خواص کیهانی دو رقم تمشک قرمز در شرایط مختلف رشد می کند

چکیده:

انتخاب گیاهان ، ورودی و مدیریت میدانی راهکارهای اثبات شده ای است که باعث می شود بازده بالایی از محصولات زراعی با ویژگی های مطلوب انتخاب شده برای صنعت مواد مغذی و کیهانی ارائه شود. این مطالعه به بررسی تأثیر بستر و نور بر خصوصیات بیولوژیکی کمی و کیفی انتخابی دو رقم Rubus idaeus L. ("Rvi" و "Cayuga") می پردازد. نتایج ما نشان داد که خصوصیات کمی و کیفی میوه (عملکرد ، ابعاد میوه ، اسیدیته قابل تیتراژ ، و کل مواد جامد محلول محلول) ، رشد گیاه ، بیوسنتز متابولیت های ثانویه و ظرفیت آنتی اکسیدانی کل ، به طور قابل توجهی تحت تأثیر ژنوتیپ ، شدت نور و بستر قرار دارند. نوع میوه های گیاهان "Rvi" که تحت شرایط کم نور کشت می شوند ، در بستر خاک / ذغال سنگ نارس سطح بالایی از آنتی اکسیدان ، فنلها ، فلاونوئیدها ، آنتوسیانین ها و قدرت مهاری بالا به سمت آنزیم های تنظیم کننده پوست تیروزیناز و الاستاز را نشان می دهند. عصاره به دست آمده از این میوه ها به یک کرم موضعی مراقبت از پوست فرموله شد. این کرم ویژگی های سازگاری و پایداری عالی را به نمایش گذاشت. تحقیقات ما به این نتیجه رسیدند که کمیت و کیفیت میوه های Rubus idaeus L. را می توان با روشهای زراعی معمولی مدیریت کرد. پروژه ما شیوه های بهینه مدیریت زراعی را برای تولید ویژگی های مطلوب و به حداکثر رساندن محتوای فعال زیستی که کیفیت مواد مغذی و کیهانی تمشک قرمز را تعیین می کنند ، تعیین کرد.

​

کلید واژه ها:

آنتوسیانین ها؛ کیهان؛ ظرفیت آنتی اکسیدان؛ الاستاز؛ فنولیک؛ فلاونوئیدها تمشک؛ تیروزیناز

1. مقدمه

در سال 2016 ، صنایع غذایی و مواد مغذی جهان 159 میلیارد دلار درآمد جهانی پیش بینی شده بود [1]. این بخش عمده ای از بازار> 1 تریلیون دلار برای صنعت بهداشت و سلامتی طبق اعلام موسسه جهانی سلام است. انتظار می رود این مقدار همزمان با ثروت مصرف کننده ، سن و تقاضا برای محصولات "سبز" که به طور طبیعی مشتق شده اند ، سالانه افزایش یابد. Rubus idaeus L. ، که معمولاً به عنوان تمشک قرمز شناخته می شود ، به دلیل استفاده از مواد مغذی ، دارویی و مواد آرایشی به دلیل استفاده از مواد مغذی ، دارویی و آرایشی ، محصول مهمی در شکل تازه یا فرآوری شده محسوب می شود [2،3،4]. اصطلاح "مواد مغذی تغذیه ای" حاکی از یک غذای غنی شده یا یک مکمل رژیم غذایی است که علاوه بر ارزش غذایی اساسی آن ، علاوه بر ارزش غذایی و درمانی ، از مزایای سلامتی و پزشکی نیز برخوردار است. مواد مغذی از مواد مغذی نیز به عنوان ماده غذایی کاربردی نامیده می شوند. اصطلاح "cosmeceutical" توسط صنعت آرایشی و بهداشتی برای اشاره به محصولات آرایشی و بهداشتی که دارای مزایای دارویی یا دارویی هستند استفاده می شود. بنابراین ، مواد مغذی و مواد مغذی به عنوان پلی بین نیازهای شخصی و محصولات دارویی استفاده می شود [5،6]. Cosmeceuticals و مواد مغذی ، دو بخش سریعترین رشد صنعت بهداشت و سلامتی هستند [6].

تمشک قرمز حاوی غلظت بالایی از مواد مغذی مهم ، ترکیبات فعال زیستی و فیتوشیمیایی است. آنتی اکسیدان ها ، فلاونوئیدها ، ترکیبات فنولیک ، آنتوسیانین ها ، اسیدهای اسکوربیک ، تانن ها ترکیبات مهم میوه ها با فواید تقویت سلامتی هستند [7،8،9،10،11] در مطالعات آزمایشگاهی نشان داده شده است که ترکیبات منتخب از انواع توت ها ، به عنوان مثال ، آنتوسیانین ها و فلاونوئیدها دارای خاصیت ضد سرطانی ، محافظ قلب و ضد التهابی هستند [7،12،13،14،15]. علاوه بر این ، مطالعات دیگر دریافتند که تمشک قرمز حاوی ترکیبات ضد میکروبی ، ضد دیابتی ، ضد اسهال و ضد ویروسی است [16،17].

چندین عامل از جمله رقم ، شرایط محیطی ، زمان برداشت ، ذخیره پس از برداشت و تکنیک های فرآوری ، بر ترکیب شیمیایی تمشک های قرمز تأثیر می گذارد ، متعاقباً میزان و غلظت ترکیبات فعال زیستی آنها [18،19،20،21،22].

