Naslov
Strukturna raznolikost glukozinolata i njihovih razgradnih produkata u različitim biljnim porodicama
(Structural diversity of glucosinolates and their breakdown products in different plant families)

Autori
Đulović, Azra

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Kemijsko-tehnološki fakultet

Mjesto
Split

Datum
22.07

Godina
2022

Stranica
164

Mentor
Blažević, Ivica

Ključne riječi
glukozinolati ; mikrovalovima potpomognuta izolacija ; izotiocijanati ; biofortifikacija ; glukoselenoerucin ; UHPLC-DAD-MS/MS ; GC-MS ; NMR
(glucosinolates ; microwave assisted isolation ; isothiocyanates ; biofortification ; glucoselenoerucin ; UHPLC-DAD-MS/MS ; GC-MS ; NMR)

Sažetak
Raspodjela glukozinolata unutar biljnih porodica reda Brassicales istražena je UHPLC-DAD-MS/MS analizom desulfoglukozinolata na temelju određenih kvalitativnih i kvantitativnih informacija i to u različitim biljnim tkivima četrdeset osam (48) biljaka iz pet (5) biljnih porodica (Brassicaceae, Capparidaceae, Moringaceae, Resedaceae, Tropaeolaceae) koje rastu u Republici Hrvatskoj i šire. Razvijena je baza MS2 spektara desulfoglukozinolata korištenjem komercijalno dostupnih standarda kao i glukozinolata izoliranih iz prirodnih izvora. Biljna porodica Brassicaceae je sadržavala najraznolikije glukozinolate koje potječu od sedam (7) aminokiselinskih prekursora, i to najčešće od metionina, praćeno s glukozinolatima koji potječu od triptopfana te fenilalanina i/ili tirozina, dok su razgranati alifatski glukozinolati koji potječu od valina, leucina i izoleucina zastupljeni tek u rijetkim vrstama. Jedini poznati glukozinolat, glukokaparin, koji potječe od aminokiseline alanina identificiran je samo u porodici Capparidaceae i to kao glavni u svim istraženim vrstama, dok su ostali glukozinolati u većoj mjeri potjecali od triptofana. Moringa oleifera (porodica Moringaceae) sadržavala je 4-(α-L-ramnopiranoziloksi)benzil-glukozinolat te u manjim količinama tri (3) O-acetilirana izomera istog glukozinolata čiji aminokiselinski prekursor je fenilalanin i/ili tirozin. U vrstama Reseda lutea i R. phyteuma (porodica Resedaceae) identificiran je izomer 4-(α-L-ramnopiranoziloksi)benzil-glukozinolata, 2-(α-L-ramnopiranoziloksi)benzil-glukozinolat karakterističan za biljnu porodicu Resedaceae, koji potječe od fenilalanina, dok je u R. alba kao glavni glukozinolat identificiran 2-hidroksi-2-metilpropil-glukozinolat koji potječe od izoleucina. Tropaeolum majus je sadržavao arilalifatski benzil-glukozinolat kao glavni, praćen sa 3-metoksibenzil-glukozinolatom, a oba potječu od fenilalanina, jedinog poznatog aminokiselinskog prekursora glukozinolata u porodici Tropaeolaceae. Uvidom u kvantitativni sastav glukozinolata odabrane su biljne vrste kao dobri izvori glukozinolata koji su izolirani u obliku desulfoglukozinolata i potvrđeni spektroskopskim tehnikama (MS2, 1H, 13C, COSY i HSQC NMR). 3-(Metilsulfinil)propil-glukozinolat je izoliran iz biljke Anastatica hierochuntica (porodica Brassicaceae), 4-hidroksibenzil-glukozinolat iz vrste Sinapis alba (porodica Brassicaceae), metil-glukozinolat iz Capparis orientalis (porodica Capparidaceae), 2-hidroksi-2-metilpropil-glukozinolat iz biljke Reseda alba (porodica Resedaceae) te benzil-glukozinolat iz Tropaeolum majus (porodica Tropaeolaceae). Također, na temelju MS2 spektara i biosintetskih karakteristika identificirana su 4 nova glukozinolata: orto ili meta hidroksi-4-(α-L-ramnopiranoziloksi)benzil-glukozinolat (Moringa oleifera), 4´-O-(β-D-apiofuranoziloksi)benzil-glukozinolat (Hesperis laciniata i Thlaspi perfoliatum), 4-hidroksi-1-metoksiindol-3-ilmetil-glukozinolat (Thlaspi perfoliatum) te 3-hidroksi-(4-metilsulfonil)butil-glukozinolat (Barbarea vulgaris) čije strukture trebaju dodatnu potvrdu NMR-om. Stabilnost desulfo-4-(metilsulfinil)but-3-enil-glukozinolata izoliranog iz biljke Matthiola incana ispitivana je tijekom jednomjesečnog razdoblja te je utvrđena njegova nestabilnost u vodenoj otopini, odnosno drastičan pad sadržaja (do 80 %) praćen spontanom konverzijom u cikličke tioimidatne N-okside. Korištenjem konvencionalnih (enzimska hidroliza i hidrodestilacija) te modernih metoda (mikrovalna destilacija te hidrodifuzija i gravitacija) ispitan je enzimski i termički utjecaj na razgradnju glukozinolata. U uvjetima termičke razgradnje potpomognute mikrovalovima dobiveni su manji prinosi razgradnih produkata u odnosu na termičku razgradnju tijekom hidrodestilacije te enzimsku hidrolizu. Izotiocijanati kao razgradni produkti glukozinolata su se pokazali nestabilnim pri uvjetima GC-MS mjerenja i to za ω-metilsulfinilne C3, C5 i C6 izotiocijanate čiji je raspad rezultirao nastankom odgovarajućih olefinskih izotiocijanata. Dodatno, zbog prisutnosti elektron-donirajuće hidroksilne skupine u para položaju na benzenskom prstenu, kod 4-hidroksibenzil-izotiocijanata i 4-hidroksi-3, 5-dimetoksibenzil-izotiocijanata, utvrđena je nestabilnost koja vodi ka nastanku artefakata tijekom GC-MS mjerenja. Također, razgradni produkti indolnih glukozinolata nisu identificirani. Ovime je istaknut nedostatak neizravne metode identifikacije glukozinolata preko razgradnih produkata u biljnim vrstama. U biljci Eruca vesicaria biofortificiranoj selenijem iz natrijevog selenata identificiran je 4-(metilseleno)butil-glukozinolat izveden iz selenometionina na temelju MS2 spektra koji je po prvi puta prikazan. Utvrđeno je da hidroponski uzgojene klice pet (5) odabranih biljaka iz porodice Brassicaceae imaju visoki sadržaj karakterističnih glukozinolata zbog čega predstavljaju dobar izvor za njihovu izolaciju.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemija

POVEZANOST RADA