ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2021-1-79-86ovoshchi-1231Research ArticleАГРОХИМИЯAGROCHEMISTRYОбогащение кервеля селеномBiofortification of chervil with seleniumhttps://orcid.org/0000-0003-2775-9140ХарченкоВ. А.KharchenkoV. A.

Виктор Александрович Харченко – кандидат с.-х. наук, зав. лаб. селекции и семеноводства зеленных, пряно-вкусовых и цветочных культур

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

Viktor A. Kharchenko – Cand. Sci. (Agriculture), Head of Laboratory of Selection And Seed Production Of Green, Spice-Flavoring and Flower Crops

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

 

kharchenkoviktor777@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1803-9168ГолубкинаН. А.GolubkinaN. A.

Надежда Александровна Голубкина – доктор с.-х. наук, главный научный сотрудник лабораторно-аналитического отдела

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

Nadezhda A. Golubkina – Doc. Sci. (Agriculture), Chief Researcher Laboratory Analytical Department

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

segolubkina45@gmail.comМолдованА. И.MoldovanA. I.

Анастасия Ильинична Молдован – аспирант, мл. научный сотрудник лаборатории зеленных культур

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

Anastasia I. Moldovan – Graduate Student, junior researcher, laboratory of Selection And Seed Production Of Green, Spice-Flavoring and Flower Crops

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

nastiamoldovan@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7301-8151КарузоД.CarusoG.

Джанлука Карузо – проф.

80055, Неаполь

Gianluca Caruso – prof. 

80055 Portici, Naples

 

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 государственный университет им. Федерико IIИталияDepartment of Agricultural Sciences, University of Naples Federico IIItaly202105032021017986Copyright © Харченко В.А., Голубкина Н.А., Молдован А.И., Карузо Д., 20212021Харченко В.А., Голубкина Н.А., Молдован А.И., Карузо Д.Kharchenko V.A., Golubkina N.A., Moldovan A.I., 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/1231Актуальность

Актуальность. Получение функциональных продуктов питания с высоким антиоксидантным статусом и повышенным содержанием селена является актуальным для защиты организма человека от вирусных, онкологических и кардиологических заболеваний.

Материал и методика

Материал и методика. Исследована эффективность внекорневого обогащения селенатом натрия в концентрациях 25, 50 и 75 мг Se/л трех сортообразцов кервеля. Установлена межсортовая вариабельность в уровнях обогащения растений микроэлементом (от 15,.5 до 31,1 при дозе 25 мг Se/л; от 36,9 до 64,6 при дозе 50 мг Se/л и от 72,9 до 130 при дозе 75 мг Se/л).

Результаты

Результаты. Выявлено, что при выбранных дозах селена обогащение растений микроэлементом не влияет достоверно на урожай и оказывает слабое влияние на антиоксидантные свойства и содержание фотосинтетических пигментов кервеля. Уровень общей антиоксидантной активности варьировал от 30 до 42 мг ГКЭ/г сухой массы (с.м.), полифенолов- от 9 до 13 мг ГКЭ/г с.м., флавоноидов от 5 до 12 мг-экв кверцетина/г с.м., аскорбиновой кислоты от 33 до 66 мг/100 г сырой массы. Отличительной особенностью кервеля обогащенного и не обогащенного селеном является повышенное содержание каротина. Установлена прямая корреляция между содержанием полифенолов и общей антиоксидантной активностью растений (r=+0,954, P<0,01), а также между содержанием водорастворимых соединений н уровнем накопления нитратов (r=+0,920, P<0,01). Обогащение растений селеном не влияло достоверно на элементный состав листьев. Потребление 100 г свежих листьев кервеля, обогащенного селеном, обеспечивает поступление в организм человека от 50 до 75% суточной потребности человека в селене и от 16 до 20% от суточной потребности калия. Принимая во внимание, что селен, так же, как и калий, нормализует работу сердца, полученный функциональный продукт можно рекомендовать в профилактике кардиологических заболеваний и оптимизации селенового статуса населения.

Relevance

Relevance. Production of functional food with high levels of antioxidant status and selenium is essential for human protection against viral and cardiovascular diseases as well as cancer.

Methods

Methods. Evaluation of the efficiency in foliar sodium selenate biofortification (25. 50 and 75 mg Se/L) was achieved on three chervil genotypes.

