Vurgulu elektrik alan uygulamalarının domates hücre kültüründeki biyoaktif bileşenler üzerine etkisi

Abstract

Son yıllarda ısıl işlemlerin gıda maddelerindeki besin öğelerinde yarattığı olumsuz etkilerden dolayı ısıl işlemlere alternatif yeni yöntemler popülerlik kazanmaktadır. Bu yöntemlerden vurgulu elektrik alan uygulaması özellikle sıvı gıdalar üzerinde kullanılmakta olup başarılı sonuçlar alınmaktadır. Bu yöntem bitki doku kültürlerinden insan sağlığı açısından son derece önemli etkileri olan sekonder metabolit üretiminde de bir stres faktörü olarak kullanılmaktadır. Sekonder (ikincil) metabolitler bioaktif özellikleri olan bileşenler olarak bilinmektedir. Bu çalışmada vurgulu elektrik alan uygulaması kullanılarak domates hücre kültüründe stres yaratılması amaçlanmış ve bu strese bağlı olarak enzim aktivitesinin artmasıyla sekonder metabolit üretiminin de artması beklenmiştir. Vurgulu elektrik alan (VEA) uygulamasının yanı sıra bitki doku kültürlerinde alt kültüre alma tekniğinin ve strese maruz kaldıktan sonra depolamanın bitki doku kültüründeki biyoaktif maddeler üzerindeki etkileri de incelenmiştir.Çalışmanın ilk aşamasında domates doku kültürünün zamana bağlı olarak 17 gün süren depolama süresi boyunca gelişme eğrisi oluşturulmuş ve böylece 14 günden sonra hücre ölümlerinin meydana geldiği saptanarak depolamanın 14. günü alt kültüre alma tekniğinin yapılmasına karar verilmiştir. Ayrıca, gelişme eğrisi referans alınarak depolama süresince vurgulu elektrik alan tekniğinin bitki doku kültürlerine uygulanacağı zaman belirlenmiştir.İkinci aşamada domates bitki doku kültürü 14 günlük depolama sonunda 2 kere alt kültüre alınmıştır. Alt kültürlerde lineer fazın başladığı (depolamanın 6. günü) zamanvurgulu elektrik alan uygulaması 600, 900, 1200 V/cm ve 1, 5, 9 kere olmak üzere bitki doku kültürlerine uygulanmış ve strese maruz kaldıktan hemen sonra (0.saat), 4 ve 96 saat sonra hücrelerdeki biyoaktif madde değişimleri analiz edilmiştir. Sonuçta, VEA uygulamasının şiddeti arttıkça canlılığın azaldığı ve PAL enzim aktivitesinin arttığı bulunmuş, stres reaksiyon süresinin arttıkça KM miktarında, iletkenlikte ve PAL enzim aktivitesinde azalma; toplam fenolik madde miktarında ise artma saptanmıştır. Ayrıca alt kültüre alma işleminin de hücre formunu iyileştirdiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Domates Bitki Doku Kültürü, Vurgulu Elektrik Alan Uygulaması, Fenialanin Amonyum Liyaz, Toplam Fenolik Madde, Sekonder Metabolit

Because of the adverse effects of thermal process on nutrients in foods, novel technologies alternative to thermal methods are going popularity recently. Pulsed electric field (PEF) processing is used for especially liquid foods which give in promising results. This method is used in secondary metabolite production, which has crucial effects on human health, from plant tissue cultures as a stress factor.Application of PEF to tomato tissue culture to create stress and increase in secondary metabolite production with increasing in enzyme activity was prompted in this study. Moreover, effects of storage after being exposed to the PEF stress were also investigated.At the first stage of the study, the growth curve of tomato cell culture was generated during the 17 day storage and it was seen that cell deaths occurred on the 14th day of storage therefore sub-culture technique was carried out at 14th day of the stogare. Additionally, the time when PEF should be applied to plant tissue culture was determined by the refrence of the growth curve during storing time.At the second stage, tomato cell culture was sub-cultured twice at the end of the 14thduring storage time. At the beginning time of the linear phase (6th day of storage), pulsed electric field with 600, 900, 1200 V/cm for 1, 5 and 9 times was superimpose to plant subcultures and alteration of bioactive materials on cells were analyzed shortly after exposed to the stress (0 hour), 4 and 96 hours. As a result, it was found that when PEF application intensity increase, vitality decrease and PAL enzyme activity increase, and also when stress reaction time increase, dry matter amount, conductivity and PAL enzyme activity decrease; total phenolic amount increase. Furthermore, it was determined that culturing technique enhances the cell form.Key Words: Tomato Plant Tissue Culture, Pulsed Electric Field Application, Phenylalanine Ammonium Lyase, Total Phenolic Material, Seconder Metabolite