ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2020-2-82-86ovoshchi-1039Research ArticleАГРОХИМИЯAGROCHEMISTRYАнтиоксидантный статус сельдерея (Apium graveolens L.)Antioxidant status of celery (Apium graveolens L.)https://orcid.org/0000-0003-2775-9140ХарченкоВ. А.KharchenkoV. A.

14, Selectsionnaya str., VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, Russia, 143072

МолдованА. И.MoldovanA. I.

143072, Россия, Московская область, Одинцовский район, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14  

14, Selectsionnaya str., VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, Russia, 143072 

https://orcid.org/0000-0003-1803-9168ГолубкинаН. А.GolubkinaN. A.

доктор с.-х. наук, главный научный сотрудник

143072, Россия, Московская область, Одинцовский район, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14 

14, Selectsionnaya str., VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, Russia, 143072 

segolubkina45@gmail.comКошеваровА. А.KoshevarovA. A.

143072, Россия, Московская область, Одинцовский район, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14  

Junior Researcher of laboratory-analytical department

14, Selectsionnaya str., VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, Russia, 143072 

https://orcid.org/0000-0002-7301-8151КарузоД.CarusoG.

доктор с.-х. наук, проф.

Неаполь 80055, Италия

Portici (Naples), Italy, 80055

gcaruso@unina.itФедеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр овощеводства" (ФГБНУ ФНЦО)РоссияFederal State Budgetary Scientific Institution Federal Scientific Vegetable Center (FSBSI FSVC)Russian FederationНеаполитанский университет им. Федерико IIИталияDepartment of Agricultural Sciences, University of Naples Federico IIItaly202011052020028286Copyright © Харченко В.А., Молдован А.И., Голубкина Н.А., Кошеваров А.А., Карузо Д., 20202020Харченко В.А., Молдован А.И., Голубкина Н.А., Кошеваров А.А., Карузо Д.Kharchenko V.A., Moldovan A.I., Golubkina N.A., Koshevarov A.A., Caruso G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vegetables.su/jour/article/view/1039Актуальность

Актуальность. Лекарственные свойства сельдерея (Apium graveolens L.) в значительной степени связаны с высоким антиоксидантным статусом растений.

Методы и результаты

Методы и результаты. Сравнительная оценка накопления полифенолов, аскорбиновой кислоты, флавоноидов и фотосинтетических пигментов листовыми, черешковыми и корневыми разновидностями  сельдерея, выращенными в одинаковых условиях на экспериментальных полях ФГБНУ ФНЦО, позволила выявить ряд закономерностей, характерных для каждой разновидности. Показано, что антиоксидантная активность семян, листьев, черешков составляет соотношение 2,7:1,74:1 – у листовой, 2.88:1.99:1 – у черешковой разновидностей, а у корневого сельдерея антиоксидантная активность семян, листьев, корнеплодов, черешков определяется соотношением 3,66:2,78:1,42:1. При практически одинаковом содержании аскорбиновой кислоты в листьях независимо от разновидности сельдерея концентрация витамина С в листьях и черешках составляет в соотношении (5,31-5,57):1 – для листовой и черешковой разновидностей, в то время как для корневой уровни витамина С в листьях, корнеплодах, черешках характеризуются соотношением 8,1:1,1:1. Распределение полифенолов в системе семена: листья: корнеплоды: черешки у корневого сельдерея соответствует соотношению 1,77:1,77:1,33:1, в то время как длячерешкового сельдерея соотношение уровней полифенолов листья/черешки достигает 1,86:1, а для листового – 1,64:1. У листового сельдерея уровень полифенолов в семенах в 1,4-1,5 раз ниже, чем в листьях, в отличие от черешковой и корневой форм сельдерея с одинаковыми уровнями полифенолов в семенах и листьях. Соотношение содержания флавоноидов листья/черешки максимально у сорта Эликсир (2,87) и у сорта Атлант (2,41). У корневой разновидности и листового сельдерея сорта Самурай этот показатель находится в пределах 1,54-1,71. Максимальный уровень хлорофиллов a и b наблюдается у корневого сельдерея. Антиоксидантная  система сельдерея характеризовалась положительными взаимосвязями между уровнями накопления аскорбиновой кислоты, флавоноидов, полифенолов, цинка и общей антиоксидантной активностью, а также между соотношением антиоксидантной активности семян/черешков и листьев/черешков (r=+0,99; P<0,001) и отрицательной корреляцией между содержанием хлорофилла в листьях и уровнем накопления полифенолов и флавоноидов. Выявлена высокая пищевая ценность листьев корневого сельдерея.

Relevance. Medicinal properties of celery (Apium graveolens L.) are connected to the most extent to high antioxidant status of plants.