Results

Results. Intervarietal differences in biofortification level was demonstrated: from 15.5 to 31.1 for 25 mg Se/L dose; from 36.9 to 64.6 for 50 mg Se/L dose; and from 72.9 to 130 for 75 mg Se/L dose. At the chosen doses, selenium supply did not affect significantly the yield, antioxidant properties and photosynthetic content of chervil. Total antioxidant activity was in the range from 30 to 42 mg GAE/g d.w., phenolics content from 9 to 13 mg GAE/g d.w, flavonoids from 5 to 12 mg-eq quercetin/g d.w., ascorbic acid from 33 to 66 mg/100 g fresh w. High levels of carotene were a typical feature of Se fortified and non-fortified chervil. A direct correlation was recorded between phenolics content and total antioxidant activity (r=+0.954, P<0.01), and between water soluble compounds and nitrates accumulation (r=+0.920, P<0.01). Biofortification with selenium did not affect significantly the mineral content of plants. Consumption of 100 g of fresh chervil leaves, fortified with selenium, provides from 50 to 75% of the adequate selenium consumption level and from 16 to 20% of potassium. Taking into account that both selenium and potassium normalize heart activity, the new functional food product may be recommended for prophylactics and treatment of cardiovascular diseases and for the human selenium status optimization.

кервельселенантиоксидантыминеральный составchervilseleniumantioxidantsmineral compositionReferencesГолубкина Н.А., Папазян Т.Т. Селен в питании. Растения, животные, человек. М., Печатный город. 2006.Golubkina N.A., Papazyan T.T. Selenium in nutrition. Plants, animals, man. M., Printing town. 2006. (In Russ.)Голубкина Н.А., Синдирева А.В., Зайцев В.Ф. Внутрирегиональная вариабильность селенового статуса населения России. Юг России. Экология и развитие. 2017;12(1):107-127.Golubkina N.A., Sindireva A.V., Zaitsev V.F. Intraregional variability of the selenium status of the population of Russia. South of Russia. Ecology and development. 2017;12(1):107-127. (In Russ.)Голубкина Н.А. Антиоксиданты растений и методы их определения. М., Инфра-М. 2020.Golubkina N.A. Plant antioxidants and methods for their determination. M., Infra-M. 2020. (In Russ.)Голубкина Н.А., Надежкин С.М., Лосева Т.А., Соколова А.Я. Глобальный экологический кризис. Проблемы и решения. М. ВНИИССОК, 2012.Golubkina, N.A., Nadezhkin, S.M., Loseva, T.A., Sokolova, A.J. Global ecological crisis. Problems and decisions. Moscow, VNIISSOK. 2012 (in Russ.)ГОСТ 31640-2012 Межгосударственный стандарт «Корма. Методы определения содержания сухого вещества».“Feeds. Methods for determination of dry matter content”.Ковальский Ю.Г., Голубкина Н.А., Папазян Т.Т., Сенькевич О.А. Селеновый статус жителей Хабаровского края. Микроэлементы в медицине. 2019;20(3):45-53.Kovalsky Yu.G., Golubkina N.A., Papazyan T.T., Senkevich O.A. Selenium status of residents of the Khabarovsk Territory. Trace elements in medicine. 2019;20(3):45-53. (In Russ.)Молчанова А.В., Голубкина Н.А., Кошеваров А.А., Харченко В.А., Шевченко Ю.П. Биохимическая характеристика сортов петрушки различных разновидностей (Petroselinum crispum [Mill.] Nym. ex A.W. Hill.). Овощи России. 2019;(3):74-79. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2019-3-74-79Molchanova A.V., Golubkina N.A., Koshevarov A.A., Kharchenko V.A., Shevchenko J.P. Biochemical characteristics of parsley varieties (Petroselinum crispum [Mill.] Nym. ex A.W. Hill.). Vegetable crops of Russia. 2019;(3):74-79. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2019-3-74-79]Харченко В.А., Молдован А.И., Голубкина Н.А., Гинс М.С., Шафигуллин Д.Р. Сравнительная оценка содержания некоторых биологически активных соединений в лесном купыре Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm. и садовом кервеле Anthriscus cerefolium (L.) Hoffm. Овощи России. 2020;(5):81-87. