Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství
Význam, zastoupení a variabilita vitamínu E včetně jeho izomerů v produktech rostlinného původu Bakalářská práce
Vedoucí práce:
Vypracovala:
Prof. Ing. Jaroslava Ehrenbergerová, CSc. Brno 2011
Lucie Žampachová
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Význam, zastoupení a variabilita vitamínu E včetně jeho izomerů v produktech rostlinného původu“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům.
V Kojátkách dne 1. května 2011
Podpis studenta ………………………………
PODĚKOVÁNÍ Děkuji prof. Ing. Jaroslavě Ehrenbergerové, CSc. a Ing. Heleně Pluháčkové za pomoc a cenné rady, které mi s ochotou poskytovaly při řešení této bakalářské práce. Děkuji také pracovníkům Výzkumného ústavu pivovarského a sladařského v Brně za odbornou pomoc při chemických analýzách. Také chci poděkovat svým přátelům a rodině za stálou podporu v průběhu mého studia. Bakalářská práce byla zpracována v rámci Výzkumného centra pro studium obsahových látek ječmene a chmele 1M0570.
ABSTRAKT
Význam, zastoupení a variabilita vitamínu E včetně jeho izomerů v produktech rostlinného původu
Cílem bakalářské práce bylo stanovení variability aktivity vitaminu E a jeho izomerů, tj. tokoferolů a tokotrienolů. Pro stanovení vitaminu E a jeho izomerů byly použity vzorky zrna tří bezpluchých línií, jedné bezpluché odrůdy a osmi sladovnických odrůd ječmene jarního. Rovněž byl cílem sestavit literární rešerši o významu a zastoupení vitamínu E. Polní pokusy byly založeny na Školním zemědělském podniku MENDELU v Žabčicích a na pozemku Výzkumného ústavu zemědělského Kroměříž, s.r.o. Odrůdy a linie byly vysety v roce 2009 ve třech opakováních, které nebyly chemicky ošetřeny. Konečné stanovení obsahu jednotlivých tokolů bylo provedeno metodou HPLC s fluorescenčním detektorem ve Výzkumném ústavu pivovarském a sladařském Brno, a.s. Výsledky byly statisticky zpracovány v programu STATISTICA 7. Bylo zjištěno, že nejvyššího obsahu celkových tokolů dosáhla odrůda Jersey (33,73 mg.kg-1), která se statisticky významně lišila od všech ostatních odrůd a linií v souboru. Naopak linie KM 2084 a KM 1057 měly stanoveny nejnižší obsahy celkových tokolů (od 17,73 mg.kg-1 do 19,01 mg.kg-1).
Klíčová slova: tokoferoly, tokotrienoly, bezpluché linie, odrůdy, ječmen jarní
ABSTRACT The importance, representation and variability in vitamin E, including its izomers in products of plant origin.
Objective of this work was to determine the variability of activity of vitamin E and its izomers, ie, tocopherols and tocotrienols. Grain samples of three naked lines, one naked variety and eight malting barley varieties have been used for the determination of vitamin E and its izomers Another goal was to compile solution about the importance and literary representation of vitamin E. Field experiments were established at the School Farm MENDELU in Žabičce and land of Kroměříž, s.r.o. Varieties and lines were sown in 2009 in three repetitions, which haven´t been chemically treated. The final determination of each protocol was performed by HPLC method using fluorescence detector at the Research Institute of Brewing and Malting in Brno, a.s. The results were statistically processed by the STATISTICA 7. It was found, that a variety of Jersey achieve the highest content of total tocols (33.73mg.kg-1). This variety was significantly different from all other varieties and lines in the file. On the other side, lines KM 2084 and KM 1057 had the lowest levels of total tocols (from 17.73 mg.kg-1 - up to 19.01 mg.kg-1).
Keywords: tocopherols, tocotrienols, naked lines, varieties, spring barley
OBSAH 1 ÚVOD ........................................................................................................ 8 2 LITERÁRNÍ REŠERŠE.......................................................................... 9 2.1 Význam ječmene jako agrokomodity .............................................. 9 2.2 Ječmen (Hordeum L.) ...................................................................... 10 2.2.1 Botanická taxonomie a systematika ........................................................... 10 2.2.2 Složení obilky ječmene................................................................................. 11 2.2.3 Historie ječmene........................................................................................... 12 2.2.4 Počátky šlechtění ječmene........................................................................... 13 2.2.5 Současnost pěstování ječmene .................................................................... 14 2.2.6 Zdravotní aspekty konzumace výrobků z ječmene .................................. 15
2.3 Vitamin E.......................................................................................... 16 2.3.1 Historie.......................................................................................................... 16 2.3.2 Chemická struktura..................................................................................... 17 2.3.3 Fyzikální a chemické vlastnosti .................................................................. 17 2.3.4 Vliv vitaminu E na lidský organismus ....................................................... 17 2.3.5 Aktivita vitaminu E ..................................................................................... 19 2.3.6 Doporučený denní příjem ........................................................................... 19 2.3.7 Zdroje vitaminu E a jeho výskyt v potravinách........................................ 20
3 CÍL PRÁCE ............................................................................................ 23 4 MATERIÁL A METODIKA ................................................................ 24 4.1 Statistické zpracování výsledků ..................................................... 25 5 VÝSLEDKY............................................................................................ 26 5.1 Vyhodnocení obsahu izomerů vitaminu E .................................... 26 5.1.1 Vyhodnocení obsahu tokoferolů ................................................................. 26 5.1.1.1 Vyhodnocení obsahu α-tokoferolů ........................................................ 26 5.1.1.2 Vyhodnocení obsahu β+γ-tokoferolů .................................................... 27 5.1.1.3 Vyhodnocení obsahu δ-tokoferolů ........................................................ 28 5.1.2. Vyhodnocení obsahu izomerů tokotrienolů.............................................. 29 5.1.2.1 Vyhodnocení obsahu α-tokotrienolů..................................................... 29 5.1.2.2 Vyhodnocení obsahu β+γ-tokotrienolů ................................................. 30
5.1.2.3 Vyhodnocení obsahu δ-tokotrienolů ..................................................... 31 5.1.3 Vyhodnocení obsahu aktivity vitaminu E a celkového obsahu tokolů.... 31 5.1.3.1 Vyhodnocení aktivity vitaminu E .......................................................... 32 5.1.3.2 Vyhodnocení obsahu celkových tokolů ................................................. 33
5.2 Porovnání obsahu jednotlivých izomerů vitaminu E na jednotlivých lokalitách .......................................................................... 33 6. DISKUSE ............................................................................................... 35 7. ZÁVĚR................................................................................................... 37 8. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY................................................. 39
1 ÚVOD Nejstarší a převažující složkou potravy člověka jsou obiloviny. Velice důležitým zdrojem obilného zrna je energie (ze škrobu), bílkovina, vláknina, minerály, vitamíny a další chemické látky jako jsou kyselina fenolová, fytová, lignany a fytoestrogeny (PANFILI et al., 2008; SIEBENHANDL et al., 2007; CHOI et al.,2006). Obilniny anglicky cereals (česky cereálie) pochází ze slova Ceres, které znamená jméno římské bohyně sklizně a zemědělství (KALAČ, 2003). PETERSON A QURESHI (1993) a HOLASOVÁ et al. (1998) odhalili v dílčích případech, že obsah vitamínu E v ječmeni přesahuje až čtyřnásobné množství než nalezené u ostatní obilných druhů (pšenice 15,6 mg.kg-1; triticale 11,8 mg.kg-1; žito 17,1 mg.kg-1; oves 14,7 mg.kg-1 a ječmen 23,7 mg.kg-1 α-TE) a jen u ječmene se vyskytují všech osm izomerů vitamínu E. (EHRENBERGEROVÁ et al., 2006a; HOLASOVÁ et al., 1995).
2 LITERÁRNÍ REŠERŠE 2.1 Význam ječmene jako agrokomodity V České republice je ječmen rozsahem pěstování na druhém místě po pšenici mezi obilovinami. Jeho průměrná roční spotřeba na osobu činí 24 kg (FAO). Ve světě podle osevních ploch obilnin produkce zaujímá ječmen čtvrté místo po pšenici, rýži a kukuřici a pokrývá 30 % (MAHDI et al., 2008). Ječmen se u nás pro přímý konzum v podobě ječného zrna spotřebuje pouze okolo 0,5-0,6 % z celkové produkce, 70 % pro výrobu sladu a piva, asi 30 % se využívá ke krmení hospodářských zvířat a část produkce se spotřebuje na výrobu alkoholu. U průměrného středoevropského obyvatele obsazují obiloviny potřebu hlavních výživových složek tímto způsobem: 40-45 % energetické spotřeby, 55 % sacharidů, až 40 % bílkovin, 10 % tuků, až 25 % železa, 15 % vápníku, 30 % vitamínu B1, 15 % vitamínu B2 a 25 % fosforu (PRUGAR, 2002). Plocha ječmene jarního (320 tis. ha.) byla i v roce 2009 více jak dvojnásobně vyšší než u ječmene ozimého, kterého bylo 135 tis. ha. S tím souvisí i poměr výše sklizně. Sklizeň u ječmene jarního v roce 2009 činila 1354 tis. tun a u ozimého 649 tis. tun. I když plocha a výše sklizně ječmene jarního byla vyšší než u ječmene ozimého, výnosnost ječmene jarního byla naopak nižší o 0,59 t/ha, což se rovná rozdílu hodnot 4,82 t/ha a 4,23 t/ha. Mezi odrůdy s největší plochou ječmene jarního patřily v roce 2009 Bojos s 2440 ha a Sebastian s 2418 ha. V lednu roku 2010 průměrná cena zemědělských výrobců sladovnického ječmene činila 3343 Kč/t, potravinářského 2574 Kč/t a krmného 2330 Kč/t. S porovnáním s rokem 2008, kdy cena všech 3 druhů ječmenů, byla až dvojnásobně větší. Při porovnání výše dovozu a vývozu byla v roce 2009 kladná bilance, to znamená, že Česká republika více ječmene vyvezla, než dovezla. Vývoz činil 271816 tun a do tuzemska se dovezlo 16652 tun (ed. PSOTA, 2010).
9
2.2 Ječmen (Hordeum L.) 2.2.1 Botanická taxonomie a systematika Ječmen (Hordeum L.) řadíme taxonomicky do botanické třídy jednoděložné Liliopsida (Monocotyledonae), řádu lipnicotvaré, čeledi lipnicovité, rodu Hordeum L. náležící do botanické třídy čeledi Triticeae (VACULOVÁ, 2006, VACULOVÁ, 2007) a zahrnuje 30 druhů planých ječmenů a jeden druh kulturní – ječmen setý (CAVALLERO et al., 2003, NEWMAN a NEWMAN, 2008) a ten dělíme na: 1. ječmen setý víceřadý (H. v. convar. vulgare) – se člení podle hustoty a postavení středního zrna k vřeteni klasu na: -
typ šestiřadý (H. hexastichon),
-
typ čtyřřadý (H. tetrastichon).
