Алексей Владимирович Стрелецкий, Ольга Владимировна Шелепова, Антон Олегович Моисеев, Людмила Петровна Воронина

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЯНТАРНОЙ И КОФЕЙНОЙ КИСЛОТ В ЛИСТЬЯХ МЯТЫ МЕТОДОМ ВЭЖХ С УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ (УФ) И МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ (МС) ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ: ОПЫТ ОЦЕНКИ ИХ ЭКЗОГЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Introduction

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЯНТАРНОЙ И КОФЕЙНОЙ КИСЛОТ В ЛИСТЬЯХ МЯТЫ МЕТОДОМ ВЭЖХ С УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ (УФ) И МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ (МС) ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ: ОПЫТ ОЦЕНКИ ИХ ЭКЗОГЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ. Разработан метод ВЭЖХ-УФ/МС для определения янтарной и кофейной кислот в мяте. Фолиарное применение 0.1% янтарной кислоты значительно повышает урожайность мяты сорта Метелица.

Abstract

Разработан метод количественного определения янтарной и кофейной кислот в листьях мяты сорта Метелица методом ВЭЖХ с УФ- и МС-детектрированием. Установлено, что метод ВЭЖХ-УФ применим только для определения кофейной кислоты, а методы ВЭЖХ-МС в двух различных режимах регистрации ионов – мониторинга выделенных ионов (SIM) и выбранных реакций (MRM) могут быть использованы для определения концентраций обоих видов кислот – янтарной и кофейной. При анализе сложных смесей, к которым относятся анализируемые растительные экстракты, предпочтение необходимо отдавать режиму MRM, как более селективному и чувствительному методу. Фолиарное использование 0.1% водного раствора янтарной кислоты в фазу вегетативного роста растений мяты для регулирования их роста и развития привело к увеличению биомассы одного растения и соцветия мяты на 20 и 43%, соответственно, по сравнению с контролем. Использование в качестве регулятора роста раствора кофейной кислоты двух концентраций (0.01 и 0.1%) такого результата не вызвало – наблюдалось снижение биомассы одного растения и соцветия на 9–8% и 3%, соответственно. Обработка растений мяты янтарной кислотой вызвала рост концентрации данного метаболита в листьях более чем в 20 раз. В то время как при фолиарном использовании кофейной кислоты содержание данного метаболита в листьях мяты оставалось на уровне контроля. Для повышения урожайности мяты сорта Метелица в фазу вегетативного роста рекомендуется использовать фолиарную обработку 0.1% раствором янтарной кислоты.

Review

This study presents a robust and valuable contribution to the analysis of organic acids in medicinal plants, specifically focusing on succinic and caffeic acids in 'Metelitsa' mint leaves. The authors successfully developed and validated a High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) method utilizing both Ultraviolet (UV) and Mass Spectrometry (MS) detection for the quantitative determination of these compounds. A significant strength of the analytical approach lies in the careful comparison of different detection modes, establishing that while HPLC-UV is suitable for caffeic acid, the complexity of plant extracts necessitates the superior selectivity and sensitivity of HPLC-MS, particularly in the Selected Reaction Monitoring (MRM) mode, for reliable quantification of both acids. This comprehensive method development is a key foundation for the subsequent biological investigations. Beyond the analytical methodology, the research explores the practical application of these acids as potential plant growth regulators. The findings demonstrate a notable positive effect of foliar application of a 0.1% succinic acid solution, leading to a significant increase in both total plant biomass (20%) and inflorescence biomass (43%) in mint plants. This positive outcome is further supported by the observed substantial accumulation (over 20-fold increase) of endogenous succinic acid in the treated leaves, directly correlating the exogenous application with internal metabolite levels. In contrast, caffeic acid application showed detrimental or negligible effects on growth and and did not result in increased internal caffeic acid concentrations. This differential response provides critical insights into the distinct physiological roles of these two compounds in mint. The study culminates in a clear and actionable recommendation for using succinic acid to enhance mint yield. While the paper presents a well-executed study with clear practical implications, some areas could benefit from further elucidation. Although the method for acid determination is clearly detailed as robust, a deeper exploration into the mechanisms behind the differential accumulation (high succinic acid uptake/synthesis vs. constant caffeic acid levels) would strengthen the biological understanding. For instance, is the increased succinic acid a direct uptake, or does it stimulate endogenous biosynthesis? Further investigations into other mint varieties, the long-term effects on essential oil content, or the economic feasibility of such treatments could broaden the impact. Nevertheless, this work offers a valuable analytical tool and a compelling agricultural strategy for improving mint cultivation, making a significant contribution to both analytical phytochemistry and applied plant science.

Full Text

Comments

You need to be logged in to post a comment.