Material, methods and results. Comparative evaluation of polyphenols, ascorbic acid, flavonoids and photosynthetic pygments by leafy, stalk and root celery types, grown in similar conditions on experimental fields of Federal Scientific Center of Vegetable Production revealed several peculiarities, typical to each form. Antioxidant activity (AOA) of seeds, leaves and petioles composed a ratio: 2.7:1.74:1 for leafy form, 2.88:1.99:1 for stalk form, while root celery AOA of seeds, leaves, roots and petioles was characterized by a ratio 3.66:2.78:1.42:1. With practically no differences in leaves ascorbic acid content between different celery forms leaves:petioles ratio for ascorbic acid reached (5.31-5.57):1 for leafy and stalk forms whereas vitamin C distribution between leaves, roots and petioles of root celery was characterized by a ratio 8.1:1.1:1. Phenolics seeds:leaves:roots:petioles accumulation ratio for root celery was equal to 1.77: 1.77: 1.33:1, whereas leaves/petioles distribution of phenolicss in stalk andleafy forms reached 1.86:1 and 1.64:1 accordingly. Polyphenols content in seeds of leafy celery was 1.4-1.5 times lower than in leaves, contrary to stalk and root celery with equal concentrations of phenolics in seeds and leaves. Leaves/petioles ratio of flavonoids was the highest for Elixir (2.87) and Atlant culivars (2.41). Root and leafy celery Samuray cv demonstrated 1.54-1.71 appropriate values. The highest chlorophyll a and b content was typical for root celery. Celery antioxidant system was characterized by positive correlations between ascorbic acid, flavonoids, phenolics, zinc and total AOA and also between the AOA ratio seeds/petioles and leaves/petioles (r=+0.99; P<0.001) and a negative correlation between chlorophyll and phenolics and flavonoids accumulation levels. High nutritional significance of root celery leaves was estimated.

