Jesenice, 2018

SMREKOVA KRESILAČA (Fomitopsis pinicola)

- zdravilna ali radioaktivna?

Raziskovalna naloga

Področje: interdisciplinarno

Predmeti: biologija, kemija, fitofarmacija, fizika

AVTORICE: Katjuša KRUPENKO

Neža RIBNIKAR

Kaja LIČEF

MENTORJI: Katarina TRONTELJ, univ. dipl. bio.

dr. Andrej GREGORI, Mycomedica d.o.o.

Alen ŠEST, Acroni Jesenice

II Jesenice, 2018

ZAHVALA

Zahvaljujemo se mentorici Katarini Trontelj, univ. dipl. bio. za navdušenje za začetek naše raziskovalne poti, za podporo, spodbudo, pomoč in potrpežljivost pri raziskovanju.

Še posebno bi se rade zahvalile mentorju dr. Andreju Gregoriju iz podjetja MycoMedica

d.o.o., ki nam je omogočil delo v laboratoriju, nam predstavil področje biokemije ter nam nudil strokovno pomoč.

Posebna zahvala pa gre tudi mentorju Alenu Šestu iz podjetja Acroni Jesenice, ki nam

je prav tako nudil strokovno pomoč, znanje ter nas vedno znova navduševal nad področjem raziskovanja, poleg tega pa se mu zahvaljujemo tudi za ves čas, ki nam ga je namenil.

Zahvaljujemo se Antonu Sokliču za iskanje, nabiranje in determinacijo v raziskovalni nalogi uporabljenih gliv.

Zahvaljujemo se tudi Zavodu za varstvo pri delu Ljubljana (ZVD): Petru Jovanoviču, dr. Marku Giacomelliju, Gregorju Omahnu in Urbanu Zdešarju ter Inštitutu Jožefa

Stefana (IJS-RCP): dr. Ljudmili Benedik, dr. Radojku Jačimoviću in Darku Kavšku za pomoč pri kalibracijah in referenčnih materialih.

Hvala pa tudi ostalim profesorjem in osebju Gimnazije Jesenice za spodbudo, pomoč,

razumevanje in potrpljenje.

III Jesenice, 2018

Kazalo vsebine 1. UVOD ................................................................................................................................ 1 2. TEORETIČNI DEL.................................................................................................................... 3

2.1. Smrekova kresilača.................................................................................................... 3 2.1.1. Taksonomska uvrstitev .......................................................................................... 3 2.1.2. Opis smrekove kresilače ........................................................................................ 3 2.1.3. Uporaba smrekove kresilače .................................................................................. 3

2.2. Zdravilne učinkovine gob ........................................................................................... 3 2.2.1. Sekundarni metaboliti ........................................................................................... 3

2.2.1.1. Fenoli ........................................................................................................... 4 2.3. Cezij ......................................................................................................................... 4

2.3.1. Radioaktivno sevanje............................................................................................. 4 2.3.1.1. Sevanje gama................................................................................................ 5 2.3.1.2. Naravno ozadje ............................................................................................. 5 2.3.1.3. Učinki na človeka .......................................................................................... 5

2.3.2. Cezij ..................................................................................................................... 5 2.3.3. Spektrometrija gama ............................................................................................. 6

3. EKSPERIMENTALNI DEL ........................................................................................................... 8 3.1. Materiali in metode................................................................................................... 8

3.1.1. Določanje vsebnosti polifenolov v trosnjakih .......................................................... 8 3.1.1.1. Materiali....................................................................................................... 8 3.1.1.2. Opis vzorcev trosnjakov ..................................................................................... 8 3.1.1.3. Ekstrakcija polifenolov....................................................................................... 9

3.1.1.3.1. Metanolna ekstrakcija v steklenicah na stresalniku....................................... 9 3.1.1.3.2. Metanolna ekstrakcija s Soxhletom ............................................................10 3.1.1.3.3. Vodna ekstrakcija s Soxhletom ...................................................................11

3.1.1.4. Spektrofotometrija...........................................................................................11 3.1.1.4.1. Umeritvena krivulja - metanol ....................................................................11 3.1.1.4.2. Umeritvena krivulja - voda .........................................................................12

3.1.1.5. Izračun vsebnosti polifenolov v vzorcih trosnjakov .............................................13 3.1.2. Določanje vsebnosti cezija ....................................................................................13

3.1.2.1. Materiali......................................................................................................13 3.1.2.2. Priprava vzorcev...............................................................................................13

3.1.2.2.1. Opis vzorcev trosnjakov .............................................................................13 3.1.2.2.2. Priprava na meritev vsebnosti cezija ...........................................................14

3.1.2.3. Merjenje vsebnosti cezija .................................................................................15 3.1.2.4. Podzemni laboratorij z nizkim ozadjem za spektrometrijo gama..........................16 3.1.2.5. Kalibracije........................................................................................................17 3.1.2.6. Izračun specifične aktivnosti in transfernega faktorja .........................................17 ...................................................................................................................................18

3.2. Rezultati ..................................................................................................................19 3.2.1. Polifenoli .............................................................................................................19 3.2.2. Cezij ....................................................................................................................21

4. RAZPRAVA .........................................................................................................................23 5. ZAKLJUČEK .........................................................................................................................26 6. VIRI IN LITERATURA ..............................................................................................................27 7. PRILOGE ............................................................................................................................30

IV Jesenice, 2018

Kazalo slik

Slika 1: Regionalna porazdelitev kontaminacije tal s 137Cs neposredno po černobilski nesreči (1986).......................................................................................................................................... 6 Slika 2: 4π merilna geometrija - »Well-type« detektor .............................................................. 7 Slika 3: Vzorec z Lipance ........................................................................................................... 8 Slika 4: Vzorec s Kofc ................................................................................................................ 8 Slika 5: Tehtanje posušenih zmletih vzorcev trosnjakov ........................................................... 9 Slika 6: Priprava vzorcev za ekstrakcijo v steklenicah .............................................................. 9 Slika 7: Vzorec z Gorjuš v Bohinju ............................................................................................. 9 Slika 8: Vzorec z Gorjuš v Bohinju ............................................................................................. 9 Slika 9: Trosnjaki namočeni v metanolu, pripravljeni za stresanje na stresalniku .................. 10 Slika 10: Stresalnik ................................................................................................................... 10 Slika 11: Filtracija s podtlakom................................................................................................. 10 Slika 12: Rotavapor .................................................................................................................. 10 Slika 13: Vzorec po sušenju z rotavaporjem............................................................................ 10 Slika 14: Tehtanje narezanih vzorcev ...................................................................................... 15 Slika 15: Sušenje narezanih vzorcev v sušilniku za sadje ...................................................... 15 Slika 16: Sušenje vzorcev v kuhinjski pečici ............................................................................ 15 Slika 17: Pečica za upepeljevanje ........................................................................................... 15 Slika 18: Pooglenel vzorec pripravljen na upepelitev .............................................................. 15 Slika 19: Nadzorovanje sestave dimnih plinov med upepeljevanjem ................................... 15 Slika 20: Upepeljeni vzorci ....................................................................................................... 15 Slika 21: Upepeljen vzorec v viali pred vstavitvijo v detektor .................................................. 16 Slika 22: Ekstrakt po ekstrakciji s Soxhletom .......................................................................... 16 Slika 23: Spektrometer gama v Gimnaziji pred selitvijo v rov ................................................. 16 Slika 24: Rov v Mežakli- laboratorij za merjenje vsebnosti cezija ........................................... 17 Slika 25: Program za spektrometrijo gama .............................................................................. 17

Kazalo grafov

Graf 1: Umeritvena krivulja- metanol ....................................................................................... 12 Graf 2: Umeritvena krivulja- voda............................................................................................. 13 Graf 3: Analiza dimnih plinov ................................................................................................... 14 Graf 4: Vsebnost polifenolov .................................................................................................... 19 Graf 5: Vsebnost polifenolov in standardne deviacije posameznih delov trosnjaka ............... 19 Graf 6: Specifična aktivnost 137Cs v smrekovi kresilači (Pokljuka, Kofce, Radovna) .............. 21 Graf 7: Korelacija a/WGA ......................................................................................................... 22

Kazalo tabel

Tabela 1: Taksonomska klasifikacija ......................................................................................... 3 Tabela 2: Steklovina in pribor..................................................................................................... 8 Tabela 3: Pripomočki.................................................................................................................. 8 Tabela 4: Kemikalije ................................................................................................................... 8 Tabela 5: Pripomočki................................................................................................................ 13 Tabela 6: Steklovina in pribor................................................................................................... 13 Tabela 7: Vzorci za meritev vsebnosti cezija ........................................................................... 16 Tabela 8: Vsebnost polifenolov v vodnem in metanolnem ekstraktu ...................................... 19 Tabela 9: Vrednosti WGA ekstraktov v trosnjakih iz Lipance.................................................. 20 Tabela 10: Vrednosti WGA ekstraktov v trosnjakih iz Kofc ..................................................... 20

V Jesenice, 2018

Tabela 11: Vrednosti WGA ekstraktov v trosnjakih iz Radovne .............................................. 20 Tabela 12: Povprečne vrednosti celokupnih polifenolov v trosnjakih (metanolna ekstrakcija) .................................................................................................................................................. 20 Tabela 13: Aktivnost vzorcev z Lipance, Radovne in Kofc...................................................... 21

Kazalo prilog

Priloga 1: Aktivnost vzorcev s Kočne ....................................................................................... 30 Priloga 2: Specifična aktivnost smrekove kresilače (povprečje sredic in skorij po plasteh) - Kočna 2016.............................................................................................................................. 30 Priloga 3: Specifična aktivnost smrekove kresilače (sredice/skorje po plasteh) - Kočna 2016 .................................................................................................................................................. 31 Priloga 4: Primerjava spektrov gama vodnega in metanolnega ekstrakta v programu Theremino................................................................................................................................. 31 Priloga 5: Primerjava spektrov gama vodnega in metanolnega ekstrakta v programu BecquerelMonitor ..................................................................................................................... 32

VI Jesenice, 2018

Povzetek Glive imajo pomembno vlogo ne samo v ekosistemu, ampak tudi v človeškem življenju.

Med njimi so tudi zdravilni učinki sekundarnih metabolitov, zlasti polifenolov. Hkrati pa je znano, da absorbirajo in akumulirajo tudi številne škodljive snovi, tudi radioaktivne.

V raziskovalni nalogi smo se osredotočile na drevesno gobo smrekovo kresilačo (Fomitopsis pinicola), ki raste tudi v naših gozdovih. Vzorce smo nabrale z debel poškodovanih smrek oz. panjev na Pokljuki, Gorjušah, Kofcah in v Radovni. Določale

in primerjale smo vsebnost polifenolov ter cezija v temno obarvani skorji in svetlo obarvani sredici. Ugotavljale smo količino celokupnih polifenolov v vodnem in

metanolnem ekstraktu ter ugotovile, da je vsebnost polifenolov višja v vodnem ekstraktu. Ker smo vzorce nabrali na Pokljuki, ki je znana po kontaminaciji z radioaktivnim černobilskim cezijem (137Cs), glive pa so znane kot bioakumulatorji

radionuklidov, smo določale vsebnost 137Cs v trosnjakih in ugotavljale ali obstaja povezava med vsebnostjo cezija in polifenolov. Ugotovile smo, da se cezij ne veže na

polifenole, kot smo na začetku predvidevale, kar je ugodno za uporabo ekstraktov polifenolov v zdravilne namene. Ugotovile smo tudi, da je pri ekstrakciji polifenolov z metanolom prenos 137Cs iz trosnjaka v ekstrakt bistveno manjši kot pri ekstrakciji z

vodo. Zato priporočamo metodo ekstrakcije z metanolom, zlasti na kontaminiranih področjih.