Šestiřadý ječmen má všechny tři klásky plodné, takže tvoří klas se šesti podélnými řadami obilek, rozmístěnými kolem klasového vřetene stejnoměrně v podobě šestičlenného přeslenu. Obilky protilehlých řad ječmene šestiřadého jsou na bázi prohnuté. Čtyřřadý ječmen má též všechny tři klásky plodné, tvoří řidší klas se šesti řadami, střední řadou obilek těsně přilehlou ke klasovému vřetenu a dvěma řadami postranních obilek. Ty se částečně překrývají. Do tohoto typu spadá většina kultivarů krmného ječmene (ZIMOLKA et al., 2006). 2. ječmen setý dvouřadý (H. v. convar. distichon) Na rozdíl od víceřadých jsou jeho postranní klásky neplodné, má plně vyvinuty jen prostřední klásky. V době zralosti má klas háčkující, řídký, žlutě zbarvený s dlouhými drsnými osinami a pluchatým zrnem (BENADA et al., 2001). Má veliký význam, neboť sem patří většina sladovnických odrůd a krmné ječmeny (SKLÁDAL et al., 1967). Skoro všechny registrované odrůdy jarního ječmene jsou varientou nící (var. nutans) (SKLÁDAL a kol. 1967; BENADA et al., 2001) Ječmeny můžeme dělit na: a) pluchaté ječmeny (plucha srůstá s obilkou) b) bezpluché ječmeny (plucha nesrůstá s obilkou)
10
Dále dle užitkových směrů na: a) ječmen krmný b) ječmen sladovnický nebo nahé ječmeny c) ječmen průmyslový d) ječmen potravinářský e) ječmen pícninářský 2.2.2 Složení obilky ječmene Obilka (zrno) je složena ze tří částí: obalu, endospermu a zárodku. U ječmenů pěstovaných v naší oblasti je barva světle žluté, může však být i oranžová, hnědá, fialová až modročerná (ZIMOLKA et al., 2006). Zcela vyzrálá ječná obilka se skládá z 86 % až 88 % sušiny a 12 % až 14 % vody (LEKEŠ et al., 1985).
Chemické složení obilky ječmene (MAC GREGOR et al., 1993) 1. Sacharidy: Škrob 60-65 %
- amylóza 17-24 % škrobu -
}
amylopektin 76-83 % škrobu
podle typu endospermu
2. Nízkomolekulární sacharidy: -
Sacharóza 1 – 2 %
-
Ostatní cukry 1 %
-
Rafinóza 0,3 – 0,5 %
-
Maltóza 0,1 %
-
Glukóza 0,1 %
-
Fruktóza 0,1 %
3. Neškrobové polysacharidy: Hemicelulózy -
β-glukany 3,3 – 4,9 %
-
pentosany 9 %
-
celulóza 4 – 7 %
4. Tuky do 3,5 % 5. Dusíkaté látky 9,5 – 11,9 % 11
6. Minerální látky 2 % Nejvyšší koncentrace minerálních látek je v obalových vrstvách obilky, nejnižší v endospermu. Mezi nejhojněji zastoupené patří fosfor, draslík, křemík a hořčík, v menším množství vápník, železo, hliník, sodík, molybden (ZIMOLKA et al., 2006). Množství v rostlině je ovlivněno jejím zásobením živinami během růstu a zrání a ostatními pěstitelskými podmínkami (LEKEŠ et al., 1985). Největší podíl hmotnosti zrna (asi 80 %) tvoří organické látky, z nich pak největší podíl patří sacharidům, které mají nejvíce zastoupenou složku (60 až 65 % v sušině zrna i více) škrob. Dále zrna ječmene obsahují 10 – 14 % neškrobových polysacharidů: celulosy, hemicelulosy, ligninu a gumovitých látek (ZIMOLKA et al., 2006). Lipidy jsou zastoupeny hlavně v aleuronové vrstvě, pluchách, ale převážně v klíčku, v celkovém množství 2 – 9 % podle odrůdy a pěstebních podmínek. Dusíkaté látky (aminokyseliny, bílkoviny) tvoří významnou složku organických látek zrna ječmene. Vitaminy se vyskytují především v aleuronových a obalových vrstvách zrna a klíčku. Nejvíce je zastoupena skupina vitaminu B (B1, B2 a B6), dále vitamin C, vitamin H, kyselina pantothenová (B5), nikotinová (B3), α-aminobenzoová a kyselina listová, provitamin A (karotenoidy) a provitamin D. Z antioxidačních a lipofilních vitaminů je v zrnu ječmene ze všech obilnin nejvíce zastoupen vitamin E a jeho izomery (EHRENBERGEROVÁ, 2006). 2.2.3 Historie ječmene „Historické studie prokazují jeho pěstování již od 5. stol. př. n. l. a z Egypta z 8. století př. n. l. Za oblast původu je považována Asie a zejména oblast tzv. úrodného půlměsíce. Doposud zůstává sporné, který ječmen se pěstoval dříve, jestli víceřadý či dvouřadý“ (ZIMOLKA et al., 2006). BERANOVÁ (2005) uvádí, že až do roku 6 000 př. n. l. byl pěstován ječmen a kdy došlo k náhlé změně víceřadý ječmen byl vystřídán ječmenem dvouřadým. „V našich zemích bylo prokázáno pěstování ječmene v době asi 500 let př. n. l. četnými archeologickými nálezy, svědčícími o jeho zastoupení spolu s pšenicí a boby“ (ZIMOLKA et al., 2006).
12
První
písemnou
zprávu
v Čechách
o pěstování
ječmene
předložil
židovskoarabský obchodník a cestoval Ibrahím ibn Jákúb v roce 973. A na Moravě byla první zmínka z roku 1227 v Hrádku u Znojma (KOSAŘ et al., 2000). Ječmen je pravděpodobně nejstarší obilovina, která byla pěstována jako potravina (CHLOUPEK, 2008). Naleziště v České republice jsou v okolí Kutné Hory, Brna a na západní Moravě. Byl hned využíván k výrobě chleba, jakmile se zvyšovala výroba piva vytlačil pšenici ze sladovnictví (17. století) a začalo se vařit z ječného sladu (ZIMOLKA et al., 2006). Již tehdy ječmenná piva byla hodně oblíbená a byla všeobecně uznávána za lepší, uvědomovali si jejich léčebné účinky (LEKEŠ et al., 1985). Česká republika je historicky na prvním místě úspěšného šlechtění odrůd sladovnického typu. Důležitým členem českého zemědělství za Rakouska-Uherska bylo pěstování ječmene. Tradice jeho pěstování i využívání se udržela až do teď. V současnosti, vlivem globalizace a jistého omezení ve šlechtění českého ječmene, převažuje pěstování zahraničních odrůd (PRUGAR et al., 2008). 2.2.4 Počátky šlechtění ječmene Ječmen se začal šlechtit v Anglii (KOSAŘ et al., 2000). Emanuel Proskowetz v České republice jako první vyšlechtil sladovnickou odrůdu ječmene z hanácké krajové odrůdy na Kroměřížsku a tak vznikla roku 1875 odrůda Hana predigree, a stala se základem šlechtění hanáckých sladovnických ječmenů. V roce 1895 byl zřízen Moravský zemský ústav zemědělský, jemuž bylo uloženo zasvětit se našemu ječmenářství (SKLÁDAL et al., 1967). Další významná odrůda Diamant, kterou vyšlechtil mutagenezí docent Bouma v roce 1965 z odrůdy Valtický pomocí rentgenového ozáření se stala genetickým zdrojem
pro
vyšlechtění
více
než
100
domácích
i
zahraničních
odrůd
(EHRENBERGEROVÁ et al., 2006). Odrůdy tzv. diamantové řady vznikaly díky odolnosti k poléhání a lámání stébla, odolnosti k padlí travnímu, k hnědé skvrnitosti, ale i vyšším počtem klasů na jednotku plochy v důsledku vyššího efektivního odnožování a kratším stéblem (CHLOUPEK, 2000). V České republice byla registrována v roce 2009 jarní bezpluchá odrůda AF Lucius, české provencience.
13
2.2.5 Současnost pěstování ječmene Díky vhodným klimatickým podmínkám se nejvíce ječmene (62 %) pěstuje v Evropě, za nevhodné jsou suché a teplé oblasti jižní Evropy a studené oblastní severní Evropy. Nejlepší předpoklady pro pěstování jsou v Rakousku, Francii, Německu, SR a ČR (ČERNÝ et al., 2007). Nejstabilnější místo v rostlinné produkci ze všech plodin posledního stolení má ječmen, což ukazuje i porovnání s jinými obilovinami. V hrubých tržbách předstihoval dokonce i řepku, vyšší tržby než ječmen má jen pšenice. Z ekonomického hlediska po máku, bramborách a cukrovce, dosahuje ječmen nejvyšší rentability. Ve srovnání s ostatními komoditami dosáhla tato plodina nejvyššího nárůstu ceny v roce 2007. (FAOSTAT, SITUAČNÍ A VÝHLEDOVÁ ZPRÁVA 2008). Největšími exportéry ječmene jsou Austrálie, Francie, Kanada, následuje Německo, Dánsko, Velká Británie a Ruská federace. V těchto zemích se zrno ječmene využívá ze 75-80 % ke krmným účelům a 15 % produkce se použije na výrobu sladu, alkoholických nápojů, škrobu, v chemickém průmyslu a pouze 5 % pro výživu lidí (MAHDI et al., 2008). V našem hospodářství lze chápat ječmen z hlediska sladovnického uplatnění za prioritní, a to jak z hlediska pěstitelsko-šlechtitelského, tak i z pohledu ječmenářského výzkumu. Mimoto bylo zrno ječmene ze 70 % využíváno jako velmi kvalitní jadrné krmivo, zvláště pro monogastrická zvířata. Dnes se již většina produkce používá pro sladovnický účel. Zvětšující se poučení zaměřenou na cereální výživu lidí se zvyšuje i poptávka po potravinářském ječmeni. Kromě toho se zvyšuje potřeba ječmene jako suroviny pro průmyslové využití k výrobě lihu, škrobu, detergentů, kosmetických a farmaceutických přípravků (ZIMOLKA et al., 2006). Užitkové směry ječmene 1. Sladovnické: v České republice převládá pěstování jarní dvouřadé formy a z nich jsou preferovány odrůdy Jersey, Prestige, Malz, Sebastian nebo Tolar (KAKUTA, 2006). Za sladovnický ječmen se považují ty odrůdy, které v hodnocení ukazatelů sladovnické kvality (USJ, 0-9 bodů) dosáhly minimálně čtyři body (PSOTA, 2006). Hlavní kritérie jakosti je obsah dusíkatých látek (bílkovin) v zrnu ječmene, podíl předního zrna a obsah β-glukanů ve sladině. Dále se hodnotí extrakt v sušině sladu, relativní extrakt při 45°C, Kolbachovo číslo, diastatická mohutnost,