این کار به بررسی تأثیر شرایط بستر و نور بر خصوصیات کمی و زیست فعال انتخابی دو رقم Rubus idaeus L. ، "Rvi" و "Cayuga" پرداخت. نتایج ما نشان می دهد که این عوامل بر پتانسیل های ماده مغذی و کیهانی عصاره میوه تمشک قرمز تأثیر می گذارد. با استفاده از دانش ما ، این نخستین تلاش برای ادغام داده های زراعی ، متابولیکی و بیولوژیکی در یک مطالعه مقایسه ای دو رقم Rubus idaeus L است.

2. مواد و روش ها

2.1. مواد گیاهی

گیاهان Rubus idaeus L. (ارقام "Rvi" و "Cayuga") (جدول 1) تا یک سالگی در گلخانه پرورش یافتند و سپس به مزرعه منتقل شدند. شرایط مزرعه به ترتیب R 1.5 R (ردیف به ردیف) ​​و P × P (گیاه به بوته) به ترتیب 0.5 1.5 1.5 متر فاصله داشت. قبل از انتقال ، میدان آزمایش به دو بسته ، یک بسته با خاک (لوم رس) به عنوان بستر (pH = 6.4) و دیگری با مخلوطی از خاک و خاک / بستر ذغال سنگ نارس (pH = 5.8) سازماندهی شد. پس از چهار هفته سازگاری گیاه با شرایط مزرعه ، هر بسته به دو قطعه تقسیم شد. یک قطعه با شبکه سایه بان پوشانده شده بود که باعث کاهش میزان تابش نور خورشید به 25٪ می شد (شرایط کم نور ، LL). قطعه دیگر کشف نشده و گیاهان در معرض نور کامل خورشید قرار گرفتند (شرایط نور زیاد ، HL). هر گروه آزمایشی شامل پنج گیاه بود که به مدت دو سال متوالی در زیر بستر فوق و شرایط نور نگهداری می شدند تا زمانی که میوه ها برداشت شدند. تامین آب و مواد مغذی از طریق سیستم آبیاری قطره ای تنظیم می شد. با برداشت محصول ، میوه در هر رقم با وزن میوه های جمع شده از کلیه گیاهان موجود در یک گروه آزمایش تعیین شد. محوطه میوه با استفاده از نرم افزار Image J (موسسه ملی بهداشت) محاسبه شد.

جدول 1. ارقام تمشک ("Rvi" و "Cayuga") و شرایط آزمایش (نور ، بستر) مورد استفاده در کار حاضر.

​

2.2. خصوصیات فیزیکوشیمیایی نمونه های میوه

200 گرم نمونه میوه از هر گروه آزمایشی با مخلوط کن مخلوط شد (فیلیپس HR2161 / 40 ، شانگهای ، چین) و آب به دست آمده برای آنالیز شیمیایی استفاده شد. محتوای جامدات محلول (SSC) مطابق با گارنر و همکاران اندازه گیری شد. (2008) [23] با استفاده از رفسنجومتر ABBE (PRISMA ، Chalgrove ، انگلستان). قرائت ها مطابق با جدول بین المللی اصلاح دما (1974) تنظیم شد.

اسیدیته قابل تقسیم (TA) با توجه به گارنر و همکاران اندازه گیری شد. (2008) [23] ، از طریق تیتراسیون 10 میلی لیتر آب میوه با 0.1 نیترات NaOH ، تا رسیدن به خنثی سازی اسیدهای آلی به pH 7 با استفاده از pH سنجش 1 Sension 1 (HACH ، Loveland ، کلرادو ، CO ، ایالات متحده). نتایج به عنوان درصد معادل اسید تارتاریک بیان شد.

شاخص بلوغ (MI) به عنوان نسبت SSC / TA محاسبه شد. هر دو پارامتر به صورت سه گانه تجزیه و تحلیل شدند.

2.3 تعیین قندهای محلول و اسید اسکوربیک

نمونه های میوه تازه به مدت 15 دقیقه در نیتروژن مایع انتخاب و منجمد شدند. میوه ها سپس در کیسه های پلاستیکی قرار داده شدند و تا زمان آنالیز در دمای 80- درجه سانتیگراد نگهداری شدند. نمونه های میوه منجمد در 4 درجه سانتی گراد ذوب شدند و سپس با مخلوط کن استاندارد مخلوط شدند. برای اندازه گیری قندهای محلول ، آب میوه در تبخیر کنسانتره سانتریفوژ کنسانتره Eppendorf 5301 (هامبورگ ، آلمان) تبخیر شد. 25 میلی لیتر از اتانول 80٪ (ولت / ولت) به 0.1 گرم پودر خشک اضافه شده و توسط گرداب مخلوط شد. مخلوط در دور 5000 دور در دقیقه به مدت 30 دقیقه سانتریفوژ شد (UNIVERSAL 32R ، Hettich ، Tuttlingen ، آلمان). این ماده رویی جمع آوری شد ، با کربن فعال شده تجزیه شد و تصفیه شد. حجم تصفیه با آب مقطر 100 میلی لیتر تنظیم شد [21]. سپس حدود 1 میلی لیتر از فیلتر داخل لوله های آزمایش قرار داده شد و با 10 میلی لیتر محلول آنترون 0.15 treated درمان شد. نمونه ها در 95 درجه سانتیگراد در حمام ترموستاتیک دیجیتال BAD-4 (Raypa ، بارسلونا ، اسپانیا) به مدت 10 دقیقه گرم شدند و سپس تا دمای اتاق سرد شدند. جذب در 625 نانومتر ثبت شد. غلظت کل قند نمونه ها به صورت سه گانه تجزیه و تحلیل شد و با استفاده از منحنی کالیبراسیون ترسیم شده برای محلول های استاندارد گلوکز محاسبه شد.