сельдерейантиоксидантная активностьаскорбиновая кислотаполифенолыфлавоноидыхлорофиллceleryantioxidant activityascorbic acidpolyphenolsflavonoidschlorophyllReferencesГолубкина, Н.А., Кекина, Е.Г., Молчанова, А.В., Антошкина, М.С., Надежкин, С.М., Солдатенко, А.В. Антиоксиданты растений и методы их определения. М.: Изд-во ФГБНУ ФНЦО. 2018. 66 р.Golubkina, N.A., Kekina, E.G., Molchanova, A.V., Antoshkina, M.S., Nadezhkin, S.M., Soldatenko, A.V. Plant antioxidants and methods for their determination. M., 2018. 66 p. (In Russ.)Голубкина, Н.А., Харченко, В.А., Молдoван, А.И., Заячковский, В.А., Степанов, В.А., Солдатенко, А.В. Генетические особенности накопления макро- и микроэлеменнтов корнеплодами сельдерея (Apium graveolens L.) и пастернака (Pastinaca sativa L.). Микроэлементы в медицине. 2020;21(1):28−38.Golubkina, N.A., Kharchenko, V.A., Moldovan, A.I., Zayachkovsky, V.A., Stepanov, V.A., Soldatenko, A.V. Genetic features of the accumulation of macro- and microelements by root crops of celery (Apium graveolens L.) and parsnip (Pastinaca sativa L.). Trace elements in medicine. 2020;21(1):28−38. (In Russ.)Иванова, М.И., Бухаров, А.Ф., Кашлева, А.И., Балеев, Д.Н. Основные тенденции в селекции сельдерея корневого. Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков. 2017: 67-76.Ivanova, M.I., Bukharov, A.F., Kashleva, A.I., Baleev, D.N. The main trends in the selection of root celery. Agricultural sciences and agribusiness at the turn of the century. 2017: 67-76. (In Russ.)Кидин В.В. Практикум по агрохимии- М., Колос. 2008.Kidin V.V. Workshop on Agricultural Chemistry. M., Kolos. 2008. (In Russ.)AOAC. The Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical. 2012.AOAC. The Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical. 2012.Gelodar, G., Nazify, H.A.S. Effect of celery, apple tart and carrots on some biochemical parameters in diabetic rats. J. Kerman Univ. Med. Sci. 1997;3(40):114-119.Gelodar, G., Nazify, H.A.S. Effect of celery, apple tart and carrots on some biochemical parameters in diabetic rats. J. Kerman Univ. Med. Sci. 1997;3(40):114-119.Golubkina, N.A., Seredin, T.M., Antoshkina, M.S., Kosheleva, O.V., Taliban, G.C., Caruso, G. Yield, Quality, Antioxidants and Elemental Composition of New Leek Cultivars under Organic or Conventional Systems in a Greenhouse. Adv.Hort. Sci. 2019;33(2):263-270. DOI: 10.13128/has-24219.Golubkina, N.A., Seredin, T.M., Antoshkina, M.S., Kosheleva, O.V., Taliban, G.C., Caruso, G. Yield, Quality, Antioxidants and Elemental Composition of New Leek Cultivars under Organic or Conventional Systems in a Greenhouse. Adv.Hort. Sci. 2019;33(2):263-270. DOI: 10.13128/has-24219.Ibrahim, M.H., Jaafar, H.Z.E., Rahmat, A., Rahman, Z.A. The Relationship between Phenolics and Flavonoids Production with Total Non Structural Carbohydrate and Photosynthetic Rate in Labisia pumila Benth. under High CO2 and Nitrogen Fertilization. Molecules. 2011; (16):162-174. doi:10.3390/molecules16010162Ibrahim, M.H., Jaafar, H.Z.E., Rahmat, A., Rahman, Z.A. The Relationship between Phenolics and Flavonoids Production with Total Non Structural Carbohydrate and Photosynthetic Rate in Labisia pumila Benth. under High CO2 and Nitrogen Fertilization. Molecules. 2011; (16):162-174. doi: 10.3390/molecules16010162Jakovljevic, V., Raskovic, A., Popovic, M., Sabo, J. The effect of celery and parsley juices on pharmacodynamic activity of drugs involving cytochrome P450 in their metabolism. Eur J Drug Metab Pharmacokinet. 2002;27:153–156. https://doi.org/10.1007/BF03190450Jakovljevic, V., Raskovic, A., Popovic, M., Sabo, J. The effect of celery and parsley juices on pharmacodynamic activity of drugs involving cytochrome P450 in their metabolism. Eur J Drug Metab Pharmacokinet. 2002;27:153–156. https://doi.org/10.1007/BF03190450Karnick, C.R. Pharmacopoeial standards of herbal plants. 1994. Vol. I Sri Satguru Publications.Karnick, C.R. Pharmacopoeial standards of herbal plants. 1994. Vol. I Sri Satguru Publications.Khare, C.P. Indian Medicinal Plants. New Delhi, India. Springer. 2007.Khare, C.P. Indian Medicinal Plants. New Delhi, India. Springer. 2007.Kooti, W., Ali-Akbari, S., Asadi-Samani, M., Ghadery, H., Ashtary-Larky, D. A review on medicinal plant of Apium graveolens. Adv. Herb. Med. 2014(a);1(1):48-59.Kooti, W., Ali-Akbari, S., Asadi-Samani, M., Ghadery, H., Ashtary-Larky, D. A review on medicinal plant of Apium graveolens. Adv. Herb. Med. 2014(a);1(1):48-59.Kooti, W., Mansouri, E., Ghasemiboroon, M., Harizi, M., Ashtary-Larky, D., Afrisham, R. The effects of hydroalcoholic extract of Apium graveolens leaf on the number of sexual cells and testicular structure in rat.Jundishapur. J Nat Pharm Prod. 2014(b);9(4):e17532.Kooti, W., Mansouri, E., Ghasemiboroon, M., Harizi, M., Ashtary-Larky, D., Afrisham, R. The effects of hydroalcoholic extract of Apium graveolens leaf on the number of sexual cells and testicular structure in rat.Jundishapur. J Nat Pharm Prod. 2014(b);9(4):e17532.Lans, C.A. Ethnomedicines used in Trinidad and Tobago for urinary problems and diabetes mellitus. J. Ethnobiol. Ethnomed. 