Antioxidant activity of polyphenols of Adzuki bean (Vigna Angularis) germinated in abiotic stress conditions

• Autorzy: Zlotek U. , Szymanowska U. , Baraniak B. , Karas M.

Warianty tytułu

PL

Właściwości przeciwutleniające związków fenolowych fasoli Adzuki (Vigna Angularis) poddanej kiełkowaniu w warunkach stresów abiotycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. Adzuki sprouts are one of more valuable but still underappreciated dietary supplements which may be considered as functional food. Sprouting reduces anti-nutritional factors and increases the bioavailability of macro and micronutrients and also affects phytochemical levels. Exposure of plants to abiotic stresses results in change in production of phytochemical compounds. The aim of this study was to assess the content and antioxidant properties of phenolic in adzuki bean seeds germinated in selected abiotic stress conditions. Material and methods. Adzuki bean seeds were germinated in different abiotic stress conditions: thermal, osmotic and oxidative. The content of phenolics in adzuki bean seeds coat extracts and antioxidant activity Fe2+ chelating ability and neutralization of the free radicals generated from DPPH and ABTS were determined. Results. All applied stress conditions (except for thermal stress) have caused decrease the content of the analysed phenolic fractions. The lowest amounts of polyphenols in extracts of sprouts obtained in oxidative stress conditions were observed. The highest ability to neutralize free radicals generated with ABTS and DPPH have extracts from sprouts germinated under thermal stress 39.94 and 13.20 pmol TEAC/g d.w., respectively. The lowest - sprouts obtained in oxidative stress conditions (18.2 and 9.72 pmol TEAC/g d.w.). The highest ability to chelate Fe2+ has been shown by the extract from adzuki bean seeds coat subjected to thermal stress (7.06 %) and the lowest control extract (3.08%). Conclusions. It can be concluded that only thermal stress contributes to the improvement of antioxidant activity of extracts obtained from adzuki bean seeds coat.

PL

Wstęp. Kiełki fasoli adzuki są jednym z bardziej wartościowych, ale niedocenianych suplementów diety, które mogą być uznane za żywność funkcjonalną. Kiełkowanie zmniejsza ilość substancji antyżywieniowych i zwiększa biodostępność makro- i mikroelementów oraz wpływa na poziom związków bioaktywnych. Ekspozycja roślin na stresy abiotyczne powoduje zmiany w produkcji związków fitochemicznych. Celem pracy była ocena zawartości i właściwości przeciwutleniających związków fenolowych fasoli adzuki kiełkowanej w warunkach wybranych stresów abiotycznych. Materiał i metody. Nasiona fasoli adzuki kiełkowano w warunkach stresów: termicznego, osmotycznego i oksydacyjnego. W ekstraktach otrzymanych z okrywy nasiennej kiełków fasoli adzuki oznaczono zawartość związków fenolowych i właściwości przeciwrodnikowe wobec DPPH* i ABTS*+ oraz zdolność do che- latowania jonów Fe (II). Wyniki. Wszystkie zastosowane warunki stresowe (oprócz stresu termicznego) wpłynęły na zmniejszenie zawartości analizowanych frakcji fenolowych. Najmniejszą zawartość polifenoli zaobserwowano w ekstraktach uzyskanych w warunkach stresu oksydacyjnego. Największą zdolność do neutralizacji wolnych rodników generowanych z ABTS i DPPH wykazały ekstrakty z nasion kiełkujących w warunkach stresu termicznego, odpowiednio 39,94 i 13,20 pmol TEAC/g s.m. Najmniejszą zdolnością charakteryzowały się kiełki uzyskane w warunkach stresu oksydacyjnego (18,2 i 9,72 pmol TEAC/g s.m.). Największą zdolność chelatowania Fe (II) wykazały ekstrakty z okrywy nasion fasoli adzuki kiełkowanej w warunkach stresu termicznego (7,06%), a najmniejszą - ekstrakt kontrolny (3,08%). Wnioski. Można stwierdzić, że tylko stres termiczny przyczynił się do poprawy aktywności przeciwutlenia- jącej ekstraktów uzyskanych z okrywy nasiennej fasoli adzuki.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Technologia Alimentaria
• Rocznik: 2015
• Tom: 14
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.55-62,fig.,ref.

Twórcy

autor

Zlotek U.