تعیین اسید اسکوربیک به دنبال روش Sadasivam و Manickam (1997) انجام شد [24]. عصاره میوه با اسید اگزالیک 4٪ (V / V) هموژن شد و در 10،000 دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شد. مخلوط واکنش شامل 0.1 میلی لیتر عصاره میوه برمیده ، 2.9 میلی لیتر آب مقطر ، 1 میلی لیتر از معرف DNPH 2٪ و 2 قطره تیوره بود. پس از جوجه کشی در 37 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت ، بلورهای اوزازون قرمز-نارنجی تشکیل شده با افزودن 7 میلی لیتر از اسید سولفوریک 80٪ حل شدند و جذب آن پس از 30 دقیقه در 540 نانومتر خوانده شد. غلظت ویتامین C در سه قطعه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و با استفاده از یک منحنی استاندارد (1/0 میلی گرم در میلی لیتر) محاسبه شد. نتایج به دست آمده در میلی گرم در هر عصاره 100 میلی لیتر بیان شد.

2.4 تعیین متابولیت ها

کل فنلها (TP) ، کل فلاونوئیدها (TF) ، و محتوای آنتوسیانین ها (ACC) با توجه به Papaioanou و همکاران ، 2017 تعیین شدند [25].

2.5. سنجش ظرفیت آنتی اکسیدانی کل

طبق گفته های بنزی و استراین ، سنجش های قدرت آنتی اکسیدانی Ferric Reducing Power (FRAP) انجام شد. 2،2′-Azino-bis (3-etylbenzothiazoline-6-sulphonic اسید (ABTS) سنجش از روش های منتشر شده [27،28] به تصویب رسید. 2،2-دی فنیل-1-picrylhydrazyl (DPPH) سنجش با توجه به انجام شد Molyneux، 2004 [29] فعالیت های مهار رادیکال DPPH و ABTS به عنوان مقادیر IC50 تعریف می شوند (غلظت عصاره باعث مهار 50٪ از جذب می شود).

2.6. سنجش مهار آنزیم

طبق گفته های بیت و همکاران ، الاستاز به روش اسپکتروفتومتر اندازه گیری شد. (1974) [30]. فعالیت تیروزیناز اندازه گیری شد ، همانطور که قبلاً توسط Duckworth و همکاران شرح داده شد. (1970) [31]. فعالیت استیل کولین استراز با روش ایلمن اندازه گیری شد [32].

2.7 سنجش غلظت پروتئین

غلظت پروتئین با استفاده از روش Bradford با استفاده از آلبومین سرم گاوی (کسر V) به عنوان استاندارد تعیین شد [33].

2.8 فرمول موضعی کرم مراقبت از پوست و آنالیز اولیه پایداری

کرم آرایشی با استفاده از 1٪ (وزنی وزنی) عصاره آبی حاصل از رقم u Ruvi 'که در شرایط LL در مخلوط خاک / ذغال سنگ نارس به عنوان بستر تهیه شده است (جدول 1). ترکیب کرم در جدول تکمیلی S1 نشان داده شده است. به عنوان شاهد ، در کلیه اندازه گیری ها از کرم بدون عصاره ‘Ruvi’ استفاده شد. روش تهیه امولسیون روغن / آب به شرح زیر است: فاز روغنی (لانیت N ، استیل الکل و روغن بادام شیرین ، جدول مکمل S1) و فاز آبی (آب ، گلیسرول ، آدامس زانتان و گلوکونات سدیم ، جدول تکمیلی S1 ) به طور جداگانه تا 70 درجه سانتیگراد گرم می شوند ، سپس فاز روغنی درون فاز آب هم زده می شود و سیستم تحت هم زدن ثابت تا زمانی که تا 40 درجه سانتیگراد سرد شود ، حفظ می شود. پس از آن ، ژئوگارد (0.8٪ وزن در ساعت) و عصاره تمشک (1٪ وزن در ساعت) اضافه شد و امولسیون هم زده شد. تجزیه و تحلیل ثبات اولیه با استفاده از چرخه دما و سانتریفیوژ انجام شد. در بسته بندی های پلاستیکی ، مشابه بسته بندی مورد استفاده برای محصولات آرایشی ، حدود 20 گرم نمونه در معرض حداقل پنج چرخه دمای متناوب ، یعنی 24 ساعت در دمای بالا (40 درجه سانتیگراد) و 24 ساعت در دمای پایین (4 درجه) قرار گرفته است. ج) سانتریفیوژ تحلیلی (60 دور در دقیقه) به مدت 60 دقیقه در دمای اتاق (20 درجه سانتیگراد) انجام شد [34،35]. تعیین pH در یک پراکندگی آبی 10٪ (وزنی در ولت) انجام شد ، همانطور که با پراکندگی 1 گرم نمونه در آب تازه تقطیر (9 میلی لیتر) بدست آمد ، با همزن مغناطیسی همگن شده و با pH سنج اندازه گیری شد. ، به صورت سه گانه.

