Флуоресцентні властивості поверхневих тканин яблук різних сортів в зеленій області спектру

  • S. V. Kryvets Інститут прикладних проблем фізики і біофізики Національної академії наук України, вул. Василя Степанченка, 3, м. Київ, 03142, Україна https://orcid.org/0000-0002-1511-7995
  • Ya. P. Lazorenko Інститут прикладних проблем фізики і біофізики Національної академії наук України, вул. Василя Степанченка, 3, м. Київ, 03142, Україна https://orcid.org/0000-0003-2925-3338
  • V. P. Mitsai Інститут прикладних проблем фізики і біофізики Національної академії наук України, вул. Василя Степанченка, 3, м. Київ, 03142, Україна https://orcid.org/0000-0002-0730-0853
  • S. O. Mamilov Інститут прикладних проблем фізики і біофізики Національної академії наук України, вул. Василя Степанченка, 3, м. Київ, 03142, Україна https://orcid.org/0000-0002-0175-7019
Ключові слова: флуоресценція, екзокарпій, флавоноли, яблука

Анотація

Актуальність. Традиційні методики визначення вмісту та складу корисних речовин у плодах досить трудомісткі та матеріалоємні, потребують подрібнення та спеціальної обробки біологічного матеріалу. Флуоресцентний метод є одним із найбільш сучасних і перспективних, він дозволяє визначати важливі фізіологічні та метаболічні параметри, не порушуючи цілісність рослинних тканин. Тому виявлення закономірностей та причин відмінностей флуоресцентних властивостей плодів яблуні різних сортів є актуальною задачею, яка дозволить вирішити проблему неінвазивного визначення складу і вмісту корисних речовин у плодах.

Мета роботи — визначення флуоресцентних характеристик поверхневих тканин яблук сортів з різним забарвленням екзокарпію у зеленій області спектру флуоресценції.

Матеріали і методи. Об’єкт дослідження — яблука чотирьох популярних зимових сортів, близьких за строками дозрівання, що мають різне забарвлення екзокарпію. Застосовано метод флуоресцентної спектроскопії поверхневих тканин яблук при збудженні напівпровідниковим лазером з довжиною хвилі 405 нм та потужністю 36 мВт, що працював у безперервному режимі. Забарвлення яблук визначено як координата а системи відображення кольорів CIELAB.

Результати. Виявлено, що у зеленій області спектру флуоресценції поверхневих тканин у різних сортів яблук довжина хвилі максимуму відрізняється приблизно на 8–18 нм. В той же час різниця довжин хвиль максимуму в червоній області спектру для різних сортів яблук не перевищує 5 нм. Виявлено, що довжина хвилі максимуму флуоресценції в зеленій області спектру відрізняється у різних сортів відповідно до забарвлення екзокарпію. Якщо у забарвленні екзокарпія переважає зелений колір, то максимум флуоресценції в зеленій області має більшу довжину хвилі, а якщо у забарвленні екзокарпію переважає червоний — меншу. Довжина хвилі у яблук з жовтим забарвленням екзокарпію займає проміжну позицію.

Висновки. Пігментний склад поверхневих тканин яблук впливає на їх флуоресценцію в зеленій області спектру. Причинами відмінностей довжини хвилі максимуму флуоресценції у зеленій області спектру можуть бути варіативність складу флавонолів в залежності від сорту яблук та поглинання флуоресцентного випромінювання червоними пігментами.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Sinyutina SE, Romantsova SV, Savelyeva VYu. Extraction of flavonoides from plant material and study of their antioxidant properties. Tambov University Reports. Series: Natural and Technical Sciences. 2011;16(1):345–7. Available from: http://journals.tsutmb.ru/a8/upload/2018-december/temp.aed4b5ec6fb6a11c593eac7166b89c5a.pdf (In Russian)

Lysenko VS, Varduni TV, Soier VG, Krasnov VP. Plant chlorophyll fluorescence as an environmental stress characteristic: a theoretical basis of the method application. Fundamental research. 2013;(4):112–20. Available from: https://www.fundamental-research.ru/en/article/view?id=31109 (In Russian)

