Tápláló és polifenolos összetételű ipari epres sajt torta

Absztrakt

Bevezetés

Eper (Fragaria × ananassa Duch.) Az egyik legfontosabb gyümölcs, amely alkalmazkodik a különféle környezeti növekedési körülményekhez [1]. Az epres gyümölcsök nemcsak ízük és friss aromájuk miatt vonzóak, hanem tápértékük és antioxidáns tulajdonságaik miatt is [2]. Kereskedelmi termelésük a friss gyümölcspiac és a feldolgozóipar számára az utóbbi években jelentősen megnőtt, 2010-ben pedig a világ epertermelése 4,4 millió tonna volt [3]. Az epertermelés és -értékesítés jövője nagyon ígéretes. Lengyelország 176 000 tonnás termelésével vezető epertermelő Európában [3]. Az eper fontos helyet foglal el a lengyel fagyasztott gyümölcsiparban és az eperkoncentrátumok ipari gyártásában [4].

Sok tanulmány szerint a magas gyümölcs- és zöldségfogyasztás csökkenti a civilizáció számos betegségének kialakulásának kockázatát. Ez részben összefügg az egészséget elősegítő anyagok jelenlétével a növényi termékekben [5, 6]. Kedvező hatásukat különféle komplementer mechanizmusok fejtik ki, amelyek számos bioaktív vegyületet érintenek, például tanninokat, flavonoidokat és fenolsavakat [7]. Az eper ismert, hogy gazdag polifenolforrás, például ellagitanninok (ET) [8, 9], proantocianidinek [4, 10, 11], antocianinok [4, 12] és flavonolok (főleg kvercetin és kaempferol-glikozidok) [2, 13]. A szamóca legfontosabb polifenoljairól az elagitanninokat tartják. Ezek nagy molekulatömegű monoszacharidok észterei, általában β-d-glükóz és számos hexahidroxidifenilsav (HHDP) maradék. Sok kutató szerint az eper gyümölcsökben azonosított fő ellagitannin a sanguiin H-6; azonban Vrhovsek et al. [14] az NMR spektroszkópia alapján bebizonyította, hogy az agrimoniin, nem pedig a sanguiin H-6 a vegyület. A hiba két vegyület azonos tömegspektrumából és az ismert, dokumentált felépítésű szabványok hiányából fakadt. Az Agrimoniin ellagitannin más növényi részekben is jelen van, vagyis a levelekben [15] és a virágokban [16].

Az eperek ET minőségi és mennyiségi összetételét a mai napig nem sikerült alaposan megoldani [7, 17]. Az elagitanninek és metabolitjaik számos egészséget elősegítő tulajdonsággal rendelkeznek, beleértve a vírusellenes, antibakteriális, antioxidáns, antimutagén és rákellenes tulajdonságokat [18, 19]. Korábban úgy gondolták, hogy a polifenol-vegyületek egészséget elősegítő hatása erős antioxidáns tulajdonságaiknak köszönhető. Manapság azonban sok adat arra utal, hogy a polifenolok fontos szerepet játszanak a jelátviteli molekulák részeként, amelyek részt vesznek a jelutak modulációjában, és ezáltal az emésztőrendszerre gyakorolt közvetlen hatásuk mellett befolyásolják a sejtek működését és a génexpressziót [17, 20, 21].

Az ipari gyümölcsfeldolgozást nagy mennyiségű melléktermék kíséri, amelyek újrafeldolgozása fontos anyagok forrását jelentheti, amelyek sok termékben hozzáadott értéket képviselnek [22]. A lé feldolgozása után megmaradt ipari epres sajt torta a nyersanyag tömegének körülbelül 4% -át teszi ki [23]. A gyümölcsprés értékes forrása az egészséget elősegítő anyagoknak, különösen az étkezési rostoknak és a polifenoloknak [2, 24, 25].