2.9 تحلیل آماری

آنالیز واریانس یک طرفه برای کلیه پارامترهای آزمون انجام شد و از نظر آماری تفاوت معنی داری محاسبه شد. همه مقایسه چند مرحله ای دو روش (روش هولم-سیداک) انجام شد. میانگین ها با آزمون t (05/0 ≤ p) مقایسه شد. نتایج با استفاده از SigmaPlot (نسخه 12) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همه تجزیه و تحلیلها در سه تکرار انجام شد.

3. نتایج و بحث

3.1 تأثیر ارقام ، شدت نور و بستر بر پارامترهای منتخب زراعی

غلظت و ترکیب برخی مواد تشکیل دهنده شیمیایی به همراه اندازه میوه ، وزن و خصوصیات فیزیکوشیمیایی (مانند قندها ، عطرها ، مواد جامد محلول ، pH ، اسیدهای کل) ویژگیهای اصلی تعیین کننده کیفیت میوه است [17]. این خصوصیات نتیجه ژنوتیپ ، محیط ، روشهای زراعی یا تعامل آنهاست. تأثیر شدت نور و نوع بستر (مخلوط خاک یا خاک / ذغال سنگ نارس) بر عملکرد میوه Rubus idaeus L در شکل 1a نشان داده شده است. شرایط LL افزایش قابل توجهی در عملکرد میوه در "Ruvi" ایجاد کرد ، در حالی که شرایط HL برای تولید میوه در "Cayuga" مناسب تر بود. هر دو ارقام از نظر تولید میوه در زمان کشت گیاهان در خاک بهتر واکنش نشان دادند. با این حال ، "Rvi" بیشترین عملکرد را در شرایط LL و خاک از همه ترکیبات آزمایش شده نشان داد. این نتایج کار مطالعات قبلی را تأیید می کند که رابطه ژنوتیپ / محیط برای تولید میوه بسیار مهم است. به عنوان مثال ، ارقام توت سیاه "Tupy" و "Xavante" که در یک منطقه نیمه گرمسیری رشد می کنند ، بازده قابل توجهی متفاوت می دهند [36]. در مقابل ، هنگامی که هر دو رقم در مناطق معتدل آمریکای جنوبی مورد ارزیابی قرار گرفتند ، بازده مشابهی تولید کردند [37] ، نشان می دهد که آب و هوا نقش اساسی در بهره وری ارقام دارد [38]. به طور کلی ، شرایط LL می تواند منجر به فتوسنتز پایین برگ و هدایت روزنه شود و در نتیجه منجر به عملکرد میوه کمتر شود [39]. با این حال ، شدت نور مورد نیاز برای اشباع فتوسنتز در تمشک نسبتاً کم است [40،41]. بنابراین ، شرایط LL اتخاذ شده در مطالعه حاضر ممکن است شدت نور لازم برای اشباع فتوسنتز در تمشک را فراهم کند.

​

شکل 1. (الف): تأثیر شدت نور و ترکیب بستر بر عملکرد میوه در دو رقم Rubus idaeus L. (Ruvi و Cayuga). عملکرد میوه با وزن میوه های جمع شده از هشت بوته که در آزمایش آزمایشگاهی (ب) قرار گرفتند تعیین شد: همبستگی بین رقم ، شدت نور و ترکیب بستر در سطح میوه. محوطه میوه با استفاده از نرم افزار Image J محاسبه شد (گیاهان I ، گیاهان Ruvi ؛ II ، گیاهان Cayuga ؛ نماد *** نشانگر p

اندازه میوه یکی از مهمترین خصوصیاتی است که ارزش اقتصادی تمشک را تعیین می کند. اندازه میوه تأثیر مستقیمی در بازاریابی و پذیرش کاربران نهایی محصول دارد. به طور کلی ، میوه های بزرگ توسط مصرف کنندگان و صنعت پردازش ترجیح داده می شوند [38،42]. تأثیر شدت نور و نوع بستر در اندازه میوه در شکل 1b نشان داده شده است. نتایج نشان داد که گیاهان "رووی" در شرایط HL و خاک رشد یافته و گیاهان "Cayuga" که در LL و شرایط خاک رشد کرده اند بیشترین میوه را تولید کردند (01 / 0P <).