Ključne besede: smrekova kresilača, polifenoli, cezij

Abstract

Fungi play many important roles not only in the ecosystem, but also in lives of humans

as well. These include the healing effects of secondary metabolites, especially polyphenols. At the same time, they are known to absorb and accumulate a number of harmful substances, including the radioactive ones. In the research project, we focused

on the red belt conk (Fomitopsis pinicola), which also grows in Slovenian forests. Samples were collected from trunks of damaged spruces or their stumps on Pokljuka,

Gorjuše, Kofce and in Radovna. We determined and compared the content of polyphenols and caesium in the dark coloured crust and the light coloured core. We determined the quantity of total polyphenols in the aqueous and methanolic extract,

and recorded higher polyphenol content in aqueous extract. Since samples were collected on Pokljuka, which is known for contamination with radioactive Chernobyl

caesium (137Cs), and fungi are known as bio accumulators of radionuclides, we determined the 137Cs content in fruiting bodies and tried to establish a link between the content of caesium and polyphenols. We have found out that caesium does not bind

to polyphenols, as we initially predicted, which is advantageous for the use of polyphenol extracts for healing purposes. We also discovered that when extracting

polyphenols with methanol, the transfer of 137Cs from the fruiting body into the extract is significantly lower compared to water extract. Therefore, the method of extraction with methanol is recommended, especially in contaminated areas.

Key words: red belt conk, polyphenols, caesium

1 Jesenice, 2018

1. Uvod

Že v zgodnjih civilizacijah so bile gobe cenjene kot hrana in tudi kot zdravilo. S poskušanjem so naši predniki začeli ločevati gobe na užitne, strupene in celo

psihotropne. Manj kot kulinarična uporaba je v širši javnosti danes poznano njihovo zdravilno delovanje, čeprav so verjetno ljudje uporabljali glive enako daleč v zgodovino kot zdravilne rastline. Njihovi vodni ekstrakti, koncentrati, raztopine se že tradicionalno

uporabljajo za zdravljenje trebušno-črevesnih bolezni, bronhialne astme in pri zdravljenju različnih vrstah raka. Danes se zdravilne gobe uživajo kot prehranski

dodatki ali kot zdravilni pripravki v obliki tekočih koncentratov ali zdrobljenih posušenih gob v prahu ali kapsulah. Imajo velik potencial pri zdravljenju različnih bolezni, krepitvi imunskega sistema in pri lajšanju stranskih učinkov močnih zdravil [12].

V raziskovalni nalogi smo se posvetile zdravilni drevesni glivi, ki je pogosta v naših

gozdovih, smrekovi kresilači (Fomitopsis pinicola). Ta je ljudem lažje dostopna, kot nekatere druge, bolj znane, a pri nas redkejše zdravilne gobe, njene učinkovine pa so

slabše raziskane.

Podobno kot pri rastlinah, lahko tudi pri glivah največ zdravilnih učinkov pripišemo sekundarnim metabolitom polifenolom. Le-ti imajo vlogo obrambnih in signalnih

molekul ali zagotavljajo druge selekcijske prednosti, niso pa neposredno vpleteni v rast, razvoj in razmnoževanje organizma [5]. Zato smo se odločile za raziskavo vsebnosti polifenolov v trosnjakih smrekove kresilače.

Poleg zdravilnih učinkovin so glive znane tudi po sposobnosti akumuliranja različnih

snovi, ki jih srkajo iz okolja [29] [30]. To lahko zmanjša ali prepreči njihovo uporabnost v zdravilne namene. Zlasti je problematično onesnaženje z radioaktivnimi elementi . V

naši raziskovalni nalogi smo preučevale radioaktivni cezij, ki so ga na območje severozahodne Slovenije v 20% prispevala nadzemna testiranja jedrskega orožja v času hladne vojne, 80% kontaminacije pa je prispevala černobilska nesreča

[18][28][35][36][37]. 37% radiocezija, sproščenega v ozračje ob eksploziji jedrskega reaktorja v Černobilu, se je razširilo v Evropo in je zaradi padavin doseglo tudi ozemlje

Slovenije [19]. Ker je 137Cs dolgoživ sevalec z razpolovno dobo 30 let, ga lahko v okolju zaznamo še danes. Količina 137Cs je v Sloveniji največja na severozahodu, kjer je tudi Pokljuka. Na tem predelu je pomladi leta 1986 padlo veliko padavin, ki so iz oblakov

izpirale radioaktivne aerosole iz Černobila v tla [18][28][35][36][37]. Na Pokljuki smo nabrale tudi trosnjake za proučevanje. Cezij je element, ki je kemijsko soroden kaliju,

le-ta pa je ključnega pomena za rastline. V elementarni obliki v okolju zaradi reaktivnosti ne nastopa. Tako kot kalijeve pa so tudi cezijeve spojine zelo vodotopne in mobilne v biosferi. Ta njegova lastnost v kombinaciji z dolgoživostjo izotopa 137Cs

in visoko razpoložljivostjo za organizme ga predstavlja kot enega najbolj problematičnih radionuklidov, s katerimi je kontaminirano naše okolje

[18][28][35][36][37]. Zato je njegovo kopičenje in kroženje v biosferi že dolga leta predmet številnih intenzivnih raziskav, saj ga v okolju tudi z lahkoto zaznamo. Je eden najbolj zastopanih fisijskih produktov, ki nastajajo ob eksplozijah jedrskega orožja in

v jedrskih reaktorjih, iz katerih se lahko sproščajo ob nesrečah, pomemben vir pa je tudi predelava jedrskega goriva.

2 Jesenice, 2018

Drevesne glive ne sprejemajo snovi neposredno iz tal, ampak posredno preko

drevesa, zato pričakujemo manjšo vsebnost cezija kot pri glivah v prsti. Zanimalo nas je tudi ali je aktivnost 137Cs v glivah, ki jih najdemo na območju Pokljuke, dovolj velika,

da bi preprečila njihovo uporabo v zdravilne namene. Za primerjavo vsebnosti cezija smo nabrale še vzorce iz Radovne in Kofc, kjer je bilo onesnaženje z radioaktivnim oblakom občutno manjše in zato ne pričakujemo tako visokih vrednosti cezija.

Določene skupine polifenolov so znane po močni afiniteti do cezija. Ena najbolj znanih skupin s to lastnostjo so norbadioni, ki značilno temno obarvajo površinsko plast trosnjaka nekaterih gliv (npr. kostanjevih gobanov). Norbadion A (NBA) je pigment

prisoten v užitnih gobah [4][38][39]. Na tej osnovi smo si zastavile raziskovalno vprašanje, ali pri nas pogosta gliva smrekova kresilača (Fomitopsis pinicola) v svojih

trosnjakih vsebuje večjo količino polifenolov v skorji ali sredici ter ali obstaja možna povezava med vsebnostjo 137Cs in polifenolov v trosnjakih.

Drugo zanimivo vprašanje je, katero topilo za ekstrakcijo (voda ali metanol) je bolj primerno s stališča vsebnosti polifenolov in cezija v ekstraktih.

V nobeni literaturi nismo zasledile raziskav na drevesnih gobah, ki bi se lotile

primerjave vsebnosti polifenolov in cezija v skorji in sredici trosnjaka. Prav tako nismo zasledile raziskav o vsebnosti cezija v ekstraktih zdravilnih učinkovin polifenolov. Zato

je bila naša naloga še posebno zanimiva in bi lahko služila tudi kot osnova za bodoče raziskovanje na področju zdravilnosti gob s stranskimi učinki radioaktivnih elementov (vsebnost zdravilnih celokupnih polifenolov in radioaktivnega cezija). Ima tudi praktično

vrednost, saj smo med drugim odgovorili tudi na vprašanje ali so smrekove kresilače na področju Pokljuke zdravilne in hkrati varne za uporabo v zdravilne namene glede

onesnaženosti s cezijem.

Hipoteze:

1. V skorji trosnjaka smrekove kresilače je vsebnost celokupnih fenolov višja kot v svetlo obarvani sredici.

2. Ker se drevesne glive prehranjujejo iz drevesa in ne neposredno iz tal, bo vsebnost 137Cs v njihovih trosnjakih nižja kot v gobah, ki živijo v prsti.

3. Zaradi vezave cezija na polifenole sta vrednosti polifenolov in 137Cs v skorji in

sredici trosnjakov premo sorazmerni. 4. Zaradi večje topnosti cezija v vodi kot v metanolu je vsebnost 137Cs v vodnih

ekstraktih polifenolov bistveno višja kot v metanolnih ekstraktih.

Cilji raziskovalne naloge so seznanjenje s temami izven splošnega učnega načrta, seznanjenje s strokovno literaturo ter spoznavanje ustreznih raziskovalnih metod. Naš

glavni cilj pa je odgovoriti na raziskovalna vprašanja oz. potrditi ali ovreči hipoteze.

Namen raziskovalne naloge je primerjalno raziskati vsebnost celokupnih fenolov in cezija glede na mesto v trosnjaku (skorja, sredica) in glede na način ekstrakcije (uporaba dveh različnih topil: metanol in voda).

3 Jesenice, 2018

2. Teoretični del

2.1. Smrekova kresilača

2.1.1. Taksonomska uvrstitev

Tabela 1: Taksonomska klasifikacija

Kraljestvo Fungi

Deblo Basidiomycota

Razred Agaricomycetes

Red Polyporales

Družina Fomitopsidaceae

2.1.2. Opis smrekove kresilače

Oblika trosnjakov je zelo spremenljiva. Običajno so kopitasti, plutasti in trdi, večletni,

široki 10-60 cm in na osnovi, kjer so pritrjeni na les, debeli 5-20 cm. Lahko pa so tanki ali resupinatni in sploščeni, v kolikor rastejo na spodnji strani ležečega debla. Skorja na zgornji strani trosnjaka je trda, gladka in pri mladih trosnjakih rumena, nato svetleče

rdeča do temno rdeča, kasneje siva do črna, z izrazitimi koncentričnimi gubami. Na trosovnici in na robu mladega in intenzivno razvijajočega se trosnjaka so pogosto

kapljice prozorne tekočine. Vzdolž svetlega zunanjega roba trosnjaka je širok ali tanek oranžno do rdeče obarvani pas skorje, ki je pri večini starih in temnih trosnjakih značilno znamenje za to glivo. Drugo značilno znamenje je lastnost skorje, da se stopi

in zavre, če jo segrejemo s plamenom. Trosovnica je iz cevk dolgih do 10 mm, cevke so pri starih trosnjakih razporejene v več plasteh, ki se ločijo med sabo v kolikor

trosnjak razlomimo. Površina trosovnice je najprej bela, nato svetlo rumenorjava, stara je svetlo rjava. Pore cevk so okrogle, na milimeter površine trosovnice so 3-4 pore [1].

