Attempts of biotransformation of 4-hydroxybenzoic acid in arbutin in in vitro cultures of Aronia melanocarpa i Schisandra chinensis

Arbutyna to 4-hydroksyfenylo-β-D-glukopiranozyd hydrochinonu, będący naturalnym metabolitem roślin, który posiada zdolność do przekształcania się w glukozę i hydrochinon w środowisku alkalicznym. Wykazuje działanie odkażające drogi moczowe, bakteriobójcze oraz rozjaśnia przebarwienia w wyniku blokowania tyrozynazy. W związku z tym jest stosowana w wielu preparatach kosmetycznych. Ze względu na ochronę gatunkową roślin stanowiących bogate źródło arbutyny prowadzone są liczne badania, których celem jest ustalenie alternatywnych źródeł jej pozyskiwania. Celem niniejszej pracy próba biotransformacji kwasu 4-hydroksybenzoesowego w arbutynę w kulturach in vitro Aronia melanocarpa i Schisandra chinensis. Kultury wytrząsane aronii i cytryńca hodowano na pożywce M-S, przez 2 tygodnie. Jako regulatory wzrostu dla aronii użyto auksyny NAA – 2 mg/l oraz cytokininy BAP – 2mg/l, w przypadku cytryńca chińskiego NAA- 1 mg/l i BAP 3 mg/l. Po upływie tego czasu rozpoczęto suplementację kwasem 4-hydroksybenzoesowym. Zarówno materiał roślinny jak i pożywkę zbierano po upływie 3, 6, 9, 24, 48, 72, 96 oraz 120 godzin. Analizę pożywek oraz ekstraktów otrzymanych z materiału roślinnego przeprowadzono metodą HPLC. W ekstraktach z biomasy nie stwierdzono obecności arbutyny, natomiast wykryto hydrochinon w niewielkich ilościach oraz produkt, którego identyfikacja wymaga dalszych analiz.Arbutin or a 4-hydroxyphenyl-β-D-glucopyranoside of hydroquinone is a natural metabolite of plants which has the ability to transform into glucose and hydroquinone in an alkaline medium. It shows urinary antiseptic properties, antibacterial properties and lightens discoloration of skin as it blocks tyrosinase. It is therefore used in many cosmetic preparations.Due to the protection of species of plants which are a rich source of arbutin, numerous studies are conducted in order to find alternative sources of its delivery.The aim of presented study was the biotransformation of 4-hydroxybenzoic acid in arbutin from in vitro cultures of Aronia melanocarpa and Schisandra chinensis. The agitated cultures of A. melanocarpa and S. chinensis were maintained on M-S medium for 2 weeks. The growth regulators used for Aronia melanocarpa were auxin NAA - 2 mg/l and the cytokinin BAP - 2 mg/l and in the case of Schisandra chinensis - NAA 1 mg/l, BAP 3 mg/l. After two weeks 4-hydroxybenzoic acid was supplemented. Both plant material and the medium were collected after 3, 6, 9, 24, 48, 72, 96 and 120 hours.The analysis of media and extracts obtained from plant material were conducted by HPLC method. The extracts from biomass were negative for arbutin, and positive for hydroquinone but in small amounts. However, a new product was found which requires further analysis for its identification