در عملکرد کشاورزی ، تعیین زمان و نوع دقیق نصب و جدا کردن شبکه های سایه مهم است. انتخاب زمان و نوع برای توری سایه برای کنترل بلوغ میوه و القای گل برای فصل آینده قابل توجه است. این یک عامل مهم در دستیابی به قیمت های بالاتر برای میوه های بلوغ دیر یا زودرس است. بنابراین ، تأثیر سایه بر عملکرد به طور گسترده برای چندین گیاه مورد مطالعه قرار گرفته است. به عنوان مثال ، سایه زنی از شبکه هایی که باعث تمشک زغال اخته می شوند ، باعث تاخیر در رشد میوه و تأخیر در دوره برداشت برای میوه های بالغ شده است. دوره تاخیر برداشت بین 5-10 روز بود و وزن میوه را افزایش می داد [43]. تأخیر احتمالاً به دلیل پایین آمدن سرعت فتوسنتزی است و بیشترین میزان سایه دارای کمترین مقادیر است. Guerrero و همکاران ، 2002 ، همچنین نشان دادند که در سایه سیب منجر به تاخیر در رشد میوه می شود [44]. در مقابل ، پاستنس و همکاران ، 2003 [45] چنین اثر منفی سایه زنی را در درختچه جنگلی شیلی ، Ugni molinae Turcz گزارش ندادند. همین الگوی در فلفل دلمه ای ، گوجه فرنگی و توت فرنگی نیز مشاهده شد که گیاهان سایه دار باعث کاهش تعداد میوه می شوند [46،47،48].

کیفیت میوه به خواص فیزیکوشیمیایی و مواد شیمیایی آنها بستگی دارد [46] ، مانند محتوای مواد جامد محلول (SSC) ، که به غلظت کل قند و اسیدیته قابل عنوان (TA) بستگی دارد. اسیدهای آلی و به ویژه اسید مالیک و اسید سیتریک در اسیدیته میوه توت نقش دارند. نسبت بین قندها و اسیدهای آلی تعادل بین مواد جامد محلول و اسیدیته قابل عنوان را تعیین می کند ، که به نوبه خود بر طعم و مزه میوه تأثیر می گذارد.

تمشک به عنوان یک میوه کم انرژی در نظر گرفته می شود که در درجه اول از کربوهیدرات های طبیعی تشکیل شده است و فرم اصلی قند آن فروکتوز است ، ویژگی ای که میوه توت را در بین مصرف کنندگان بسیار محبوب می کند. تأثیر شرایط نوری نسبت به بستر بر غلظت کل قند در شکل 2a نشان داده شده است. گیاهان "Ruvi" در تمام شرایط آزمایش میوه هایی تولید کردند که حاوی قند کمتری در مقایسه با "Cayuga" بودند. کمترین مقادیر برای گیاهان ‘Ruvi’ که در شرایط LL و خاک رشد کرده اند بدست آمد. از نظر آماری هیچ تغییری در غلظت قند در کایگا مشاهده نشد.

​

​

Figure 2. The effect of cultivars, light intensity and substrate compositions on selected agronomic parameters. (a): Total sugar concentration. (b): Soluble solids concentrations (SSC%). (c): Titratable acidity (TA). The results were expressed as a percentage of tartaric acid equivalents. (d): Differences in the level of Maturity Index (MI). MI was calculated as SSC/TA ratio. The symbol ** indicates statistical significance (p < 0.005) among different groups (“a”).

Soluble solids content (SSC) demonstrated mixed results that were dependent on which of the cultivars was analyzed (Figure 2b). ‘Cayuga’ displayed higher SSC values under all of the tested conditions, when compared to ‘Ruvi’. Increased SSC is related to fruit firmness and results in fruits that are more convenient and desirable for processing. SSC in both cultivars showed higher correlation to light intensity than substrate conditions. Both of the cultivars showed decreased SSC values under LL conditions, regardless of the substrate. Our results agree with Lobos et al. 2009 [43], who reported that in blueberries the SSC decreased linearly with the degree of shading.

Total acids contribute to fruit quality [48,49]. The balance between soluble solids and titratable acidity determines the ratio between sugars and organic acids and fruit fla

vor [48،49،50]. همانطور که در شکل 2c نشان داده شده است ، مقادیر TA از میوه های "Cayuga" مستقل از بستر یا نور بودند. در مقابل ، ارزش TA در میوه های Ruvi تحت تأثیر بستر قرار گرفت و وقتی گیاهان در خاک / ذغال سنگ نارس کشت شدند افزایش یافت. نتایج ما نشان داد که ژنوتیپ عامل مهمی در اسیدیته میوه است. با این حال ، نور و بستر در تعدیل این پاسخ نقش دارد. اثرات عوامل محیطی زیست محیطی ، از جمله تأمین آب ، مواد معدنی ، نور و درجه حرارت ، بر تجمع اسید سیتریک و مالیک در سلولهای میوه اخیراً توسط [51] بررسی شده است.

شاخص بلوغ (MI) همچنین تحت تأثیر ژنوتیپ و شرایط کشت قرار گرفت. بالاترین مقادیر برای گیاهانی که در خاک رشد می کنند ، همانطور که در شکل 2d نشان داده شده است. شدت نور در وابستگی نزدیک به رقم ، مقادیر MI را تحت تأثیر قرار داد. "Ruvi" هنگام قرار گرفتن در معرض LL مقادیر بالاتر را نشان داد ، در حالی که در "Cayuga" مقادیر بالایی برای گیاهانی که تحت HL رشد می کنند بدست آمد. در مجموع ، نتایج نشان می دهد که گیاهان "Cayuga" هنگام قرار گرفتن در معرض نور کامل خورشید ، میوه هایی با کیفیت بالاتر تولید می کنند که از گیاهان "Rvi" با کارایی بیشتری برخوردار هستند. Lewers et al. (2010) [52] گزارش داد که طعم مطلوب در میوه ها با MI حدود 10 حاصل می شود. جمع این مشاهدات نشان می دهد که رقم "Cayuga" برای استفاده های گوناگون مانند تولید میوه های تازه و محصولات فرآوری شده. بنابراین ، به نظر می رسد که شرایط HL میوه هایی با عطر و طعم و مزه ایجاد می کند که برای مصرف مناسب است.