Raste predvsem kot saprofit na lesu iglavcev in listavcev, lahko pa tudi kot parazit na oslabelih drevesih [2].

2.1.3. Uporaba smrekove kresilače

Smrekova kresilača kot živilo ni primerna za uživanje, se jo pa uporablja v tradicionalni medicini, pri čemer trosnjake posušijo, zmeljejo in iz njih pripravijo čaj ali druge

pripravke. Te se uporablja za krepitev splošne odpornosti in proti rakavim obolenjem, pri glavobolih in bolečinah v živcih (nevralgije), proti vnetju prebavil, slabosti, pri

kronični diareji in griži, zaprtju, kot bljuvalo (emetik), pri težavah z jetri, proti zlatenici, vročini in mrzlici, pri prekomernem uriniranju, proti oblogam na jeziku in kot sredstvo za ustavljanje krvavitev. V raziskavah je ekstrakt smrekove kresilače kazal potencialne

protitumorne učinke in učinke proti sladkorni bolezni, triterpeni iz te gobe so delovali protivnetno, antioksidativno in protimikrobno oziroma antibiotično, medtem ko so

polisaharidi kazali blagodejne učinke na jetra [3].

2.2. Zdravilne učinkovine gob

V gobah najdemo tudi snovi, ki delujejo zdravilno. Največ jih spada med visoko molekulske polisaharide, manjši delež pa so produkti sekundarnega metabolizma,

terpenoli, fenoli in proteini [12].

2.2.1. Sekundarni metaboliti

Primarni metaboliti so ogljikovi hidrati, beljakovine, maščobe, nukleinske kisline in

vitamini. So vključeni v biokemijske reakcije, ki so osnova za življenjske procese.

4 Jesenice, 2018

V nasprotju s primarnimi metaboliti izostanek sekundarnih metabolitov ne pomeni

takojšnje smrti, temveč zgolj dolgoročno oslabitev preživetja, plodnosti in estetike, ali pa ta izostanek morda celo nima opaznega vpliva na organizem. Čeprav so kemijsko

zelo raznoliki, nastanejo vsi sekundarni metaboliti po maloštevilnih biosintetskih poteh, pogosto sočasno z morfološkim razvojem [5]. Sekundarni metaboliti so številne substance z različnimi strukturami. Glede na strukturo jih delimo na tri večje razrede:

alkaloidi, terpeni in fenoli.

Med fenole spadajo flavonoidi, izoprenoidi, stilbeni, tanini, lignin in še nekatere druge. Sekundarni metaboliti delujejo tudi kot antioksidanti in imajo zaščitno vlogo pred

premočnim UV sevanjem. Nekateri pa sodelujejo v obrambnem sistemu glive - ko jo napadejo mikroorganizm i, začne tvoriti obrambne snovi [6].

Ljudje rastlinske sekundarne metabolite uporabljajo kot zdravila, arome, začimbe in

prehranske dodatke [5].

2.2.1.1. Fenoli

Strukturno fenolne spojine sestavljajo en ali več aromatskih obročev, na katere je vezana najmanj ena hidroksilna skupina in se pojavljajo kot preproste fenolne molekule

do visoko polimerizirane spojine [7]. Kljub strukturni raznolikosti se je zanje uveljavilo tudi ime polifenoli, saj so v naravi to običajno spojine z več hidroksilnimi s pojinami.

Znano je veliko polifenolnih skupin.

Polifenoli so značilni za rastline in glive. Ščitijo jih pred rastlinojedci in patogenimi mikroorganizmi. Imajo tudi pomembno vlogo kot antioksidanti, ki nevtralizirajo

novonastale proste radikale in jim preprečujejo , da bi vstopali v nadaljne reakcije ter tvorili nove proste radikale [6]. Prosti radikali so atomi, ioni in molekule, ki so zelo nestabilni in nevarni, saj povzročijo neželene kemijske reakcije ter bolezenske

spremembe v celicah in tkivih. Fenolne spojine so daleč najbogatejši vir antioksidantov z veliko antioksidativno sposobnostjo [8]. Fenoli, ki jih dobimo s hrano ali kot prehranski dodatek, imajo pomembno vlogo kot zaščita pred boleznimi, pomagajo pri vnetjih,

krepijo imunski sistem, zavirajo alergije in igrajo pomembno vlogo kot antioksidanti. Zmanjšujejo tveganje za razvoj raka, začetni razvoj ateroskleroze, zamotnitev očesne

leče, bolezni ki so povezane s kajenjem in druge [9]. Poleg tega zmanjšujejo vidne znake staranja kože, izboljšujejo pretok krvi, krepijo stene žil in ščitijo pred izgubo vida [10].

Z raziskavami v zadnjih letih so ugotovili, da tudi glive kopičijo različne fenolne spojine z imunodulatornimi, kardiovaskularnimi, protidiabetičnimi, protivirusnimi in protitumorskimi lastnostmi [8].

Za določanje fenolnih skupin se največkrat uporablja Folin – Ciocalteaujeva metoda

(FC), ki smo jo uporabili tudi mi. Polifenoli v ekstraktih reagirajo s FC reagentom in tvorijo moder kompleks, kateremu lahko s spektrofotomerijo določimo absorbanco. V

večini raziskav uporabljajo to metodo za določanje celokupnih fenolov v rastlinskem ali glivnem materialu [11] [12].

2.3. Cezij

2.3.1. Radioaktivno sevanje

Radioaktivno sevanje je naravni pojav, pri katerem atomi prehajajo iz nestabilnega v stabilno stanje, pri čemer oddajo energijo v obliki ionizirajočega sevanja. Ionizirajoče sevanje je sevanje, ki ima dovolj veliko energijo da razceplja kemijske vezi. Ionizirajoče

5 Jesenice, 2018

sevanje z najnižjo energijo je UV-sevanje, sledita pa mu rentgensko in sevanje gama.

V praksi najpogosteje srečamo naslednje tri vrste radioaktivnega sevanja: alfa, beta in gama. Vsak izotop oddaja sevanje na karakterističnih energijah (zaradi česar ga je na

ta način možno identificirati) in ima določen razpolovni čas. Razpolovni čas je čas, v katerem razpade polovica jeder radioaktivnega elementa. Sevanje je prisotno v naravi, lahko pa je tudi umetno. Vseh radioaktivnih izotopov (radionuklidov) je preko 3000, od

tega je naravnih le približno 85. Ti so se pojavili na Zemlji z njenim nastankom ali nastajajo na njej zaradi kozmičnega sevanja [14][15].

2.3.1.1. Sevanje gama

Sevanje gama je oblika razpada, ki se pojavi, ko jedro preide iz vzbujenega v osnovno stanje. Jedro odda foton gama, ki izhaja iz snovi kot sevanje gama. Tako to sevanje

za razliko od alfa in beta niso nabiti delci, temveč elektromagnetno valovanje – svetloba. V snovi se sevanje gama ne ustavi popolnoma, vendar ga snov le deloma absorbira, zato ima zelo velik doseg in prodira globoko. Pri visokih energijah z lahkoto

prodira tudi skozi več cm debele plasti kovin, najbolje pa ga absorbirajo elementi z visoko gostoto in visokim vrstnim številom (svinec, volfram, uran...). Fizikalna narava

sevanja gama je enaka naravi rentgenskih žarkov, ki imajo le nižjo energijo kot žarki gama. Sevanje gama lahko analiziramo v spektroskopih gama, s katerimi identificiramo radionuklide [14][15].

2.3.1.2. Naravno ozadje

Sevanje ozadja je sevanje, ki je neprestano prisotno v okolju in prihaja iz vesolja ter neposredno iz zemeljske skorje in atmosfere. V zemeljski skorji so od njenega

nastanka prisotni prvobitni radionuklidi (kalij, torij, uran...), ki ob svojem razpadu sevajo alfa, beta ali gama [16]. Naravno ozadje v primerih meritev zelo šibko aktivnih vzorcev moti meritve in če prevlada nad sevanjem vzorcev, le-teh zato ne moremo meriti, razen

v primeru, če ga zadušimo z debelo plastjo snovi, ki dobro absorbirajo sevanje (npr. svincem) ali pod zemljo, ki absorbira precejšenj del sevanja iz vesolja [14][15].

2.3.1.3. Učinki na človeka

Radioaktivno sevanje je za živa bitja škodljivo. Če delci ionizirajočega sevanja pridejo v stik s celicami živega organizma, ionizirajo atome DNK in drugih molekulskih struktur in povzročijo okvare genskega zapisa. Ker z naravnim ozadjem živimo že od nekdaj in

tudi kalij v našem telesu neprestano oddaja sevanje beta (povprečna odrasla oseba zaradi njega neprestano seva s 4000 Bq), na ljudi take zelo majhne doze nimajo

učinka, saj so celice razvile popravljalne in izločilne mehanizme. Dovolj visoke doze pa že povzročajo škodljive spremembe: radiacijske poškodbe, značilne bolezenske sindrome in povečujejo verjetnost za nastanek rakavih obolenj [14][16].

2.3.2. Cezij

Cezij je alkalijska kovina, ki burno reagira z vodo in z njo tvori močno bazo. Zaradi reaktivnosti v naravi ne nastopa v elementarni obliki, njegove spojine pa so v vodi zelo

dobro topne, kar mu omogoča učinkovito širjenje v okolju in prehajanje med biološkimi sistemi [18][19]. Cezij ima več izotopov, edini stabilni je 133Cs. Radionuklida 137Cs z razpolovno dobo 30 let in njegov kratkoživi sopotnik 134Cs pa sta posledica človekove

jedrske dejavnosti, saj nastajata kot cepitvena produkta v jedrskih reaktorjih in pri jedrskih eksplozijah. Pred letom 1945 teh dveh radionuklidov v naravnem okolju ni bilo

(na Zemlji sta sicer nastala na začetku njene zgodovine, vendar sta zaradi kratke razpolovne dobe odtlej že davno razpadla), zato je celotna količina 137Cs, ki ga danes

6 Jesenice, 2018

najdemo v okolju, posledica človekovih dejavnosti [14][16]. 137 Cs razpade z razpadom

beta minus na barij-137, ki po 2,55 minute razpade in odda foton gama z energijo 661,6 keV [14]. To vidimo kot značilno energijsko črto v spektru svetlobe gama, po kateri ga

lahko prepoznamo, zato smo ga pri našem raziskovanju dokazovale s pomočjo spektrometra gama. 137Cs je bil na našem območju prisoten že pred černobilsko tragedijo kot posledica nadzemnih testiranj jedrskega orožja v času hladne vojne

(predvsem s strani ZDA in SZ) in je zato globalni kontaminant [18][28][35][36][37]. Na našem področju pa je še posebej velik prispevek (>80 %) dodala omenjena nesreča

[18][28][35][36][37]. Nesreča je v ozračje sprostila 85 PBq (85*1015 Bq) ali 2,3 MCi 137Cs [19]. Še vedno pa je to le 1/1000 vsega 137Cs, ki ga je človek sprostil samo v ozračje z nadzemnimi jedrskimi poskusi [19]. 37% radiocezija, sproščenega v ozračje

ob eksploziji jedrskega reaktorja v Černobilu, se je razširilo po Evropi in je zaradi padavin dosegel tudi ozemlje Slovenije. Oblak z radionuklidi se je iznad

poškodovanega reaktorja dvigal in z vetrovi širil po večjem delu Evrope. Kamor ga je zaneslo, je dež izpral iz njega radionuklide na tla, kjer jih najdemo še danes [19]. V okolju so ostali predvsem dolgoživi sevalci, od katerih sta najpomembnejša 137Cs in 90Sr, oba z razpolovno dobo 30 let, zato sta zaznavna še danes, ko je njuna aktivnost malo pod polovico začetne. Količina 137Cs v tleh na alpskem območju se je takrat

povišala na okoli 70 kBq/m 2 [18][28][35][36][37]. Zaradi lastnosti cezijevih spojin, da se vežejo v zgornjih plasteh tal preko adsorpcije na sestavine rizosferne prsti in se skoraj ne izpirajo v globlje plasti, je v kombinaciji z dolgoživostjo njegovega izotopa 137Cs in

visoko razpoložljivostjo za organizme eden najbolj problematičnih radionuklidov, s katerimi je kontaminirano naše okolje [18][28][35][36][37]. Zato je njegovo kopičenje

in kroženje v biosferi že dolga leta predmet številnih, intenzivnih raziskav.

