VLIV PĚSTEBNÍCH PODMÍNEK NA SPECIACI SELENU V TKÁNÍCH ŘEPKY OLEJKY

Význam tématu

Rostlinná fortifikace selenu představuje efektivní způsob, jak zvyšovat přísun tohoto stopového prvku v potravním a krmivovém řetězci. Řepka olejka má schopnost akumulovat selen z listové aplikace, což otevírá možnosti přirozené biofortifikace potravin i obohacení krmiv pro živočichy. Speciační analýza selenu v rostlinných tkáních umožňuje sledovat jeho chemické formy, které zásadně ovlivňují biologickou dostupnost a účinnost fortifikace.

Cíle a přehled studie

Práce se zaměřila na:

• Stanovení vlivu foliární aplikace seleničitanu sodného (50 g Se/ha) na obsah a formy selenu v nadzemní biomase řepky olejky (Brassica napus L.).
• Srovnání dvou komerčních kultivarů (Sitro a NK Oktans) pěstovaných ve třech odlišných půdních a klimatických oblastech ČR (luvisol, hnědozem, kambizem).
• Speciační analýzu hlavních anorganických a organických forem selenu v rostlinných extraktech.

Použitá metodika a instrumentace

Enzymatická hydrolýza vzorků:

• Proteasa XIV, 37 °C, 22 h, pufr Tris-HCl pH 7,5
• Odstředění a filtrace (0,45 μm)

Chromatografická separace a detekce:

• RP-HPLC kolona Purospher STAR RP-8e (250×4,6 mm, 5 μm)
• Mobilní fáze: butansulfonát/tetramethylammonium/methanol, pH 5
• On-line spojení s ICP-MS

Celkový obsah selenu:

• Rozklad vzorků HNO₃ v mikrovlnném zařízení
• ICP-MS ELAN DRC-e (PerkinElmer) s dynamickou reakční celou

Instrumentace:

• Spektrometr ICP-MS PerkinElmer ELAN DRC-e
• HPLC systém Series 200 s injektorem Rheodyne 50 μl
• Mikrovlnný trávicí systém UniClever

Hlavní výsledky a diskuse

Fortifikované rostliny vykázaly průměrný celkový obsah selenu 0,637 mg kg⁻¹ oproti 0,169 mg kg⁻¹ u kontrolních vzorků. Speciační analýza odhalila u fortifikovaných rostlin pět forem: SeVI, SeCys₂, Se-methylselenocystein, neznámou organickou formu a SeMet. Kontrolní rostliny obsahovaly čtyři formy bez detekce SeMet. Statistické testy (Studentův t-test) potvrdily významné zvýšení obsahu organických forem a celkového selenu po aplikaci seleničitanu, zatímco inorganický SeVI zůstal na srovnatelné úrovni, což naznačuje účinnou redukci a inkorporaci do organických sloučenin. Kultivary Sitro a NK Oktans nevykazovaly statisticky významné rozdíly v obsahu a specii selenu. Analýza rozptylu pro různé pěstební oblasti prokázala, že typ půdy a podmínky stanoviště významně ovlivňují proporce jednotlivých forem selenu, ale nikoli celkový obsah prvku.

Přínosy a praktické využití metody

Metodika on-line RP-HPLC-ICP-MS nabízí citlivé a selektivní stanovení anorganických i organických forem selenu, které je klíčové pro:

• Optimální navrhování fortifikačních postupů v polním agrotechnickém provozu.
• Monitorování zdravotního stavu rostlin a kvality krmiv.
• Kontrolu bezpečnosti potravin a doplňků stravy obohacených selenem.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj budoucích aplikací se zaměří na:

• Širší spektrum rostlinných druhů a kultivarů pro biofortifikaci selenu.
• Pokročilé spektrometrické techniky pro odhalení dalších minoritních Se forem.
• Integrované přístupy kombinující genetické metody a půdní úpravy k maximální kontrole formy a množství selenu.

Závěr

Foliární aplikace seleničitanu sodného významně zvýšila celkový obsah selenu v řepce olejce a podpořila tvorbu biologicky aktivních organických forem, zejména selenomethioninu. Metoda kombinující enzymatickou hydrolýzu, RP-HPLC a ICP-MS prokázala vysokou výtěžnost a spolehlivost při speciační analýze rostlinných vzorků. Výsledky potvrzují, že pěstební podmínky ovlivňují profily Se forem, ale neovlivňují zásobení rostlin celkovým obsahem selenu.

Reference

1. Clough R., Harrington C. F., Hill S. J., Madrid Y., Tyson J. F.: J. Anal. At. Spectrom. 28 (2013) 1153
2. Maseko T., Callahan D. L., Dunshea F. R., Doronila A., Kolev S. D., Ng K.: Food Chem. 141 (2013) 3681
3. Zima T., Tesař V., Mestek O., Němeček K.: Blood Purif. 17 (1999) 187
4. Zwolak I., Zaporowska H.: Cell Biol. Toxicol. 28 (2012) 31
5. Irons R., Carlson B. A., Hatfield D. L., Davis C. D.: J. Nutr. 136 (2006) 1311
6. Pyrzynska K.: Food Chem. 114 (2009) 1183
7. Dumont E., Vanhaecke F., Cornelis R.: Anal. Bioanal. Chem. 385 (2006) 1304
8. Mehdi Y., Hornick J. L., Istasse L., Dufrasne I.: Molecules 18 (2013) 3292
9. Poláková Š.: Obsah selenu v zemědělských půdách ČR. ÚKZUZ Brno 2010
10. Seppänen M. M., Kontturi J., Heras I. L., Madrid Y., Cámara C., Hartikainen H.: Plant Soil 337 (2010) 273
11. Balán J., Vosmanská M., Száková J., Mestek O.: Chem. Listy 108 (2014) 256
12. Vašák J., Bečka D., Mikšík V.: Úroda 58 (2010) 25