3.2 تأثیر ارقام ، شدت نور و ترکیبات بستر بر متابولیتهای ثانویه منتخب

پلی فنول ها ، از جمله آنتوسیانین ها و فلاونوئیدها ، و ویتامین C نقش مهمی در محافظت گیاهان با محیط زیست دارند و به کیفیت میوه کمک می کنند [53،54،55]. از دیدگاه بیوتکنولوژیک ، پلی فنول ها می توانند به عنوان منبعی برای تولید محصولات کیهانی و مواد مغذی مورد استفاده قرار گیرند [7]. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است ، اثر متقابل پیچیده ای بین ژنوتیپ ، شدت نور ، نوع بستر و متابولیسم ثانویه در هر دو رقم تمشک مشاهده شد. نتایج نشان داد که غلظت فنل کل در رقم Ruvi بیشترین مقدار را با بیشترین مقدار در شرایط LL به دست آورد (شکل 3a). فنل کل در هر شرایط نور و زیر لایه در رقم "Cayuga" ثابت ماند. آنتوسیانین ها و فلاونوئیدها از الگوی مشابهی در رقم "Rvi" پیروی کردند (شکل 3b ، c). در مقابل ، "Cayuga" مقادیر بالاتری از کل آنتوسیانین ها و فلاونوئیدها را در شرایط HL به نمایش گذاشت. این نتایج متناقض نشان می دهد که در مکانیسم های بیولوژیکی که مسئول تنظیم متابولیت های ثانویه در ارقام مربوطه هستند ، تفاوت هایی وجود دارد.

​

شکل 3. متابولیتهای ثانویه منتخب از Rubus idaeus L. ، عصاره میوه از دو رقم ("Rvi" و "Cayuga") در شرایط مختلف نور و ترکیب بستر در حال رشد است. (الف): فنلی کل (بیان شده در میلی گرم معادل اسید گالیک / گرم بافت لیوفیلیزه). (ب): آنتوسیانین های کل (بیان شده در میلی گرم از بافت لیوفیلیزه سیانیدین-3-گلوکوزید / گرم). (ج): کل فلاونوئیدها (بیان شده در میلی گرم معادل کوئرستین / گرم بافت لیوفیلیزه). (د): غلظت ویتامین C در عصاره میوه میلی گرم در 100 میلی لیتر. *** = p <0.001؛ ** = p <0.005؛ "الف" و "ب" بیانگر مقوله های مقایسه شده است.

به خوبی شناخته شده است که ویتامین C دارای خصوصیات سلامتی و سلامتی است که باعث می شود میوه توت در بین مصرف کنندگان بسیار محبوب شود. شکل 3D تأثیر شرایط نور و بستر بر غلظت ویتامین C را نشان می دهد. غلظت ویتامین C در رقم Ruvi تحت تأثیر شرایط بستر و شرایط نور قرار گرفت. به طور خاص ، شرایط LL غلظت ویتامین C را نسبت به HL کاهش داد. بستر مخلوط خاک / ذغال سنگ نارس غلظت ویتامین C را افزایش داد ، در مقایسه با بستر خاک ، صرف نظر از شدت نور. در رقم "Cayuga" ، غلظت ویتامین C تحت تأثیر شرایط نور یا بستر قرار نگرفت.

مقادیر متابولیتهای ثانویه تحت تأثیر عوامل مختلفی که باعث ایجاد استرس می شوند ، از جمله عوامل محیطی ، نور و دما است. مطالعات گسترده ای انجام شده و ثابت شده است که توت ها با تغییر بیان آرایه ای از ژنهای بیوسنتتیک زودهنگام و دیرهنگام در پوست توت ، با نور سازگار می شوند ، که منجر به افزایش محتوای پلی فنول ها ، آنتوسیانین ها و فلاونوئیدها می شود. [4،18،56 ] شرایط استرس همچنین می تواند بیوسنتز ترکیبات آنتی اکسیدانی را مجددا تنظیم کند و بنابراین برای افزایش ظرفیت کل آنتی اکسیدان ، ایجاد یک سیستم کارآمد کارآیی ROS در میوه های تمشک که در معرض شرایط استرس طولانی مدت قرار دارند. احتمالاً ، تجمع متابولیت های ثانویه و آنتی اکسیدان ها در شرایط LL ممکن است با شرایط نامطلوب مانند استرس همراه باشد ، و از این رو ، بیوسنتز متابولیت های ثانویه به نظر می رسد مربوط به "تحمل" به شدت نامطلوب خورشید در گونه های مورد بررسی باشد.

