تأثیر تیمار اسید آمینه L- فنیل آلانین، سلنیوم و کود بیولوژیک نیتروکسین روی برخی از ویژگی‌‌های فیزیکوشیمیایی میوه‌های گوجی بری (Lycium barbarum cv. GB1)

علوم باغبانی

مقاله 6، دوره 39، شماره 1 - شماره پیاپی 65، فروردین 1404، صفحه 107-93   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhs.2024.88862.1360

نویسندگان

سعید فتاحی سیاه کمری¹؛ ولی ربیعی¹؛ محمود شور^{* 2}؛ سیلوانا نیکولا³

¹گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

²گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

³گروه کشاورزی، دانشکده جنگل و صنایع غذایی، دانشگاه تورینو، تورینو، ایتالیا

چکیده

گوجی‌بری (Lycium barbarum cv. GB1) می­تواند منبع آنتی اکسیدان­های طبیعی برای تولید غذای انسان باشد. به‌منظور بررسی اثر تیمارهای ال- فنیل آلانین، سلنیوم و نیتروکسین، آزمایشی در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد که فاکتورهای آن شامل اسید آمینه L- فنیل آلانین (5/0، 1 و 5/1 میلی­مولار) بود. سدیم سلنات (25/0، 5/0 و 1 میلی­گرم در لیتر) و کود بیولوژیک نیتروکسین (166، 333 و 500 میکرولیتر در لیتر) در سه سطح و آب مقطر به‌عنوان شاهد استفاده شد. در پایان آزمایش، صفاتی مانند مواد جامد محلول، اسید قابل تیتراسیون، محتوای فنول کل، فلاونوئید و فعالیت آنزیم فنیل‌آلانین آمونیالیاز مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تیمارهای مورد استفاده در این آزمایش تأثیر معنی‌داری بر ویژگی‌های فیزیولوژیکی و شیمیایی گیاه گوجی بری داشتند. نتایج نشان داد که بیشترین میزان اسید قابل تیتراسیون (896/0 درصد) در نمونه­های تیمارشده با نیتروکسین در غلظت 333 میکرولیتر به‌دست آمد. بیشترین میزان (56/18 میلی­گرم در گرم) این شاخص در میوه­های تیمارشده با فنیل­آلانین در غلظت 5/1 میلی­مولار به‌دست آمد. بیشترین مقدار این شاخص در میوه­های تحت تیمار فنیل­آلانین در غلظت 1میلی­مولار به‌دست آمد که این شاخص 98/61 درصد بیشتر از میزان فلاونوئید ثبت‌شده در میوه­های گوجی­بری در شرایط شاهد به­دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که با وجود کاهش فعالیت آنزیم پلی­فنول­اکسیداز طی افزایش غلظت سلنیوم، فعالیت این آنزیم طی شرایط استفاده از سلنیوم در غلظت 1 میلی­گرم در لیتر 66/13 درصد بیشتر از فعالیت آنزیم پلی­فنل­اکسیداز در شرایط شاهد بود. با توجه به نتایج حاصل از پژوهش حاضر، استفاده از نیتروکسین در غلظت 333 میکرولیتر و فنیل آلانین در غلظت 5/1 میلی­مولار برای افزایش عملکرد و خصوصیات فیزیکوشیمیایی، در جهت ارتقاء کشاورزی ارگانیک و پایدار می­تواند قابل توصیه باشد.

کلیدواژه‌ها

اسید قابل تیراسیون؛ آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی؛ محتوای فنلی؛ مواد جامد محلول