14
dosažitelný stupeň prokvašení a friabilita sladu. Požadavky na sladovnický ječmen uvádí ČSN 46 1100-5. 2. Krmné: v ČR se pěstují ozimé i jarní, dvouřadé i víceřadé formy, pluchaté s vysokým obsahem bílkovin, esenciálních aminokyselin škrobu a nižším obsahem β-glukanů. Tady má ječmen nejvyšší uplatnění z důvodu použití různých typů. V ČR se asi 75 % zrna ječmene využívá ke krmení hospodářských zvířat. Požadavky na krmný ječmen uvádí ČSN 46 1200-3. 3. Průmyslové: ječmen, který nevyhovuje sladovnické, potravinářské či krmné hodnoty je
určen
pro
výrobu
ethanolu,
zejména
whisky,
detergentů,
farmaceutických, kosmetických přípravků a pro získání škrobu s drobnějšími zrny. U bezpluché formy ječmene byla zjištěna vyšší energetická hodnota a vysoká extrakční schopnost. 4. Pícninářské: uplatňují se odrůdy ranější v metání, málo odnožující, odolnější vůči poléhání. Ječmen je využíván jako krycí plodina pro výsev víceletých pícnin. Sklízí se v mléčně voskové zralosti a používá se na senáž, sušení, granulování apod. 5. Potravinářské: uplatňují se ječmeny se zvýšeným obsahem nutričně cenných látel (β-glukanů, dietní vlákniny, tokolů) pro rozšíření sortimentu potravin v prevenci civilizačních chorob tzv. funkčních potravin (příprava různých druhů pečiva, muüsli, těstovin a pochutin) (VACULOVÁ et al., 1996b; VACULOVÁ, 2006; ZIMOLKA et al., 2006; NEWMAN and NEWMAN, 2008). 2.2.6 Zdravotní aspekty konzumace výrobků z ječmene Důležitost ječmene jako suroviny pro výrobu nutričně hodnotných zdravých potravin byl podpořen v květnu 2006, kdy byl ječmen zařazen americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) do kvalifikovaného zdravotního tvrzení, týkající se prevence kardiovaskulárních chorob (vzhledem k vysokého obsahu potravinové vlákniny) (NEWMAN a NEWMAN, 2008). Lékaři doporučují pacientům s kardiovaskulárním onemocněním konzumovat celozrnné výrobky bohaté na škrob, vlákninu, vitamíny a minerální látky (ed. VEČKOVÁ, 2003). Výzkum nutriční složení zrna a řada klinických studií realizované ve světě prokazuje, že konzumace zrna ječmene je působivým prostředkem ke kontrole diabetu typu II., onemocnění trávicího traktu, narušené imunity organismu a dalších 15
civilizačních chorob. Jak ukázaly rozsáhlé epidemiologické studie pravidelná spotřeba celozrnných výrobků může snížit nebezpeční onemocnění srdce a krevního oběhu i některé druhy rakoviny a to až o 30 %. Díky obsahu vlákniny, zvláště β–glukanů, hodnotné vitaminy (vitamin E a celou skupinu B vitaminů, především niacin), minerálních látek (zejména Mg, Fe, Zn, aj.) a další významné fytonutrienty. Ječné zrno neobsahuje cholesterol a má nízký obsah tuku na rozdíl od ovsa (VACULOVÁ, 2007). PETR (2007) uvádí, že jarní ječmen, kromě největšího použití pro výrobu sladu, slouží k výrobě sladových výtažků, mouček, potravinových doplňků, léčiv, cukrovinek a pekárenských produktů, též je využíván v kosmetice a mimo jiné také v zubní hygieně, ale nejběžnější formou určenou ke konzumu jsou kroupy a krupky a z nich různě připravované pokrmy, ze zdravotnického hlediska má největší význam snížení hladiny cholesterolu v krvi až o 25 % tento účinek se přisuzuje většímu obsahu βglukanů. Nejbohatší na obsah vitaminu E a jeho izomerů, dále vysoký obsah na vitaminy skupiny B (například niacin) a stopové prvky (například draslík, fosfor, hořčík, zinek nebo železo) je ječmen (mezi základními obilovinami), což bylo zjištěno v Kanadě a USA, ale i v ČR (VACULOVÁ a GABROVSKÁ, 2007). Nápoj z ječmene podporuje imunitní systém. Vyskytují se i tzv. ječné diety, které mají napomáhat v boji proti rakovině, zejména proti rakovině tlustého střeva, a to díky vysokému obsahu vlákniny v zrnu ječmene (EHRENBERGEROVÁ et al., 2006). V Japonsku má dlouhou tradici sladová káva nebo ječný čaj, který zde má přednost před zeleným čajem (MAHDI et al., 2008)
2.3 Vitamin E 2.3.1 Historie Vitamín E se nazývá též tokoferol pochází ze spojení dvou řeckých slov tokos (potomstvo) a fero (nosím) (EITENMILLER and LEE, 2004). Byl objeven roku 1922 lékařem Herbertem McLeanem Evansem a Katherine Scott Bischopovou na Kalifornské univerzitě v Berkeley při pokusech, které prováděli na krysách (PAPAS, 1999, 2001). Krysy byly krmeny speciální dietou, při které samičky nedonosily plod. Z tohoto důvodu H. McL.Evans a K. S. Bishop usoudili, že ve stravě chybí nějaká složka a přidali do jejich potravy salát a později naklíčená semena. Po této suplementaci se samičkám narodila zdravá mláďata a neznámou látkou obsaženou v této potravě nazvali 16
„Faktor X“. Usoudili tudíž, že „Faktor X“ byl obsažen v lipidovém extraktu naklíčených semen a záhadná sloučenina musí tedy být rozpustná v tuku. Faktor X byl pojmenován v roce 1925 jako vitamín E (PAPAS, 1999). H. Evans spolu s O. H. Emersonem poprvé isolovali vitamín E z oleje pšeničných klíčků roku 1936 (EITENMILLER and LEE, 2004; Papas, 1999). Vitamin E řadíme k vitaminům rozpustným v tucích a je považován za nejvýznamnější lipofilní antioxidant (KOMPRDA, 2003). 2.3.2 Chemická struktura Vitamin E je tvořen osmi izomery α-, β-, γ-, δ- tokoferoly a tokotrienoly, které mají jako základní strukturu chromanový cyklus s postranním isoprenovým řetězcem o délce 16 atomů uhlíku. Postranní řetězec může být nasycený (tokoferoly) nebo nenasycený (tokotrienoly). Jednotlivé tokoferoly a tokotrienoly se liší polohou a počtem methylových skupin v chromanovém cyklu a biologickou aktivitou (VELÍŠEK, 2002). Tokoferoly a tokotrienoly tvoří skupinu tokolů, která je všeobecně nazývána jako vitamin E. Jedná se o skupinu lipofilních antioxidantů syntetizovaných pouze v rostlinách a jiných fotosyntetizujících organismech (PANFILI et al., 2008). 2.3.3 Fyzikální a chemické vlastnosti Tokoferoly tvoří za normální teploty bezbarvé nebo jen slabě nažloutle zbarvené viskózní oleje. Jsou dobře rozpustné v tucích a lipofilních rozpouštědlech: etheru, chloroformu a hexanu. Méně rozpustné jsou v alkoholu a acetonu, ve vodě jsou nerozpustné. V kyselém prostředí jsou tokoferoly stabilní a nerozkládají se ani při teplotě 100 °C s koncentrovanými minerálními kyselinami (FRAGNER et al., 1961). 2.3.4 Vliv vitaminu E na lidský organismus Vitamin E je jedním z nejdůležitějších antioxidantů v lidském organismu. Na rozdíl od vitamínu C, je vitamin E rozpustný v tucích. Taktéž je dokázáno, že má zvláštní význam k eliminaci volných radikálů v lidském organismu. Působením volných radikálů může dojít k poškození buněčné membrány a lipoproteinů s nižší hustotou. Pozitivní úloha vitaminu E byla nedávno rovněž prokázána při léčbě ischemické choroby srdeční (PRÝMA et al., 2006). Tokoferoly (především α-tokoferol) hrají v lidském organismu důležitou roli v ochraně řady systémů. Ochraňují nenasycené lipidy před poškozením volnými radikály. 17
Spolu s β-karotenem a koenzymy Q je zabudován do cytoplasmatické membrány Uplatňují se také při ochraně lipoproteiny přítomných v plasmě a v prevenci aterosklerózy (VELÍŠEK, 1999). Nejnovější studie ukazují, že vitamin E se uplatňuje jako faktor zpomalující stárnutí, v prevenci kardiovaskulárních chorob a vzniku rakoviny. Je také prokázáno, že chrání organismus proti nežádoucím vlivům při chemoterapii (PRÝMA et al., 2007). Vitamin E je základní esenciální látkou, jejíž nutriční příjem je pro správnou a kvalitní funkci organismu člověka zcela nezastupitelný. Vitamin E má taktéž jasně prokazatelný pozitivní stimulační účinek na ženskou i mužskou plodnost a působí jako aktivní antioxidační faktor. Podle posledních výzkumů se ukazuje taktéž jako pozitivní látka vykazující značné antikancerogenní účinky. Vitamin E se vyskytuje v podobě izomerů, tokoferolů a tokotrienolů, všeobecně souhrnně označovaných jako tokoly. Hlavním zdrojem tokolů jsou především rostlinné oleje, ale neméně významné množství vitaminu E je obsaženo také v různých obilninách. Například v zrně ječmene byl zjištěn značný obsah vitaminu E, který až čtyřnásobně převyšuje množství nalezené u jiných obilnin (VACULOVÁ et al., 2001). Vitamin E se dále podává při infertilitě, atrofii sliznic, neurastenii, myopatii, cystické fibróze. Další indikací je podpůrná léčba degenerativních onemocnění kůže a sliznic dýchacích cest, degenerativní onemocnění nervového systému (např.: Alzheimerovy choroby) (ŠVIHOVEC, 2003). Průměrný příjem vitaminu E se v současné době ve střední Evropě pohybuje v rozmezí: -
u mužů: 10,9 – 12,1 mg α-tokoferolu/den,
-
u žen: 9,3 – 11,1 mg α-tokoferolu/den.
