Biological and chemical characterization of shalgam juice

Abstract

Şalgam suyu, çoğunlukla Türkiye'nin güney doğu bölgelerinde üretilen ve tüketilen geleneksel fermente bir içecektir. Şalgam suyunun ana malzemesi, yüksek antioksidankapasitede antosiyaninlere sahip olduğu bilinen siyah havuçtur. Şalgam suyunun kompozisyonu yaygın olarak bilinse de sağlığa olan potansiyel yararlarının belirlenebilmesi için daha geniş bir karakterizasyona ihtiyaç vardır. Bu çalışmada, şalgam suyunun kimyasal ve biyolojik kompozisyonu antioksidan kapasitesi, 16S rRNA'ya dayanan türe özel PZR ile mikroflorası ve in vitro şartlarda Caco-2 hücre hatları üzerindeki antiproliferatif etkisine MTS analizi ile bakılarak karakterize edilmiştir. On bir farklı ticari şalgam suyunun antioksidan kapasitesi DPPH, ABTS ve FRAP analizleri ile belirlenmiş ve ABTS analizinde 2.43-4.36 µmol TE/mL, DPPH analizinde 3.53- 5.96 µmol TE/mL ve FRAP analizinde 2.01-3.61 µmol TE/mL olarak bulunmuştur. 16S rDNA gen sekanslarını hedef alan türe özel PZR sonuçlarının NIH'daki BLAST arama programıyla karşılaştırılması sonucunda yirmi bir Lactobacillus türü ve alt türü tanımlanmıştır. Tanımlanan LAB'nin bazılarının daha önce probiyotik olarak kabul edilmiş olması, şalgam suyunun besleyici özelliklerinin yanı sıra probiyotik potansiyelinin de bulunabileceğini düşündürmektedir. Şalgam suyunun liyofilize edilip tekrar çözülmüş tozu Caco-2 hücrelerinin büyümesini doza bağlı bir şekilde (50-6400 µg/mL) %55.5-91.4 oranında hücre canlılığıyla inhibe etmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma şalgam suyunun in vitroantioksidan ve antiproliferatif etkileri ile mikrobiyal kompozisyonuna dair geniş bir bilgi sağlamışsa da, sağlık üzerine olumlu etkilerinin arkasındaki mekanizma hala kesin değildir ve belirlenmesi gerekmektedir.

Shalgam juice is a traditional fermented beverage, mostly produced and consumed in the southern east parts of Turkey. The main ingredient of shalgam juice is black carrot which is known for its high antioxidant capacity due to the presence of anthocyanins. Although shalgam juice's composition is widely studied, further characterization is needed to determine its potential health benefits. In this study, shalgam juice's chemical and biological composition was characterized by determining its antioxidant capacity, identifying its microflora with species-specific PCR based on 16S rDNA and checking its anti-proliferative effects on Caco-2 cell lines using MTS assay in vitro. The antioxidant capacities of 11 different commercially available shalgam juices were investigated using DPPH, ABTS and FRAP assays and were found as 2.43-4.36 µmol TE/mL in ABTS, 3.53-5.96 µmol TE/mL in DPPH, 2.01-3.61 µmol TE/mL in FRAP assays. Comparison of the species-specific PCR targeting 16S rDNA gene sequences results with data from NIH by BLAST search program revealed twenty one Lactobacillus species and subspecies. Some of the identified LAB was previously reported as probiotics suggesting that shalgam juice may have probiotic potential in addition to its nutritional properties. The reconstituted lyophilized powder of shalgam juice inhibited the growth of Caco-2 cells in a dose dependent manner (50-6400 µg/mL) with 55.5-91.4% cell viability. In conclusion, although this study provided detailed information about the antioxidant and antiproliferative effects and microbial composition of shalgam juice in vitro, the mechanism behind health benefits of shalgam juice is still not clear and needs to be studied