A mai napig vizsgálatokat végeztek az eperhús és magvak polifenol tartalmának és összetételének meghatározására, gyakran nevezik acheneseknek, mag nélküli epres püréknek [23, 26], valamint a préspogácsából kinyert magoknak [27]. Az eperlé gyártása során salakanyagként szolgáló ipari epres sajt sütemény polifenol tartalmáról azonban nincsenek adatok. Így ez a tanulmány egy tanulmányt mutat be az ipari eperprés sütemények tápanyag- és polifenol-összetételéről és mag nélküli frakciójáról.

Anyagok és metódusok

Növényi anyag

A kutatás anyaga a friss gyümölcs-transzformáló üzem friss ipari epres sajt torta volt Lengyelországban, a Mazóvia régióban. A sajtpogácsát tipikus tömény eperlé-előállításból nyerték, a „Sega Sengana”, a „Polka”, a „Honeoye”, a „Kama” és a „Dukat” fajták gyümölcskeverékének felhasználásával. A fajták gyakoriak az ipari növénytermesztésben Lengyelországban.

Mód

Fehérje meghatározása

A minták fehérjetartalmának mérését négy ismétléssel végeztük az AOAC 920.152 hivatalos módszerével, Kjeldahl módszerrel [28]. Az eredményeket a fehérje% -ában adjuk meg a sajtanyagra számított szárazanyagra (DM).

A zsírt Soxhlet-módszerrel petróleum-éterrel határoztuk meg az AOAC 930.09 hivatalos módszere szerint [29]. Az összes mintát két példányban elemeztük. Az eredményeket a zsír% -ában fejezzük ki a sajtolt torta DM-jében.

Hamu (teljes és savban oldhatatlan)

Az összes hamut az AOAC 940,26 hivatalos módszerével határoztuk meg [30]. A savban oldhatatlan hamut az AOAC 941.12 hivatalos módszerével határoztuk meg [31]. Az összes mintát négyszer elemeztük. Az eredményeket hamu vagy savban oldhatatlan hamu% -ában fejezzük ki a sajtolt pogácsa DM-jében.

Összes élelmi rost

Az összes élelmi rostot (TDF) enzimatikus módszerrel határoztuk meg az AOAC 985.29 hivatalos módszerével [32]. Az eredményeket a sajtolt torta DM /% -ában fejezzük ki.

Oldható szilárd anyagok

Az anyagok oldható szilárd anyagainak (SS) meghatározása az ISO 2173: 2003 módszer [33] szerint történt, PR-32a digitális refraktométerrel (Atago, Tokió, Japán). Minden mintához két mérési ismétlést készítettünk, és az eredményeket százalékban adtuk meg (%).

Cukrok

A cukor cukrát és a fruktózt az előző munkában leírt HPLC módszerrel határoztuk meg [34].

Az ellagitanninok, flavonolok és antocianinok meghatározása

A polifenolok extrahálását a korábban leírtak szerint végezzük [35], három lépésben, 70% -os aceton oldat alkalmazásával. 500 mg őrölt anyagot egy 7 ml-es kémcsőbe tettünk, 4 ml oldószert öntöttünk rá, majd örvény segítségével összekevertük és 15 percig ultrahanggal kezeltük. Az ultrahangos kezelés után az oldatot centrifugáltuk (4800 ng) és lombikba öntjük. A fenti eljárást kétszer megismételtük, és az extraktumokat egyesítettük. Az extraktumokból vákuum rotációs bepárló segítségével desztilláljuk az acetont, és a száraz maradékot feloldjuk 2 ml 70% -os glicerinben. A glicerin oldatokban található elagitanninokat savas hidrolízisnek vetjük alá az alábbiak szerint: 1 ml extraktumhoz 150 μl 2 M trifluor-ecetsavat (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) adunk. A hidrolízist 95 ± 1 ° C hőmérsékleten végeztük 6 órán át. A hidrolízis előtti és utáni oldatokat metanollal hígítottuk, majd elvégeztük a következő kromatográfiás elemzést.