2006;(2):45.Lans, C.A. Ethnomedicines used in Trinidad and Tobago for urinary problems and diabetes mellitus. J. Ethnobiol. Ethnomed. 2006;(2):45.Li, J., Zang, J., Xiao, L. Optimization of the Extraction Conditions of Celery Flavonoids by Response Surface Methodolog. J Anhui Agri. Sci.Li, J., Zang, J., Xiao, L. Optimization of the Extraction Conditions of Celery Flavonoids by Response Surface Methodolog. J Anhui Agri. Sci.;40(5):2687–2689.2012;40(5):2687–2689.Lichtenthaler, H.K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomem-branes. Methods Enzymol. 1985;148:350–382.Lichtenthaler, H.K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomem-branes. Methods Enzymol. 1985;148:350–382.Ma, J-Z., Zhang, M., Liu, Z-G., Wang, M., Sun, Y., Zheng, W-K., Lu, H. Copper-based-zinc-boron foliar fertilizer improved yield, quality, physiological characteristics, and microelement concentration of celery (Apium graveolens L.). Envir. Poll. Bio. 2019;31(1):261-271. DOI: 10.1080/26395940.2019.1668859Ma, J-Z., Zhang, M., Liu, Z-G., Wang, M., Sun, Y., Zheng, W-K., Lu, H. Copper-based-zinc-boron foliar fertilizer improved yield, quality, physiological characteristics, and microelement concentration of celery (Apium graveolens L.). Envir. Poll. Bio. 2019;31(1):261-271. DOI: 10.1080/26395940.2019.1668859Malhotra, S. K. Celery. Chapter 18 in 'Handbook of herbs and spices'.2006 ed. K.V.Peter, Woodhead Publishing Ltd, Cambridge, England, 317-333.Malhotra, S. K. Celery. Chapter 18 in 'Handbook of herbs and spices'.2006 ed. K.V.Peter, Woodhead Publishing Ltd, Cambridge, England, 317-333.Marzouni, H. Z., Daraei, N., Sharafi-Ahvazi, N., Kalani, N., Kooti, W. The effects of aqueous extract of celery leaves (Apium graveolens) on fertility in female rats. W. J. Pharm. Pharm. Sci. 2016;5(5):1710-1734. DOI: 10.20959/wjpps20165-6823Marzouni, H. Z., Daraei, N., Sharafi-Ahvazi, N., Kalani, N., Kooti, W. The effects of aqueous extract of celery leaves (Apium graveolens) on fertility in female rats. W. J. Pharm. Pharm. Sci. 2016;5(5):1710-1734. DOI: 10.20959/wjpps20165-6823Maximova, T.V., Nikulina, I.N., Pakhomov, V.P.,Shkarina, H.I., Chumakova, Z.V., Ar-zamastsev, A.P. Method of antioxidant activity determination. RU Patent 2001;( 2)170: 930.Maximova, T.V., Nikulina, I.N., Pakhomov, V.P.,Shkarina, H.I., Chumakova, Z.V., Ar-zamastsev, A.P. Method of antioxidant activity determination. RU Patent 2001;( 2)170: 930.Mencherini, T., Cau, A., Bianco, G., Della, L.R., Aquino, R.P., Autore, G. An extract of Apium graveolens var. dulce leaves: structure of the major constituent, apiin, and its anti-inflammatory properties. J. Pharm. Pharmacol. 2007;59(6):891-897.Mencherini, T., Cau, A., Bianco, G., Della, L.R., Aquino, R.P., Autore, G. An extract of Apium graveolens var. dulce leaves: structure of the major constituent, apiin, and its anti-inflammatory properties. J. Pharm. Pharmacol. 2007;59(6):891-897.Momin, R.A., Nair, M.G. Mosquitocidal, Nematicidal, and Antifungal Compounds from Apium graveolens L. Seeds. J. Agric. Food Chem. 2001;49(1):142-145. https://doi.org/10.1021/jf001052aMomin, R.A., Nair, M.G. Mosquitocidal, Nematicidal, and Antifungal Compounds from Apium graveolens L. Seeds. J. Agric. Food Chem. 2001;49(1):142-145. https://doi.org/10.1021/jf001052aNadkarni, K.M. Indian Materia Medica. 2nd ed. Mumbai, India. Popular Prakashan. 2010.Nadkarni, K.M. Indian Materia Medica. 2nd ed. Mumbai, India. Popular Prakashan. 2010.Salehi, B., Venditti, A., Frezza, C., Yucetepe, A. Appl. Sci. 2019;9:3547. DOI:10.3390/app9173547Salehi, B., Venditti, A., Frezza, C., Yucetepe, A. Appl. Sci. 2019;9:3547. DOI:10.3390/app9173547Sorour, M., Hassanen, N.H.M., Ahmed, M.H.M. Natural antioxidants in fresh and dries celery (Apium graveolens). Am. J. Energy Engineering. 2015;3(2-1):12-16. DOI: 10.11648/j.ajee.s2015030201.13Sorour, M., Hassanen, N.H.M., Ahmed, M.H.M. Natural antioxidants in fresh and dries celery (Apium graveolens). Am. J. Energy Engineering. 2015;3(2-1):12-16. DOI: 10.11648/j.ajee.s2015030201.13Sowbhagya, H.B., Srinivas, P., Krishnamurthy, N. Effect of enzymeson extraction of volatiles from celery seeds. Food Chem. 2010;120:230-234.Sowbhagya, H.B., Srinivas, P., Krishnamurthy, N. Effect of enzymeson extraction of volatiles from celery seeds. Food Chem. 2010;120:230-234.Tsonev, T., Lidon, F.J.C. Zinc in plants - An overview. Emir. J. Food Agric. 2012;24(4):322-333. http://ejfa.info/322Tsonev, T., Lidon, F.J.C. Zinc in plants - An overview. Emir. J. Food Agric. 2012;24(4):322-333. http://ejfa.info/322Tyagi, S. Medical benefits of Apium graveolens (celery herb). J. Drug Discov Ther. 56:558–69.Tyagi, S. Medical benefits of Apium graveolens (celery herb). J. Drug Discov Ther. 56:558–69.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.