Fedotov YuV, Bullo OA, Belov МL, Gorodnichev VА. Experimental research into laser method for detecting plant stress. Herald of the Bauman Moscow State Technical University. Series Instrument Engineering. 2017;(2):21–32. http://doi.org/10.18698/0236-3933-2017-2-21-32 (In Russian)

Buschmann C, Langsdorf G, Lichtenthaler HK. Imaging of the blue green and red fluorescence emission of plants: An overview. Photosyntethica. 2000;38(4):483–91. https://doi.org/10.1023/A:1012440903014

Lideker W, Ginther K, Dahn HG, inventors; Deutsches Zentrum fur Luft-und Raumfahrt E.V., assignee. Fluorescence detection assembly for determination of significant vegetation parameters. United States patent US 6563122. 2003 May 13. https://doi.org/10.1023/A:1012440903014

Yagolnik EA, Muzafarov EN, Kim YuA, Tarahovsky YuS. The interaction of flavonol quercetin with collagen. Izvestiya TulGU. 2015;(2):121–32. Available from: https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO2000025114 (In Russian)

Bondariuk EV, Senchuk VV. The study of flavonols and their interaction with serum albumin by fluorescence analysis. Vestnik of Belarusian State University. Ser. 2, Chemistry. Biology. Geography. 2006;2(1):27–30. Available from: https://elib.bsu.by/bitstream/123456789/22406/1/27-30.pdf (In Russian)

Lichtenthaler HK, Schweiger J. Cell wall bound ferulic acid, the major substance of the blue-green fluorescence emission of plants. Journal of Plant Physiology. 1998;152(2-3):272–82. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(98)80142-9

Lichtenthaler HK, Langsdorf G, Buschmann C. Multicolor fluorescence images and fluorescence ratio images of green apples at harvest and during storage. Israel Journal of Plant Sciences. 2012;60:97–106. https://doi.org/10.1560/ijps.60.1-2.97

Moskaliuk IV. The determination of jellying capacity of pectin substances of active peroxidase. Odes’kyi Politechnichnyi Universytet. Pratsi. 2009;1(31):177–9. Available from: http://pratsi.opu.ua/app/webroot/articles/1312459824.pdf (In Russian)

Tarun EI, Chudnovskaia EV. Inhibition of reactions of free radicals in the fenton system under the influence of flavonoids. Proceedings of Belarusian State University Physiological, biochemical and molecular basis for the functioning of biosystems. 2014;9(1):114–21. Available from: https://elib.bsu.by/bitstream/123456789/121737/1/114-121.pdf (In Russian)

Perfilova OV, Skripnikov YuG. Powder from fruit and vegetable cakes. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University. 2006;(2):61–63. Available from: http://www.mgau.ru/sciense/journal/PDF_files/Vestnik_2_2006.pdf (In Russian)

Makarova NV, Valiulina DF, Bakharev VV. Use of summer varieties of apples as an antioxidant. Food Processing: Techniques and Technology. 2012;(2):70–5. Available from: http://fptt.ru/stories/archive/25/16.pdf (In Russian)

Rodikov SA. Chlorophyll fluorescence of fruit skin in blue and red ranges of spectrum. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University. 2011;2(2):66–72. Available from: http://www.mgau.ru/sciense/journal/PDF_files/Vestnik_2_2011_2.pdf (In Russian)

Kim MS, Chen Y-R, Cho B-K, Chao K, Yang C-C, Lefcourt AM, et al. Hyperspectral reflectance and fluorescence line-scan imaging for online defect and fecal contamination inspection of apples. Sensing and instrumentation for food quality and safety. 2007;(1):151–9. https://doi.org/doi:10.1007/s11694-007-9017-x

Опубліковано
2020-07-09
Цитовано
0 статей
Як цитувати
Kryvets, S., Lazorenko, Y., Mitsai, V., & Mamilov, S. (2020). Флуоресцентні властивості поверхневих тканин яблук різних сортів в зеленій області спектру. Біофізичний вісник, (43), 96-102. Retrieved із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/14130
Розділ
Методи біофізичних досліджень