A szabad ellagsav, az agrimoniin és más polifenolok (antocianinok és flavonolok) tartalmát glicerinoldatokban határoztuk meg a hidrolízis előtt. 0,5 ml fenti oldatot hígítottunk 5 ml metanolban, és HPLC elemzésnek vetettük alá. Az összes ellagsav tartalmát a sav hidrolízise után, HPLC módszerek alkalmazásával határoztuk meg, ugyanazon körülmények között, mint a szabad ellagsav esetében. A galoil-bisz-HHDP-glükóz monomerként számított ellagitanninok összegét az összes és a szabad ellagsav különbségének 1,55 faktorral való szorzásával számoltuk. A tényező az ellaginsav részarányából származik a monomer molekulában.

A kromatográfiás elemzéshez Smartline (Knauer, Berlin, Németország) kromatográfot használtunk, amely degazer egységgel, két szivattyúval, keverőkamrával, automatikus mintavevővel, oszlop kemencével és PDA detektorral volt felszerelve. Az elválasztást a Phenomenex Gemini 5u C18 110A (250 × 4,60 mm; 5 μm) oszlopon végeztük. Az oszlopot 35 ° C-on tartottuk. Az A eluens 0,05% foszforsavat tartalmaz vízben, a B eluens 0,05% foszforsavat tartalmaz acetonitrilben. Az áramlási sebesség 1,25 ml/perc volt. A gradiens program a következő volt: 0–5 perc 4% B; 5–12,5 perc 4–15% B; 12,5–42,5 perc 15–40% B; 42,5–51,8 perc 40–50% B; 51,8–53,4 perc 50–55% B; és 53,4–55 perc 4% B. Az injektált minta térfogata 20 μl volt. A kimutatási körülmények a következők voltak: 280 nm (o-kumarinsav, kaempferol-3-O-β- d - (6 ″ -E-o-kumaroyil) -glükopiranozid, agrimoniin), 360 nm (ellagsav, kvercetin és kaempferol-glikozidok, kvercetin, kaempferol), 520 nm (antocianinok). Az adatokat a ClarityChrom (Knauer, Berlin, Németország) kromatográfiai szoftver regisztrálta.

Normál görbék ellaginsavból, kvercetin-3-ból-O-glükozid, kaempferol-3-O-glükozid, kvercetin, kaempferol, pelargonidin-3-O-glükozid, kaempferol-3-O-β- d - (6 ″ -E-o-kumaroyil) -glükopiranozid (KpCG) (Extrasynthese, Genay, Franciaország), o-kumarinsavat (Sigma-Aldrich, Steinheim, Németország) és agrimoniinet használtunk. A kvercetin-származékok tartalmát kvercetin-glikozidok és kvercetin-aglikon összegeként határoztuk meg, ahol a glikozidokat kvercetin-3-glükozidként számoltuk. A kaempferol-származékokat a glikozidok és a kaempferol összegeként határoztuk meg, ahol a glikozidokat kaempferol-3-glükozidként számoltuk. Külön a KpCG tartalmát számítottuk, a külső standard alapján. Az antocianinokat pelargonidin-3-glükozidként számoltuk. Az Agrimoniin standardot eperprésből kivontuk és preparatív kromatográfiával tisztítottuk.

Az agrimoniin extrakciója és tisztítása

Az agrimoniin NMR-analízise

Az agrimoniin 1H-NMR-spektrumát 0,55 ml hexadeuterált acetonban (99,9% CD3COCD3, Merck, Németország) 25 ° C-on rögzítettük egy 5 mm-es multinukleáris inverz BBI szondával felszerelt Bruker Avance III HD 500 NMR spektrométerrel. z-gradiens, 500,18 MHz-en működik (1H 90 ° impulzusszélesség = 8,0 μs). A protonspektrumot belülről a protonált aceton visszamaradó jelére utaltuk δ H 2,05 ppm. Eperprés-tortából izolált fő ellagitannin és az agrimoniin NMR-spektrumának összehasonlítása Vrhovsek és mtsai. [14] az 1. táblázatban mutatjuk be. Az 1H-NMR-hozzárendelések mindkét anyag esetében azonosak, ami megerősíti, hogy az agrimoniin a fő eper-ellagitannin. Az agrimoniin NMR-spektrumának nagyítását (Vrhovsek és munkatársai [14] által bemutatott tartományban) az 1. ábra mutatja.