Znano je, da glive iz tal absorbirajo minerale, med drugim tudi 137Cs, in jih kopičijo v svoji biomasi. To lahko predstavlja problem pri uporabi gob v prehrambne in zdravilne namene [18][28][35][36][37].

Slika 1: Regionalna porazdelitev kontaminacije tal s 137Cs neposredno po černobilski nesreči (1986) [31]

2.3.3. Spektrometrija gama

Večina elementov, ki so radioaktivni (radionuklidi), seva tudi žarke gama. Ko atomi

takega elementa razpadajo, sproščajo le njim lastne fotone gama, zato vsak radionuklid med razpadanjem seva z drugimi, samo zanj značilnimi valovnimi

dolžinami (energijami v keV). Tako lahko prek analize spektra izsevane svetlobe, ki jo

7 Jesenice, 2018

zazna spektrometer, radionuklide tudi identificiramo. Sevanje gama, kot vsako

svetlobo, lahko razstavimo v spekter, kjer te značilne črte razločimo. Za analizo zadošča, da zaznamo že nekaj sto atomov preiskovanega elementa v času njihovega

razpada. Ta učinkovita tehnika nam omogoča merjenje in sledenje izredno nizkih koncentracij teh elementov [43].

Z merilno geometrijo opisujemo postavitev vzorca glede na detektor. Pri merjenju

šibkih vzorcev je učinkovita merilna geometrija ključnega pomena. Merilna geometrija je povezana s števnim izkoristkom (učinkovitostjo zaznavanja sevan ja, ki ga oddaja vzorec). Večji kot je števni izkoristek, bolj šibke vzorce lahko merimo [43].

Pri najučinkovitejši (4π) merilni geometriji detektor (skoraj) popolnoma iz vseh strani

obdaja vzorec (ali obratno), zato je izkoristek najvišji in bi v prvem primeru teoretično lahko dosegel 100 %. Uporablja se za meritve najšibkejših vzorcev. V praksi take

geometrije praktično ne srečamo, ampak se ji samo bolj ali manj približamo [43].

»Well-type« detektor:

Je posebna oblika scintilacijskega detektorja, ki obda vzorec s skoraj vseh strani in se tako približa 100 % izkoristku. 4π geometrijo dosežemo z votlino oz. izvrtino (»well«)

v detektorju, v katero vstavimo vzorec. Slabost pa je majhna prostornina, ki je na voljo za vzorec, zato mora biti ta prej primerno oblikovan in dovolj skoncentriran (npr. upepeljen) [43].

Slika 2: 4π merilna geometrija - »Well-type« detektor [44][45]

8 Jesenice, 2018

3. Eksperimentalni del

3.1. Materiali in metode

3.1.1. Določanje vsebnosti polifenolov v trosnjakih

3.1.1.1. Materiali

Tabela 2: Steklovina in pribor

STEKLOVINA IN PRIBOR

Soxhletov aparat

Epruvete Kivete

Čaše Lij

Bučke (50 mL) Kovinska palčka, žlička

Merilni valj (100 mL)

Erlenmajerice

Tabela 3: Pripomočki

PRIPOMOČKI

Škarje za rezanje gob

Sušilnik za sadje Električni mlinček

Analitska tehtnica

Nogavici (namesto celulozne vrečke)

Grelnik za bučko Rotavapor (uparjalnik)

Stresalnik epruvet

Avtomatska pipeta Spektrofotometer (Beckman DU640) Vodna kopel

Centrifuga

Tabela 4: Kemikalije

KEMIKALIJE

Metanol Natrijev karbonat

Folin-Ciocalteau-jev reagent

3.1.1.2. Opis vzorcev trosnjakov

Za primerjalno raziskavo vsebnosti polifenolov v skorji in sredici trosnjakov smo z debel poškodovanih smrek oz. panjev na Pokljuki, Kofcah in v Radovni odluščile trosnjake

smrekove kresilače (Fomitopsis pinicola) (N=21). Trosnjake smo razdelile na jedra in skorje (na svetlejši in izrazito temnejši del trosnjaka). Trosnjake smo sušile na 40 0C

do konstantne mase. 6 gramov posameznega dela trosnjaka smo mlele s kavnim mlinčkom 30-40 sekund. Med mletjem smo mlinček stresale, da so se vzorci enakomerno zmleli.

Slika 3: Vzorec z Lipance

Slika 4: Vzorec s Kofc

9 Jesenice, 2018

Slika 5: Tehtanje posušenih zmletih vzorcev trosnjakov

Slika 6: Priprava vzorcev za ekstrakcijo v

steklenicah

Za raziskavo cezija v vodnih in metanolnih ekstraktih smo s panjev posekanih smrek

na Gorjušah v Bohinju odluščile trosnjake smrekove kresilače (Fomitopsis pinicola). Trosnjake smo narezale na manjše koščke in jih zmlele z mlinčkom. Nato smo jih sušile

v sušilniku za sušenje sadja na 40 0C do konstantne mase. Končna masa suhega trosnjaka je bila 1161 g. Od tega smo za ekstrakcijo s Soxhletom uporabile 955 g trosnjaka.

Slika 7: Vzorec z Gorjuš v Bohinju

Slika 8: Vzorec z Gorjuš v Bohinju

3.1.1.3. Ekstrakcija polifenolov

3.1.1.3.1. Metanolna ekstrakcija v steklenicah na stresalniku

Od zmletih vzorcev smo odtehtale 5 g in jih stresle v 0,5 L steklenice ter dolile 100 mL

metanola. Steklenice smo vpele na stresalnik za 3 ure z 75 obrati/min pri sobni temperaturi. Zmes smo po 3 urah prefiltrirale s podtlakom preko filtrirnega papirja. Kar

je ostalo na filtrirnem papirju smo zavrgle. Ekstrakte smo na rotavaporju posušile do suhega (znižan tlak, 60 0C). V bučkah, ki smo jih pred tem označile in stehtale na analitski tehtnici, se je nabral trden ekstrakt. S tem so bili vzorci pripravljeni na FC-

reakcijo in meritev na spektrofotometru.

10 Jesenice, 2018

Slika 9: Trosnjaki namočeni v

metanolu, pripravljeni za stresanje na stresalniku

Slika 10: Stresalnik Slika 11: Filtracija s podtlakom

Slika 12: Rotavapor

Slika 13: Vzorec po sušenju z rotavaporjem

3.1.1.3.2. Metanolna ekstrakcija s Soxhletom

Dve tretjini mase, tj. 640 g smo namočile v metanolu, ki ga je goba vpila. Gobo smo nato pretresle v nogavico in le-to vstavile v 2000 mL Soxhletov aparat. Dodale smo še nekaj metanola za nemoten potek ekstrakcije, ki je potekala 24 ur. Celoten volumen

metanolnega ekstrakta smo posušile na rotavapor. Masa ekstrakta po sušenju je znašala 147 g.

Folin-Ciocalteau-jeva reakcija

Od 147 g dobljenega ekstrakta smo 0,200 g uporabile za nadaljnjo meritev polifenolov,

preostali ekstrakt pa smo namenile meritvi vsebnosti cezija. Ekstrakt smo raztopile v metanolu (1g ekstrakta/0,5 L metanola). V vsako izmed treh epruvet (paralelk) smo odpipetirale 0,5 mL raztopine ekstrakta, nato pa smo v času 2 minut dodale še 2,5 mL

raztopine FC reagenta (razredčenega z vodo v razmerju 1:10) ter 2 mL raztopine Na2CO3 koncentracije 75 g/L. Vsebino epruvet smo na vortex stresalniku premešale

ter položile v vodno kopel s 50 0C za 5 minut. S tem so bili vzorci pripravljeni na meritev na spektrofotometru.

11 Jesenice, 2018

Slika 12: Metanolna

ekstrakcija s Soxhletovim aparatom

Slika 13: Toplotna izolacija z vrelnimi

kamenčki in ekstrakt po metanolni ekstrakciji

Slika 14:Sušenje

metanolnega ekstrakta na rotavaporju

Slika 15:Tehtanje

metanolnega ekstrakta

3.1.1.3.3. Vodna ekstrakcija s Soxhletom

Eno tretjino mase trosnjaka, tj. 315 g smo vsule v nogavico in le-to v Soxhletov aparat. Dodale smo 3,5 L destilirane vode. Ekstrakcija je potekala 48 ur. Vodni ekstrakt smo nato dale na uparjevalnik (rotavapor) in s tem uparile topilo. Masa ekstrakta po uparitvi

je znašala 40 g. Za določanje polifenolov v vodnem ekstraktu smo uporabile enak postopek kot pri metanolni ekstrakciji, s tem da smo kot topilo uporabljale vodo.

3.1.1.4. Spektrofotometrija

Absorbance vzorcev smo merili pri valovni dolžini 760 nm. Za slepi vzorec smo uporabili metanol pri metanolnih in vodo pri vodnih ekstraktih.

Slika 16: Spetrofotometer

3.1.1.4.1. Umeritvena krivulja - metanol

Pripravile smo umeritveno krivuljo z osnovno raztopino galne kisline (GA) v metanolu s koncentracijo 0,4 mg/mL (10 mg GA smo zatehtali v 25 mL merilno bučko in

razredčile z metanolom do oznake). Nato smo v 10 mL merilne bučke odpipetirale sledeče volumne osnovne raztopine GA: 2,5 mL, 1,75 mL, 1,00 mL, 0,75 mL, 0,50 mL, 0,25 mL, 0,10 mL ter razredčile do oznake z metanolom. Raztopino smo dobro

premešale. V stekleničke smo odpipetirale 0,5 mL razredčene GA, dodale 2,5 mL raztopine FC reagenta ter 2 mL raztopine Na2CO3, raztopino premešale in

termostatirale v vodni kopeli 5 minut pri temperaturi 50 0C. Nato smo raztopine ohladile

12 Jesenice, 2018

in izmerile absorbanco pri 760 nm. Hkrati smo pripravile slepi vzorec, kjer smo namesto

raztopine GA uporabile metanol. Na osnovi izmerjenih absorbanc smo narisale diagram odvisnosti koncentracije GA (γGA) od absorbance (Abs) v raztopinah (γGA =

f (Abs)), ki je prikazan na grafu 1.

