ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2021-4-99-104ovoshchi-1801Research ArticleАГРОХИМИЯAGROCHEMISTRYИсследование плодов образцов томата Solanum lycopersicum L., происходящих из разных климато-географических зон, и идентификация метаболитов методом тандемной масс-спектрометрииResearch of tomatoes Solanum lycopersicum L. originating from different climatic-geographical regions and identification of metabolites by tandem mass spectrometryЧунихинаO. A.ChunikhinaO. A.

Ольга Александровна Чунихина - научный сотрудник

190031, Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42

Olga A. Chunikhina – Researcher

42, st. Bolshaya Morskaya, St. Petersburg, 190031

chunikhina_o@mail.ruРазгоноваМ. П.RazgonovaM. P.

Майя Петровна Разгонова - кандидат техн. наук, ВРИО директора Дальневосточной опытной станции Филиала ВИР

190031, Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42

690922, Россия, Владивосток, остров Русский, Аякс, 10

Maya P. Razgonova – Cand. Sci. (Engineering), Acting Director of the Far Eastern Experimental Station of the VIR Branch

42, st. Bolshaya Morskaya, St. Petersburg, 190031

10, Ajax, Russky Island, Vladivostok, 690922

m.razgonova@vir.nw.ruЗахаренкоА. М.ZakharenkoA. M.

Александр Михайлович Захаренко – кандидат биол. наук, ведущий научный сотрудник

190031, Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42

690922, Россия, Владивосток, остров Русский, Аякс, 10

Alexander M. Zakharenko - Cand. Sci. (Biol.), Leading Researcher

42, st. Bolshaya Morskaya, St. Petersburg, 190031

10, Ajax, Russky Island, Vladivostok, 690922

Zakharenko.am@dvfu.ruГолохвастК. С.GolokhvastK. S.

Сергеевич Голохваст - доктор биол. наук, профессор, член-корр. РАO, директор

90031, Россия, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42

690922, Россия, Владивосток, остров Русский, Аякс, 10

690041, Россия, Владивосток, ул. Радио, 7

633501, Россия, Новосибирская область, Краснообск, СФНЦА РАН, а/я 463

Kirill S. Golokhvast – Doc. Sci. (Biol.), Professor, Corresponding Member RAO, Director of the Siberian Federal Research Center of Agrobiotechnology

42, st. Bolshaya Morskaya, St. Petersburg, 190031

10, Ajax, Russky Island, Vladivostok, 690922

7, st. Radio, Vladivostok, 690041

PO Box 463, SFNTSA RAS, Krasnoobsk, Novosibirsk region, 633501

golokhvast@sfsca.ruФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова» (ВИР)РоссияFSBSI "Federal Research Center N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources" (VIR)Russian FederationФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова» (ВИР); ФГАОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет», Школа БиомедициныРоссияFSBSI "Federal Research Center N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources" (VIR); Far Eastern Federal University", School of BiomedicineRussian FederationФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова» (ВИР); ФГАОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет», Школа БиомедициныРоссияFSBSI "Federal Research Center N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources" (VIR); Far Eastern Federal University"Russian FederationФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова» (ВИР); ФГАОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет», Школа Биомедицины; ФГБНУ «Тихоокеанский институт географии Дальневосточного отделения Академии Наук РФ»; ФГБНУ «Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий»РоссияFSBSI "Federal Research Center N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources" (VIR); Far Eastern Federal University"; FSBSI "Pacific Geographical Institute Far-Eastern branch, Russian Academy of Sciences"; FSBSI "Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnology"Russian Federation2021030920210499104Copyright © Чунихина O.A., Разгонова М.П., Захаренко А.М., Голохваст К.С., 20212021Чунихина O.A., Разгонова М.П., Захаренко А.М., Голохваст К.С.Chunikhina O.A., Razgonova M.P., Zakharenko A.M., Golokhvast K.S.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/1801

