Povzetek raziskovalnega članka

Vpliv ekološkega kmetovanja na kakovost paradižnika je povezan s povečanim oksidativnim stresom med razvojem plodov

Povzetek

Namen te študije je bil preveriti hipotezo, da plodovi paradižnika iz ekološke pridelave zaradi stresnih pogojev, povezanih s sistemom kmetovanja, zberejo več hranilnih snovi, kot so fenoli in vitamin C. Rast plodov iz ekološke pridelave je bila manjša, medtem ko so bile titrirna kislost, vsebnost topnih trdnih snovi in koncentracije vitamina C v fazi tržne zrelosti višje za +29 %, +57 % in +55 %. Takrat je bila skupna vsebnost fenolov +139 % višja kot v plodovih iz konvencionalne pridelave, kar se zdi skladno z več kot dvakrat višjo aktivnostjo fenilalanin amoniakalne liaze (PAL), ki smo jo opazili med razvojem plodov v plodovih iz ekološke pridelave. Stopnja lipidne peroksidacije (LPO) celične membrane je bila za 60 % višja pri ekološkem paradižniku. Tudi aktivnost SOD je bila dramatično višja v plodovih iz ekološke pridelave. Naša opažanja kažejo, da so bili plodovi paradižnika iz ekološke pridelave izpostavljeni stresnim razmeram, ki so povzročile oksidativni stres in kopičenje višjih koncentracij topnih trdnih snovi kot sladkorjev in drugih spojin, ki prispevajo k prehranski kakovosti plodov, kot so vitamin C in fenolne spojine.

Navedba: Oliveira AB, Moura CFH, Gomes-Filho E, Marco CA, Urban L, Miranda MRA (2013) Vpliv ekološkega kmetovanja na kakovost paradižnika je povezan s povečanim oksidativnim stresom med razvojem plodov. PLoS ONE 8(2): e56354. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0056354

Urednik: Hany A. El-Shemy, Univerza v Kairu, Egipt

Prejeto: Kjotska univerza v Kairu (Kjotska univerza v Kairu) avgust 2012; sprejeto: 27. avgust 2012: januarja 2013; objavljeno: A: februar 20, 2013

Avtorske pravice: © 2013 Oliveira et al. To je članek z odprtim dostopom, ki se razširja pod pogoji licence Creative Commons Attribution License, ki dovoljuje neomejeno uporabo, distribucijo in reprodukcijo v katerem koli mediju, če sta navedena izvirni avtor in vir.

Financiranje: V letu 2015 je bilo v okviru projekta "Znanstvena in raziskovalna dejavnost v Sloveniji" v okviru projekta "Znanstvena in raziskovalna dejavnost v Sloveniji" financiranih več kot 20 milijonov EUR: Financiranje so zagotovili BNB-Fundeci, CAPES-REUNI in CNPq/INCT - Frutos Tropicais. Financerji niso sodelovali pri načrtovanju študije, zbiranju in analizi podatkov, odločitvi za objavo ali pripravi rokopisa.

Konkurenčni interesi: Avtorji so izjavili, da nimajo konkurenčnih interesov.

Uvod

Uživanje sadja in zelenjave je povezano z manjšim tveganjem za kronične zdravstvene težave ljudi, kot so bolezni srca in ožilja, rak, visok krvni tlak in sladkorna bolezen tipa dve, zaradi visoke vsebnosti prehranskih bioaktivnih spojin, tako imenovanih fitokemikalij, ki imajo zaščitne lastnosti [1]; [2]; [3]; [4]; [5]. Do nedavnega so zdravstvene koristi sadja in zelenjave pripisovali antioksidativnim lastnostim fitokemikalij, ki jih zagotavljajo. Vendar pa je danes rutinsko uživanje antioksidativnih dodatkov postalo zelo sporno, saj so študije pokazale, da so lahko dejansko škodljivi [6]. Poleg antioksidativne teorije zdaj obstajajo tudi alternativne teorije o tem, kako fitokemikalije pri potrošnikih sprožijo zaščitne mehanizme. Pokazalo se je na primer, da veliko sekundarnih metabolitov v sadju in zelenjavi kot fenolne spojine [7] delujejo kot elicitorji, ki aktivirajo Nrf2, transkripcijski faktor, ki se veže na element antioksidativnega odziva v promotorski regiji genov, ki kodirajo encime, vključene v zaščitne mehanizme [4]. Dodatno uživanje predelanih paradižnikovih izdelkov, ki vsebujejo likopen, je pri zdravih bolnikih in bolnikih s sladkorno boleznijo tipa II ter bolnikih z rakom prostate zmanjšalo vsebnost biomarkerjev oksidativnega stresa in kancerogeneze. Mehanizmi delovanja vključujejo zaščito plazemskih lipoproteinov, DNK limfocitov in serumskih beljakovin pred oksidativnimi poškodbami ter antikancerogene učinke, vključno z zmanjšanjem prostatičnega specifičnega antigena, regulacijo izražanja koneksina in splošnim zmanjšanjem agresivnosti tumorja prostate [5].

