Indikatori Kontaminacije Semena Kukuruza (Zea Mays L.) Aflatoksinima

• Main Author: Bartolić, Dragana D
• Format: Dissertation
• Language: Serbian
• Published: ProQuest Dissertations & Theses 01-01-2022
• Subjects: Agronomy; Food contamination & poisoning; Food Science; Free radicals; Lignin; Polyamines; Polymer chemistry; Scientific imaging; Seeds
• ISBN: 9798383300312

Predmet istraživanja ove doktorske disertacije je praćenje indikatora kvaliteta semena kukuruza (Zea mays L.) kontaminiranog aflatoksinima, u zavisnosti od koncentracije aflatoksina prisutnog u semenu. Kako se kukuruz široko koristi u ljudskoj i životinjskoj ishrani, naučne studije o sadržaju i interakciji mikotoksina u semenima poljoprivrednih kultura su intenzivirana u poslednjoj deceniji. U okviru ove disertacije proučena je veza između nivoa kontaminacije semena kukuruza i marker molekula fenolnog tipa, ukupnog sadržaja i distribucije slobodnih organskih radikala, sadržaja metala, kao i fluorescentnog emisionog profila semena kukuruza. Fokus ovog istraživanja bio je na aflatoksinu B1 (AFB1), jednom od najštetnijih prirodnih kontaminanta koji se mogu naći u semenu kukuruza. Utvrđeno je da aflatoksini dovode do ozbiljnih zdravstvenih problema kod ljudi i životinja, kao i do ogromnih ekonomskih gubitaka, kao posledica smanjenja kvaliteta semena kao stočne hrane i izvozne prehrambene robe. Prvi deo disertacije predstavlja hemijsku karakterizaciju semena kukuruza različitog nivoa kontaminacije aflatoksinom. Ultraefikasnom tečnom hromatografijom sa hibridnim masenim detektorom visoke rezolucije, koji kombinuje linearni trap-kvadrupol i orbitrap maseni analizator (UHPLC–LTQOrbiTrapXL MS), određen je fenolni profil metanolnih ekstrakata i hidrolizata ispitivanih semena. Nadalje, kvalitativna i kvantitativna analiza odabranih fenolnih jedinjenja je urađena pomoću reverzno-fazne visoko-efikasne tečne hromatografije sa ultravioletnim detektorom sa više dioda (DAD) i masenim detektorom sa jednim analizatorom (engl. single quadrupole) i elektrosprej jonizacionim (ESI) izvorom (RP-HPLC–DAD ESI–MS). Rezultati pokazuju da su konjugati poliamina (hidroksicinamični kiseli amidi) i fenolne kiseline (ferulinska i p-kumarinska), redom, dominantna jedinjenja u metanolnim ekstraktima i hidrolizatima ispitivanih uzoraka. Utvrđeno je da sadržaj i odnos specifičnih fenolnih jedinjenja zavisi od koncentracije aflatoksina u semenu. Po prvi put, u ovoj studiji, je ustanovljena dozno-zavisna veza između odnosa zbira konjugata putrescina i spermidina i koncentracije AFB1. Rezultati dobijeni primenom UV-VIS spektrofotometrije potvrđuju postojanje dvofaznog odgovora semena na proučavani toksin. Pri višim nivoima kontaminacije u spoljašnjim frakcijama semena, utvrđen je veći sadržaj lignina, kao i veća količina jedinjenja koja se u literaturi označavaju kao markeri procesa lignifikacije, upućujući na jedan od mehanizama zaštite semena.Primenom indukovano kuplovane plazme sa optičkom emisionom spektrometrijom (ICP–OES) i masenom spektrometrijom (ICP–MS), određen je sadržaj mikro- i makroelemenata. Dobijeni rezultati pokazuju veći sadržaj Zn i Mn u semenima višeg nivoa kontaminacije, u poređenju sa kontrolom i nisko kontaminiranim uzorcima. Na matrice HPLC i ICP podataka, primenjena je analiza glavnih komponenti (engl. Principal component analysis, PCA) u cilju diskriminacije semena različitih nivoa kontaminacije aflatoksinom, kao i za pronalaženje mogućih markera kontaminacije. Elektronska paramagnetna rezonantna (EPR) spektroskopija iskorišćena je za proučavanje sadržaja slobodnih organskih radikala u proučavanim uzorcima. Utvrđene su razlike u koncentraciji ovih radikala između spoljašnje i unutrašnje frakcije, kao i varijacije u pogledu nivoa kontaminacije.Procena redoks statusa u ispitivanim semenima urađena je EPR imidžingom sa spinskim probama. Dobijeni rezultati daju doprinos razumevanju slobodno–radikalskog metabolizma i redoks statusa kontaminiranih semena.