1H-NMR-spektrum acetonban-d6 az agrimoniin

Flavanolok (proantocianidinek és katechinek összege) HPLC-analízise

Statisztika

Az összes eredményt statisztikailag elemeztük egyirányú varianciaanalízissel és statisztikai szignifikanciával rendelkező post hoc Duncan-próbával o ≤ 0,05. Az SPC és az ESF közötti vizsgált komponenstartalom különbségének szemléltetésére a klaszteranalízist k-átlag klaszterezési módszerrel végeztük. A statisztikai elemzést a Statistica 7-es verziójú szoftver végezte (StatSoft, Tulsa, USA).

Eredmények és vita

Eperprés sütemény (SPC) tápanyag- és polifenolos összetétele

Az egyik feldolgozóüzemből három egymást követő betakarítási szezonban kapott ipari epres sajt sütemények alapvető kémiai összetételét a 2. táblázat tartalmazza.

Az SPC polifenolos összetétele a 2010., 2011. és 2012. évadból a 2. táblázatban látható; A meghatározott komponensek kromatogramjai a 2. ábrán láthatók. Az eperrel kapcsolatos számos tanulmány ellenére az ipari melléktermékek polifenolos összetételével kapcsolatos ismeretek még mindig nem kielégítőek. Nincsenek irodalmi adatok az összes sajtolású polifenolokról. A mag nélküli eperpüré előállításának magjainak és melléktermékeinek polifenol-összetételéről csak néhány tanulmány készült [23]. Viszont Oszmiański et al. [10], aki koncentrált eperlé ipari termelését tanulmányozta, csak a nyersanyag és a lében lévő polifenolok variációira koncentrált a folyamat különböző szakaszaiban. Az SPC-ben a fő polifenolcsoportok a flavanolok (proantocianidinek és katechinek), amelyek az összes polifenol 56% -át teszik ki, és az ellagitanninok, amelyek a sajtpogácsa polifenoljainak közel 40% -át teszik ki. Így a sűrített és hidrolizálható tanninok a préspogácsa összes polifenoljának 96% -át teszik ki. A flavonolok, vagyis a kvercetin és a kaempferol-glikozidok a polifenolok következő leggyakoribb csoportja, az összes polifenol majdnem 4% -át teszik ki.

Polifenolos vegyületek HPLC-kromatogramja (280 nm, 360 nm, 520 nm) SPC-ben

Szép vonal-Az SPC-ből származó proantocianidinek hasítási termékeinek HPLC-FD kromatogramja. Félkövér vonal—HPLC-FD kromatogram az SPC-ből származó proantocianidinek floroglucinolízise előtt

Kaempferol-3-O-A β- d - (6 ″ -E-p-kumaroil) -glükopiranozid (KpCG) az uralkodó flavonol az SPC-ben (44–96 mg/100 g DW), és szignifikáns eltérést tárt fel a három vizsgált évszak között. A kvercetin-glikozidok szintje az epres préspogácsában 18,4-37,9 mg/100 g DW között mozog. A kaempferol-glikozidok tartalma a KpCG-n kívül 10,2–39,7 mg/100 g DW, míg a 2010-es sajtótorta lényegesen alacsonyabb flavonol-glikozid-tartalommal rendelkezik, beleértve a kvercetin- és kaempferol-glikozidokat és a KpCG-t, összehasonlítva a 2011 és 2012 közötti sajt süteményekkel.

A préspogácsa antocianin-tartalma alig éri el az összes polifenol 0,2% -át, míg a gyümölcsökben az összes polifenol 13–45% -át teszik ki [4, 11]. Az évszaktól függően a vizsgált sajtpogácsák 47–87 mg antocianint tartalmaznak 100 g DW-ban. A préspogácsa alacsony antocianinszintje annak a ténynek köszönhető, hogy vakuuolákban helyezkednek el, és a rendkívül hatékony gyümölcslé extrakció során eltávolításra kerülnek. Oszmiański et al. [10], az antocianinok 90% -a átkerül a gyümölcsökből a lébe a koncentrált eperlé ipari előállítása során.