Актуальность. Целый ряд научных исследований подтверждает, что потребление фруктов и овощей может снизить риск некоторых хронических заболеваний, таких как рак и сердечно- сосудистые заболевания, например, потребление свежих помидоров и продуктов из томатов обратно пропорционально развитию некоторых видов рака. Плоды томата Solanum lycopersicumL. содержат большое количество полифенольных комплексов, являющихся биологически активными соединениями. В данной статье авторы впервые попытались представить полный метаболомный состав экстрактов плодов Solanum lycopersicum.Материалы и методы: В качестве объекта исследования были использованы плоды томатов Solanum lycopersicum L. из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов им. Н.И. Вавилова, выращенные и собранные на Дальневосточной опытной станции Филиале ВИР в сентябре 2020 года (сорта: к-5351 Ont77 13, Канада; к-3149 Rehovoth, Израиль; 2698 Украина). Для идентификации целевых аналитов в экстрактах, полученных мацерационным методом, использована высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) в комплексе с ионной ловушкой BRUKER DALTONIKS (тандемная масс-спектрометрия).Результаты: Результаты начальных исследований выявили присутствие 36 полифенольных соединений и соединений других классов, из них 22 идентифицировано впервые в Solanum lycopersicumL. Это апигенин, лютеолин, кампферол, таксифолин, мирицетин, кутаровая кислота, кофеилмалевая кислота, кафтаровая кислота, дикаффеоилхиновая кислота, кумарины фраксетин и глюкоронид фраксетина, антоцианин пеларгонидин, сальвианоловая кислота D, розманол, колнеленовая кислота, этил розмаринат, лигнан медиоресинол, сквален и др. Полученные данные помогут интенсифицировать будущие исследования по разработке и производству различных продуктов функционального питания, содержащих целевые экстракты Solanum lycopersicumL.

Relevance. A number of scientific studies confirm that consumption of fruits and vegetables can reduce the risk of certain chronic diseases, such as cancer and cardiovascular diseases, for example, consumption of fresh tomatoes and tomato products is inversely proportional to the development of certain types of cancer. Tomato Solanum lycopersicum L. contains a large number of polyphenolic complexes, which are biologically active compounds. In this article, the authors have attempted for the first time to present the complete metabolomic composition of Solanum lycopersicum extracts.Materials and methods: As an object of research, authors used the extracts of Solanum lycopersicum L., from the collection of the Federal Research Center N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, grown and collected at the Far Eastern Experiment Station Branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution in September 2020 (varieties: k-5351 Ont77 13, Canada; k-3149 Rehovoth, Israel; 2698 Ukraine). High performance liquid chromatography (HPLC) in combination with a BRUKER DALTONIKS ion trap (tandem mass spectrometry) was used to identify target analytes in extracts obtained by the maceration method.Discussion: The results of initial studies revealed the presence of 36 biologically active compounds, of which 22 were identified for the first time in Solanum lycopersicum L. These are Apigenin, Luteolin, Kaempferol, Taxifolin, Myricetin, Coutaric acid, Caffeoylmalic acid, Caftaric acid, Dicaffeoylquinic acid, coumarins Fraxetin, and Fraxetin-7-O-beta-glucuronide, Pelargonidin, Salvianolic acid D, Rosmanol, Colnelenic acid, Ethyl rosemary, lignan Medioresinol-O-hexoside, Squalene, etc. The findings will help to intensify future research into the development and production of various functional food products containing targeted extracts of Solanum lycopersicum L.