Slika 17: Vzorci za umeritveno krivuljo

Graf 1: Umeritvena krivulja- metanol

3.1.1.4.2. Umeritvena krivulja - voda

Umeritvena krivulja za vodne ekstrakte je bila narejena po istem postopku, kot metanolna, le da smo kot topilo uporabile vodo.

13 Jesenice, 2018

Graf 2: Umeritvena krivulja- voda

3.1.1.5. Izračun vsebnosti polifenolov v vzorcih trosnjakov

Dobljene absorbance smo vstavile v graf umeritvene krivulje ter dobile koncentracijo GA.

𝐴𝑏𝑠 = a × 𝛾𝐺𝐴 + 𝑏

Legenda:

Abs – absorbanca raztopine vzorca izmerjena pri 760 nm

b – odsek premice umeritvene krivulje GA na osi absorbance

a – naklon premice umeritvene krivulje GA (mL/mg)

γGA – koncentracija GA v raztopini ekstrakta (mg/mL)

Rezultate vsebnosti totalnih fenolov izrazimo v mg GA na g ekstrakta (WGA ekstrakta) oz. mg GA na g materiala (WGA materiala) po sledečih enačbah:

𝑊𝐺𝐴 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘𝑡 = 𝛾𝐺𝐴 / 𝛾𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎kt × 1000 𝑊𝐺𝐴

Legenda:

γGA – koncentracija GA v raztopini ekstrakta (mg/mL)

γekstrakta – koncentracija ekstrakta v raztopini vzorca (mg/mL), ki se izračuna na osnovi mase zatehte ekstrakta (m ekstrakta, v mg), ki smo ga pripravili za analizo γekstrakta [13] [3].

3.1.2. Določanje vsebnosti cezija

3.1.2.1. Materiali

Tabela 5: Pripomočki

PRIPOMOČKI

Škarje in noži Vrečke za vlaganje, kozarci za vlaganje za shranjevanje vzorcev

Sušilnik, kuhinjska pečica, žarilna pečica Tehtnica in analitska tehtnica

Analizator dimnih plinov Aluminijasta folija

Mešalnik, kavni mlinček Alkoholni marker za označevanje vzorcev

Eksikator Spektrometer gama

Tabela 6: Steklovina in pribor

STEKLOVINA IN PRIBOR

Marinellijeva čaša Izparilnice

Pladenjčki za upepeljevanje Klešče za prijemanje vročih predmetov

Viale Kovinske žličke

Ahatna terilnica

3.1.2.2. Priprava vzorcev

3.1.2.2.1. Opis vzorcev trosnjakov

Za primerjalno raziskavo vsebnosti 137Cs v skorji in sredici trosnjakov smo z debel

poškodovanih smrek oz. panjev na Pokljuki, Kofcah in v Radovni odluščile trosnjake smrekove kresilače (Fomitopsis pinicola) (N=21). Trosnjake smo razdelile na jedra in skorje (na svetlejši in izrazito temnejši del trosnjaka).

Za raziskavo cezija v vodnih in metanolnih ekstraktih smo s panjev posekanih smrek

na Gorjušah v Bohinju odluščile trosnjake smrekove kresilače (Fomitopsis pinicola). Trosnjake smo narezale na manjše koščke in jih zmlele z mlinčkom.

14 Jesenice, 2018

3.1.2.2.2. Priprava na meritev vsebnosti cezija

Vse vzorce za določanje vsebnosti 137Cs v skorji in sredici trosnjakov smo sušile v kuhinjski pečici na 110 0C do konstantne mase. Pooglenitev in upepelitev sta potekali

v žarilni pečici. Suhe vzorce smo pooglenile pri 450 0C brez dostopa zraka (minimalno 4 ure). Oglje smo zmlele in pripravile za upepelitev, tako da smo ga razprostrle v tanki plasti (1 mm) na kovinske pladenjčke iz specialnega ognjevzdržnega jekla. Mletje in

tanka plast sta potrebni zaradi pospešitve postopka upepelitve (večja kontaktna površina oglja). Upepelitev je potekala pri 650 0C na zraku. Pri višjih temperaturah bi

cezijeve spojine začele izparevati iz vzorca, zato je pomemben tudi čimkrajši čas upepeljevanja. Konec upepelitve smo določile z analizo CO in O2 v dimnih plinih.

Z upepeljevanjem zmanjšamo maso vzorca za približno 100-krat, saj vse organske

snovi razpadejo in zgorijo, v pepelu ostanejo le anorganske (minerali). Pri tem se količina iskane snovi, v našem primeru cezija, ohranja, zato je njegova koncentracija v vzorcu bistveno višja, detekcija zanesljivejša in hitrejša, detekcijska meja pa se močno

zniža.

Graf 3: Analiza dimnih plinov

15 Jesenice, 2018

Slika 14: Tehtanje narezanih vzorcev

Slika 15: Sušenje narezanih vzorcev v

sušilniku za sadje

Slika 16: Sušenje vzorcev v kuhinjski

pečici

Slika 17: Pečica za

upepeljevanje

Slika 18: Pooglenel vzorec pripravljen

na upepelitev

Slika 19: Nadzorovanje sestave dimnih

plinov med upepeljevanjem

Slika 20: Upepeljeni vzorci

3.1.2.3. Merjenje vsebnosti cezija

Vse upepeljene vzorce smo stresle v viale, jih stisnile in dale v spektrometer gama, kjer smo izmerili njihovo aktivnost preko površine fotovrha popolne absorbcije 137Cs pri 661 keV. Sekundarni fotovrh 137Cs pri 31 keV je sicer še višji, vendar zaradi

prevelikih vplivov lastnega dušenja vzorcev, ki niso enaki pri vseh vzorcih, pa tudi zaradi ozkosti vrha, ni uporaben za kvantitativno analizo in je služil predvsem za

indikacijo prisotnosti 137Cs v izredno šibkih vzorcih, ko zato kvalitativna in kvanitativna analiza preko glavnega fotovrha nista bili možni.

Vzorca za določanje vsebnosti cezija v vodnem in metanolnem ekstraktu smo brez nadaljnje obdelave napolnile v viale in jih izmerile po enakem postopku.

16 Jesenice, 2018

Slika 21: Upepeljen vzorec v viali

pred vstavitvijo v detektor Slika 22: Ekstrakt po

ekstrakciji s Soxhletom

Slika 23: Spektrometer gama v Gimnaziji

pred selitvijo v rov [43]

Vsebnost cezija smo izmerile v naslednjih vzorcih.

Tabela 7: Vzorci za meritev vsebnosti cezija

Številka vzorca Opis vzorca

1 Goba, posušena na 40 0C

2 Metanolni ekstrakt

3 Vodni ekstrakt

3.1.2.4. Podzemni laboratorij z nizkim ozadjem za spektrometrijo gama

Spektrometer, s katerim smo izvajale meritve, je bil izdelan na Gimnaziji Jesenice v okviru pretekle raziskovalne naloge »Mikroskop« v svetu radioaktivnosti – izdelava

spektrometra gama [43]. Meritve smo zaradi selitve spektrometra najprej izvajale v Acroniju Jesenice, nato pa smo spektrometer prestavile v rov opuščenega kamnoloma

apnenca pod severnim pobočjem Mežakle. Tam smo za potrebe raziskovalne naloge z mentorjem vzpostavile podzemni laboratorij z nizkim naravnim ozadjem in nizko koncentracijo radona. To omogočata geološka struktura matične kamnine

(dolomitizirani apnenec z nizko vsebnostjo radionuklidov) in umeščenost v podzemlje, saj krovna kamnina absorbira velik del naravnega sevanja iz vesolja. V laboratoriju je

vse leto konstantna temperatura (9 0C), ki omogoča stabilne meritve, saj je oprema na nihanje temperature zelo občutljiva (premik kalibracije). Glavna prednost meritev v podzemnem objektu je povečanje občutljivosti merilnika in nižja detekcijska meja

zaradi manjšega naravnega ozadja, ki manj ovira meritve šibko aktivnih vzorcev [32].

Karakteristike našega laboratorija so:

- Kategorija: plitev podzemni laboratorij z nizkim ozadjem - Globina: 35 m w.e. (ekvivalent podvodne globine)

- Dolžina rova: 25 m - Nadmorska višina: 647 m

- Merilna oprema lastne izdelave z daljinskim dostopom do meritev preko spleta - Bližina Gimnazije Jesenice (10 minut hoje)

Meritve v tem okolju so zagotovile bistveno hitrejše meritve šibkih vzorcev kot na površju, z manjšo mersko negotovostjo. Prihranek časa je bil od 6- do 10-krat, kar je

bilo pri več tednov trajajočih meritvah odločilnega pomena za izvedbo naše raziskave. Brez meritev v tem okolju določenih najšibkejših vzorcev sploh ne bi bilo možno

17 Jesenice, 2018

izmeriti, pri večini ostalih pa bi bil čas meritve za zadovoljivo mersko negotovost

nesprejemljivo dolg.

Kot zanimivost bi omenile, da tovrstnega podzemnega laboratorija v Sloveniji ni niti v raziskovalnih ustanovah, ki se poklicno ukvarjajo s takimi meritvami (IJS, ZVD,

URSJV). Nam najbližji se nahaja v Srbiji (Zemun), ima pa celo malce slabše karakteristike od našega. [33] [34].

Slika 24: Rov v Mežakli- laboratorij za merjenje

vsebnosti cezija

Slika 25: Program za spektrometrijo gama [43]

Dobljene spektre smo obdelovale v računalniških programih: Theremino in

BecquerelMonitor (oba sta brezplačno dostopna na spletu).

3.1.2.5. Kalibracije

Pred izvajanjem meritev, moramo spektrometer najprej umeriti, saj bo le pri pravilno umerjenemu spektrometru možno najti sevalne vrhove posameznih radionuklidov na

za njih značilnem mestu. Z uporabo naravnih virov (borovnice, pepel, radon,…) smo najprej umerile merilnik energijsko, in sicer v območju energij od 31-1460 keV. Eden

najpomembnejših virov za umerjanje in oceno ločljivosti spektrometra gama (parameter FWHM) je prav naš tako iskani 137Cs, ki je zato nekakšen »zlati standard« v spektrometriji gama. Na srečo ni bilo težko priti do njega, saj smo uporabile kar

naravne vire okrog nas (lesni pepel, gobe, borovnice, zemlja), kjer ga je zaradi Černobila zaenkrat še dovolj za naš namen. Spekter z značilnima cezijevima črtama

pri 31 in 662 keV se je hitro pokazal. Radonovi potomci tudi dajejo nekaj uporabnih črt pri različnih energijah. Kalijevo črto pri 1460 keV smo dobile z vzorcem lesnega pepela, ki vsebuje veliko kalija, pa tudi z vzorcem KCl. Nato se je umerjala še aktivnost, in

sicer z uporabo vzorcev z znano aktivnostjo 137Cs. Dobile smo referenčni vzorec zemlje »IAEA Reference Soil TEL 2012 – 03, sample 5«, ki mu je bila prej uradno izmerjena

aktivnost v referenčnih laboratorijih (IAEA Dunaj, IJS Ljubljana) [43]. Kontrolni vir je bil tudi vzorec visoko aktivnih posušenih in zmletih gob (Cortinarius caperatus) s Pokljuke, ki so bile prej izmerjene v referenčnem laboratoriju ZVD.