مراجع

1. on some of the morphological and nutritional properties of globe artichoke. Iran Agricultural Research, 39(2), 47-56. (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22099/iar.2020.35209.1372
2. Arya, S.P.N. (2000). Spectrophotometric methods for the determination of vitamin C. Analytica Chimical Acta, 417, 1-14.
3. Ayala-Zavala, J.F., Wang, S.Y., Wang, C.Y., & González-Aguilar, G.A. (2004). Effect of storage temperatures on antioxidant capacity and aroma compounds in strawberry fruit. LWT-Food Science and Technology, 37(7), 687-695. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2004.03.002
4. Benlloch, M., Muriach, M., Castellano, G., Sancho-Pelluz, F.J., González-García, E., Flores-Bellver, M., & Romero, F.J. (2015). Role of Lycium barbarum extracts in retinal diseases. In Lycium Barbarum and Human Health. 153-178. Springer, Dordrecht.
5. Bora, P., Ragaee, S., & Abdel-Aal, E.S.M. (2019). Effect of incorporation of goji berry by-product on biochemical, physical and sensory properties of selected bakery products. Lebensmittel-Wissenschaft and Technologie, 112, 108225. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.05.123
6. Chassy, A.W., Douglas, O.A., Laurie, F., & Waterhouse, A.L. (2012). Tracing phenolic biosynthesis in Vitis vinifera via in situ C-13 labeling and liquid chromatography-diode-array detector-mass spectrometer/mass spectrometer detection. Analytica Chimica Acta, 747, 51-57. https://doi.org/1016/j.aca.2012.08.012
7. Dahham, A.A. (2021). The effect of nitroxin application and drought stress on growth and yield of two Persian and Iraqi celery populations. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 735, 012046. https://doi.org/1088/1755-1315/735/1/012046
8. Donno, D., Beccaro, G.L., Mellano, M.G., Cerutti, A.K., & Bounous, G. (2015). Goji berry fruit (Lycium): Antioxidant compound fingerprint and bioactivity evaluation. Journal of Functional Foods,18, 1070-1085. https://doi.org/10.1016/j.jff.2014.05.020
9. Fahramand, M., & Mobasser, H. (2013). Effect of biological fertilizer on maize. International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 6(12), 784.
10. Fatchurrahman, D., Amodio, M.L., De Chiara, M.L.V., Mastrandrea, L., & Colelli, G. (2022). Characterization and postharvest behavior of goji berry (Lycium barbarum) during ripening. Postharvest Biology and Technology, 191, 111975. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2022.111975
11. FAO. (2023) FAO STAT: Crops and Livestock Products. Available online: https://www.fao.org/faostat/en/ (accessed on 3 January 2023).
12. Feiziasl, V., Jafarzadeh, J., Pala, M., & Mosavi, S.B. (2009). Determination of critical levels of micronutrients by plant response column order procedure for dryland wheat ( aestivum L.) in Northwest of Iran. International Journal of Soil Science, 4(1), 14-26. https://doi.org/10.3923/ijss.2009.14.26
13. Fukuda, T., Yokoyama, J., & Ohashi, H. (2001). Phylogeny and biogeography of the genus Lycium (Solanaceae): inferences from chloroplast DNA sequences. Molecular Phylogenetics and Evolution, 19(2), 246-258. https://doi.org/10.1006/mpev.2001.0921
14. Gao, Y., Wei, Y., Wang, Y., Gao, F., & Chen, Z. (2017). Lycium barbarum: a traditional Chinese herb and a promising anti-aging agent. Aging and disease, 8(6), 778. https://doi.org/10.14336/AD.2017.0725
15. Ghasemzadeh-Mohammadi, V., Mohammadi, A., Hashemi, M., Khaksar, R., & Haratian, P. (2012). Microwave-assisted extraction and dispersive liquid–liquid microextraction followed by gas chromatography–mass spectrometry for isolation and determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in smoked fish. Journal of Chromatography, 1237, 30-36.‏ https://doi.org/10.1016/j.chroma.2012.02.078
16. Hajiboland, R., Rahmat, S., Aliasgharzad, N., & Hartikainen, H. (2015). Selenium-induced enhancement in carbohydrate metabolism in nodulated alfalfa (Medicago sativa) as related to the glutathione redox state. Soil Science and Plant Nutrition, 61(4), 676-687. https://doi.org/10.1080/00380768.2015.1032181
17. Heydarnazhad, R., Ghahremani, Z., Barzegar, T., & Rabiei, V. (2019). The effects of harvesting stage and chitosan coating on quality and shelf-life of Physalis angulataIranian Journal of Horticultural Science, 50(1), 173-186. (In Persian with English abstract). (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22059/ijhs.2018.250863.1389
