

datele din literatura de specialitate, Ciska și colab. (2008) raportând rezultate similare.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

RR RA RN MA MN

Co

nți

nu

t d

e S

MC

SO

mo

l/g

SU

]

Probe

Lumină

Întuneric

0

50

100

150

200

250

300

350

RR RA RN MA MN

Co

nți

nu

t d

e G

Ls

tota

li [

µm

ol/

g

SU

]

Probe

Lumină

Întuneric

Page 32: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXIX

3. CONCLUZII GENERALE

Fiecare dintre probele analizate constitue alimente vegetale consumate, din ce în ce

mai frecvent în rândul populației, iar acestea reprezintă o bună sursă de minerale,

aminoacizi și compuși bioactivi.

Profilul și abundența compușilor bioactivi prezenți în fiecare dintre probele analizate

diferă semnificativ, factorii studiați având influențe semnificative asupra acestora.

Cercetările realizate în cadrul prezentei teze de doctorat contribuie la identificarea

vegetalelor cu profilul optim pentru dezvoltarea de produse care să maximizeze proprietățile

benefice asupra sănătății.

Compușii fenolici se găsesc în cantități reduse în semințe și produsele finite, cantități

minime fiind, de regulă, observate în produsele finite (excepție broccoli). Germenii prezintă

un conținut semnificativ mai crescut în compuși fenolici totali, maximele fiind observate la

germenii din ziua a 7-a. Compușii fenolici majoritari din probele de ridichi și muștar fac

parte din clasa flavonoidelor.

În ceea ce privește conținutul de sulf, cantități mai crescute ale acestuia se

evidențiază la vegetalele aparținătoare familiei Alliaceae și Brassicaceae.

Dintre compușii cu sulf, sulfoxidul de S-metil cisteină (SMCSO), se găsește în

cantități neglijabile în semințe și în cantități maxime în germenii din ziua a 3-a, biosinteza

acestuia având loc progresiv (diferențe semnificative se observă după 32 ore de germinație).

În produsele finite, cantitatea de SMCSO diferă în funcție de matricea analizată.

Astfel, cantități foarte scăzute se identifică în probele de muștar, cantități medii se întâlnesc

în ridichi, și cantități crescute în broccoli și varză. În medie, SMCSO reprezintă aproximativ

10 % din sulful total.

Glucozinolații înregistrează cantități maxime în semințe, scăzând progresiv în

germeni. Produsele finite înregistrează cantități semnificativ mai scăzute ale acestora. În

medie, GLs totali reprezintă aproximativ 30-40% din sulful total, iar majoritatea

glucozinolaților identificați în probele analizate, sunt alifatici (derivați din metionină).

În concluzie, germenii constitue o foarte bună sursă de compuși bioactivi, acest

stadiu de dezvoltare analizat înregistrând cele mai crescute cantități de compuși fenolici și

compuși cu sulf, precum și o cantitate însemnată de minerale, aminoacizi și apă. Alături de

aceștia se mai remarcă printr-un conținut ridicat de compuși bioactivi și produsele finite de

varză ascuțită, varză furajeră, broccoli și rucola.

3.1 ELEMENTE DE ORIGINALITATE

Rezultatele obținute în urma cercetărilor efectuate sunt conforme cu datele existente

în literatura de specialitate, însă există mai multe aspecte tratate în prezenta teză de doctorat,

care în literatura de specialitate nu au fost abordate sau sunt insuficient elucidate.

În acest sens, rezultatele cercetărilor efectuate în cadrul tezei sunt foarte valoroase,

reprezentând un pionierat în ceea ce privește evaluarea compușilor bioactivi la toate cele trei

stadii de dezvoltare (semințe germeni și produs finit), mai ales în România.

De asemenea, rezultatele prezentei teze, contribuie semnificativ la furnizarea de date

cu privire la conținutul de SMCSO, în literatura de specialitate acestea fiind puține și

izolate.

Alte elemente de originalitate, constau în:

Page 33: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXX

Evaluarea compușilor bioactivi din muștarul alb și muștarul negru, în

literatura de specialitate fiind abordate varietăți ale muștarului burn, folosite în

general pentru funzele acestora. Discriminarea probelor și evidențierea compușilor bioactivi dominanți în

fiecare dintre acestea prin metode statistice de analiză multivariată.