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2020-5-81-87Kharchenko V.A., Moldovan A.I., Golubkina N.A., Gins M.S., Shafigullin D.R. Comparative evaluation of several biologically active compounds content in Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm. and Anthriscus cerefolium (L.) Hoffm. Vegetable crops of Russia. 2020;(5):81- 87. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2020-5-81-87Ahmad BS, Talou T, Saad Z, Hijazi A, Merah O. The Apiaceae:Ethnomedicinal family as source for industrial uses. Industrial Crops and Products, Elsevier. 2017;(109):661-671. DOI: 10.1016/j.indcrop.2017.09.027.hal-01607960Ahmad BS, Talou T, Saad Z, Hijazi A, Merah O. The Apiaceae:Ethnomedicinal family as source for industrial uses. Industrial Crops and Products, Elsevier. 2017;(109):661-671. DOI: 10.1016/j.indcrop.2017.09.027.hal-01607960Aćimović M.G. Nutraceutical Potential of Apiaceae. In: Mérillon JM., Ramawat K. (eds) Bioactive Molecules in Food. 2017. Reference Series in Phytochemistry. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-54528-8_17-1Aćimović M.G. Nutraceutical Potential of Apiaceae. In: Mérillon JM., Ramawat K. (eds) Bioactive Molecules in Food. 2017. Reference Series in Phytochemistry. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-54528-8_17-1Chojnacka, K., Witek-Krowiak, A., Skrzypczak, D., Mikula, K., Młynarz, P. Phytochemicals containing biologically active polyphenols as an effective agent against Covid-19-inducing coronavirus. J. Funct. Food. 2020;(73):104146. doi: 101015/j.jff.2020.104146Chojnacka, K., Witek-Krowiak, A., Skrzypczak, D., Mikula, K., Młynarz, P. Phytochemicals containing biologically active polyphenols as an effective agent against Covid-19-inducing coronavirus. J. Funct. Food. 2020;(73):104146. doi: 101015/j.jff.2020.104146Garg S.K Role and hormonal regulation of nitrate reductase activity in higher plants. A review. Plant Sci. Feed. 2013;(3):13-20.Garg S.K Role and hormonal regulation of nitrate reductase activity in higher plants. A review. Plant Sci. Feed. 2013;(3):13-20.Golubkina N.A., Kosheleva O.V., Krivenkov L.V., Dobrutskaya H.G., Nadezhkin S., Caruso G. Intersexual differences in plant growth, yield, mineral composition and antioxidants of spinach (Spinacia oleracea L.) as affected by selenium form. Sci.Hort. 2017;(2250):350-358.Golubkina N.A., Kosheleva O.V., Krivenkov L.V., Dobrutskaya H.G., Nadezhkin S., Caruso G. Intersexual differences in plant growth, yield, mineral composition and antioxidants of spinach (Spinacia oleracea L.) as affected by selenium form. Sci.Hort. 2017;(2250):350-358.Haq, F.U., Roman, M., Ahmad, K., Rahman, S.U., Shah, S.M.A., Suleman, N., Ullah, S., Ahmad, I., Ullah, W. Artemisia annua: Trials are needed for COVID-19. Phytother. Res. 2020;(1–2). DOI: 10.1002/ptr.6733.Haq, F.U., Roman, M., Ahmad, K., Rahman, S.U., Shah, S.M.A., Suleman, N., Ullah, S., Ahmad, I., Ullah, W. Artemisia annua: Trials are needed for COVID-19. Phytother. Res. 2020;(1–2). DOI: 10.1002/ptr.6733.Harthill, M. Review: micronutrient selenium deficiency influences evolution of some viral infectious diseases. Biol Trace Elem. Res. 2011;143(3):1325–1336. https://doi.org/10.1007/s12011-011-8977-1.Harthill, M. Review: micronutrient selenium deficiency influences evolution of some viral infectious diseases. Biol Trace Elem. Res. 2011;143(3):1325–1336. https://doi.org/10.1007/s12011-011-8977-1.Jones, G.D., Droz, B., Greve, P., Gottschalk, P., Poet, D., McGrath, S.P. Selenium deficiency risk predicted to increase under future climate change. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017;(114):2848–2853.Jones, G.D., Droz, B., Greve, P., Gottschalk, P., Poet, D., McGrath, S.P. Selenium deficiency risk predicted to increase under future climate change. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017;(114):2848–2853.Kieliszek, M., Lipinski, B. Selenium supplementation in the prevention of coronavirus infections (COVID-19). Med. Hypotheses. 