18. Jalil Sheshbahreh, M., Movahhedi Dehnavi, M., Salehi, A., & Bahreininejad, B. (2022). Nitroxin improves yield and phenol compound of purple coneflower (Echinaceae purpurea) root under different irrigation regimes. Journal of Organic Farming of Medicinal Plants, 1(1), 18.
19. Kafkaletou, M., Christopoulos, M.V., Tsaniklidis, G., Papadakis, I., Ioannou, D., Tzoutzoukou, C., & Tsantili, E. (2018). Nutritional value and consumer-perceived quality of fresh goji berries (Lycium barbarum and L. chinense L.) from plants cultivated in Southern Europe. Fruits, 73(1), 5-12. | https://doi.org/10.17660/th2018/73.1.1|©ISHS2018
20. Kader, M.A., Mian, M.H., & Hoque, M.S. (2002). Effects of Azotobacter inoculant on the yield and nitrogen uptake by wheat. Journal of Biological Sciences, 2(4), 259-261.
21. Kaijv, M., Sheng, L., & Chao, C. (2006). Antioxidation of flavonoids of green rhizome. Food Science, 27, 110-115.
22. Konarska, A. (2018). Microstructural and histochemical characteristics of Lycium barbarum fruits used in folk herbal medicine and as functional food. Protoplasma, 255(6), 1839-1854.
23. Kovacs, K., Banoczi, G., Varga, A., Szabo, I., Holczinger, A., Hornyanszky, G., Zagyva, I., Paizs, C., Vertessy, B.G., & Poppe, L. (2014). Expression and properties of the highly alkalophilic phenylalanine ammonia-lyase of thermophilic Rubrobacter xylanophilus. PLoS One, 9(1), p.e85943. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085943
24. Krizek, D.T., Britz, S.J., & Mirecki, R.M., (1998). Inhibitory effects of ambient levels of solar UV-A and UV-B radiation on growth cv. New Leaf Fire lettuce. Physiologia Plantarum, 103, 17. https://doi.org/10.1034/j.1399-3054.1998.1030101.x
25. Kubota, N., Yakushiji, H., Nishiyama, N., Mimura, H., & Shimamura, K. (2001). Phenolic contents and L-phenylalanine ammonia-lyase activity in peach fruit. Horticultural Science, 70, 151-156.
26. Kulczyński, B., & Gramza-Michałowska, A. (2016). Goji berry (Lycium barbarum): Composition and health effects–a review. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 66(2), 67-75. https://doi.org/10.1515/pjfns-2015-0040
27. Luo, Q., Cai, Y., Yan, J., Sun, M., & Corke, H. (2004). Hypoglycemic and hypolipidemic effects and antioxidant activity of fruit extracts from Lycium barbarum. Life Sciences, 76(2), 137-149. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2004.04.056
28. Merajipoor, M., Movahhedi Dehnavi, M., Salehi, A., & Yadavi, A. (2020). Physiological responses of black cumin to chemical and biological nitrogen fertilizers under different irrigation regimes. Journal of Agricultural Science and Technology, 22(4), 1023-1037.
29. Mocan, A., Moldovan, C., Zengin, G., Bender, O., Locatelli, M., Simirgiotis, M., Atalay, A., Vodnar, D.C., Rohn, S., & Crișan, G. (2018). UHPLC-QTOF-MS analysis of bioactive constituents from two Romanian goji (Lycium barbarum) berries cultivars and their antioxidant, enzyme inhibitory, and real-time cytotoxicological evaluation. Food and Chemical Toxicology, 115, 414-424. https://doi.org/10.1016/j.fct.2018.01.054
30. Moghimi, F., & Yousefi Rad, M. (2013). The effects of nitroxin (Azotobacter) usage on yield and yield components of safflower (cv.Goldasht) in the presence of EDTA. Journal of Plant Ecophysiology, 5(13), 39-47.
31. Mohammadpour Vashvaei, R., Ramroudi, M., & Fakheri, B.A. (2017). Effects of drought stress and bio-fertilizer inoculation on quantitative and qualitative characteristics of Marian thistle (Silybum marianum). Journal of Agroecology, 9(1), 31-49. https://doi.org/10.22067/jag.v9i1.32650
32. Navarro-Alarcon, M., & Cabrera-V.C. (2008). Selenium in food and the human body. A Review Science of the Total Environment, 400, 115–141. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2008.06.024
33. Oğuz, I., Oğuz, H.I., Vural, A.A., & Kafkas, N.E. (2022). Goji berry (spp.) cultivation in Turkey. In Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact, and Applied Sciences. 76(4), 409-416
34. Owusu-Sckyere, A., Konttuyi, J., Hajiboland, R., Rahmat, S., Aliasgharzad, M., Hartikaninen, H., & Seppanen, M.M. (2013). Influence of selenium (Se) on carbohydrate metabolism, nodulation and growth in alfalfa (Medicago sativa L.). Plant and Soil, 373, 541–552.