4. RECOMANDĂRI

În urma cercetărilor efectuate se recomandă introducerea în dietă, a cât mai multor

vegetale aprținătoare familiei Brassicaceae, în special rucola, broccoli, varză, ridiche și

muștar.

Pentru a crește aportul de compuși bioactivi și pentru a supera sezonalitatea

vegetalelor, se recomandă consumul de germeni ai acestora.

Durata procesului de germinare al semințelor nu trebuie sa fie îndelungată,

îmbunătățiri semnificative în ceea ce privește conținutul de compuși bioactivi, fiind

înregistrate după primele zile de germinare.

Pentru a îmbunătății conținutul de glucozinolați ai germenilor, se recomandă

germinarea acestora la întuneric.

5. PERSPECTIVE

Perspectivele identificare în această arie a cercetării sunt:

Evaluarea siguranței compușilor bioactivi studiați precum și a modului lor de

acțiune;

Dezvoltarea unor noi produse funcționale folosind ca ingrediente germeni

liofilizați și elaborarea unor studii privind biodisponibilitatea compușilor

bioactivi ai acestora;

Cercetări in vitro și in vivo cu privire la efectele unor extracte ale vegetalelor

studiate asupra stresului oxidativ;

Studii clinice privind efectele unei diete bazată pe vegetale aflate in diferite

stadii de consum, asupra metabolismului și asupra stresului oxidativ la om.

Page 34: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXXI

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1 Baenas Nieves., Moreno D. A., García-Viguera C. 2012. Selecting Sprouts of

Brassicaceae for Optimum Phytochemical Composition . J. of Agric. And Food

Chem. 60(45): 11409-11420

2 Bellostas N., Sørensen J. C. and Sørensen H. 2007. Profiling glucosinolates in

vegetative and reproductive tissues of four Brassica species of the U-triangle for their

biofumigation potential. J. of the Sci.of Food and Agric., 87(8):1586–1594

3 Bohinc, T.; Košir, I. J.; Trdan, S. 2013. Glucosinolates as arsenal for defending

Brassicas against cabbage flea beetle (Phyllotreta spp.) attack. J. emdirbyst

(Agric.)., 100(2) :199-204

4 Borek V. and Morra M. J. Ionic Thiocyanate (SCN-) Production from 4-

Hydroxybenzyl Glucosinolate Contained in Sinapis alba Seed Meal. J. Agric. Food

Chem., 53(22):8650–8654

5 Cartea M. E., Francisco M., Soengas P. and Velasco P. 2011. Phenolic Compounds

in Brassica Vegetables. Molec., 16:251-280;

6 Ciska E., Honke J., and Kozłowska H., 2008. Effect of Light Conditions on the

Contents of Glucosinolates in Germinating Seeds of White Mustard, Red Radish,

White Radish, and Rapeseed. J. Agric. Food Chem. 56(19):9087–9093

7 Ciska E., Martyniak-Przybyszewska B., Kozlowska H. 2000. Content of

glucosinolates in cruciferous vegetables grown at the same site for two years under

different climatic conditions. J Agric Food Chem., 48(7):2862-7.

8 De Nicola G.R., Bagatta M., Pagnotta E., Angelino D., Gennari L., Ninfali P., Rollin

P., Iori R. 2015. Comparison of bioactive phytochemical content and release of

isothiocyanates in selected brassica sprouts. Food Chem. 141(1):297-303

1 Ekholm P., Reinivuo H., Mattila P., Pakkala H., Koponen J., Happonen A.,

Hellström J., Ovaskainen M. L. 2007. Changes in the mineral and trace element

contents of cereals, fruits and vegetables in Finland. J. of Food Comp. and Anal.,

20:487–495

9 FAO Food and Nutrition Series . Amino-acid content of foods and biological data on

proteins. 1970 http://www.fao.org/docrep/005/AC854T/AC854T00.htm#TOC site

accesat online la data de 16.07.2015

10 Gaofeng Y., Xiaoping W., Rongfang G., Qiaomei W. 2010. Effect of salt stress on

phenolic compounds, glucosinolates, myrosinase and antioxidant activity in radish

sprouts. Food Chem. 121(4):1014–1019.