V současnosti je jeho nejvýznamnější funkcí (obzvláště α-tokoferolu) antioxidační účinek (HOLASOVÁ et al., 1995). Jako antioxidant působí tím, že přerušuje řetězové reakce volných radikálů díky své schopnosti přenášet vodík z fenolové skupiny na volný peroxylradikál peroxidované polyenové kyseliny (MURRAY et al., 2002). To může způsobit např. stárnutí kůže, šedý zákal, onemocnění srdeční tepny, mozkovou mrtvici, kornatění tepen, infarkt či nádory (PRÝMA et al., 2007). Podle nejnovějších výzkumů vitamín E chrání organismus proti nežádoucím vlivům při léčení rakoviny zářením a chemoterapií. Zejména u starších lidí zvyšuje odolnost organismu proti virům a bakteriím (MURRAY et al., 2002). 18
U rostlin je jediným dobře doloženým účinkem vitaminu E ochrana lipidů před oxidací u uskladněných semen během dormance a klíčení. Dále je znám pozitivní vliv na chuť u kukuřičného oleje během skladování a vaření (BRINCH-PEDERSEN et al., 2007). Zabraňuje také žluknutí tuků (GIMENO et al., 2000, PAPAS, 2001). 2.3.5 Aktivita vitaminu E Udává se v mezinárodních jednotkách (IU) u prodávaných produktů s vitamínem E, která ale určuje pouze množství α–tokoferolu. Za nejúčinnější antioxidant (in vivo) se považuje α-tokoferol. β-tokoferol vykazuje asi 50 % aktivity α-tokoferolu a δ-tokoferol asi 3 % aktivity α-tokoferolu (VELÍŠEK et al., 2002; PAPAS, 2001). Poslední studie naznačily, že podle odolnosti biologické aktivity α-tokotrienolů je jejich aktivita možná vyšší než aktivita α-tokoferolů (Holasová et al., 1995). Antioxidační aktivita je vyšší u tokotrienovů než tokolů (NESARETNAM et al., 2007). Biologická aktivita individuálních izomerů se liší a snižuje se ve směru: α-T > β-T > γ-T > δ-T (HOLASOVÁ et al., 1995; VELÍŠEK et al., 2002). Aktivita závisí na řadě faktorů. Významným faktorem je složení nenasycených mastných kyselin. Během skladování potravin hraje velkou roli hraje také teplota, přítomnost kyslíku a především stabilita radikálů tokoferolů vznikajících jako meziprodukty při reakci s oxidovanými lipidy. Funkce vitaminu E u rostlin není ještě zcela prostudována. Vyskytuje se zde jako antioxidant a chrání rostliny před kyslíkovou toxicitou, podobně jako v živočišných buňkách (VELÍŠEK and CEJPEK, 2008). V rostlinách jsou syntetizovány jednotlivé izomery vitamínu E v rámci obraného mechanismu, který je navozen stresem ze sucha (EHRENBERGEROVÁ et al., 2011). 2.3.6 Doporučený denní příjem Podle Lékařského Institutu (IOM, 2000) je doporučený denní příjem 15 mg vitamínu E (22 UI z přírodního zdroje nebo 33 UI v syntetické podobě). Těhotným ženám se doporučuje denní příjem vyšší o 2 mg a u kojících o 5 mg (VELÍŠEK, 2002). Pro kojence každodenní potřeba by měla být 3 – 4 mg a pro starší děti 6 – 7 mg (EGGERMONT, 2006). Z hlediska posouzení potřeby vitaminu E se na základě současných poznatků rozlišuje: -
potřeba pro zabránění zjevnému nedostatku: 5 – 10 mg/den 19
-
optimální
příjem
s cílem
snížení
rizika
chronických
degenerativních
onemocnění: 40 – 60 mg/den (KOMPRDA, 2003). Podle KALAČE (2003) je optimální denní příjem 10 – 15 mg. Pro účinnou ochranu vůči srdečně cévním chorobám je nutný vyšší příjem. Údaje se pohybují od nejčastěji uváděných 40 – 60 mg po 100 mg. Konzumace velkého množství konkrétních potravin bohatých na vitamínu E (100-1000 IU) lze značně snížit riziko kardiovaskulárních onemocnění a některých druhů rakoviny, zlepšením funkce imunitního systému, omezením zánětu a bojem s volnými radikály, které zpomalují hojení ran a zpomalení progrese degenerace lidského organismu. (SHINTANI a DELLAPENNA, 1998; HOFIUS a SONNEWALD, 2003). Vitamin E, obsažený v obilninách má především pozitivní vliv na snižování obsahu cholesterolu v krvi a bylo zjištěno, že taktéž může v některých případech zpomalovat průběh Parkinsonovy choroby (KOSAŘ et al., 2010). Výzkumná skupina MORRISE et al. (2002) zjistila, že vitamín E v potravě nebo jako doplněk stravy, zpomaluje stárnutí. Vitamín E hraje důležitou roli v prevenci Alzheimerovy choroby a ostatních závažných nemocí mozku a příznivě působí i na pacienty nakažené virem HIV (PAPAS, 2001, AJJAWI a SHINTANI, 2004). 2.3.7 Zdroje vitaminu E a jeho výskyt v potravinách Vitamín E se vyskytuje v potravinách rostlinného původu např. rostlinné oleje, luštěniny, zelenina. Kromě potravin rostlinného původu se vit. E vyskytuje také u potravin živočišného původu a to v některých kvasinkách a houbách. Živočišné tuky obsahují méně vit. E než rostlinné oleje. Živočišné tuky, mezi které patří např. máslo obsahuje do 50 mg.kg-1, sádlo do 30 mg.kg-1 vit. E. Rostlinné oleje jsou hlavním zdrojem tokoferolů při výživě. Rostlinné oleje mají poněkud nižší obsah než oleje z obilních klíčků. Více tokolů obsahují oleje panenské, méně pak oleje rafinované. Obsah vitaminu v panenském řepkovém oleji bývá kupříkladu 360 – 1000 mg.kg-1, v rafinovaném pak pouze 140 – 850 mg.kg-1. Nejvíce vitaminu E obsahuje olej sojový, který obsahuje 530 – 2000 mg.kg-1 (11 % vitaminu je ve formě α-tokoferolu, přes 60 % je ve formě γ-tokoferolu a více než 20 % tvoří δtokoferol, tokotrienoly jsou přítomny v zanedbatelném množství). Největší množství tokoferolů byla zjištěna v olejích z obilních klíčků (olej z pšeničných klíčků obsahuje 20
1650 – 3000 mg.kg-1). K olejům s nejnižším obsahem tokoferolů řadíme olej olivový (FRAGNER, 1961; VELÍŠEK, 1999). Z obilovin je ječmen druhým nejvýznamnějším zdrojem vit. E, který obsahuje tento vitamín v klíčku a otrubách. Tokoferoly se vyskytují v obalových vrstvách. Tokotrienoly jsou hlavně v endospermu. Při zkoumání (PETERSONA 1994) a (EHRENBEGEROVÉ, 2006) bylo zjištěno, že ječmen má čtyřnásobek vitamínu E než jiné obiloviny. Ječmen obsahuje všech osm izomerů vit. E. Zrno ječmene má vyšší zastoupení tokotrienolů s lépe rozmístěnými biologicky aktivními izomery. Množstvím celkového obsahu tokoferolů a tokotrienolů se zabývali PETERSON a QURESH (1993), CAVALLERO et al. (2004), EHRENBERGEROVÁ et al. (2006) a PANFILI et al. (2008). A zjistili, že se hodnoty izomerů vitaminu E pohybují u zrna ječmene v rozmezí 42-89 mg.kg-1. V ovoci hlavně v jablkách a zelenině a to v mrkvi a zelí hodnota nepřesahuje 10 mg.kg-1 vitaminu E. Hladina tokolů se odvíjí od typu oleje, procesu rafinace, kdy dochází ke snížení obsahu vitamínu E na 10-50 % obsahu, dále záleží na teplotě, stupni vakua atd. Ke ztrátám vitamínu E dochází při odkyselování a bělení. Při deodoraci dochází ke ztrátám těkáním s vodní parou při snížení tlaku. Při hydrogenaci tuků za použití niklových katalyzátorů činí ztráty 30-50 %. U ostatních potravin dochází ke ztrátám hlavně smažením a pečením. Tuky určené ke smažení vitamín E téměř nemají, protože za vyšších teplot degradují. Vitamín E klesá i při skladování v mrazírnách. Porovnání olejů a hodnoty tokolů Oleje ze semen s vysokým obsahem tuků, jejichž hladina tokolů dosahuje 330-2000 µg.g-1 oleje, jsou například: -
kokosový olej -2,5 mg.100g-1,
-
kukuřičný olej - 93 mg. 100g-1.
Obsah vitamínu E u některých běžně užívaných potravin (KALAČ, 2003): -
olej z pšeničných klíčků 1650 - 3000 mg.kg-1
-
sojový olej 530 - 2000 mg.kg-1
-
slunečnicový olej 270 - 900 mg.kg-1
-
řepkový olej 140 - 850 mg.kg-1
-
pšenièná mouka 15 - 50 mg.kg-1
-
máslo 10 - 50 mg.kg-1
-
vejce 5 - 30 mg.kg-1 21
-
špenát 16 - 25 mg.kg-1
-
mrkev 2,5 - 4,5 mg.kg-1
-
jablka 1,8 - 7,4 mg.kg-1
-
brambory 0,4 - 4,5 mg.kg-1
-
ryby 4 - 80 mg.kg-1
-
mléko 0,2 - 1,2 mg.kg-1.
Olej z ječmene obsahuje 90 mg. 100g-1 s 62% podílem α-tokotrienolů. Vitamín E (2-62 mg. 100g-1) byl nalezen také v margarínech, majonéze, salátovém dresinku, sádle a másle (PAPAS et al., 2001; EITENMILLER a LEE, 2004). Další skupinou, kde se vyskytuje vit. E jsou mandle, pistácie, vlašské ořechy, burské a lískové oříšky, tyto obsahují tuk ve formě nenasycených mastných kyselin. Nejzdravějšími potravinami jsou obiloviny, luštěniny a olejniny a to díky vláknině a proteinům. Dle ZIELINSKI et al. (2001) a HOLASOVA et al. (2002) je u cereálií nejvyšší hladina tokoferolů ve vyluštěném zrnu pohanky a v jeho frakci endospermu s embryem převládal γ-tokoferol. α- a β-tokoferol byly hlavními izomery v pšenici, ječmeni, žitu a ovsu. β-tokotrienol byl převládající v pšenici a ovsu. V ječmeni a žitu byl dominantní α-tokotrienol, zatímco v semeni pohanky nebyly nalezeny žádné tokotrienoly. Z analyzovaných frakcí oplodí a osemení pocházela nejbohatší frakce z žita, následovány pšenicí a ječmenem.
22
3 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce bylo vypracování literární rešerše o významu, zastoupení a variabilitě vitamínu E. Dále posouzení odrůd a linií jarního ječmene podle aktivity vitaminu E a obsahu jeho izomerů (tokoferoly a tokotrienoly).
23
4 MATERIÁL A METODIKA Pro stanovení vitaminu E a jeho izomerů byly použity vzorky zrna tři bezpluché línie (KM 2084, KM 1057 a KM 2283), jedné bezpluché odrůdy (AF Lucius) a osm sladovnických odrůd ječmene jarního (Aksamit, Blaník, Sebastian, Prestige, Radegast, Kangoo, Bojos a Jersey), ze sklizně roku 2009. Odrůdy a linie byly pěstovány v polních pokusech (ve třech opakování) chemicky neošetřených variantách na lokalitách Žabčice (ŠP MENDELU) a Kroměříž (Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o.). Přípravu vzorků jsem provedla podle níže uvedené metodiky a konečné stanovení obsahu vitaminu E bylo provedeno ve Výzkumném ústavu pivovarském a sladařském Brno, a.s. Stanovení vitaminu E a jeho izomerů (tokoferolů a tokotrienolů) pomocí metody HPLC s fluorescenčním detektorem Princip: Zmýdelněním, extrakcí a následným stanovením metodou HPLC se v obilkách jarního ječmene stanoví obsah izomerů vitaminu E. Stanovení je nutno provádět v zatemněné místnosti bez přístupu slunečního záření. Pracovní postup: a) Zmýdelnění: Vzorek zrna se pomele na laboratorním mlýnku. Odváží se 2 g homogenizovaného vzorku do baňky, ke kterému se přidá na špičku nože kyseliny askorbové a 50 ml ethanolu. Poté se vzorek 1 minutu třepe a nechá se stát 10 minut ve tmě. Přidá se 10 ml 50 % KOH a nakonec se vše vyfouká dusíkem. Vzorek se nechá stát přes noc v dusíkové atmosféře stát při laboratorní teplotě. Během této doby dojde ke zmýdelnění vzorku. b) Extrakce: Zmýdelněný vzorek se trochu protřepe a převede do děličky, baňka se vypláchne asi 100 ml destilované vody a obsah baňky se vlije ke vzorku do děličky. Přidá se 50 ml diethyetheru a protřepe se. Etherové fáze se oddělí. První část se odpustí do čisté baňky a druhá část do kádinky. Obsah baňky se převede znovu do děličky, přidá se 50 ml diethyetheru a trochou destilované vody se vypláchne baňka, která se opět vylije do děličky. Obsah děličky se promíchá a fáze se nechají oddělit. První část se vylije a ke druhé fázi se přidá obsah kádinky. Tyto etherové fáze se promyjí 100 ml destilované vody a opatrně se promíchají, aby se nevytvořila emulze. První fáze se odpustí a ke druhé se přidá znovu 100 ml destilované vody. Oddělená fáze se opět odpustí. Promytá etherová fáze se vysuší bezvodým síranem sodným, který se pak 24
promyje diethyletherem. Rozpouštědlo se odpaří ve vakuové odparce, zbytek rozpouštědla se vyfouká dusíkem. Odparek se promyje 2 x 2 ml methanolu. c) Stanovení: Obsah izomerů vitaminu E je analyzován HPLC s fluorescenčním detektorem. Tokoferoly a tokotrienoly byly odečteny z chromatogramu (Příloha A). Vitamín E se vyjadřuje v mg α-tokoferol-ekvivalentu (α-TE), což představuje součet jednotlivých tokoferolů a tokotrienolů se zohledněním jejich biologické aktivity. Obsah β- a γ-tokoferolů a tokotrienolů nebyl stanovován odděleně, neboť bylo zjištěno, že stanovení společné (β + γ) je spolehlivější. α-tokoferol-ekvivalent (α-TE) byl vypočítán podle výpočtu McLaughlina (McLaughlin a Weihrauch, 1979) s ohledem na biologickou aktivitu jednotlivých izomerů (Holasová et al, 1995). Výsledné hodnoty aktivity vitamínu E, obsahu celkových tokolů a izomerů tokoferolů a tokotrienolů jsou uvedeny v jednotkách mg.kg-1.
