METODIKA PRO STANOVENÍ CELKOVÉHO MNOŽSTVÍ FENOLICKÝCH LÁTEK, FLAVONOIDŮ A ANTIOXIDAČNÍ KAPACITY ROSTLINNÝCH VZORKŮ POMOCÍ KOMBINOVANÉ EXTRAKCE

Vědecké články | 2023 | Chemické listyInstrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Orbitrap
Zaměření
Potraviny a zemědělství
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Fenolické sloučeniny a flavonoidy představují klíčové sekundární metabolity rostlin, které se podílejí na neutralizaci reaktivních forem kyslíku a obraně proti abiotickému i biotickému stresu. Stanovení celkového obsahu těchto látek spolu s antioxidační kapacitou je důležité pro výzkum rostlinných adaptačních mechanismů, hodnocení kvality potravin a vývoj nových agrotechnologií. Kombinovaná extrakce z jednoho vzorku minimalizuje spotřebu materiálu, zrychluje analýzy a umožňuje komplexní charakterizaci vzorků.

Cíle a přehled studie


Cílem práce bylo vyvinout metodiku umožňující ze stejného rostlinného vzorku v destičkovém formátu stanovit:
  • celkový obsah fenolických sloučenin (TPC),
  • celkový obsah flavonoidů (TFC),
  • celkovou antioxidační kapacitu (TAC),
  • následnou cílenou analýzu vybraných flavonoidů pomocí GC-MS.
Metodika je demonstrována na listech jahodníku vystavených stresu ze sucha versus kontrola.

Použitá metodika a instrumentace


Rostlinný materiál (10 mg lyofilizovaných listů) se extrahoval směsí MTBE:methanol (3:1, v/v) při 4 °C (90 min, 1 000 rpm). Po centrifugaci se supernatant rozdělil na polární a nepolární fázi. TPC se stanovilo reakcí s Folin–Ciocâlteu činidlem (absorbance 760 nm), TFC reakcí s NaNO₂–AlCl₃–NaOH (510 nm) a TAC phosphomolybdenanovým testem (695 nm) v 96jamkové destičce. Komplementárně proběhla derivatizace vzorku (methoxymethyl + silylace) a analýza vybraných flavonoidů (kaempferol, quercetin) na Trace 1300 GC – Q Exactive™ Orbitrap GC-MS.
Instrumentace:
  • Kulový mlýn Retsch Mixer Mill MM 400
  • ThermoMixer comfort (Eppendorf)
  • Spektrofotometr Tecan Infinite® M1000 Pro (96well destičky)
  • Vakuový koncentrátor Speed-Vac (Thermo Fisher)
  • GC-MS Trace 1300 + Q Exactive™ GC-MS/MS (Thermo Fisher)

Hlavní výsledky a diskuse


U jahod vystavených suchu došlo k přibližně 50% poklesu TPC, TFC a TAC oproti kontrole. GC-MS analýza prokázala significantní snížení kaempferolu a quercetinu, což potvrzuje výsledky spektrofotometrie. Metodika prokázala vysokou reprodukovatelnost a citlivost pro sledování stresových změn v sekundárních metabolitech.

Přínosy a praktické využití metody


  • Snížení spotřeby vzorku a činidel (destičkový formát).
  • Zrychlení a automatizace analýzy velkého počtu vzorků.
  • Komplexní extrakce polarních i nepolarních složek, včetně proteinů a nukleových kyselin v peletu.
  • Možnost následných cílených analýz pomocí LC-MS nebo GC-MS.

Budoucí trendy a možnosti využití


Metodiku lze rozšířit o stanovení antokyanů, fotosyntetických pigmentů a karotenoidů. Integrace s omickými přístupy (metabolomika, proteomika) umožní detailní časové studie stresových reakcí. Automatizace a miniaturizace dále zvýší výtěžnost a propustnost analýz.