11 Hanlon P. R. and Barnes D. M. 2011. Phytochemical Composition and Biological

Activity of 8 Varieties of Radish (Raphanus sativus L.) Sprouts and Mature Taproots.

J. of Food Sci. 76(1):C185-192

12 Kim S.J. , Uddin M.R., and Park S.U. 2013. Glucosinolate accumulation in three

important radish (Raphanus sativus) cultivars. AJCS 7(12):1843-1847

2 Kris-Etherton P.M., Hecker K.D., Bonanome A., Coval S.M., Binkoski A.E., Hilpert

K.F., Griel A.E., Etherton T.D. 2002. Bioactive compounds in foods: their role in the

prevention of cardiovascular disease and cancer. Am J Med. 113(S9B):71S-88S.

13 Lin L. Z. and Harnly J. M. 2010. Phenolic Component Profiles of Mustard Greens,

Yu Choy, and 15 Other Brassica Vegetables. J. Agric. Food Chem., 58(11): 6850–

6857

Page 35: CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA UNOR COMPUȘI BIOACTIVI CU ... · 5. Studiul distribuției sulfului total între compușii cu sulf de interes; 6. Studiul biosintezei și acumulării

XXXII

3 Pajak P, Socha R, Gałkowska D, Roznowski J, Fortuna T (2014). Phenolic profile

and antioxidant activity in selected seeds and sprouts. Food Chemistry 143:300–306

14 Papetti A., Milanese C., Zanchi C. Gazzani G. 2014. HPLC–DAD–ESI/MSn

characterization of environmentally friendly polyphenolic extract from Raphanus

sativus L. var. “Cherry Belle” skin and stability of its red components. Food Res.

Int., 65(B):238–246

15 Rangkadilok N., Nicolas M.E., Bennett R.N., Premier R.R., Eagling D. R., and

Taylor P. W. J. 2002. Developmental changes of sinigrin and glucoraphanin in three

Brassica species (Brassica nigra, Brassica juncea and Brassica oleracea var.

italica). Sci. Hortic., 96 (1–4):11–26

16 Traka M., Saha S., Huseby S., Kopriva S., Walley P., Barker G., Moore J., Mero G.,

Van Den Bosch F., Constant H., Kelly L., Schepers H., Boddupalli S., Mithen R.

2013. Genetic regulation of glucoraphanin accumulation in Beneforte broccoli. New

Phytologist 198(4):1085–1095

17 Vale A. P., Santos J., Brito N. V., Fernandes D., Rosa E., Oliveira M. B. 2015.

Evaluating the impact of sprouting conditions on the glucosinolate content of

Brassica oleracea sprouts. Phytochem., 115:252-60

18 Vale A.P., Santos J., Melia N., Peixoto V., Brito N.V., Oliveira M. B. 2015.

Phytochemical composition and antimicrobial properties of four varieties of Brassica

oleracea sprouts. Food Control 55: 248-256

19 Verkerk R., Schreiner M., Krumbein A. , Ciska E. , Holst B., Rowland I. , De

Schrijver R., Hansen M., Gerhäuser C., Mithen R. and Dekker M. 2009.

Glucosinolates in Brassica vegetables: The influence of the food supply chain on

intake, bioavailability and human health. Mol. Nutr. Food Res., 53(S2): S219 – S265

20 Vicaș S., Teușdea A., Carbunar M., Socaci S., Socaciu C. 2013. Glucosinolates

Profile and Antioxidant Capacity of Romanian Brassica Vegetables Obtained by

Organic and Conventional Agricultural Practices. Plant Foods for Human Nutrition

68(3):313-321

21 Vincente A. R., Manganaris G. A. Ortiz C. M. Sozzi G. O. and Crisosto C. H. 2009.

Nutritional Quality of Fruits and Vegetables. Postharvest Handling: A Systems

Approach, Second Edition. Academic Press. cap 5, p:69-122