4.1 Statistické zpracování výsledků Statistické zpracování experimentálních výsledků, které jsem získala při stanovení obsahu vitaminu E a jeho izomerů, jsem provedla za pomoci statistického softwaru STATISTICA 7. Byl použit model vícefaktorové analýzy variance s následným testováním rozdílů průměrných hodnot LSD testem.
25
5 VÝSLEDKY 5.1 Vyhodnocení obsahu izomerů vitaminu E 5.1.1 Vyhodnocení obsahu tokoferolů Tab. č. 1. Analýza variance pro obsah α-, β-, γ-, δ-tokoferolů (sklizeň 2009) Zdroje proměnlivosti Odrůdy/linie lokality Interakce: odrůdy*lokality Chyba
d.f.
MS
11 1
α-T 6,92** 38,95**
β-T 0,07** 0,04**
γ-T 2,32** 1,28**
δ-T 0,28** 2,79**
11
7,38**
0,03**
1,16**
0,15**
76
1,27
0,00
0,12
0,06
Pozn.: ** P=0,01; *P=0,05 Zpracováním experimentálních výsledků analýzou variance (Tab. č. 1) byl potvrzen statisticky vysoce významný vliv odrůd, lokalit a interakce odrůd s lokalitami na variabilitu všech tokoferolů (α, β, γ, δ). Z významné interakce lze usoudit, že některé odrůdy mohou obsahovat více tokoferolů z lokality Žabčice, jiné z Kroměříže. 5.1.1.1 Vyhodnocení obsahu α-tokoferolů Tab. č. 2. Průměrný obsah α-tokoferolů u odrůd a linií zrna ječmene jarního (2009) Odrůda KM 2084 KM 1057 Aksamit KM 2283 Blaník Sebastian Prestige Radegast Kangoo Bojos AF Lucius Jersey Průměr
α-tokoferol (mg.kg-1) Významnost rozdílu 3,47 a 3,79 a 4,45 ab 4,55 ab 4,56 ab 4,56 ab 5,01 b 5,06 b 5,26 b 5,42 b 5,52 b 7,10 c 4,90
Pozn.: Odlišná písmena v tabulce označují statisticky významně odlišné průměrné hodnoty při P = 0,05 26
Statisticky významně vyšší obsah α-tokoferolů (Tab. č. 2, Příloha B) měla odrůda Jersey (7,10 mg.kg-1) oproti ostatním odrůdám a liniím v souboru s průměrnými hodnotami od 3,47 – 5,52 mg.kg-1. Naopak nejnižší obsah α-tokoferolů byl stanoven u linie KM 2084 (3,47 mg.kg-1) a KM 1057 (3,79 mg.kg-1), ale statisticky významně se nelišily od další homogenní skupiny linií KM 2283 a odrůd Aksamit, Blaník a Sebastian (4,45 – 4,56 mg.kg-1). Odrůdy Prestige, Radegast, Kangoo, Bojos a AF Lucius (s průměrnými hodnotami 5,01 – 5,52 mg.kg-1) tvořily homogenní skupinu, lišící se od skupiny předchozí. Průměrná hodnota celého souboru byla 4,90 mg.kg-1 α-tokoferolů. Vyšší obsah αtokoferolů než průměr souboru měly odrůdy Prestige, Radegast, Kangoo, Bojos, AF Lucius a Jersey. Statisticky významný rozdíl mezi nejvyšší (7,10 mg.kg-1) a nejnižší (3,47 mg.kg-1) průměrnou hodnotou byl 3,63 mg.kg-1. 5.1.1.2 Vyhodnocení obsahu β+γ-tokoferolů Tab. č. 3. Průměrný obsah β+γ-tokoferolů u odrůd a linií zrna ječmene jarního (2009) Odrůdy KM 2283 KM 1057 KM 2084 Bojos AF Lucius Aksamit Kangoo Prestige Blaník Sebastian Radegast Jersey Průměr
β+γ-tokoferol(mg.kg-1) 0,93 1,39 1,64 1,65 2,04 2,05 2,07 2,19 2,26 2,74 2,76 3,22 2,08
Významnost rozdílu a b b bc cd cd d d d e e f
Pozn.: Odlišná písmena v tabulce označují statisticky významně odlišné průměrné hodnoty při P = 0,05 Statisticky významně vyšší zastoupení obsah β+γ-tokoferolů (Tab. č. 3) měla opět linie Jersey (3,22 mg.kg-1), která se statisticky významně lišila od všech ostatních odrůd a linií. Nejnižší obsah β+γ-tokoferolů měla linie KM 2283 (0,93 mg.kg-1), KM 1057 (1,39 mg.kg-1) a KM 2084 (1,64 mg.kg-1), které se statisticky významně nelišily 27
od odrůdy Bojos (1,65 mg.kg-1). Přičemž linie KM 2283 se svojí nejnižší průměrnou hodnotou lišila od všech ostatních v souboru. Průměrný obsah β+γ-tokoferolů byl 2,08 mg.kg-1. Odrůdy s vyšším obsahem jsou: Prestige, Blaník, Sebastian, Radegast, Jersey (2,19 – 3,22. mg.kg-1). Statisticky významný rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou byl 2,29 mg.kg-1. 5.1.1.3 Vyhodnocení obsahu δ-tokoferolů Tab. č. 4. Průměrný obsah δ-tokoferolů u odrůd a linií zrna ječmene jarního (2009) Odrůda KM 2283 Bojos Sebastian Radegast Kangoo AF Lucius Aksamit Prestige KM 2084 Blaník KM 1057 Jersey Průměr
δ-tokoferol (mg.kg-1) 0,54 0,66 0,67 0,76 0,79 0,83 0,92 0,95 0,97 0,99 1,02 1,21 0,86
Významnost rozdílu a ab ab abc bcd bcd cd cd cd cde de e
Pozn.: Odlišná písmena v tabulce označují statisticky významně odlišné průměrné hodnoty při P = 0,05 Z tabulky č. 4 je patrné že, nejvyšší obsah δ-tokoferolů měla opět odrůda Jersey (1,21 mg.kg-1), která se statisticky významně nelišila od další homogenní skupiny linie KM 1057 (1,02 mg.kg-1) a odrůdy Blaník (0,99 mg.kg-1). Nejnižší obsah měla linie KM 2283 (0,54 mg.kg-1) statisticky významně se nelišící od homogenní skupiny odrůd Bojos, Sebastian, a Radegast (0,66 mg.kg-1; 0,67 mg.kg-1; 0,76 mg.kg-1). Průměrná hodnota souboru činila 0,86 mg.kg-1 a vyšší obsah než průměr souboru měly odrůdy Aksamit, Prestige, Blaník, Jersey a linie KM 2084, KM 1057. Statisticky významný rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou byl 0,67 mg.kg-1.
28
5.1.2. Vyhodnocení obsahu izomerů tokotrienolů Tab. č. 5. Analýza variance pro obsah α-, β-, γ-, δ-tokotrienolů (sklizeň 2009) Zdroje proměnlivosti Odrůdy lokality Interakce: odrůdy*lokality Chyba
d.f.
MS
11 1
α-T3 53,20** 53,81**
β-T3 1,40** 0,41*
γ-T3 1,40** 0,41*
δ-T3 0,15** 0,02*
11
12,02**
1,21**
1,21**
0,06**
76
3,31
0,11
0,11
0,01
Pozn.: ** P=0,01; *P=0,05 Zpracováním experimentálních výsledků analýzou variance (Tab. č. 5) byl potvrzen statisticky vysoce významný vliv odrůd, interakce odrůd s lokalitami, a významný vliv lokalit na variabilitu všech tokotrienolů (alfa, beta, gama, delta). 5.1.2.1 Vyhodnocení obsahu α-tokotrienolů Tab. č. 6. Průměrný obsah α-tokotrienolů u odrůd a linií zrna ječmene jarního (2009) Odrůda KM 1057 KM 2084 Blaník Prestige KM 2283 Radegast Bojos AF Lucius Kangoo Sebastian Aksamit Jersey Průměr
α-tokotrienol (mg.kg-1) Významnost rozdílu 7,60 a 8,36 a 11,44 b 11,58 b 11,81 b 12,01 b 12,18 bc 12,47 bc 12,74 bc 13,88 cd 15,40 ce 16,93 e 12,20
Pozn.: Odlišná písmena v tabulce označují statisticky významně odlišné průměrné hodnoty při P = 0,05 Nejvyšší průměrných hodnot α-tokotrienolů (Tab. č. 6) dosahovala odrůda Jersey (16,93 mg.kg-1), která se tak statisticky významně nelišila od Aksamit (15,40 mg.kg-1). Statisticky významně nižší obsah α-tokotrienolů oproti všem odrůdám a liniím měly linie KM 1057 (7,60 mg.kg-1) a KM 2084 (8,36 mg.kg-1) . Odrůdy Blaník, Prestige, Radegast, Bojos, AF Lucius, Kangoo a línie KM 2283 (s průměrnými 29
hodnotami od 11,44 – 12,74 mg.kg-1 tvořily homogenní skupinu, lišící se od skupiny předchozí. Průměrná hodnota byla 12,20 mg.kg-1. Vyšší než průměrnou hodnotu měly odrůdy AF Lucius, Kangoo, Sebastian, Aksamit, Jersey. Statisticky významný rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou byl 9,33 mg.kg-1. 5.1.2.2 Vyhodnocení obsahu β+γ-tokotrienolů Tab. č. 7. Průměrný obsah β+γ-tokotrienolů u odrůd a linií zrna ječmene jarního (2009) Odrůdy β+γ-tokotrienol (mg.kg-1)Významnost rozdílu KM 2084 2,82 a AF Lucius 4,3 b KM 1057 4,32 b Kangoo 4,36 bc Bojos 4,5 bc Sebastian 4,74 bcd Jersey 4,78 bcd Blaník 4,92 bcde Prestige 4,94 cde KM 2283 5,2 de Radegast 5,44 e Aksamit 6,38 f Průměr 4,72 Pozn.: Odlišná písmena v tabulce označují statisticky významně odlišné průměrné hodnoty při P = 0,05 Statisticky vyšší obsah β+γ-tokotrienolů (Tab. č. 7) ve srovnání s odrůdami a liniemi byl zjištěn u odrůdy Aksamit (6,38 mg.kg-1), která se statisticky významně lišila od ostatních homogenních skupin. Linie KM 2084 (2,82 mg.kg-1) měla nejnižší obsah β+γ-tokotrienolů a statisticky významně lišila od ostatních homogenních skupin. Línie KM 1057 a odrůdy AF Lucius, Kangoo, Bojos, Sebastian, Jersey, Blaník v rozmezí 4,3 mg.kg-1 – 4,92 mg.kg-1 tvořily jednu homogenní skupinu a od sebe se navzájem statisticky významně nelišily. Průměrná hodnota obsahu β+γ-tokotrienolů byla 4,72 mg.kg-1 a vyšší hodnotu měly odrůdy: Sebastian, Jersey, Blaník, Prestige, Radegast, Aksamit a linie KM 2283,. Statisticky významný rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou byl 3,56 mg.kg-1.
