Вплив абіотичних факторів на формування високомолекуляних антиоксидантів плодових овочів

Баланчук Н.С. магістр 11 МБ ЕО

Прісс О.П., к.с.-г.н., доцент

Розглянуто вплив температури та опадів періоду вегетації плодів огірка та перцю на накопичення таких високомолекулярних антиоксидантів. Найбільше значення активності ферментів зареєстровано в роки з оптимальними умовами зволоження, а найменше - в посушливі, ГТК яких не перевищувало 0,33.

Постановка проблеми: В період вегетації, формування і розвитку плодів рослинний організм піддається дії зовнішніх стресових факторів. Для захисту від таких стресорів рослини накопичують речовин антиоксидантної дії. Різні стресові фактори по-різному впливають на активність рослинного антиоксидантного складу, тому є важливим дослідження питань формування антиоксидантного комплексу в плодових овочах [1].

Мета статті: встановлення впливу абіотичних факторів на накопичення високомолекулярних антиоксидантів в плодових овочах.

Матеріали дослідження. Сума активних температур (САТ) за період вегетації огірків коливалась від 675,5 ºС (2011) до 1173,4 ºС (2012) залежно від року досліджень. У період формування плодів огірків найбільш помірні температури були зареєстровані в 2011 році, а для плодів перцю - в 2010, проте 2012 відзначався найбільш високими температурами для всіх плодових овочів. Максимальна кількість опадів за період вегетації огірків (94,4 мм) спостерігалась у 2008 році, мінімальна (14,8 мм) у 2010 році. Для плодів перцю за кількістю опадів 2011 рік був найкращім (152,9 мм), а в період вегетації в 2012 випало всього 37,1 мм. Взагалі за роки досліджень для огірків були дуже посушливими два роки (2010, 2012), а для перцю – 2008 та 2012, ГТК яких не перевищував 0,33.

Найбільш вивченими і значимими високомолекулярними антиоксидантами вищих рослин є супероксиддисмутаза (СОД), поліфенолоксидаза (ПФО), пероксидаза (ПРО), аскорбатоксидаза (АКО), каталаза (КАТ).

Наявність ізозимів СОД забезпечує стресову стійкість рослини [2]. Найвищим рівнем активності СОД володіють плоди перцю. Досить високий рівень активності СОД характерний і для плодів огірка, де антиокислювальна активність виявляється головним чином за рахунок ферментативної системи. На основі даних рис.1 видно, що найбільша активність СОД зареєстрована для огірка і перцю в 2011 та 2012 роках (71,23 і 98,46 % інгібування автоокислення адреналіну).

Фермент поліфенолоксидаза (ПФО) бере участь в окисленні фенольних сполук, сприяє підвищенню стійкості рослин до несприятливих факторів і,

Рис.1 - Активність супероксиддисмутази в плодових овочах, % інгібування автоокислення адреналіну

з окрема, до низьких температур [3]. За даними рис.2 можна сказати, що найбільше значення ПФО було зареєстровано в роки з оптимальними умовами зволоження, а найменше - в посушливі (ГТК не перевищувало 0,13).

Рис.2 - Активність антиоксидантних ферментів плодів огірка, мкмоль субстрату/хв×г

Пероксидаза (ПРО) бере участь у формуванні захисту тканин від інфекції та враження патогенними мікроорганізмами [4].

За час проведення досліджень найбільше коливання активності ПРО зареєстровано для плодів огірка від 247,52 мкмоль Н₂О₂/хв×г (в 2011 році, найбільш зволожений ) до 67 мкмоль Н₂О₂/хв×г (в 2012 найбільш сухий).

П лоди огірка є джерелом аскорбатоксидази (АКО). Цей фермент діє специфічно по відношенню до аскорбінової кислоти та до її близьких аналогів. Відповідно у плодових овочів багатих на вітамін С вміст АКО низький, і навпаки [5]. Найбільші значення активності аскорбатоксидази в плодових овочах зареєстровані в роки з найгіршими умовами для розвитку.

Рис.3 - Активність антиоксидантних ферментів плодів перцю, мкмоль субстрату/хв×г

Каталаза відіграє певну роль у процесах адаптації організму до стрес-факторів. Максимальне значення активності зареєстроване в роки з несприятливими умовами, а мінімальне – з сприятливим кліматом [6]. Для плодів огірка максимальна активність каталази зафіксована в 2011 році - 132,87 мкмоль Н₂О₂/ хв×г, а для перцю в 2012 - 192,55 мкмоль Н₂О₂/ хв×г (рис. 2 -3). Ці роки були найменш сприятливими за кліматичними умовами при вирощуванні всіх видів плодових овочів (при високих кількостях активних температур та нерівномірній кількості опадів).

Висновок. Формування і накопичення високомолекулярних антиоксидантів плодових овочів відбувається в сильній залежності від температури та опадів як за весь період вегетації, так і за час утворення плодів. Для більшості антиокислювальних ферментів найбільше значення було зареєстровано в роки з оптимальними умовами зволоження, а найменше - в посушливі, ГТК яких не перевищувало 0,33.

Список використаної літератури.

1. Рогожин В. В. Влияние антиоксидантов (дигоксина, кверцетина и аскорбиновой кислоты) на каталитические свойства пероксидазы хрена./ В.В.Рогожин , В.В. Верхотуров //Биохимия.-1998.-Т. 63.-№ 6.-С. 63-68.

2. Doke N . Causes of Photooxidative Stress and Amelioration of Defense Systems in Plants/N .Doke , Y .Miura , M.S.Lesndro , K. Kawakita // Ed. C.N. Foyer., P. M. Mullineaux Boca Radon: CRC Press. 1994. – P. 177-197.

3. Polovnikova M.G. Activities of antioxidant system components and polyphenol oxidase in ontogeny of lawn grasses under megapolis conditions / M.G. Polovnikova , O.L. Voskresenskaya // Russian Journal of Plant Physiology. - 2008. - Т. 55. - № 5. - С. 699-705.

4.Веселов А.П. Гормональная и антиоксидантная системы при ответе растения на тепловой шок: Автореф.дис…док-ра. биол. наук. – М.: ИФР, 2001. – 40 с.

5. Гофман Э. Динамическая биохимия. М.: Медицина, 1971. 311 с.

6. Березин И.В. Основы физической химии ферментативного катализа./ И.В. Березин, К. Мартинек.- М.:Высшая школа, 1977. - 279 с.

УДК 37. 013