3.3 تأثیر ارقام ، شدت نور و ترکیبات بستر بر ظرفیت آنتی اکسیدانی

ظرفیت آنتی اکسیدانی کل (TAC) پارامتری است که برای ارزیابی توانایی آنتی اکسیدانی یک ترکیب خاص یا مخلوط ترکیبات مورد استفاده قرار می گیرد [57،58،59،60،61]. TAC با سه روش مکمل اندازه گیری شد: 2،2-azinobis- (3-اتیل بنزوتیازولین-6-سولفونیک اسید) (ABTS) ، 2،2-دی فنیل-1-picrylhydrazyl (DPPH) ، و آنتی اکسیدان کاهش دهنده آهن آزمون قدرت (FRAP). همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است ، عصاره های ارقام و شرایط مختلف تفاوت های زیادی در TAC نشان دادند. این تغییرات نشان می دهد که TAC در هر رقم توسط ترکیبات و مکانیسم های مختلف آنتی اکسیدانی تنظیم می شود. به عنوان مثال ، با مقایسه نتایج به تصویر کشیده شده در شکل 4 می توان دریافت که "Ruvi" ظرفیت آنتی اکسیدانی کمی بالاتر از "Cayuga" به نمایش گذاشته و هر دو ارقام در زمان رشد در خاک / ذغال سنگ نارس ، فعالیت FRAP ، DPPH و ABTS بالاتر نشان داده اند.

​

شکل 4. ظرفیت آنتی اکسیدانی کل (TAC) عصاره میوه های Rubus idaeus L. از دو رقم ("Rvi" و "Cayuga") در شرایط مختلف نور و ترکیب بستر در حال رشد است. TAC با استفاده از روش FRAP (بیان شده در میکرومول اسید اسکوربیک / گرم بافت لیوفیلیزه) (A) ، DPPH (b) و ABTS (c) اندازه گیری شد.

3.4 تأثیر ارقام ، شدت نور و ترکیبات بستر بر مهار الاستاز ، تیروزیناز و استیل کولین استراز

ترکیباتی که فعالیت مهاری را نسبت به آنزیم های تنظیم کننده پوست ، مانند الاستاز و تیروزیناز نشان می دهند ، به طور گسترده ای در درمان های پوستی و مواد آرایشی به عنوان ضد آب و سفید کننده های پوستی مورد استفاده قرار می گیرند [62،63،64،65،66]. در این زمینه ، ما پتانسیل مهاری عصاره های میوه را در فعالیت های الاستاز و تیروزیناز آزمایش کردیم. همانطور که در شکل 5a نشان داده شده است ، عصاره های میوه از "Cayuga" قدرت مهاری کم به سمت تیروزیناز را نشان می دهند در حالی که آنهایی که از گیاهان "Rvi" کشت شده در شرایط LL کشت می شوند حداکثر ظرفیت بازدارندگی را به سمت تیروزیناز و همچنین الاستاز نشان می دهند. این اثرات عصاره های میوه Ruvi صرف نظر از بستر مورد استفاده برای کشت گیاهان مشاهده شد (شکل 5B). در شکل 5c ، d ، منحنی های پاسخ دوز که برای بررسی اثر مهاری عصاره و برای اندازه گیری مقادیر IC50 (برای مثال ، غلظت مورد نیاز برای مهار نیمی از حداکثر فعالیت آنزیم استفاده شده است) نشان داده شده است. ارزیابی مهار وابسته به غلظت فعالیت های تیروزیناز و الاستاز توسط این عصاره نشان داد که مقادیر IC50 به ترتیب 0.03 ± 62/0 and 0/0 و 05/0 7 0/055 میلی گرم (شکل 5c ، d) است.

​

شکل 5. مهار تیروزیناز (الف) و الاستاز (ب) عصاره میوه Rubus idaeus L. از دو رقم ("Rvi" و "Cayuga") در شرایط مختلف نور و ترکیب بستر در حال رشد است. اثر پاسخ دوز عصاره R / LL + P بر فعالیت تیروزیناز (c) و الاستاز (d).

آنزیم استیل کولین استراز در مسیرهای کولینرژیک بی شماری در سیستم عصبی مرکزی و محیطی درگیر است [32،67]. برای تشخیص هرگونه اثرات عصبی بالقوه احتمالی ، عصاره ها برای توانایی آنها در مهار این آنزیم مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که عصاره ها هیچ اثر ضد استیل کولین استراز ندارند. این آنزیم صرف نظر از شرایط بستر یا شرایط نوری که در چرخه رشد گیاه اعمال می شود ، در برابر تیمار (جدول تکمیلی S2) کاملاً مقاوم بود.