30
5.1.2.3 Vyhodnocení obsahu δ-tokotrienolů Tab. č. 8. Průměrný obsah δ-tokotrienolů u odrůd a linií zrna ječmene jarního (2009) Odrůda Kangoo AF Lucius Sebastian KM 2283 KM 2084 Jersey Radegast Aksamit Prestige Bojos Blaník KM 1057 Průměr
δ-tokotrienol (mg.kg-1) Významnost rozdílu 0,43 a 0,44 a 0,45 ab 0,46 ab 0,47 ab 0,50 abc 0,54 bcd 0,54 bcd 0,56 cd 0,62 d 0,75 e 0,89 f 0,56
Pozn.: Odlišná písmena v tabulce označují statisticky významně odlišné průměrné hodnoty při P = 0,05 Nejvyššího obsahu δ-tokotrienolů (Tab. č. 8) dosáhla linie KM 1057 (0,89 mg.kg-1), která se statisticky významně lišila od ostatních homogenních skupin. Nejnižší hodnota δ-tokotrienolů byla zjištěna u odrůdy Kangoo (0,43 mg.kg-1) a AF Lucius ( 0,44 mg.kg-1), od kterých se statisticky významně nelišily odrůdy Sebastian, Jersey a linie KM 2283, KM 2084 (0,45 – 0,50 mg.kg-1). Průměrná hodnota byla zjištěna 0,56 mg.kg-1. Stejné hodnoty dosáhla odrůda Prestige, a vyšších hodnot dosahovaly odrůdy Bojos, Blaník a línie KM 1057. Statisticky významný rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou byl 0,46 mg.kg-1. 5.1.3 Vyhodnocení obsahu aktivity vitaminu E a celkového obsahu tokolů Tab. č. 9. Analýza variance pro aktivitu vitaminu E a celkový obsah tokolů (2009) Zdroje proměnlivosti Odrůda lokalita
11 1
MS aktivita vit. E (UI jednotek) 22,07** 74,16**
obsah tokolů 142,33* 229,70**
Interakce: odrůdy*lokality
22
14,80**
79,90**
Chyba
76
2,34
11,63
d.f.
31
Zpracováním experimentálních výsledků analýzou variance (Tab. č. 9) byl potvrzen statisticky vysoce významný vliv odrůd, lokalit a interakce odrůd s lokalitami na variabilitu aktivitu vitaminu E a celkový obsah tokolů. 5.1.3.1 Vyhodnocení aktivity vitaminu E Tab. č. 10. Průměrná aktivita vitaminu E u odrůd a linií zrna ječmene jarního (2009) Odrůda KM 2084 KM 1057 KM 2283 Blaník Prestige Radegast Sebastian Bojos Kangoo Aksamit AF Lucius Jersey Průměr
Aktivita vitaminu E (mg.kg-1) 6,32 6,42 8,40 8,49 8,96 9,24 9,28 9,46 9,53 9,57 9,69 12,80 9,01
Významnost rozdílu a a b b b b b b b b b c
Pozn.: Odlišná písmena v tabulce označují statisticky významně odlišné průměrné hodnoty při P = 0,05 Nejvyšší průměrná aktivita vitamínu E (Tab. č. 10, Příloha C) byla stanovena u odrůdy Jersey (12,80 mg.kg-1), která se lišila od ostatních homogenních skupin. Nejnižší aktivita vitamínu E byla stanovena u línie KM 2084 (6,32 mg.kg-1), která se nelišila aktivitou vitaminu E od linie KM 1057 (6,32 mg.kg-1) a tvořily jednu homogenní skupinu. Velkou homogenní skupinu tvořily odrůdy Blaník, Prestige, Radegast, Sebastian, Bojos, Kongoo, Aksamit, AF Lucius a linie KM 2283 v rozmezí od 8,4 mg.kg-1 – 9,69 mg.kg-1 Průměrná aktivita souboru činila 9,01 mg.kg-1. Větší než průměrnou aktivitu měly odrůdy: Radegast, Sebastian, Bojos, Kangoo, Aksamit, AF Lucius a Jersey. Statisticky významný rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou byl 6,48 mg.kg-1.
32
5.1.3.2 Vyhodnocení obsahu celkových tokolů Tab. č. 11. Průměrný celkový obsah tokolů u odrůd a linií zrna ječmene jarního (2009) Odrůda KM 2084 KM 1057 KM 2283 Blaník Bojos Prestige AF Lucius Kangoo Radegast Sebastian Aksamit Jersey Průměr
Celkem tokolů 17,73 19,01 23,50 24,92 25,02 25,23 25,61 25,65 26,57 27,03 29,73 33,73 25,31
Významnost rozdílu a a b bc bc bc bc bc bcd cd d e
Pozn.: Odlišná písmena v tabulce označují statisticky významně odlišné průměrné hodnoty při P = 0,05 Statisticky významně vyššího obsahu celkových tokolů (Tab. č. 11, Příloha D), ve srovnání se sledovaným souborem odrůd a linií, dosahovala odrůda Jersey (33,73 mg.kg-1). Nejnižší obsah celkových tokolů měla línie KM 2084 (17,73 mg.kg-1), která se statistiky nelišila od linie KM 1057 (19,01 mg.kg-1). Průměrný obsah souboru byl 25,31 mg.kg-1. Vyšší obsah celkových tokolů než byl průměr souboru měly tyto odrůdy: AF Lucius, Kangoo, Radegast, Sebastian, Aksamit a Jersey. Statisticky významný rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou byl 16 mg.kg-1.
5.2 Porovnání obsahu jednotlivých izomerů vitaminu E na jednotlivých lokalitách Tab. č. 12. Porovnání obsahu tokoferolů na jednotlivých lokalitách Lokality Kroměříž Žabčice
α-tokoferol 4,27 a 5,48 b
β-tokoferol 0,29 a 0,33 b
γ-tokoferol 1,65 a 1,88 b
δ-tokoferol 0,69 a 1,02 b
Tab. č. 13. Porovnání obsahu tokotrienolů na jednotlivých lokalitách Lokality Kroměříž Žabčice
α-tokotrienol 11,45 a 12,85 b
β-tokotrienol 2,31 a 2,43 a 33
γ-tokotrienol 2,31 a 2,43 a
δ-tokotrienol 0,54 a 0,57 a
Tab. č. 14. Porovnání obsahu celkových tokolů a aktivity vitaminu E na jednotlivých lokalitách Lokality Kroměříž Žabčice
Celkem tokolů (mg.kg-1) 23,78 a 26,72 b
Aktivita vitamínu E (UI) 8,15 a 9,81 b
Obsah jednotlivých tokoferolů (α, β, γ, δ) byl průměru souboru statisticky významně vyšší v celém souboru z lokality Žabčice oproti průměru vzorků z lokalit Kroměříž (Tab. č. 12). V obsahu tokotrienolů se vzorky z lokalit mezi sebou významně nelišily s výjimkou izomeru α, jehož obsah byl významně vyšší z lokality Žabčice, který činil 12,85 mg.kg-1 (Tab. č. 13). Celkový obsah tokolů a aktivita vitaminu E byly významně vyšší v průměru vzorků z lokality Žabčice (26,72 mg.kg-1 a 9,81 IU) oproti lokalitě Kroměříž (Tab.č.14). Největší procentické zastoupení z jednotlivých izomerů vitaminu E (viz příloha E) patřilo α-tokotrienolu (48,18 %) a α-tokoferolu (19,35 %), bezprostředně následoval obsah β+γ-tokotrienolu (18,64 %), poté β+γ-tokoferol (8,21 %), δ-tokoferol (3,4 %) a nakonec δ-tokotrienol (2,21 %) (Příloha E).
34
6. DISKUSE V polních pokusech založených na ŠP Mendelovy univerzity v Žabčicích a v Kroměříži byly pěstovány sladovnické odrůdy Aksamit, Blaník, Sebastian, Prestige, Radegast, Kangoo, Bojos a Jersey, nesladovnická bezpluchatá odrůda AF Lucius a bezpluché linie KM 2084, KM 1057 a KM 2283 vyšlechtěné v ZVÚ Kroměříž. V této práci jsem stejně jako autoři MCGREGOR a BHATTY (1993), PETERSON a QUERESHI (1993), HOLASOVÁ et al. (1998), VACULOVÁ et al. (2001), EHRENBERGEROVÁ et al. (2006a, 2006b), ZIELINSKY et al. (2001), PRÝMA et al. (2002, 2006), EITENMILLER a LEE (2004), FALK et al. (2004), CAVALLERRO et al., (2004) a BŘEZINOVÁ BELCREDI et al. (2007) zjistila přítomnost všech osmi přirozeně se vyskytujících forem tokolů, které byly detekovány vysokotlakou kapalinovou chromatografií s fluorescenčním detektorem ve Výzkumném ústavu pivovarském a sladařském v Brně. Podle PETERSONA a QURESHIHO (1993) je obsah vitamínu E v obilce ovlivněn geneticky, podmínkami prostředí v době růstu, zrání, sklizně a změnami během skladování. V tomto pokuse byl prokázán genetický vliv odrůd. Rovněž i vliv podmínek prostředí, neboť ve vzorcích odrůd vypěstovaných v Žabčicích byly významně více všech tokolů (26,72 mg.kg-1) než v průměru vzorků odrůd z Kroměříže (23,78 mg.kg-1). V zrnu odrůd a linií jarního ječmene jsem zjistila toto kolísání celkového obsahu tokolů: 17,73 mg.kg-1 – 33,73 mg.kg-1. GOUPY et al. (1999) uvádí podobné rozpětí 9,7 - 44,2 mg.kg-1 celkových tokolů v zrnu ječmene. BŘEZINOVÁ BELCREDI et al. (2007) zjistili vyšší hodnoty celkového obsahu tokolů (43,5 – 61,9 mg.kg-1) v zrnu jarního ječmene ve srovnání s výsledky mého pokusu. Průměrný celkový obsah tokolů v mém pokusu byl 25,31 mg.kg-1. CAVALERRO et al. (2004) také stanovili vyšší obsah celkových tokolů u šestiřadých odrůd (51,0 – 61,4 mg.kg-1). Nejvyšší obsah celkových tokolů měla v mém pokusu sladovnická odrůda Jersey (33,73 mg.kg-1), kdežto ANDĚLOVÁ (2009) uvádí druhý nejnižší obsah této odrůdy v jiném sledovaném souboru odrůd. Nejvyšší aktivitu vitaminu E měla odrůda Jersey (12,80 mg.kg-1). Průměrná aktivita vitaminu E ze všech odrůd/linií byla 9,01 mg.kg-1. U analyzovaných odrůd a linií byla zjištěna vyšší přítomnost tokotrienolů v zrnu jarní ječmene. Poměr tokoferolů k tokotrienolům činil 1:2,2 resp. 31% : 69%. Obdobný 35
poměr zjistili také HOLASOVÁ et al. (1998) a EHRENBERGEROVÁ et al. (2006a). Nejvyšší zastoupení v této práci měl α-tokotrienol (48,18 %) a α-tokoferol (19,35 %). Velmi vysoké zastoupení měl také β+γ-tokotrienol (18,64 %). Vyšší průměrnou aktivitu vitamínu E (od 10,23 do 15,71 mg.kg-1), rovněž chemicky neošetřených variant z lokalit Žabčice a Kroměříž zjistili BŘEZINOVÁ BELCREDI et al. (2010). V jejich práci se však jednalo o hodnotu souboru hybridů F2 generace jiného genetického původu než byl původ souboru odrůd a línií sledovaných v této bakalářské práci, kde byla zjištěna aktivita vitaminu E od 6,32 do 12,80 mg.kg-1.