Závěr


Vyvinutá kombinovaná extrakční metodika v destičkovém formátu umožňuje efektivní stanovení TPC, TFC a TAC z jednoho rostlinného vzorku s minimální spotřebou materiálu. Současné využití spektrofotometrie a GC-MS potvrzuje spolehlivost a univerzálnost postupu pro široké uplatnění v rostlinné biologii, zemědělské praxi i průmyslové kvalitativní kontrole.

Reference


  1. Mittler R.: Trends Plant Sci. 22, 11 (2017).
  2. Černý M. et al.: Int. J. Mol. Sci. 19, 2812 (2018).
  3. Dufková H. et al.: Molecules 24, 4270 (2019).
  4. Berková V. et al.: Front. Plant Sci. 11, 590337 (2020).
  5. Fujita M., Hasanuzzaman M.: Antioxidants 11, 925 (2022).
  6. Dumanović J. et al.: Front. Plant Sci. 11, 552969 (2021).
  7. Xu M., Rao J., Chen B.: Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 60, 740 (2020).
  8. Falcioni R. et al.: Front. Plant Sci. 9, 1391 (2018).
  9. Sarmiento-López L. G. et al.: Biocatal. Agric. Biotechnol. 31, 101889 (2021).
  10. Tanase C. et al.: Polyphenols in Plants, Academic Press (2019).
  11. Singh A. K. et al.: Mol. Biol. Rep. 47, 1459 (2020).
  12. Ahmed U. et al.: Molecules 26, 5546 (2021).
  13. Hampejsová R. et al.: Front. Plant Sci. 13, 2295 (2022).
  14. Ziani B. E. C. et al.: Food Res. Int. 116, 312 (2019).
  15. Shen N. et al.: Food Chem. 383, 132531 (2022).
  16. Z López-Fernández O. et al.: Antioxidants 9, 479 (2020).
  17. Ma D. et al.: Plant Physiol. Biochem. 80, 60 (2014).
  18. Valledor L. et al.: Plant J. 79, 173 (2014).
  19. Salem M. A. et al.: Plant J. 103, 1614 (2020).
  20. Cerny M. et al.: Front. Plant Sci. 13, 1018272 (2022).
  21. López-Hidalgo C. et al.: Plant, Cell Environ. 44, 1977 (2021).
  22. Berkoá V. et al.: Int. J. Mol. Sci. 24, 5454 (2023).
  23. Berkoá V. et al.: Plants 11, 2931 (2022).
  24. Pino L. K. et al.: Mass Spectrom. Rev. 39, 229 (2020).
  25. Abid G. et al.: Plant Biosyst. 155, 797 (2021).
  26. Mansour E. et al.: Agric. Water Manage. 247, 106754 (2021).
  27. Gharibi S. et al.: Appl. Biochem. Biotechnol. 178, 796 (2016).
  28. Shin Y. K. et al.: Horticulturae 7, 238 (2021).
  29. Wróbel M. et al.: Acta Physiol. Plant. 27, 313 (2005).
  30. Sarker U., Oba S.: BMC Plant Biol. 18, 1 (2018).
  31. Kårlund A. et al.: J. Sci. Food Agric. 97, 2182 (2017).
  32. Dufková H. et al.: Plants 11, 61 (2021).
  33. Aryal S. et al.: Plants 8, 96 (2019).
  34. Niroula A. et al.: Int. J. Food Prop. 22, 427 (2019).
  35. Shin Y. K. et al.: Agronomy 10, 1627 (2020).

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

ROSTLINNÉ FENOLY V ALLELOPATII
ROSTLINNÉ FENOLY V ALLELOPATII
1999||Vědecké články
VLIV PĚSTEBNÍCH PODMÍNEK NA SPECIACI SELENU V TKÁNÍCH ŘEPKY OLEJKY
4. Česká lipidomická konference 2014 - Sborník příspěvků
METODY STANOVENÍ ANTIOXIDAČNÍ AKTIVITY PŘÍRODNÍCH LÁTEK IN VITRO