Solanum lycopersicumтоматВЭЖХ- МС/МСтандемная масс-спектрометрияполифенольные соединенияSolanum lycopersicumtomatoHPLC-MS / MStandem mass spectrometrypolyphenolic compoundsReferencesCarrillo-Lopez A., Yahia E. HPLC–DAD–ESI–MS Analysis of Phenolic Compounds During Ripening in Exocarp and Mesocarp of Tomato Fruit. J. Food Sci. 2013;78(12):1839-1844.Carrillo-Lopez A., Yahia E. HPLC–DAD–ESI–MS Analysis of Phenolic Compounds During Ripening in Exocarp and Mesocarp of Tomato Fruit. J. Food Sci. 2013;78(12):1839-1844.Chen X., Zhang S., Xuan Z., Ge D., Chen X., Zhang J., Wang Q., Wu Y., Liu B. The Phenolic Fraction of Mentha haplocalyx and Its Constituent Linarin Ameliorate Inflammatory Response through Inactivation of NF-kB and MAPKs in Lipopolysaccharide-Induced RAW264.7 Cells. Molecules. 2017;(22):811.Chen X., Zhang S., Xuan Z., Ge D., Chen X., Zhang J., Wang Q., Wu Y., Liu B. The Phenolic Fraction of Mentha haplocalyx and Its Constituent Linarin Ameliorate Inflammatory Response through Inactivation of NF-kB and MAPKs in Lipopolysaccharide-Induced RAW264.7 Cells. Molecules. 2017;(22):811.Cirlini M., Mena P., Tassotti M., Herrlinger K. A., Nieman K. M. Dall’Asta C., Del Rio D. Phenolic and volatile composition of a dry spearmint (Mentha spicata L.). Molecules. 2016;(21):1007.Cirlini M., Mena P., Tassotti M., Herrlinger K. A., Nieman K. M. Dall’Asta C., Del Rio D. Phenolic and volatile composition of a dry spearmint (Mentha spicata L.). Molecules. 2016;(21):1007.Dinelli G., Segura-Carretero A., Di Silvestro R., Marotti I., Arraez-Roman D., Benedettelli S., Ghiselli L., Fernandez-Gutierrez A. Profiles of phenolic compounds in modern and old common wheat varieties determined by liquid chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2011;(1218):7670–7681.Dinelli G., Segura-Carretero A., Di Silvestro R., Marotti I., Arraez-Roman D., Benedettelli S., Ghiselli L., Fernandez-Gutierrez A. Profiles of phenolic compounds in modern and old common wheat varieties determined by liquid chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2011;(1218):7670–7681.Farah A., Donangelo C.M. Phenolic compounds in coffee. Braz. J. Plant Physiol. 2006;(18):23–36.Farah A., Donangelo C.M. Phenolic compounds in coffee. Braz. J. Plant Physiol. 2006;(18):23–36.Giovannucci E. Tomatoes, tomato-based products, lycopene, and cancer: review of the epidemiological literature. J. Nat. Cancer Inst. 1999;(91):317–331.Giovannucci E. Tomatoes, tomato-based products, lycopene, and cancer: review of the epidemiological literature. J. Nat. Cancer Inst. 1999;(91):317–331.Goufo P., Singh R.K., Cortez I. A Reference List of Phenolic Compounds (Including Stilbenes) in Grapevine (Vitis vinifera L.) Roots, Woods, Canes, Stems, and Leaves. Antioxidants. 2020;(9):398.Goufo P., Singh R.K., Cortez I. A Reference List of Phenolic Compounds (Including Stilbenes) in Grapevine (Vitis vinifera L.) Roots, Woods, Canes, Stems, and Leaves. Antioxidants. 2020;(9):398.Jaiswal R., Muller H., Muller A., Karar M.G.E., Kuhnert N. Identification and characterization of chlorogenic acids, chlorogenic acid glycosides and flavonoids from Lonicera henryi L. (Caprifoliaceae) leaves by LC–MSn. Phytochem. 2014;(108):252-263.Jaiswal R., Muller H., Muller A., Karar M.G.E., Kuhnert N. Identification and characterization of chlorogenic acids, chlorogenic acid glycosides and flavonoids from Lonicera henryi L. (Caprifoliaceae) leaves by LC–MSn. Phytochem. 2014;(108):252-263.Jiang R.-W., Lau K.-M., Hon P.-M., Mak T.C.W., Woo K.-S., Fung K.-P. Chemistry and Biological Activities of Caffeic Acid Derivatives from Salvia miltiorrhiza. Current Med. Chem. 2005;(12):237-246.Jiang R.-W., Lau K.-M., Hon P.-M., Mak T.C.W., Woo K.-S., Fung K.-P. Chemistry and Biological Activities of Caffeic Acid Derivatives from Salvia miltiorrhiza. Current Med. Chem. 2005;(12):237-246.Manach C., Scalbert A., Morand C., Remesy C., Jimenez L. Polyphenols: food sources and bioavailability. Am. J. Clin. Nutr. 2004;(79):727–47.Manach C., Scalbert A., Morand C., Remesy C., Jimenez L. Polyphenols: food sources and bioavailability. Am. J. Clin. Nutr. 2004;(79):727–47.Marzouk M.M., Hussein S.R., Elkhateeb A., El-shabrawy M., Abdel-Hameed E.-S. S., Kawashty S.A. Comparative study of Mentha species growing wild in Egypt: LC-ESI-MS analysis and chemosystematic significance. J. Applied Pharm. Sci. 2018;8(08):116–122.Marzouk M.M., Hussein S.R., Elkhateeb A., El-shabrawy M., Abdel-Hameed E.