36
7. ZÁVĚR Ječmen je v ČR druhou nejrozšířenější, významnou obilninou. Jeho obilky obsahují všech osm izomerů vitamínu E v největším množství oproti ostatním obilninám. Vitamin E je jedním z nejdůležitějších antioxidantů v lidském organismu. Variabilita aktivity vitaminu E a jeho izomerů byla zjišťována u těchto sladovnických odrůd: Aksamit, Blaník, Sebastian, Prestige, Radegast, Kangoo, Bojos, Jersey, nesladovnické bezpluché odrůdy AF Lucius a u bezpluchých linií: KM 2084, KM 1057 a KM 2283 vyšlechtěných v Zemědělském výzkumném ústavu v Kroměříži, s.r.o. Odrůdy a linie byly pěstovány v polních pokusech (ve třech opakování) jako chemicky neošetřené varianty na lokalitách Žabčice (ŠP MENDELU) a Kroměříž (Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o.). Stanovení vitaminu E a jeho izomerů (tokoferolů a tokotrienolů) jsem provedla po vyčištění a homogenizaci vzorků, jejich zmýdelnění, extrakci a následně byl použit pro vlastní stanovení HPLC s fluorescenčním detektorem (ve Výzkumném ústavu pivovarském a sladařském Brno, a.s.). 1. Nejvyšší obsah α-tokoferolu byla zjištěna u odrůdy Jersey (7,10 mg.kg-1), která se statisticky významně lišila od všech ostatních odrůd a linií. Podle obsahu αtokoferolu se vytvořily dvě homogenní skupiny. První obsahovala línie KM 2084, KM 1057 (3,47 mg.kg-1 – 3,79 mg.kg-1), druhá skupina zahrnovala linii KM 2283 a odrůdy Aksamit, Blaník, Sebastian, Prestige, Radegast, Kangoo, Bojos a AF Lucius (od 5,52 mg.kg-1 do 4,45 mg.kg-1). Nejvíce β+γ-tokoferolu vykazovala odrůda rovněž Jersey (3,22 mg.kg-1), která se též statisticky významně lišila od všech ostatních odrůd a linií. AF Lucius, Aksamit, Kangoo, Prestige, Blaník (od 2,04 mg.kg-1 do 2,26 mg.kg-1) tvořily homogenní skupinu a od sebe se významně obsahu β+γ-T nelišily. Obsah δ-tokoferolu měla také nejvyšší odrůda Jersey (1,21 mg.kg-1), která se ale statisticky významně nelišila od línie KM 1057 (1,02 mg.kg-1) a odrůdy Blaník (0,99 mg.kg-1). Velkou homogenní skupinu tvořily odrůdy Radegast, Kangoo, AF Lucius, Aksamit, Prestige, a línie KM 2084 (od 0,76 mg.kg-1 do 0,97 mg.kg-1), které se od sebe obsahem δ-T významně nelišily. Izomer α-tokotrienol byl také nejvíce zastoupen u odrůdy Jersey (16,93 mg.kg-1) statisticky významně se nelišící od odrůdy Aksamit (15,40 mg.kg-1). Odrůdy Blaník, Prestige, Radegast, Bojos, AF Lucius, Kangoo a línie KM 2283 s 37
průměrnými hodnotami od 11,44 do 12,74 mg.kg-1 tvořily homogenní skupinu nelišící se od sebe.obsahem α-T. Naopak nejvyšší obsah β+γ-tokotrienolu obsahovala odrůda Aksamit (6,38 mg.kg-1), která se statisticky významně lišila od všech ostatních odrůd a linií. Odrůda Jersey měla průměrný obsah β+γtokotrienolu. Línie KM 1057 a odrůdy AF Lucius, Kangoo, Bojos, Sebastian, Jersey, Blaník v rozmezí 4,3 mg.kg-1 – 4,92 mg.kg-1 tvořily jednu homogenní skupinu β+γ-T a od sebe se navzájem statisticky významně nelišily. Statisticky významně vyšší obsah δ-tokotrienolu, oproti ostatním odrůdám a líniím v souboru měla linie KM 1057 (0,89 mg.kg-1), a lišila se statisticky od všech ostatních odrůd a linií. Odrůda Jersey obsahem δ-tokotrienolu patřila mezi průměrné odrůdy. 2. Nejvyšší aktivitu vitaminu E měla odrůda Jersey (12,80 mg.kg-1), která se tak statisticky významně lišila od ostatních v souboru. Nejnižší aktivita vitaminu E byla stanovena u linie KM 2084 (6,32 mg.kg-1), která se statisticky významně nelišila pouze od linie KM 1057 (6,42 mg.kg-1). 3. Celkově nejvyššího obsahu tokolů dosahovala odrůda Jersey (33,73 mg.kg-1), která se statisticky významně lišila od ostatních odrůd a linií v souboru. Nejméně celkových tokolů bylo zjištěno v liniích KM 2084 a KM 1057 (17,73 mg.kg-1 – 19,01 mg.kg-1), které se od sebe statisticky nelišily, ale lišily se od ostatních odrůd a linií. 4. Největší procentický podíl z obsahu všech tokolů zaujímal α-T3 (48%). 5. Obsah jednotlivých tokoferolů (α, β, γ, δ) byl průměru souboru statisticky významně vyšší z lokality Žabčice oproti průměru vzorků z lokalit Kroměříž. V obsahu tokotrienolů se vzorky z lokalit mezi sebou významně nelišily s vyjímkou izomeru α jehož obsah byl vyznamně vyšší z lokality Žabčice (12,85 mg.kg-1).Celkový obsah tokolů a aktivita vitaminu E byly významně vyšší v průměru vzorků z lokality Žabčice (26,72 mg.kg-1 a 9,81 UI) oproti lokalitě Kroměříž. Na základě analýz vitamínu E byla potvrzena vhodnost sladovnické odrůdy Jersey s nejvyšším obsahem celkových tokolů a rovněž vysokým obsahem téměř všech izomerů vitaminu E, pro její využití ve sladovnictví, ale i pro nesladovnické využití v potravinářství. 38
8. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY AJJAWI, I., SHINTANI, D., 2004: Engineered Plants with Elevated Vitamin E: a Nutraceutical Success Story. Trends Biotechnol., 22 (3): 104 - 107.
ANDĚLOVÁ, L., 2009: Variabilita obsahu antioxidantů v odrůdách jarního ječmene. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita. Agronomická fakulta. Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství, s. 50. Vedoucí bakalářské práce prof. Ing. Jaroslava Ehrenbergerová, CSc.
BENADA, J., et al., 2001: Metodika pěstování jarních obilnin. Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o., s. 16 – 143.
BERANOVÁ, M, 2005: Jídlo a pití v pravěku a ve středověku. Richard Škvařil. 1. vyd.Praha: Academia, s. 360.
BRINCH-PEDERSEN, H.; BORG, S.; TAURIS, B., HOLM, P. B., 2007: Molecular genetic approaches to increasing mineral availability and vitamin content of cereals. Journal of Cereal Science., n. 46, s. 308 – 326.
BŘEZINOVÁ BELCREDI, N., EHRENBERGEROVÁ, J., BENEŠOVÁ, K., VACULOVÁ, K., 2010: Variabilita aktivity vitamínu E a jeho izomerů v zrnu ječmene. Kvasný průmysl : Časopis pro výrobu nápojů a biochemické technologie = Journal for brewing, malting & beverage industry. sv. 56, č. 2, s. 88 - 92.
BŘEZINOVÁ BELCREDI, N., EHRENGERGEROVÁ, J., PRÝMA, J., 2007: Obsah vitaminu E v zrnu jarního ječmene. Ječmenářská ročenka 2007. Praha: Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s., s. 264 - 271.
CAVALLERO, A., GIANINETTI, A., FINOCCHIARO, F., DELOGU, G., STANCA, A. M., 2004: Tocols in Hull-less and Hulled barley genotypes grown in contrasting environments. Journal of Cereal Science, 2004, 39: 175 – 180.
39
CAVALLERO, B., TRUGO, L., FINGLAS, P., 2003: Encyclopedia of Food Science and Nutrition. 2nd edition. London: Academic Press, p. 6000.
ČERNÝ, L., VAŠÁK, J., KŘOVÁČEK, J., HÁJEK, M., 2007: Jarní sladovnický ječmen -pěstitelský rádce. 1. vyd. ČZU, Katedra rostlinné výroby: Kurent, 39 s.
EGGERMONT, E., 2006: Recent Advances in Vitamin E Metabolism and Deficiency. European journal of pediatcs., 165 (7): 429 - 434.
EHRENBERGEROVÁ, J., 2006: Ječmen potravinářského typu. In Zimolka, J. a kol Ječmen -formy a užitkové směry v České republice. 1. vyd., Praha : Profi Press, s. 171 177.
EHRENBERGEROVÁ, J., BELCREDIOVÁ, N., HAVLOVÁ, P., PRÝMA, J., VACULOVÁ, K., VEJRAŽKA, K., 2006b: Barley Grain as a Source of Natural Antioxidants and Nutraceutics Beneficial to Health. In Proceedings of 3th Interntional Congress Flour – Bread'05, , p. 188 - 194.
EHRENBERGEROVÁ, J., BELCREDIOVÁ, N., PRÝMA, J., VACULOVÁ, K., NEWMAN, C. W., 2006a: Effect of Cultivar, Year Grown, and Cropping System on the Content of Tocopherols and Tocotrienols in Grains of Hulled and Hulless Barley. Plant Foods for Human Nutrition (Formerly Qualitas Plantarum), 61 (3): 145 - 150.
EHRENBERGEROVÁ, J., BRADÁČOVÁ M., BŘEZINOVÁ BELCREDI, N,. HOLKOVÁ, L., VACULOVÁ K., 2011: Vliv odlišného vláhového režimu na syntézu tokolů u ječmene jarního. Brno: Mendelova univerzita, s. 32
EITENMILLER, R., LEE, J., (2004): Vitamin E – Food Chemistry, Composition, and Analysis. Marcel Dekker, Inc, New York, 530 s.
FALK, J., KRAHNSTÖVER, A., VAN DER KOOIJ, T.A.W., SCHLENSOG, M., KRUPINSKA, K., 2004: Tocopherol and Tocotrienol Accumulation During
40
Development of Caryopses from Barley (Hordeum vulgare L.). Phytochemistry, 65 (22): 2977 - 2985
FRAGNER, J. et al., 1961: Vitaminy a jejich chemie a biochemie 2. Nakladatelství Československé akademie věd, Praha, vydání první, s. 1211 – 1230
GIMENO, E., CASTELLOTE, A. I., LAMUELA-REVENTÓS, R. M., TORRE, M. C. de la, LÓPEZ-SABATER, M. C., 2000: Rapid determination of vitamin E in vegetable oils by reversed phase high-performance liquid chromatography. Journal of Chromatography A, 881: 251 - 254.
Goupy, P., Hugues, M., Boivin, J. P., Amiot, M. J.: Antioxidant Compounds and activity of barley (Hordeum vulgare) and malt extracts. Cannes: EBC Congress, 1999, p. 445 - 451.
HOFIUS, D., SONNEWALD, U., 2003: Vitamin E Biosynthesis: Biochemistry Meets Cell Biology. Trends Plant Sci., 8 (1): 6 - 8.
HOLASOVÁ, M., FIEDLEROVA, V., SMRCINOVA, H., ORSAK, M., LACHMAN, J., VAVREINOVA, S., 2002: Buckwheat – the Source of Antioxidant Activity in Functional Foods. Food Res. Int., 35 (2/3): 207 - 211.
HOLASOVÁ, M., VELÍŠEK, J., DAVÍDEK, J., 1995: Tocopherol and Tocotrienol Content in Cereal Grains. Potrav. Vědy, 13 (6): 409 - 417.
HOLASOVÁ, M., VELÍŠEK, J., DAVÍDEK, J., 1998: Cereals Grains – the Sources ofTocopherols and Tocotrienols. In Vaculová, K., Ehrenbergerová, J. Proceedings of the International conference Cereal for human health and preventive nutrition, Brno, CzechRepublic, 7.-11. 7. 1998, p. 185 - 187.