• Department of Biochemistry and Food Chemistry, University of Life Sciences in Lublin, Skromna 8, 20–704 Lublin, Poland

autor

Szymanowska U.

• Department of Biochemistry and Food Chemistry, University of Life Sciences in Lublin, Skromna 8, 20–704 Lublin, Poland

autor

Baraniak B.

• Department of Biochemistry and Food Chemistry, University of Life Sciences in Lublin, Skromna 8, 20–704 Lublin, Poland

autor

Karas M.

• Department of Biochemistry and Food Chemistry, University of Life Sciences in Lublin, Skromna 8, 20–704 Lublin, Poland

Bibliografia

• Ariga, T., Koshiyama, I., Fukushima, D. (1988). Antioxi- dative properties of procyanidins B-l and B-3 from azuki beans in aqueous system. Agric. Biol. Chem., 52, 2717-2722.
• Ariga, T., Hamano, M. (1990). Radical scavenging action and its mode in procyanidins B-l and B-3 from azuki beans to peroxyl radicals. Agric. Biol. Chem., 54, 2499-2504.
• Bouis, H. E. (2003). Micronutrient fortification of plants trough plant breeding: can it improve nutrition in man at low cost? Proc. Nutr. Soc., 62, 403-411.
• Brand-Williams, W., Cuvelier, E., Berset, C. M. (1995). Use of free radical method to evaluate antioxidant activity. Lebensm. Wiss. Technol., 28, 25-30.
• Burguieres, E., McCue, R, Kwon, Y. I., Shetty, K. (2007). Effect of vitamin C and folic acid on seed vigour response and phenolic-linked antioxidant activity. Biores. Technol., 98, 1393-1404.
• Femandez-Orozco, R., Frias, J., Zielinski, H., Piskula, M. K., Kozłowska, H., Vidal-Valverde, C. (2008). Kinetic study of the antioxidant compounds and antioxidant capacity during germination of Vigna radiata cv. Emmer- ald, Glycine max cv. Jutro and Glycine max cv. Merit. Food Chem., Ill, 622-630.
• Gawlik-Dziki, U., Świeca, M., Dziki, D., Sugier, D. (2013). Improvement of nutraceutical value of broccoli sprouts by natural elicitors. Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus, 12, 1, 129-140.
• Gawlik-Dziki, U., Świeca, M. (2011). Sprouts of selected plants as a source of bioavailable antioxidants and lipoxygenase inhibitors. Ann. Univ. Mariae Curie-Sklo- dowska, Sectio DDD, 24, 3, 18, 161-168.
• Giusti, M M., Worlstad, R. E. (2001). Unit FI.2: Characterization and measurement of anthocyanins by UV-visible spectroscopy. In: Current protocols in food analytical chemistry. New York: John Willey.
• Guo, J. T., Lee, H. L., Chiang, S. H., Lin, H. L, Chang, C. Y. (2001). Antioxidant properties of the extracts from different parts of broccoli in Taiwan. J. Food Drug. Anal., 9,96-101.
• Kaymakanova, M., Stoeva, N. (2008). Physiological reaction of bean plants (Phaseolus vulg. L.) to salt stress. Gen. Appl. Plant Physiol., Special Issue 34, 3—4, 177-188.
• Khattak, A. B., Zeb, A., Khan, M., Bibi, N., Khalil, S. A., Khattak, I. M. S. (2007). Influence of germination techniques on phytic acid and polyphenols content of chickpea (Cicer arietinum L.) sprouts. Food Chem., 104, 1074-1079.
• Lamaison, J. L. C., Carnet, A. (1990). Teneurs en principaux flavonoids des fleurs de Crataegeus monogyna Jacq et de Crataegeus laevigata (Poiret D. C) en fonction de la vegetation. Pharm. Acta Helv., 65, 315-320.
• Li, L., Liu, B., Zheng, X. (2011). Bioactive ingredients in adzuki bean sprouts. J. Med. Plants Res., 5(24), 5894-5898.
• Limón, R. L, Peñas, E., Martínez-Villaluenga, C., Frias, J. (2014). Role of elicitation on the health-promoting properties of kidney bean sprouts. LWT-Food Sci. TechnoL, 56, 328-334.
• Mahajan, S., Tuteja, N. (2005). Cold, salinity and drought stresses: An overview. Arch. Biochem. Biophys., 444, 139-158.