-S. S., Kawashty S.A. Comparative study of Mentha species growing wild in Egypt: LC-ESI-MS analysis and chemosystematic significance. J. Applied Pharm. Sci. 2018;8(08):116–122.Minoggio M., Bramati L., Simonetti P., Gardana C., Lemoli L., Santangelo E., Mauri P.L., Spigno P, Soressi G.P., Pietta P.G. Polyphenol pattern and antioxidant activity of different tomato lines and cultivars. Ann. Nutr. Metab. 2003;(47):64–9.Minoggio M., Bramati L., Simonetti P., Gardana C., Lemoli L., Santangelo E., Mauri P.L., Spigno P, Soressi G.P., Pietta P.G. Polyphenol pattern and antioxidant activity of different tomato lines and cultivars. Ann. Nutr. Metab. 2003;(47):64–9.Pandey R., Kumar B. HPLC–QTOF–MS/MS-based rapid screening of phenolics and triterpenic acids in leaf extracts of Ocimum species and their interspecies variation. J. Liquid Chromatogr. & Related. 2016;(39):225-238.Pandey R., Kumar B. HPLC–QTOF–MS/MS-based rapid screening of phenolics and triterpenic acids in leaf extracts of Ocimum species and their interspecies variation. J. Liquid Chromatogr. & Related. 2016;(39):225-238.Robards K, Antolovich M. Analytical chemistry of fruits bioflavonoids: a review. Analyst. 1997;122(2):11R–34R.Robards K, Antolovich M. Analytical chemistry of fruits bioflavonoids: a review. Analyst. 1997;122(2):11R–34R.Rodriguez-Perez C., Gomez-Caravaca A.M., Guerre-Hernandez E., Cerretani L., Garcia-Villanova B., Verardo V. Comprehensive metabolite profiling of Solanum tuberosum L. (potato) leaves T by HPLC-ESI-QTOF-MS. Food Res. Int. 2018;(112):390-399.Rodriguez-Perez C., Gomez-Caravaca A.M., Guerre-Hernandez E., Cerretani L., Garcia-Villanova B., Verardo V. Comprehensive metabolite profiling of Solanum tuberosum L. (potato) leaves T by HPLC-ESI-QTOF-MS. Food Res. Int. 2018;(112):390-399.Ruiz A., Hermosin-Gutierrez I., Vergara C., von Baer D., Zapata M., Hitschfild A., Obando L., Mardones C. Anthocyanin profiles in south Patagonian wild berries by HPLC-DAD-ESI-MS/MSю=. Food Res. Int. 2013;(51):706-713.Ruiz A., Hermosin-Gutierrez I., Vergara C., von Baer D., Zapata M., Hitschfild A., Obando L., Mardones C. Anthocyanin profiles in south Patagonian wild berries by HPLC-DAD-ESI-MS/MSю=. Food Res. Int. 2013;(51):706-713.Temple N.J. Antioxidants and disease: more questions than answers. Nutr. Res. 2000;20(3):449–59.Temple N.J. Antioxidants and disease: more questions than answers. Nutr. Res. 2000;20(3):449–59.Vallverdu-Queralt A., Jauregui O., Medina-Remon A., Lamuela-Raventos R.M. Evaluation of a Method To Characterize the Phenolic Profile of Organic and Conventional Tomatoes. Agricult. Food Chem. 2012;(60):3373-3380.Vallverdu-Queralt A., Jauregui O., Medina-Remon A., Lamuela-Raventos R.M. Evaluation of a Method To Characterize the Phenolic Profile of Organic and Conventional Tomatoes. Agricult. Food Chem. 2012;(60):3373-3380.Wojakowska A., Perkowski J., Goral T., Stobiecki M. Structural characterization of flavonoid glycosides from leaves of wheat (Triticum aestivum L.) using LC/MS/MS profiling of the target compounds. J. Mass. Spectrom. 2013;(48):329-339.Wojakowska A., Perkowski J., Goral T., Stobiecki M. Structural characterization of flavonoid glycosides from leaves of wheat (Triticum aestivum L.) using LC/MS/MS profiling of the target compounds. J. Mass. Spectrom. 2013;(48):329-339.Willett W.C. Diet and health: what should we eat? Science. 1994;(264):532–537.Willett W.C. Diet and health: what should we eat? Science. 1994;(264):532–537.Zanotti I., Jia P., Dall Asta M., Mena P., Mele L., Ray S., Del Rio D. Atheroprotective effects of (poly)phenols: a focus on cell cholesterol metabolism. Food & Function. 2015;(6):13-31.Zanotti I., Jia P., Dall Asta M., Mena P., Mele L., Ray S., Del Rio D. Atheroprotective effects of (poly)phenols: a focus on cell cholesterol metabolism. Food & Function. 2015;(6):13-31.Zhang, Y.; Yan, G.; Sun, C.; Li, H.; Fu, Y.; Xu, W. Apoptosis Effects of Dihydrokaempferol Isolated from Bauhinia championii on Synoviocytes. Hindawi. Evid. -Based Complementary and Alternative Medicine. 2018. Article ID 9806160.Zhang, Y.; Yan, G.; Sun, C.; Li, H.; Fu, Y.; Xu, W. Apoptosis Effects of Dihydrokaempferol Isolated from Bauhinia championii on Synoviocytes. Hindawi. Evid. -Based Complementary and Alternative Medicine. 2018. Article ID 9806160.

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