Apfeltrester von elf Kultivaren: ein Ansatz zur Identifizierung von Quellen bioaktiver Verbindungen
CROP PRODUCTION
Apfeltrester von elf Kultivaren: ein Ansatz zur Identifizierung von Quellen bioaktiver Verbindungen
Bagaço de maçã de 11 cultivares: uma abordagem identificando fontes de compostos bioativos
Mariana Fátima Sato; Renato Giovanetti Vieira; Danianni Marinho Zardo; Leila Denise Falcão; Alessandro Nogueira; Gilvan Wosiacki*
Departamento de Engenharia de Alimentos, Setor de Ciências Agrárias e de Tecnologia, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Av. Carlos Cavalcanti, 4748, 84030-900, Ponta Grossa, Paraná, Brasilien
ABSTRACT
In dieser Arbeit wurde die Zusammensetzung des getrockneten Apfeltresters von elf Sorten untersucht. Der Trocknungsprozess von Apfeltrester, der in einer dünnen Schicht auf den Blechen eines Ofens ausgebreitet wurde, funktioniert. Der Trocknungsprozess von Apfeltrester, der in einer dünnen Schicht auf den Blechen eines Ofens mit Umluft bei 60 ºC ausgebreitet wurde, zeigte eine polynomiale Tendenz dritter Ordnung, und nach 10 Stunden zeigte das Produkt mit einer Gleichgewichtsfeuchte von 10 % ein homogenes Aussehen gemäß den kolorimetrischen Parametern. Es gibt signifikante Unterschiede im Gehalt an Lipiden, Proteinen, titrierbaren Säuren, reduzierenden Zuckern, Ballaststoffen und Phenolverbindungen sowie in der oxidierenden Aktivität. Die gesamten Ballaststoffe enthalten 35 % Pektin und 65 % unlösliche Ballaststoffe. Der Gehalt an Gesamtphenolen, bestimmt mit dem Folin-Ciocalteu-Reagenz und ausgedrückt als Catechin, liegt zwischen 2,29 und 7,15 g kg-1 des getrockneten Apfeltresters und die antioxidative Kapazität, ausgedrückt als Gesamtäquivalent (TEAC), zwischen 17,41 und 77,48 mMol g-1. Es wurde eine Korrelation von 82 % zwischen diesen beiden Qualitätsfaktoren festgestellt. Die Hauptkomponentenanalyse ermittelte die Effizienz der Gesamtphenolverbindung, der antioxidativen Kapazität, der Gesamtfaser und des gesamten reduzierenden Zuckers, um die beste Sorte als Quelle für bioaktive Verbindungen zu identifizieren. Cv. M-2/00 zeigt einen hohen Gehalt an Gesamtphenolverbindungen und antioxidativer Kapazität, cv. Catarina, von Pektin, während cv. MRC 11/95, M-12/00, M-8/00, M6/00 und M-11/00 einen hohen Gehalt an Apfelsäure und an reduzierenden Zuckern aufweisen. Die anderen Sorten weisen hohe Gehalte an Fasern, Asche und Lipiden auf.
Schlüsselwörter: getrockneter Apfeltrester, Invertzucker, Ballaststoffe, Gesamtphenolgehalt, antioxidative Kapazität.