Az ESF tápanyag- és polifenol-összetétele

Az epres sajtpogácsa (SPC) a gyümölcspép sajtolásának és vízkivonásának dehidratált mellékterméke, amely nagyrészt hiányzik a sejtnedvtől és a hidrofil anyagtól. Az SPC húsra és magra bontható. A tömeg és az oldható anyag jelentős vesztesége a gyümölcslé előállítása során többnyire a húsban fordul elő, és csak kis mértékben a magokban. A magok kemény és nem könnyen áteresztő perikarpákkal rendelkeznek; emiatt megőrzik összetevőiket, különösen a zsírokat, fehérjéket és poliszacharidokat. Ezért a préspogácsa mag nélküli frakcióját kimerült eperhúsnak (ESF) nevezzük. A más bogyókból készült süteményekhez hasonlóan az SPC is e két komponens (mag és ESF) keveréke, amelyek morfológia, kémiai összetétel és felhasználás tekintetében különböznek egymástól [27, 34]. Jelen munkánkban laboratóriumi méretekben átlagosan 60% ESF-t kaptunk (a 3. táblázat részecskeméretével) Az alapvető tápanyag-összetevők tartalma (g/100 g DW minta), energiaérték (kcal/100 g DW minta) ), fenolos vegyületek (mg/100 g DW minta), az alkotó flavanolok moláris aránya és a proantocianidinek átlagos DP-értéke az ESF-ben a 2011-es és a 2012-es szezontól

Az anyagot két gyümölcs- és zöldségfeldolgozó vállalattól szerezték be (A és B jelöléssel). Az A vállalat mintái a 2011-es és a 2012-es szezonból származnak, a B vállalat mintái pedig csak a 2012-es szezonból származnak. Az elemzett ESF-frakciókat magas TDF-szint jellemzi, száraz tömegben 52 és 62% között; 19,3-21,5% fehérjét és 3,1-3,5% zsírt is tartalmaznak. Megállapították, hogy ezekben a frakciókban az összes hamutartalom jelentősen változik (4,3 és 8,9 g/100 g DW között). A 2012-es összes minta lényegesen több hamut tartalmaz 2011-hez képest, ami azt mutatja, hogy ez a differenciáló tényező a betakarítási körülményektől függ. Az ESZA-frakciók homokkal való magas és egyenetlen szennyeződése ennek a talajból betakarított anyagnak a fő hátránya, és korlátozza az ESZA fogyasztási célú felhasználását. Az ESF átlagos energiaértéke 276 kcal/100 g DW, és valamivel alacsonyabb, mint az SPC (309 kcal/100 g DW). Az oldható anyagok, valamint a glükóz és a fruktóz tartalma szignifikánsan magasabb volt a 2011-es mintában. A szénhidrátszint-különbségek valószínűleg abból adódnak, hogy a gyümölcslé a préspogácsától elválasztva és az utóbbi extrahálva változik.

Az epres sajt torta tápanyag- és polifenol tartalmát és mag nélküli frakcióját statisztikailag elemeztük k-átlag klaszteranalízissel. Az elemzéshez felhasznált adatokat standardizálták. A 4. ábra két klaszterrel végzett klaszteranalízis eredményeit mutatja. A statisztikai elemzés megerősítette az SPC és az ESF közötti különbségeket, vagyis az egyik klaszter tartalmazta az SPC-t, míg a másik ESF. A diagram a klaszterek közötti különbségeket ábrázolja a vizsgált anyagokat képviselő pontok közötti távolság alapján (a Y tengely). A pontok közötti nagy távolság megerősíti az anyagok jelentős különbségét a vizsgált anyagok tekintetében. A diagram egyértelműen mutatja, hogy az SPC és az ESF jelentősen különbözik az olyan anyagok tartalma tekintetében, mint a fehérjék, zsírok, agrimoniin, kvercetin-glikozidok, KpCG és flavanolok.

Eperprés sütemények klaszteranalízise k-klaszterek alkalmazásával; 1. klaszter - eperprés sütemény (négyzet SPC), 2. klaszter - kimerült eperhús (kör ESZA); QD kvercetin-származékok, KD kaempferol-származékok