CHLOUPEK, O., 2000: Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. 2. vyd. Praha:Academia, 311 s.
41
CHLOUPEK, O., (2008): Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. Nakladatelství Academia, Praha, vydání třetí, s. 17 – 19, s. 176 – 180.
CHOI, Y., JEONG, H.S., LEE, J., 2006: Antioxidant Activity of Methanolic Extracts fromGrains Consumed in Korea. Food Chem., 103 (1): 130 - 138
KAKUTA, J., 2006: Preferované odrůdy sladovnického ječmene. Úroda, 1: 6 - 7.
KALAČ, P., 2003: Funkční potraviny – kroky ke zdraví. České Budějovice: Dona s.r.o., 130s.
KAPESNÍ PRŮVODCE PREVENCÍ ISCHEMICKÉ CHOROBY SRDEČNÍ, 2003: Redaktor J. Večková; z ang. orig. přel. Vrablíková K., Vrablík M.. 1. vyd. Praha: TRITON, s. r. o., 125 s.
KOMPRDA, T., 2003: Základy výživy člověka. Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, vydání první, s.92 – 96.
KOSAŘ, M., HOLKOVÁ, L., BŘEZINOVÁ BELCREDI, N., EHRENBERGEROVÁ, J., 2010: Vliv exprese vybraných genů zapojených v biosyntetické dráze vitamínu E na celkový obsah a složení vitamínu E v zrnu ječmene jarního. Kvasný Průmysl 56, č. 3, s. 123 - 126
KOSAŘ, K., PSOTA, V., HAVLOVÁ, P., ŠUSTA, J., 2000: Sladovnický ječmen. s. 30-63.In: KOSAŘ, K. Technologie výroby sladu a piva. 1. vyd. Praha: Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a. s. LEKEŠ, J., et al., 1985: Ječmen. Státní zemědělské nakladatelství, Praha, vydání první, s. 17 – 185.
MACGREGOR, A. W., BHATTY, R. S., 1993: Barley. Chemistry and Technology, American Association of Cereal Chemists, St. Paul, MN, p. 486.
42
MAHDI, G.S., ABDAL, M., BEHERA B.C., VERMA, N., SONONE, A., MAKHIJA, U., 2008: Barley is a Healthful Food: A Review. Electronic Journal of Environmental, J. Agric. FoodChem., 7 (13): 2686 - 2694
MORRIS M.C., EVANS, D.A., BIENIAS, J.L., TANGNEY, C.C., WILSON, R.S., 2002: Vitamin E and Cognitive Decline in Older Persons. Arch. Neurol., 59 (7): 1125 1132.
MURRAY, R. K., GRANNER, D. K., MAYES P. A., RODWELL, V. W., 2002: Harperova Biochemie. Dvacáté třetí vydání (čtvrté české vydání), Nakladatelství H&H Jinočany, s. 622 - 627
NESARETNAM, K., YEW, W.W., WAHID, M.B., 2007: Tocotrienols and Cancer: Beyond Antioxidant Activity. Eur. J. Lipid Sci. Tehnol., 109 (4): 445 - 452
NEWMAN, C.W., NEWMAN, R.K., 2008: Barley for Food and Health: Science, Technology,and Products. 1st edition, USA: Wiley-Interscience, 245 p. PANFILI, G., FRATIANNI, A., DI CRISCIO, T.,MARCONI, E., 2008: Tocol and βglucan levels in barley varieties and in pearling by-products. Food Chemistry, n. 107, s. 84 - 91.
PAPAS, A., 1999: The Vitamin E Factor. Harper Collins Publisher, Inc., p. 380.
PAPAS, A., 2001: Vitamin E: zázračný antioxidant při prevenci a léčbě srdečních chorob, rakoviny a stárnutí. Praha: Pragma,. 380 s.
PETR, J., 2007: Užitkové směry jarního ječmene. Úroda, č. 2, s. 42. ISSN 0139- 6013. PETERSON, D.M., 1994: Barley tocols: Effects of Milling, Malting, and Mashing. Cereal chemistry, 72 (1): 42-44.
PETERSON, D.M., QURESHI, A.A., 1993: Genotype and Environment Effects on Tocols of Barley and Oats. Cereal Chem., 70 (2): 157-162. 43
PRÝMA, J., EHRENBERGEROVÁ, J., BELCREDIOVÁ, N., PSOTA, V., PROKEŠ, J., 2006: Obsah vitamínu E v obilkách ječmene a sladu. Kvasný průmysl. sv. 52, č. 9, s. 281.
PRÝMA, J., EHRENBERGEROVÁ, J., BELCREDIOVÁ, N., VACULOVÁ,K., 2006: Tocol Content in Barley, Paperbased on a presentationatthe 12th International Symposium on Separation Sciences, Lipica, Slovenia, September 27 – 29.
PRÝMA, J., EHRENBERGEROVÁ, J., BELCREDIOVÁ, N., VACULOVÁ, K., 2007: Tocol Content in Barley. Acta Chimica Slovenika, 54: 102 – 105.
PRÝMA, J., HAVLOVÁ, P., MIKULÍKOVÁ, R., EHRENBERGEROVÁ, J., NĚMEJC, R., 2002: Determination of .tocopherols in barley with HPLC method. Chemické listy. sv. 96, č. 6, s. 179.
PRUGAR, J., 2002: Obilniny v naší výživě. Výživa a potraviny, 4: 46 . PRUGAR, J. a kolektiv, 2008: Kvalita rostlinných produktů: na prahu 3. tisíciletí. 1. vyd. Praha.
PSOTA, V., 2006: Hodnocení sladovnického ječmene. In ZIMOLKA, J. a kol. Ječmen formy a užitkové směry v České republice. 1. vyd., Praha : Profi Press, s. 171-177.
PSOTA, V. (ed.), 2010: Ječmenářská ročenka 2010. Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s., Brno, s 241.
SHINTANI, D., DELLAPENNA, D., 1998: Elevating the vitamin E content of plants through metabolic engineering. Science, 282 (5396): 2098-2100.
SIEBENHANDL, S.,GRAUSGRUBER, H., PELLEGRINI, N., DEL RIO, D., FOGLIANO, V., PERNICE,R., BERGHOFER, E., 2007: Phytochemical Profile of
44
Main Antioxidants in Different Fractions of Purple and Blue Wheat, and Black Barley. J. Agric. Food Chem., 5 (21):8541-8547
SKLÁDAL, V., et al., 1967: Sladovnický ječmen. Stání zemědělské nakladatelství, Praha, vydání druhé, s. 322.
ŠVIHOVEC, J., 2003: Vitamin E, MEDINEWS, číslo druhé, ročník druhý, s. 146 – 147. ISSN 1213 – 9866.
VACULOVÁ, K., 2006: Morfologická, biologická a nutriční specifikace bezpluchého ječmene. Ječmenářská ročenka 2007. Praha: Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s., s. 199 - 218.
VACULOVÁ, K., 2007: Co očekávají potravináři od šlechtitelů nesladovnického ječmene.In. XII. Seminář šlechtitelů, 7. února 2007, Brno, s.19 - 20.
VACULOVÁ, K., EHRENBERGEROVÁ, J., NĚMEJC, R., PRÝMA, J., 2001: The variability and correlations between the content of vitamin E and its isomers in hybrids of the F2 generation of spring barley. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis., sv. XLIX, č. 1, s. 59 - 67.
VACULOVÁ, K., EHRENBERGEROVÁ, J., ZIMOLKA, J., 1996a: Barley developing for humanfood in the Czech Republic. In Proceedings of 5th International Oat Conference & 7thInternational Barley Genetics Symposium, Poster sessions, Vol. 1, ed. linkard,G. Scoles and B. Rossnagel, 29. July- 6.August, Saskatoon, Canada, 101-103 p.
VACULOVÁ K., EHRENBERGEROVÁ, J., ŽÁKOVÁ, A., 1996b: Další možnosti využití ječmene. Zemědělec, 41: 10.
VACULOVÁ, K.; GABROVSKÁ, D., 2007: Najde se na našich polích místo pro potravinářský ječmen? Úroda, , č. 2, s. 43-45.
VELÍŠEK, J., 1999: Chemie potravin 2. Vydání první, OSSIS Tábor, 2002, s. 51 – 60. 45
VELÍŠEK, J., 2002: Chemie potravin 2. Vydání druhé, OSSIS Tábor, s. 51 – 60.
VELÍŠEK, J.; CEJPEK, K., 2008: Biosynthesis of Food Components. lst edition. Tábor: OSSIS,. Vitamins, s. 181 – 185.
ZIELINSKI, H., CISKA, E., KOZLOWSKA, H., 2001.: The Cereal Grains: Focus on Vitamin E. Institute of Animal Reproduction and Food Research of the Polish Academy of Sciences – Division of Food Science, Olsztyn, Poland, Czech Journal of Food Sciences, 19(5): 182 – 188.
ZIMOLKA, J. A KOL., 2006: Ječmen - formy a užitkové směry v České republice. 1. vyd. Praha : ProfiPress, 200 s. FAOSTAT [http://www.fao.org/statistics/yearbook/vol_1_1/pdf/c11.pdf] únor 2011 IOM (INSTITUTE OF MEDICINE), 2000: Dietary Reference Intakes for Vitamin C, Vitamin E, Selenium, and Carotenoid. 1st edition. Washington: National Academy Press, 300 p. Dostupný z WWW:
46
9. SEZNAM PŘÍLOH Příloha A: Chromatogram Příloha B: Průměrné hodnoty obsahu alfa-tokoferolu (T) a alfa-tokotrienolu (T3) v obilkách odrůd a linií jarního ječmene Příloha C: Průměrné hodnoty aktivity vitaminu E v obilkách odrůd a linií jarního ječmene Příloha D: Průměrné hodnoty celkových tokolů v obilkách odrůd a linií jarního ječmene Příloha E: Procentické zastoupení izomerů vitaminu E v zrnu jarního ječmene
47
Příloha A: Chromatogram
Porovnání obsahu alfa-tokoferolu a alfa-tokotrienolu v obilkách odrůd ječmene
18 16 14 12
alfa-T alfa-T3
10 8 6 4 2 0 KM2084 KM1057 Aksamit KM2283
Blaník Sebastian Prestige Radegast Kangoo
Bojos
AF Lucius
Jersey
Příloha B: Průměrné hodnoty obsahu alfa-tokoferolu (T) a alfa-tokotrienolu (T3) v obilkách odrůd a linií jarního ječmene
Průměrné hodnoty aktivity vitaminu E v obilkách ječmene 14 12 10 8 Aktivita vitaminu E 6 4 2
Příloha C: Průměrné hodnoty aktivity vitaminu E v obilkách odrůd a linií jarního ječmene
Je rs ey
Ra de ga st Se ba sti an A ks am it
K an go o
Lu ci us
ge
A F
Pr es ti
Bo jo s
22 83 K M
10 57 K M
K M
20 84
0
Průměrné hodnoty celkových tokolů v obilkách ječmene 40 35 30 25 20
Celkem tokolů
15 10 5
Příloha D: Průměrné hodnoty celkových tokolů v obilkách odrůd a linií jarního ječmene
se y Je r
it A
ks am
n ba sti a Se
as t Ra de g
K an go o
Lu ci us A F
Pr es tig e
Bo jo s
22 83 K M
10 57 K M
K M
20 84
0
Procentické zastoupení izomerů vitamínu E v zrnu jarního ječmene
2% 19%
19%
8%
3%
49%
Příloha E: Procentické zastoupení izomerů vitaminu E v zrnu jarního ječmene
a-T b+g T d-T a-T3 b+gT3 d-T3