Kot je bilo poudarjeno v nedavnem pregledu literature, okoljski dejavniki predstavljajo močan vzvod za povečanje koncentracij fitokemikalij [8]. Med vsemi dejavniki, ki se zdijo učinkoviti pri povečevanju koncentracij fitokemikalij v sadju in zelenjavi, je stres še posebej obetaven. To je smiselno, če upoštevamo, da vsi stresi, tako biotski kot abiotski, spodbujajo oksidativni stres v rastlinah [9] in da oksidativna signalizacija nadzoruje sintezo in kopičenje sekundarnih metabolitov [10]; [11]; [12]. Zato lahko domnevamo, da pridelovalni sistemi, ki rastlinam omogočajo (zmeren) stres, kot je ekološko kmetovanje, dajejo proizvode z višjimi koncentracijami fitokemikalij, kar je posledica majhne razpoložljivosti mineralov in s tem preusmeritve ogljikovih skeletov iz sinteze beljakovin [13]. Številne študije so pokazale, da imata sadje in zelenjava iz ekološkega kmetijstva na splošno boljše prehranske lastnosti [14]; [15]; [16]; [17]. Nedavna primerjalna študija je pokazala, da ima ekološki paradižnikov sok večjo vsebnost fenolov in hidrofilno antioksidativno aktivnost v primerjavi s konvencionalnim paradižnikovim sokom [17]. Ekološki paradižnik sort Felicia, Izabella in Paola je imel višjo vsebnost vitamina C in karotenoidov, ki je bila izrazitejša, če je bila izražena v sveži snovi kot v suhi snovi [14]. Ekološke jagode imajo višje koncentracije antioksidantov in dokazano učinkoviteje zavirajo razmnoževanje človeških rakavih celic debelega črevesa (HT29) in dojk (MCF-7) kot konvencionalne [15].

Hipoteza, da je oksidativni stres povezan z višjimi koncentracijami fitokemikalij v sadju in zelenjavi iz ekološke pridelave, je bila po našem vedenju le redko preizkušena [18]. Cilj tega prispevka je prispevati k zapolnitvi te vrzeli s primerjavo koncentracij spojin, ki prispevajo h kakovosti, v sadju iz ekološke in konvencionalne pridelave, pa tudi z merjenjem kazalcev oksidativnega stresa, in sicer aktivnosti antioksidativnih encimov, superoksid dismutaze (SOD), askorbat peroksidaze (APX) in katalaze (CAT), koncentracije askorbata (AsA) in stopnje lipidne peroksidacije (LPO) v celični membrani. Študija je bila izvedena na paradižniku, ki je klimakterični sadež in predstavlja pomemben vir vitaminov C in E ter drugih fitokemikalij, kot so karotenoidi in polifenoli [19]. V tej študiji smo se osredotočili na fenolne spojine in aktivnost fenilalanin amoniakalne liaze (PAL), ker ta encim nadzoruje stopnjo, ki določa stopnjo biosintetične poti fenolnih spojin v rastlinah, in je znano, da ga inducira okoljski stres [20]; [21]; [22]; [23].

Vir in preostali del raziskave:

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0056354