2020;(143):109878.Kieliszek, M., Lipinski, B. Selenium supplementation in the prevention of coronavirus infections (COVID-19). Med. Hypotheses. 2020;(143):109878.Lichtenthaler H.K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods of Enzymology. 1987;(148):350-382. doi:10.1016/0076-6879(87)48036-1Lichtenthaler H.K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods of Enzymology. 1987;(148):350-382. doi:10.1016/0076-6879(87)48036-1Nelson, H.K., Shi, Q., Van Dael, P., Schiffrin, E.J., Blum, S., Barclay, D., Levander, O.A., Beck, M.A. Host nutritional selenium status as a driving force for influenza virus mutations. FASEB J. 2001;15(10):1846–1848. https://doi.org/10.1096/fj.01-0115fjeNelson, H.K., Shi, Q., Van Dael, P., Schiffrin, E.J., Blum, S., Barclay, D., Levander, O.A., Beck, M.A. Host nutritional selenium status as a driving force for influenza virus mutations. FASEB J. 2001;15(10):1846–1848. https://doi.org/10.1096/fj.01-0115fjePilon-Smits E.A.H. On the ecology of selenium accumulation in plants. Plants. 2019;(8):197. doi: 10.3390/plants8070197Pilon-Smits E.A.H. On the ecology of selenium accumulation in plants. Plants. 2019;(8):197. doi: 10.3390/plants8070197Rayman, M.P. Food-chain selenium and human health: Emphasis on intake. The Brit. J. Nutr. 2008;100(2):254-268. DOI: 10.1017/S0007114508939830Rayman, M.P. Food-chain selenium and human health: Emphasis on intake. The Brit. J. Nutr. 2008;100(2):254-268. DOI: 10.1017/S0007114508939830Rios J.J., Blasco B., Rosales M.A., Sanchez-Rodriguez E., Leyva L., Cervilla L.M., Romera L, Ruiz J.M. Response of nitrogen metabolism in lettuce plants subjected to different doses and forms of selenium. JK.Sci Food Agric. 2010;(90):1914-1919.Rios J.J., Blasco B., Rosales M.A., Sanchez-Rodriguez E., Leyva L., Cervilla L.M., Romera L, Ruiz J.M. Response of nitrogen metabolism in lettuce plants subjected to different doses and forms of selenium. JK.Sci Food Agric. 2010;(90):1914-1919.Saffariadzi A, Lahouti M, Ganjeali A, Bayat H Impact of selenium supplementation on growth and selenium accumulation on spinach (Spinacia oleraceae) plants. Not.Sci.Biol. 2012;(4):95-100.Saffariadzi A, Lahouti M, Ganjeali A, Bayat H Impact of selenium supplementation on growth and selenium accumulation on spinach (Spinacia oleraceae) plants. Not.Sci.Biol. 2012;(4):95-100.Steinbrenner H., Al-Quraishy S., Dkhil M.A., Wunderlich F., Sies H. Dietary Selenium in Adjuvant Therapy of Viral and Bacterial Infections. Adv Nutr. 2015;6(1):73–82. doi: 10.3945/an.114.007575Steinbrenner H., Al-Quraishy S., Dkhil M.A., Wunderlich F., Sies H. Dietary Selenium in Adjuvant Therapy of Viral and Bacterial Infections. Adv Nutr. 2015;6(1):73–82. doi: 10.3945/an.114.007575Vyas A., Shukla S.S., Pandey P., Jain V., Joshi V., Gidwani B. Chervil: A multifunctional Miraculous Nutritional Herb. Asian J. Plant Sci. 2012;11(4):163-171. doi:10.3223/ajps.2012.163.171Vyas A., Shukla S.S., Pandey P., Jain V., Joshi V., Gidwani B. Chervil: A multifunctional Miraculous Nutritional Herb. Asian J. Plant Sci. 2012;11(4):163-171. doi:10.3223/ajps.2012.163.171Zhang, L., Liu, Y. Potential interventions for novel coronavirus in China: A systematic review. J. Med. Vir. 2020a;(92):479–490. https://doi.org/10.1002/jmv.2570Zhang, L., Liu, Y. Potential interventions for novel coronavirus in China: A systematic review. J. Med. Vir. 2020a;(92):479–490. https://doi.org/10.1002/jmv.2570Zhang, J., Taylor, E.W., Bennett, K., Saad, R., Rayman, M.P. Association between regional selenium status and reported outcome of COVID-19 cases in China. Am. J. Clin. Nutr.2020b;111(6):1297–1299. https://doi.org/10.1093/ajcn/nqaa095.Zhang, J., Taylor, E.W., Bennett, K., Saad, R., Rayman, M.P. Association between regional selenium status and reported outcome of COVID-19 cases in China. Am. J. Clin. Nutr.2020b;111(6):1297–1299. https://doi.org/10.1093/ajcn/nqaa095.

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