3.5. تدوین کرم موضعی مراقبت از پوست و ارزیابی اولیه پایداری

عصاره به دست آمده از میوه های Ruvi که تحت شرایط LL در خاک / ذغال سنگ نارس کشت شده است ، دارای ظرفیت آنتی اکسیدانی بالا ، غلظت بالای فنلی ها ، فلاونوئیدها ، آنتوسیانین ها و قدرت مهاری قابل توجهی به سمت آنزیم های تیروزیناز و الاستاز است. این عصاره برای تهیه و ارزیابی کرم موضعی مراقبت از پوست در مقابل کرم کنترل دارونما (جدول S1) استفاده شده است. چندین فرمول آرایشی در بازار وجود دارد ، مانند امولسیون ، تعلیق و ژل. سیستم های امولسیون ، از جمله لوسیون ها و کرم ها ، توجه قابل توجهی را برای محصولات مراقبت از پوست به خود جلب می کنند. برای چنین محصولاتی ، امولسیون o / w به دلیل خاصیت قابل شستشو و عدم چربی بسیار محبوب است. علاوه بر این ، پس از اعمال روی پوست ، آب تبخیر می شود و بنابراین غلظت ترکیبات فعال زیستی محلول در آب در فیلم چسبنده افزایش می یابد. این باعث تقویت و تقویت جذب چنین ترکیبات فعال زیستی به پوست می شود [68]. کرم حاوی 1٪ عصاره رووی در مرحله داخلی امولسیون W / o تهیه شد. تجزیه و تحلیل پایداری اولیه برای ارزیابی پایداری کرم انجام شد (شکل 6). پس از پنج چرخه یخ زدایی (24 ساعت در فریزر ، 4 درجه سانتیگراد و 24 ساعت در دستگاه جوجه کشی ، 40 درجه سانتیگراد) ، ظاهر کرم ارزیابی شد. آزمایش سانتریفیوژ نیز به عنوان یک ارزیابی اولیه از ثبات انجام شد. هر دو کرم "رووی" و کرم پلاسبو هیچ تغییری در رابطه با ظاهر اصلی آنها (بو ، رنگ ، جدایی فاز ، اثر امولسیون بی ثبات کننده) نشان ندادند. این نتایج نشان می دهد که شرایط فرمولاسیون به درستی برقرار شده است. اندازه گیری pH شاخص مهمی از پایداری آماده سازی موضعی به ویژه در مورد کرم ها است. متوسط ​​pH پوست انسان از 5/5 تا 6 متغیر است و از این رو pH آماده سازی موضعی باید مطابق با pH پوست باشد. تجزیه و تحلیل pH (شکل 6) نشان داد که هر دو کرم مقادیر pH تقریباً ثابت را در طی چرخه آزمایش حفظ می کنند. نگهداری pH در هر دو فرمولاسیون نشان می دهد که این محصولات پایدار بوده و در طی ذخیره سازی هیچگونه تغییر شیمیایی رخ نداده است.

​

شکل 6. تجزیه و تحلیل پایداری کرم مراقبت از پوست در دمای 4 درجه سانتیگراد ، 25 درجه سانتیگراد ، 40 درجه سانتیگراد و بعد از پنج چرخش دما: 24 ساعت در 4 درجه سانتیگراد و 24 ساعت در 40 درجه سانتیگراد). (الف): ثبات pH پایه کرم (دارونما). (ب): ثبات pH خامه پر شده با عصاره R / LL + P.

4. نتیجه گیری

در کار حاضر ، یک مطالعه چند رشته ای برای بررسی کل چرخه Rubus idaeus ، L. از گیاهان به محصولاتی با کاربرد برای مصرف کنندگان نهایی انجام شد. نتایج اصلی آزمایشگاهی مطالعه ما در شکل 7 خلاصه شده است. تفاوت در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی / زیست فعال بین "Rvi" و "Cayuga" مربوط به ژنوتیپ و عوامل محیطی مانند شرایط خاک و نور است. این تعامل پیچیده بین ژنوتیپ ، شدت نور و بستر بر متابولیسم ثانویه تأثیر می گذارد و پتانسیل تغذیه ای و کیهانی بودن تمشک را تعیین می کند. به طور کلی ، "رووی" ویژگیهای زراعی و زیست فعالتری را در مقایسه با "کایگا" ارائه می دهد. گیاهان "رووی" که در شرایط LL در مخلوط خاک / ذغال سنگ نارس کشت می شوند بهترین نتیجه را با عملکرد و کیفیت میوه اندازه گیری کردند (شکل 7). در شرایط ایده آل ، میوه هایی با افزایش خواص فعال زیستی (ظرفیت بالای آنتی اکسیدان ، فنولیک ها ، فلاونوئیدها ، آنتوسیانین ها و قدرت مهاری زیاد به سمت آنزیم های تیروزیناز و الاستاز) تولید و تولید می شوند.​

شکل 7. خلاصه نتایج کلیدی آزمایش. سلولهای قرمز رنگ شرایطی را با بالاترین مقدار اندازه گیری نشان می دهند. اختصارات: ABTS: روش 2/2′-آذینو-بیس-3-اتیل بنزنتازولین-6-سولفونیک اسید روش رادیکال آزاد ACNS: آنتوسیانین ها؛ DPPH: روش مهار رادیکال آزاد α ، α-diphenyl-β-picrylhydrazyl. ال: الاستاز؛ FRAP: توانایی کاهش آهن از پلاسما. ٪ I:٪ مهار؛ MI: شاخص بلوغ (نسبت کل مواد جامد محلول / اسیدیته قابل تیتراژ ، SSC / TA). S: خاک؛ پ: مخلوط خاک / ذغال سنگ نارس؛ SSC: غلظت مواد جامد محلول؛ TA: اسیدیته قابل تیتراژ. TP: فنل های کل؛ TF: کل فلاونوئیدها. TYR: تیروزیناز.

از آنجا که مواد مغذی و مواد مغذی مقوله های اصلی در صنعت بهداشت و سلامتی هستند ، ایجاد مناسب ترین روش های زراعی برای افزایش عملکرد و محتوا برای حمایت از تولید محصولات نوآورانه جدید زیست فعال برای صنعت بهداشت و سلامتی مهم است.