35. Pakkish, Z., & Mohammadrezakhani, S. (2021). Quality characteristics and antioxidant activity of the mango (Mangifera indica) fruit under arginine treatment. Journal of Plant Physiology and Breeding, 11(1), 63-74.
36. Pilon-Smits, E.A. (2019). On the ecology of selenium accumulation in plants. Plants, 8(7), 197.
37. Portu, J., Gonzalez-Arenzana, L., Hermosín-Gutiérrez, I., Santamaría, P., & GardeCerdan, T. (2015). Phenylalanine and urea foliar applications to grapevine: Effect on wine phenolic content. Food Chemistry, 180, 55-63. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.02.008
38. Radyuk, M.S., Domanskaya, I.N., Shcherbakov, R.A., & Shalygo, N.V. (2009). Effect of low above-zero temperature on the content of low-molecular antioxidants and activities of antioxidant enzymes in green barley leaves. Russian Journal of Plant Physiology, 56, 175-180.
39. Sánchez-Moreno, C., Larrauri, J.A., & Saura‐Calixto, F. (1999). Free radical scavenging capacity of selected red, rose and white wines. Journal of the Science of Food and Agriculture, 79, 1301-1304. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0010
40. Santamaría, P., López, R., Portu, J., González-Arenzana, L., López-Alfaro, I., & Garde-Cerdán, T. (2015). Role of Phenylalanine in Viticulture and Enology. Phenylalanine, Dietary, sources, functions and health effects. Nova Publisher, New York. 49-70.
41. Shah, T., Bule, M., & Niaz, K. (2019). Goji Berry (Lycium barbarum)-A Superfood. In Nonvitamin and Nonmineral Nutritional Supplements. Academic Press. pp. 257-264. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812491-8.00037-0
42. Singleton, V.L., & Rossi, J.A. (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16(3), 144-158. https://doi.org/10.5344/ajev.1965.16.3.144
43. Turakainen, M., Hartikainen, H., & Seppänen, M.M. (2004). Effects of selenium treatments on potato (Solanum tuberosum) growth and concentrations of soluble sugars and starch. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(17), 5378-5382.‏ https://doi.org/10.1021/jf040077x
44. Tzin, V., & Galili, G. (2010). New insights into the shikimate and aromatic amino acids biosynthesis pathways in plants. Molecular Plant, 3(6), 956-972.‏
45. Vessey, J.K. (2003). Plant growth promoting Rhizobacteria as biofertilizers. Plant and Soil, 255, 571–586.
46. Vidović, B.B., Milinčić, D.D., Marčetić, M.D., Djuriš, J.D., Ilić, T.D., Kostić, A.Ž., & Pešić, M.B. (2022). Health benefits and applications of goji berries in functional food products development: A review. Antioxidants, 11(2), 248.
47. Wang, F., Sun, Y., & Shi, Z. (2019). Arbuscular mycorrhiza enhances biomass production and salt tolerance of sweet sorghum. Microorganisms, 7(9), 289.  https://doi.org/10.3390/microorganisms7090289
48. Wang, Y., Wang, J., Chang, H., Ni, X., Tian, Y., & Qin, B. (2011). Flowering biology of Lycium barbarum NQ-2. Bulletin of Botanical Research, 31(3), 330-335.
49. White, P.J., Bowen, H.C., Parmaguru, P., Fritz, M., Spracklen, W.P., Spiby, R.E., Meacham, M.C., Mead, A., Harriman, M., Trueman, L.J., & Smith, B.M. (2004). Interactions between selenium and sulphur nutrition in Arabidopsis thaliana. Journal of Experimental Botany, 55(404), 1927-1937. https://doi.org/10.1093/jxb/erh192
50. Yadav, S.K., Singh, L., Singh, D., & Han, S.D. (2005). Selenium status in soil of northern districts of India. Journal Environ Manage, 75(2), 129-32. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2004.11.013
51. Zahedyan, A., Jahromi, A.A., Zakerin, A., Abdossi, V., & Torkashvand, A.M. (2022). Nitroxin bio-fertilizer improves growth parameters, physiological and biochemical attributes of cantaloupe (Cucumis melo) under water stress conditions. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 21(1), 8-20. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2021.06.017
52. Zarea, M.J., Ghalavand, A., Goltapeh, E.M., Rejali, F., & Zamaniyan, M. (2009). Effects of mixed cropping, earthworms (Pheretima), and arbuscular mycorrhizal fungi (Glomus mosseae) on plant yield, mycorrhizal colonization rate, soil microbial biomass, and nitrogenase activity of free-living rhizosphere bacteria. Pedobiologia, 52(4), 223-235. https://doi.org/10.1016/j.pedobi.2008.10.004