3.1.2.6. Izračun specifične aktivnosti in transfernega faktorja

Legenda: ass … specifična aktivnost suhe gobe (Bq/kg ss) Ap … aktivnost upepeljenega vzorca (Bq) mg … masa suhe gobe pred upepelitvijo (kg) mp … masa upepeljene gobe (kg) mvz … masa upepeljenega vzorca v spektrometru (kg)

18 Jesenice, 2018

Legenda: kt … transferni faktor 137Cs iz gobe v ekstrakt η … izplen ekstrakta iz gobe ae … specifična aktivnost ekstrakta (Bq/kg) ag … specifična aktivnost suhe gobe (Bq/kg)

Izračun specifične aktivnosti opravi že program spektrometra na podlagi vnesenih podatkov. Transferni faktor smo izračunali v Excelu.

19 Jesenice, 2018

3.2. Rezultati

3.2.1. Polifenoli

Vsako meritev smo opravile v treh paralelkah in izračunale povprečno vrednost.

Rezultate izračunanih absorbanc in koncentracij galne kisline smo vpisale v tabelo ter iz njih izračunale WGA ekstraktov.

Tabela 8: Vsebnost polifenolov v vodnem in metanolnem ekstraktu

Graf 4: Vsebnost polifenolov

Legenda: 1: metanolni ekstrakt 2: vodni ekstrakt

Graf 5: Vsebnost polifenolov in standardne deviacije posameznih delov trosnjaka

0

20

40

60

1 2

WG

A e

ks

tra

kta

(m

g/g

) Vsebnost polifenolov

Ekstrakt WGA ekstrakt (mg/g) Metanolni 40,73

Vodni 48,90

20 Jesenice, 2018

Tabela 9: Vrednosti WGA ekstraktov v trosnjakih iz Lipance

Vzorec WGA ekstrakt (mg/g)

1 L2abc 34,8

2 L5aJ 30,7

3 L5aS 24

4 L5bJ 30,75

5 L5bS 31,8

6 L6aJ 46,6

7 L6aS 31,95

8 L7aJ 29,3

9 L7aS 35,15

10 L8aJ 38,7

11 L8bJ 38,2

12 L8abS 33,45

13 L8cJ 31,05

14 L8cS 38,4

15 L9aJ 32

16 L9aS 32,7

17 L10aJ 28,1

18 L10aS 35,3

Tabela 10: Vrednosti WGA ekstraktov v trosnjakih iz Kofc

Vzorec WGA ekstrakt (mg/g)

1 K1aJ 30,95

2 K1aS 48,15

3 K2aJ 29,65

4 K2aS 26,85

Tabela 11: Vrednosti WGA ekstraktov v trosnjakih iz Radovne

Vzorec WGA ekstrakt (mg/g)

1 R1aJ 29,3

2 R1aS 36,25

Legenda označevanja vzorcev:

L … trosnjaki nabrani na poti na planino Lipanca K … trosnjaki nabrani na poti na Kofce R … trosnjaki nabrani v dolini Radovne

1-10 … številka debla a, b, c … oznaka trosnjaka S … skorja trosnjaka J … sredica (jedro) trosnjaka

Tabela 12: Povprečne vrednosti celokupnih polifenolov v trosnjakih (metanolna ekstrakcija)

Vzorec Povprečna WGA (mg/g)

Sredice 32,94

Skorje 34,00

Trosnjaki skupno 33,50 ± 16,4%

21 Jesenice, 2018

3.2.2. Cezij

Graf 6: Specifična aktivnost 137Cs v smrekovi kresilači (Pokljuka, Kofce, Radovna)

Tabela 13: Aktivnost vzorcev z Lipance, Radovne in Kofc

Legenda:

a … specifična aktivnost

u … merska negotovost

L …Pokljuka (pot na Lipanco)

K … Kofce

R … Radovna

1,2…zap. št. rastišča

a/b … oznaka trosnjaka

J/S … jedro= sredica/ skorja

MDA … meja detekcije

1

10

100

1000

L2abc(J+S)

L5a L5b L6a L7a L8a L8b L8c L9a L10a K1a K2a R1a

Sp

ec

. a

kti

vn

os

t 137C

s [

Bq

/kg

s.s

.]

Oznaka primerka trosnjaka

Spec. aktivnost 137Cs v smrekovi kresilači (Pokljuka, Kofce, Radovna)

Skorje

Jedra

Vzorec ass [Bq/kg ss.] ua [%] L2abc (J+S) 216,7 ± 5,8 ± 2,7

L5aS 83,2 ± 0,81 ± 1,0

L5aJ 70,0 ± 0,51 ± 0,7

L5bS 148,6 ± 2,1 ± 1,4

L5bJ 90,6 ± 2,1 ± 1,1

L6aS 67,8 ± 0,97 ± 1,4

L6aJ 72,7 ± 0,39 ± 0,5

L7aS 88,07 ± 2,5 ± 2,8

L7aJ 87,7 ± 1,7 ± 2,0

L8abS 77,7 ± 6,1 ± 7,8

L8aJ 178,0 ± 7,5 ± 4,2

L8bJ 148,6 ± 8,3 ± 5,6

L8cS 65,1 ± 1,4 ± 2,1

L8cJ 132,3 ± 1,2 ± 0,9

L9aS 114,8 ± 1,0 ± 0,9

L9aJ 109,9 ± 0,55 ± 0,5

L10aS 103,3 ± 2,0 ± 2,0

L10aJ 172,5 ± 1,5 ± 0,9

K1aS 4,19 ± 0,71 ± 17,0

K1aJ 2,28 ± 0,19 ± 8,1

K2aS 8,93 ± 0,79 ± 8,9

K2aJ 10,6 ± 0,48 ± 4,6

R1aS 8,83 ± 0,46 ± 5,2

R1aJ 6,80 ± 0,18 ± 2,7

22 Jesenice, 2018

Graf 7: Korelacija a/WGA

Tabela 14: Transferni faktor vodnih in metanolnih ekstraktov

Vzorec Masa

gobe [g]

Masa

ekstrakta [g]

Izplen

ekstrakta [%]

Specifična

aktivnost 137Cs [Bq/kg s.s.]

Transferni faktor 137Cs iz gobe v

ekstrakt (a.u.)

Razmerje transfer.

faktorjev vodni / metanolni ekstrakt

1 / / / 112,3 ± 2,5 / /

2 640 147 23,0% 5,94 ± 2,05 0,012 11,6 ± 4,9

3 315 40 12,7% 124,4 ± 3,7 0,141

Legenda: 1: goba, posušena na 40 0C 2: metanolni ekstrakt 3: vodni ekstrakt

23 Jesenice, 2018

4. Razprava

Vsebnost polifenolov v metanolnih ekstraktih trosnjakov (povprečna vsebnost 33,50 mg/g) uvršča smrekovo kresilačo s Pokljuke med zdravilne gobe. V naših vzorcih smo

ugotovile celo višjo vsebnost polifenolov kot v podobnih raziskavah v literaturi.

Podobna raziskava vsebnosti fenolov v metanolnih ekstraktih na več različnih vrstah gob, med njimi tudi smrekove kresilače (Fomitopsis pinicola), je bila opravljena na

Poljskem. Vsebnost fenolov v preiskovanih vrstah gob se je gibala med 2,79 in 53,13 mg GA in je bila pri zdravilnih drevesnih gobah precej višja od rezultatov, pridobljenih iz užitnih gob [23]. Poleg te raziskave so na Poljskem naredili enako, vendar ne na

povsem istih vrstah gob, oboji pa so vključili tudi smrekovo kresilačo (Fomitopsis pinicola). V obeh raziskavah je bila vsebnost fenolov v smrekovi kresilači podobna: Pri

prvi raziskavi je bila vsebnost fenolov 20,71 mg/g, pri drugi pa 21,88 mg/g [23] [24]. V raziskavah so dokazali tudi močan antoksidativni potencial s fenoli bogatih ekstraktov iz trosnjakov gliv [25]. V naši raziskavi smo torej ugotovile znatno višji delež fenolov v

smrekovi kresilači kot v raziskavah poljskih znanstvenikov. Ne vemo, ali je temu vzrok rastišče (višja nadmorska višina), vrsta drevesa, na katerem gliva raste ali morda večji

delež skorje trosnjaka v našem vzorcu.

V raziskovalni nalogi naših predhodnic z naslovom Polifenoli v smrekovi kresilači [41] je bila vsebnost polifenolov izrazito višja v skorji kot v sredici in je znašala 73,21 mg

GA/g ekstrakta. V naši raziskovalni nalogi smo dobile drugačne rezultate. Primerjale smo veliko več vzorcev in ugotovile, da sta povprečni vrednosti polifenolov v skorji in sredici primerljivi in znašata 32,94 mg GA/g ekstrakta v sredici in 34,00 mg GA/g

ekstrakta v skorji. Vsebnost polifenolov v skorji iz raziskovalne naloge iz leta 2016 je torej približno 2x višja kot povprečna vsebnost polifenolov v skorjah trosnjakov v naši raziskovalni nalogi.