• Matysiak, K., Adamczewski, K. (2009). Regulatory wzrostu i rozwoju roślin - kierunki badań w Polsce i na świecie. Próg. Plant Prot./Post. Ochr. Rośl., 49, 4, 1810-1816.
• Mwikya, S. M., Camp, J. V., Rodriguez, R., Huyghebaert, A. (2001). Effects of sprouting on nutrient and antinutrient composition of kidney beans (Phaseolus vulgaris var. Rose coco). Eur. Food Res. TechnoL, 212,188-191.
• Nagesh Babu, R., Devaraj, V. R. (2008). High temperature and salt stress response in French bean (Phaseolus vulgaris). Aust. J. Crop Sci., 2, 2, 40-48.
• Oh, M. M., Rajashekar, C. B. (2009). Antioxidant content of edible sprouts: effect of environmental shocks. J. Sci. Food Agrie., 89, 2221-2227.
• Quan, L.-J., Zhang, B., Shi, W.-W., Li, H.-Y. (2008). Hydrogen peroxide in plants: a versatile molecule of the reactive oxygen species network. J. Integr. Plant Biol., 50,1,2-18.
• Ramakrishna, A., Ravishankar, G. A. (2011). Influence of abiotic stress signals on secondary metabolites in plants. Plant Signal Behav., 6, 11,1720-1731.
• Randhir, R., Lin, Y. T., Shetty, K. (2004). Stimulation of phenolics, antioxidant and antimicrobial activities in dark germinated mung bean sprouts in response to peptide and phytochemical elicitors. Process Biochem., 39, 637-647.
• Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., Rice-Evans, C. (1999). Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radie. Biol. Med., 26, 1231-1237.
• Shivashankara, K. S., Acharya, S. N. (2010). Bioavailability of dietary polyphenols and the cardiovascular diseases. Open Nutraceutic. J., 3, 227-241.
• Singleton, V. L., Orthofer, R., Lamuela-Raventos, R. M. (1974). Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent. Methods Enzymol., 299, 152-178.
• Świeca, M., Baraniak, B. (2014). Influence of elicitation with H202 on phenolics content, antioxidant potential and nutritional quality of Lens culinaris sprouts. J. Sci. Food Agric., 94, 489-496.
• Świeca, M., Gawlik-Dziki, U., Kowalczyk, D., Złotek, U. (2012). Impact of germination time and type of illumination on the antioxidant compounds and antioxidant capacity of Lens culinaris sprouts. Sci. Hort., 140, 87-95.
• Świeca, M., Surdyka, M., Gawlik-Dziki, U., Złotek, U., Baraniak, B. (2014). Antioxidant potential of fresh and stored lentil sprouts affected by elicitation with temperature stresses. Int. J. Food Sci. Tech., 49, 1811-1817.
• Szaufer-Hajdrych, M. (2004). Phenolic acids in leaves of species of the Aquilegia genus. Herba Pol., 50, 10-14.
• Szymanowska, U., Złotek, U., Karaś, M., Baraniak, B. (2015). Anti-inflammatory and antioxidative activity of anthocyanins from purple basil leaves induced by selected abiotic elicitors. Food Chem. 172, 71-77.
• Tharanathan, R. N., Mahadevamma, S. (2003). Grain legumes - a boon to human nutrition. Trends Food Sci. TechnoL, 14, 507-518.
• Urbano, G., Aranda, P., Vilchez, A., Aranda, C., Cabrera, L., Porres, J. M., López-Jurado, M. (2005). Effects of germination on the composition and nutritive value of proteins in Pisum sativum L. Food Chem., 93, 671-679.
• Weidner, S., Karamać, M., Amarowicz, R., Szypulska, E., Golgowska, A. (2007). Changes in composition of phenolic compounds and antioxidant properties of Vitis amurensis seeds germinated under osmotic stress. Acta Physiol. Plant, 29, 283-290.
• Złotek, U., Świeca, M., Jakubczyk, A. (2014). Effect of abiotic elicitation on main health-promoting compounds, antioxidant activity and commercial quality of butter lettuce (Lactuca sativa L.). Food Chem., 148, 253-260.

Identyfikatory

DOI

10.17306/J.AFS.2015.1.6