Prve hipoteze, da je v skorji vsebnost polifenolov znatno višja kot v sredici trosnjaka, nismo mogle potrditi, iz česar lahko sklepamo, da je njihov vzorec zgolj slučajno

vseboval višjo vsebnost polifenolov. Vzporedno smo ugotovili, da je vsebnost cezija v sredici rahlo, a statistično potrjeno,

višja kot v skorji. To smo opazili pri obeh skupinah vzorcev (Lipanca - Kofce – Radovna: N= 24 ter Kočna: N= 12), kjer je vsebnost cezija v sredici za faktor 1,22 višja

kot v skorji (glej graf 6 in prilogo 3). Ta zakonitost pa ne velja pri vseh vzorcih, saj je pri nekaterih vsebnost cezija v skorji višja. Kljub zadostnem številu vzorcev in enakemu razmerju pri obeh skupinah, gre še vedno lahko zgolj za naključje. Zato bi potrebovali

še več meritev, da bi hipotezo lahko potrdili. Pri vzorcih s Kočne je izrazito opazno padanje vsebnosti cezija od dna (najmlajšega dela trosnjaka) pa do vrha

(najstarejšega dela trosnjaka) (glej prilogo 2). Tudi ta pojav bi bilo zanimivo raziskati. Drugo hipotezo: »Ker se drevesne glive prehranjujejo iz drevesa in ne neposredno iz

tal, bo vsebnost cezija v njihovih trosnjakih nižja kot v gobah, ki živijo v prsti.«, smo potrdile. Vsebnosti cezija v določenih vrstah gliv s Pokljuke (pšenična koprenka-

Cortinarius caperatus, rumeni ježek- Hydnum repandum) (še neobljavljeni rezultati Alena Šesta) so za tri velikostne razrede višje kot v naših vzorcih smrekovih kresilač s Pokljuke. Vsebnost cezija je v smrekovih kresilačah pod zakonsko določeno mejo za

prodajo v prehranske namene, ki je 600 Bq/kg sveže mase. [37] Meritve specifičnih aktivnosti gob iz nižinskega področja osrednje Slovenije, ki jih je izvajal ZVD v letu

24 Jesenice, 2018

1997, so pokazale vrednosti od 20 Bq/kg do 640 Bq/kg. Izstopali so cigančki, 640

Bq/kg, črna trobenta, 340 Bq/kg in maslenka 210 Bq/kg. Izmerjene specifične aktivnosti 137Cs v vzorcih lisičk in jurčkov iz okolice Dravograda so se gibale med 100

Bq/kg in 140 Bq/kg, kar je tri do petkrat več kot na drugih lokacijah (Dolenjska, Primorska in Notranjska), za katere so razpolagali z rezultati. [28] Leta 1993 je bila izmerjena najvišja vrednost v vzorcu cigančkov, 1573 Bq/kg oziroma

68 Bq/kg za oba cezija. V letu 1998 je bilo izmerjenih 22 vzorcev gob. Najvišja vrednost 137Cs in 134Cs je bila zopet izmerjena v cigančkih, 640 Bq/kg oziroma 9 Bq/kg. [37]

Vsebnost 137Cs je v vzorcih smrekovih kresilač s Pokljuke bistveno višja (za en do dva velikostna razreda) kot v vzorcih iz Radovne in še posebej Kofc, kar je skladno z

meritvami ostalega biomateriala s Pokljuke, kjer je znana velika obremenjenost tal s tem radionuklidom [28][35]. Na rastišču, kjer smo nabirale naše vzorce, so bile v letu

2016 izmerjene zelo visoke vrednosti 137Cs v naslednjih gobah: pšenična koprenka – »cigančki« (Cortinarius caperatus) 8818 Bq/kg, rumeni ježki (Hydnum repandum) 5448 Bq/kg, črne trobente (Crateréllus córnucopioídes) 639 Bq/kg, jurčki (Boletus edulis)

565 Bq/kg, sirovke (Lactárius semisanguífluus) 529 Bq/kg,. Vse vrednosti se nanašajo na svežo maso, kar pomeni, da z izjemo zadnjih dveh vse presegajo zakonsko

vrednost za prodajo in promet 600 Bq/kg sveže mase (vir: neobjavljene meritve Alena Šesta).

Primerjale smo tudi vsebnost polifenolov v metanolnih in vodnih ekstraktih ter rezultate

primerjale z literaturo. V raziskavi vsebnosti celokupnih fenolov v Ganodermi lucidum je bila količina fenolov v ekstraktu metanola opazno višja kot v vodnem ekstraktu [8]. V naši raziskovalni nalogi smo prišle do drugačnih rezultatov. Vsebnost celokupnih

polifenolov v vodnem ekstraktu znaša 48,90 mg GA/g ekstrakta, v metanolnem pa 40,73 mg GA/g ekstrakta, torej je vsebnost polifenolov v vodnem ekstraktu za približno 20% višja kot v metanolnem.

Do razlik med rezultati je prišlo zaradi raziskav na različnih vrstah gliv z vsebnostjo različnih vrst polifenolov in s tem posledično različno topnostjo v različnih topilih.

Določene skupine polifenolov so znane po močni afiniteti do cezija. Ena najbolj znanih skupin so norbadioni, ki značilno temno obarvajo površinsko plast trosnjaka nekaterih

gliv (npr. kostanjevih gobanov). Norbadion A (NBA) je pigment prisoten v užitnih gobah [4].

Na osnovi tega podatka smo postavile tretjo hipotezo, da sta vrednosti polifenolov in cezija v skorji in sredici trosnjakov zaradi vezave cezija na polifenole premo sorazmerni. Hipotezo smo zavrgle, saj nismo ugotovile nobene korelacije med

vsebnostjo cezija in polifenolov v trosnjakih. Prav tako smo izmerile izredno malo cezija (komaj nad mejo detekcije) v metanolnih ekstraktih polifenolov, medtem ko ga je bilo

v vodnih ekstraktih zelo veliko, kljub primerljivi koncentraciji polifenolov v obeh ekstraktih. Razmerje transfernih faktorjev 137Cs iz gobe v ekstrakt je bilo med obema obema ekstraktoma en velikostni razred (11,6 ± 4,9). S tem smo tudi potrdile zadnjo

hipotezo: »Zaradi večje topnosti cezija v vodi kot v metanolu je vsebnost cezija v vodnih ekstraktih polifenolov bistveno (en velikostni red) višja kot v metanolnih

ekstraktih.« Relativno velika merska negotovost pri izračunu tega rezultata je predvsem posledica večje merske negotovosti vhodnih podatkov – v tem primeru specifične aktivnosti metanolnega ekstrakta, ki je bil zaradi izjemno nizke aktivnosti na

meji detekcije merilne opreme resnično izziv (če merilnik ne bi bil umeščen v podzemlje, ga sploh ne bi mogle izmeriti). Z nadaljnjimi izboljšavami merilnih

25 Jesenice, 2018

postopkov, koncentriranja vzorcev in daljšega časa ponovljenih meritev bomo

poskusile mersko negotovost tega rezultata še zmanjšati.

V nobeni literaturi nismo zasledile raziskav na drevesnih gobah, ki bi se lotile primerjave vsebnosti polifenolov in cezija v skorji in sredici trosnjaka. Prav tako nismo zasledile raziskav o vsebnosti cezija v ekstraktih zdravilnih učinkovin polifenolov. Zato

je bila naša naloga še posebno zanimiva in bi lahko služila tudi kot osnova za bodoče raziskovanje na področju zdravilnosti gob in vsebnosti radioaktivnih elementov

(vsebnost zdravilnih celokupnih polifenolov in radioaktivnega cezija), saj smo med drugim odgovorili tudi na praktično vprašanje ali so smrekove kresilače na področju Pokljuke zdravilne in tudi varne za uporabo v zdravilne namene glede onesnaženosti

s cezijem. V primeru večje kontaminacije trosnjakov s cezijem pa iz naše raziskave izhaja priporočilo, da ima v zdravilne namene prednost uporaba metanolnih ekstraktov

pred vodnimi. Primerjava vrednosti cezija in polifenolov v korelacijskem diagramu kaže naključno razpršenost parov vrednosti kar kaže na to, da spremenljivki nista v opazni odvisnosti. Iz tega sklepamo, da korelacije ni.

V naši raziskovalni nalogi smo nadaljevale delo mladih raziskovalcev Gimnazije Jesenice, ki so s pomočjo mentorja Alena Šesta sami izdelali spektrometer gama.

Nadgradile smo ga z metodo koncentriranja bioloških vzorcev ter z meritvami v okolju z nizkim naravnim ozadjem. S tem smo bodočim dijakom raziskovalcem postavile temelje za nadaljnje raziskave radioaktivnosti okoljskih vzorcev, ki so pravzaprav

edinstvene v slovenskem srednješolskem prostoru.

26 Jesenice, 2018

5. Zaključek

V raziskovalni nalogi smo se osredotočile na raziskovanje vsebnosti polifenolov in 137Cs v drevesni gobi smrekovi kresilači (Fomitopsis pinicola), ki raste tudi v naših

gozdovih. Prve hipoteze, da je v skorji vsebnost polifenolov znatno višja kot v sredici trosnjaka,

nismo mogle potrditi, saj sta povprečni vrednosti polifenolov v skorji in sredici vzorcev primerljivi in znašata 32,94 mg GA/g ekstrakta v sredici in 34,00 mg GA/g ekstrakta v skorji.

Drugo hipotezo, da je vsebnost 137Cs v trosnjakih drevesnih gob nižja kot v gobah, ki živijo v prsti, smo potrdile, saj so vsebnosti 137Cs v določenih vrstah gliv s Pokljuke

(pšenična koprenka-Cortinarius caperatus , rumeni ježek- Hydnum repandum) (še neobljavljeni rezultati Alena Šesta) za tri velikostne razrede višje kot v naših vzorcih smrekovih kresilač s Pokljuke.

Tretjo hipotezo, da sta vrednosti polifenolov in 137Cs v skorji in sredici trosnjakov zaradi vezave 137Cs na polifenole premo sorazmerni, smo zavrgle, saj nismo ugotovile

nobene korelacije med vsebnostjo 137Cs in polifenolov v trosnjakih. Prav tako 137Cs nismo zaznale v metanolnih ekstraktih polifenolov, med tem, ko ga je bilo v vodnih zelo veliko, kljub primerljivi koncentraciji polifenolov v obeh ekstraktih. S tem smo tudi

potrdile zadnjo hipotezo: »Zaradi večje topnosti spojin s 137Cs v vodi kot v metanolu je vsebnost tega v vodnih ekstraktih polifenolov bistveno (za en velikostni red) višja kot

v metanolnih ekstraktih,« saj je pri vodni ekstrakciji transferni faktor 137Cs iz gobe v ekstrakt za en velikostni red večji kot pri metanolni ekstrakciji. Ugotovile smo torej, da se 137Cs ne veže na polifenole, kar je ugodno za uporabo

ekstraktov polifenolov v zdravilne namene. Pri ekstrakciji polifenolov z metanolom je prenos 137Cs iz trosnjaka v ekstrakt bistveno manjši kot pri ekstrakciji z vodo, zato

priporočamo metodo ekstrakcije z metanolom, zlasti na kontaminiranih področjih.

27 Jesenice, 2018

6. Viri in literatura

[1] D. Jurc. Navadna smreka - Picea abies (L.) Karsten : bolezni debla, vej in lesa. Gozdarski vestnik, 2006. Dostop: https://www.dlib.si/details/URN:NBN:SI:doc-VGS2QFZ4 19. 3. 2018, 16:25

[2]http://www.gobenabovskem.si/index.php?goba=113&slika=slika1&uredi=parazitske Dostop: 8. 3. 2018, 11:30

[3] Pohleven J., Korošec T., Gregori A., Zdravilne gobe. Mycomedica d.o.o., Podkoren, 2015.

[4] P. Kuad, R. Schurhammer, C. Maechling, C. Antheaume, C. Mioskowski, G. Wipff and B. Spiess. (2009). Complexation of Cs+, K+ and Na+ by norbadione A triggered by the release of a strong hydrogen bond : nature and stability of the complexes. [5] http://www.gozdis.si/zbgl/2013/asetl-100-3.pdf Dostop: 8. 3. 2018, 11:32

[6] Hedt, W. Plant Biochemistry and Molecular Biology. Oxford, 1997

[7] Gorgiev M. Antioksidativna učinkovitost ekstraktov fenolnih spojin iz pogač oljne ogrščice in lanu. Diplomsko delo. Biotehniška fakulteta. Univerza v Ljubljani, Ljubljana 2009

[8] Hasant A., Pervin M., Lim B. O. Acerylcholinesterase Inhibition and in Vitro and in Vivo Antioxidant Activities of Ganoderma lucidum Grown on Germinated Brown Rice. Molecules, 18, 6663-6678, 2013

[9] http://www.ezdravje.com/zdravje-in-dobro-pocutje/vitamini-in-minerali/vitamini/prosti-radikali/ Dostop: 12. 2. 2016, 13.48

[10] Pregelj T.. Določanje antioksidantov v zdravilnih zeliščih. Dostopno na naslovu. http://www.digitalna-knjiznica.bf.uni-lj/dn_pregelj_tadeja.pdf Dostop: 12. 2. 2016, 13.50

[11] Soukupova, J. et. al. Histochemical and biochemical approaches to the study of phenolic compounds and peroxidases in needles in Norway spruce (Picea abies). New phytol, 2001.

[12] Kreft, S. et. al. Sodobna fitoterapija. Ljubljana, Slovensko farmacevtsko društvo, 2013. ISBN 978-961-92900-5-7.

[13] Turk D., Ekstrakcija biološko aktivnih spojin iz Ganoderme lucidum ob uporabi organskih topil. Magistrsko delo. Univerza v Mariboru, Maribor, 2014.

[14] Cvelbar F., Merjenje ionizirajočega sevanja. Ljubljana: DMFA - založništvo, 2003.

[15] Mohorič A., Vitomir B., Fizika 3. Ljubljana: Mladinska knjiga, 2015.

[16] Radiation Effects Research Foundation, Background radiation. (online). 2012. (citirano 10. 3. 2016). Dostopno na: http://www.rerf.or.jp/glossary_e/backgrou.html.

[17] Centers for Disease Control and Prevention, Acute Radiation Syndrome: A Fact Sheet for Clinicians. (online). 2013. (citirano 12. 3. 2016). Dostopno na: http://www.bt.cdc.gov/radiation/arsphysicianfactsheet.asp

[18] Jovanovič P., Radioaktivna kontaminacija alpskega predela Slovenije kot posledica černobilske nesreče in jedrskih poskusov. Ljubljana: ZVD zavod za varstvo pri delu, 2004.

[19] Istenič, R, in Gortnar O., ČERNOBIL Nesreča, posledice in nauki. (online). 1996. (citirano 5. 3. 2016). Dostopno na: http://www.icjt.org/wp-content/uploads/cernobil.pdf. Dostop: 8. 3. 2018, 11:36

28 Jesenice, 2018

[20] Uprava RS za jedrsko varnost, Nekaj o radioaktivnosti. (online). 2010. (citirano 9. 3. 2016). Dostopno na: http://www.radioaktivnost.si/#radioaktivnost/uvod. Dostop: 8. 3. 2018, 11:37

[21] Cannac, M. et. al. Characterization od Phenolic Compounds in Pinus larcio Needles and Their Responses to Perscribed Burnings. Molekules, 2007. ISSN 1420-3049

[22] Maimoona, A. et. al. Analysis of total flavonoids and phenolics in different fractions od bark and needle exctracts of Pinus roxburghii and Pinus wallichiana. Academic Journals, 2011.ISSN 1996-0875

[23] Nowacka N., Nowak R., Drozd M., Olech M., Los R., Malm A. (2014) Analysis of phenolic constituents, antiradical and antimicrobial activity of edible mushrooms growing wild in Poland. LWT-Food Sci Technol59: 689–694.

[24] Sułkowska-Ziaja K., Muszyńska B., Motyl P., Pasko P., Ekiert H. (2012) Phenolic compounds and antioxidant activity in some species of polyporoid mushrooms from Poland. Int J Med Mushrooms 14: 385–393. [PubMed]

[25] Chen Y., Wang G., Wang H., Cheng C., Zang G., Guo X., et al. (2014) Phytochemical Profiles and Antioxidant Activities in Six Species of Ramie Leaves. PLoS ONE 9(9): e108140 doi:10.1371/journal.pone.0108140 [PMC free article] [PubMed]

[26] Barbič, T., Radioaktivnost. (online). 2006. (citirano 9. 3. 2016). Dostopno na:

http://student.pfmb.uni-mb.si/~tbarbic/radioaktivnost.html.

[27] P. Rani, Merlin Rajesh Lal, Uma Maheshwari & Sreeram Krishnan. (2015). Antioxidant Potential of Lingzhi or Reishi Medicinal Mushroom, Ganoderma lucidum (Higher Basidiomycetes) Cultivated on Artocarpus heterophyllus Sawdust Substrate in India. 1

[28] Jovanovič P., Radioaktivna kontaminacija gozdnega ekosistema v Sloveniji. Ljubljana: ZVD zavod za varstvo pri delu, 2004.

[29] D. Mol, D. Reinen, H. Becher & P. Patzelt. (1990). Die Belastung von Pilzen mit radioaktivem Caesium und Silber im Herbst 1988 im hessischen Landkreis Marburg-Biedenkopf. Dostopno na:

http://www.naturkundemuseum-kassel.de/wissenschaft/publikationen/pdf/Philippia_06_3_1990_223-232.pdf, Dostop: 18. 3. 2018, 12:05

[30] V. Damberger, M. Korner, Dr. C. Katzlberger, Dr. C. Landstetter, DI E.- M. Lindner, M. Zapletal, V. Exler, M. Kocadag, C. Burger-Scheidlin, A. Baumgartner, M. Stietka, F.-J. Maringer. (2016). Radioökologische Evaluierung der Radionuklidkontamination in Waldökosystemen 30 Jahre nach Tschernobyl. Dostopno na: https://www.ages.at/download/0/0/278d738d82155e190344d7d11ca7928f0745e2e8/fileadmin/AGES2015/Themen/Strahlenschutz_Dateien/Wild/EndberichtRad%C3%96koWald.pdf, Dostop: 18. 3. 2018, 12:05 [31]http://www.arso.gov.si/varstvo%20okolja/poro%C4%8Dila/poro%C4%8Dila%20o%20stanju%20okolja%20v%20Sloveniji/radioaktivnost.pdf Dostop: 20. 3. 2018, 9:55 [32] Načrt izkoriščanja kamnoloma Mežakla (št. projekta 1595, zvezek 1/1), Investicijski biro, inženirsko projektantsko podjetje RUDIS Trbovlje, 1966

[33] http://www.ipb.ac.rs/en/istrazivanja/laboratorije/niskofonska-laboratorija-za-nuklear/ Dostop: 19. 3. 2018, 12:59

[34] http://cosmic.ipb.ac.rs/about.html Dostop: 19. 3. 2018, 13:02

29 Jesenice, 2018

[35] Jovanovič P., Radioaktivna kontaminacija tal s Sr-90 v Sloveniji. Ljubljana: ZVD zavod za varstvo pri delu, 2002.

[36] Jovanovič P., Radioaktivna kontaminacija gozdnega ekosistema v Sloveniji II. Ljubljana: ZVD zavod za varstvo pri delu, 2005.

[37] Jovanovič P., Sintezna študija vzorcev hrane izven rednega programa republiškega nadzora za obdobje 1986 -1997. Ljubljana: ZVD zavod za varstvo pri delu, 1999.

[38] B. Steffan, W. Steglich, Die Hutfarbstoffe des Maronenröhrlings (Xerocomus badius), 1984.

[39] C. Aumann, et al. Komplexierung von Caesium-137 durch die Hutfarbstoffe des Maronenröhrlings (Xerocomus badius), 1989.

[40] Poročilo o varstvu pred ionizirajočimi sevanji in jedrski varnosti v Republiki Sloveniji leta 2004. Ljubljana: Uprava RS za jedrsko varnost. 2005.

[41] M. Novak, Z. Serianz: Polifenoli v smrekovi kresilači (Fomitopsis pinicola). Jesenice, 2016.

[42] N. Žerjav, S. Kalan: 30 let po Černobilu – po sledeh cezija-137. Jesenice, 2016

[43] G. M. Černe, N. Gregori: »Mikroskop« v svetu radioaktivnosti – izdelava spektrometra gama. Jesenice, 2016.

[44] http://www.dlabac.com/angle/explore.html?exp=5 Dostop: 17.3.2016

[45] http://www.ptw.de/well-type_chamber.html Dostop: 19.3.2018

Viri slik

[31]http://www.arso.gov.si/varstvo%20okolja/poro%C4%8Dila/poro%C4%8Dila%20o%20stanju%20okolja%20v%20Sloveniji/radioaktivnost.pdf Dostop: 20. 3. 2018, 9:55

[43] G. M. Černe, N. Gregori: »Mikroskop« v svetu radioaktivnosti – izdelava spektrometra gama. Jesenice, 2016.

[44] http://www.dlabac.com/angle/explore.html?exp=5 Dostop: 17.3.2016

[45] http://www.ptw.de/well-type_chamber.html Dostop: 19.3.2018

30 Jesenice, 2018

7. Priloge

Vzorec ass [Bq/kg ss] MDA [Bq/kg ss]

2-1A 149,7 ± 1,70 2,25

2-1B 109,4 ± 1,31 1,77

2-2A1 87,3 ± 0,81 1,01

2-2A2 70,2 ± 1,12 1,63

2-2A(1+2) 80,3 ± 0,94 1,27

2-2B 35,6 ± 0,55 0,86

2-3 A+B 53,4 ± 0,69 0,99

2-4A 29,6 ± 1,47 2,80

2-4B 29,4 ± 0,83 1,49

2-5A 17,9 ± 0,46 0,96

2-5B 21,7 ± 0,80 1,50

2-6A 19,6 ± 1,17 2,38

2-6B 20,2 ± 0,64 1,38

2-7A 16,9 ± 0,54 1,35

2-7B 19,9 ± 1,3 2,62 Priloga 1: Aktivnost vzorcev s Kočne

Legenda: a … specifična aktivnost u … merska negotovost

MDA … meja detekcije

A… Del trosnjaka bližje deblu drevesa B… Del trosnjaka stran od debla drevesa 1… Najnižja plast (najmlajši del trosnjaka) 8… Najvišja plast (najstarejši del

trosnjaka) 1… Najnižja plast (najmlajši del trosnjaka) 5... Najvišja plast (najstarejši del

trosnjaka)

Priloga 2: Specifična aktivnost smrekove kresilače (povprečje sredic in skorij po plasteh) - Kočna 2016

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5 6 7

Sp

. akti

vn

ost

13

7C

s [

Bq

/kg

s.s

.]

Št. vzorca

Spec. aktivnost 137Cs v smrekovi kresilači - Kočna 2016(povprečje podvzorcev a in b)

Utežno povpr. a+b

MDA (ut. povpr. a+b)

31 Jesenice, 2018

Priloga 3: Specifična aktivnost smrekove kresilače (sredice/skorje po plasteh) - Kočna 2016

Priloga 4: Primerjava spektrov gama vodnega in metanolnega ekstrakta v programu Theremino

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5 6 7

Sp

. akti

vn

ost

13

7C

s [

Bq

/kg

s.s

.]

Št. vzorca

Spec. aktivnost 137Cs v smrekovi kresilači - Kočna 2016(sredice/skorje po plasteh)

a b

32 Jesenice, 2018

Priloga 5: Primerjava spektrov gama vodnega in metanolnega ekstrakta v programu BecquerelMonitor