RESUMO
A composição do bagaço seco de maçã de 11 novas cultivares foi determinada neste trabalho. Die Trocknung von Apfeltrester in einer dünnen Schicht in einem Konvektionstrockenofen mit auf 60°C erwärmter Luft zeigte einen kubischen Polynomtrend, und nach 10 Stunden enthielt das Produkt eine Gleichgewichtsfeuchte von 10% mit einem homogenen Aussehen gemäß kolorimetrischen Parametern, ohne Anzeichen einer Überhitzung. Es gab signifikante Unterschiede zwischen den Gehalten an Lipiden, Apfelsäure, gesamten phenolischen Verbindungen, reduzierenden Zuckern und Ballaststoffen der untersuchten Proben. Die gesamten Ballaststoffe setzten sich zu 35 % aus Pektin und zu 65 % aus unlöslichen Fasern zusammen. Der Gehalt an gesamten phenolischen Verbindungen (CFT), bestimmt mit dem Folin-Ciocalteu-Reagenz und ausgedrückt als Catechin, reichte von 2,29 bis 7,15 g kg-1 Apfeltrester und die antioxidative Kapazität, ausgedrückt als Gesamtäquivalentwert (TEAC), reichte von 17,41 bis 77,48 mMol g-1. Zwischen diesen beiden Qualitätsmerkmalen wurde eine Korrelation von 82 % festgestellt. Die Hauptkomponentenanalyse identifizierte die Bedeutung der gesamten phenolischen Verbindungen, der antioxidativen Kapazität, der Gesamtfasern und des gesamten reduzierenden Zuckers bei der Qualifizierung von Apfeltresterproben als Quelle bioaktiver Verbindungen. Die Sorte M-2/00 wies einen höheren Gehalt an phenolischen Verbindungen und antioxidativen Eigenschaften auf, während die Sorte Catarina einen höheren Pektingehalt aufwies, während die Sorten MRC 11/95, M-12/00, M-8/00, M6/00 und M-11/00 einen höheren Gehalt an Apfelsäure und reduzierenden Zuckern aufwiesen. Die anderen Sorten wiesen hohe Gehalte an Ballaststoffen, Asche und Fetten auf.
Schlüsselwörter: getrockneter Apfeltrester, Invertzucker, Ballaststoffe, gesamte phenolische Verbindungen, antioxidative Kapazität.
Einführung
Bei der herkömmlichen Apfelernte wird Trester als Abfall behandelt, da seine Entsorgung teure Umweltprobleme verursacht. Apfeltrester ist jedoch ein interessanter Rohstoff und hat als potenzielle Zucker-, Ballaststoff-, Pektin- und Phenolquelle große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Diese Produkte können dann für viele Zwecke in der pharmazeutischen, kosmetischen und Lebensmittelindustrie verwendet werden.
Die kommerzielle Apfelproduktion in Brasilien, die sich auf nur zwei Sorten stützt, wurde vorangetrieben, um die sehr anspruchsvollen nationalen Einzelhändler und in jüngerer Zeit auch die Apfelsaft- und Weinindustrie zu beliefern. Siebzig Prozent der Produktion werden für den Naturverbrauch vermarktet, während 30 Prozent als Industrieobst gelten. Ein Drittel dieses Anteils besteht aus minderwertigem Obst, das weggeworfen oder für die Essiggärung und die Herstellung von destillierten Getränken verwendet wird, und die anderen 2/3 sind Obst, das für die Apfelsaftherstellung verwendet werden kann (WOSIACKI et al., 2002). Von der letztgenannten Fraktion werden 75 % des Produkts zu Saft oder Most und 25 % zu befeuchtetem Trester, obwohl es heutzutage entwickelte Technologien gibt, um diese Zahlen auf 91 % bzw. 9 % zu ändern, wobei Enzyme der neuen Generation eingesetzt werden (ISSENHUTH; SCHNEIDER, 2008).
Industrieller Apfeltrester besteht aus Pressrückständen von Mostäpfeln, Weinen, Branntweinen, Spirituosen und Essigen (SMOCK; NEUBERT, 1950) sowie aus Bestandteilen der restlichen Epidermis und des Endokarps, die bei den halbindustriellen Prozessen des Einfrierens, Konservierens, Dehydratisierens und anderen Verarbeitungen anfallen (VIRK; SOGI, 2004). Die Trocknung von Apfeltrester scheint der wirtschaftlichste Ansatz zur Stabilisierung zu sein, da sie das Volumen drastisch reduziert und die Transportkosten senkt. Die Ausbeute bei der Trocknung bei 60ºC beträgt etwa 50,0 g kg-1 in 10 Stunden, was 5 % des Rohmaterials entspricht.
Das Aussehen des getrockneten Tresters ist abhängig von der Trocknungstemperatur. Bei 50 bis 60 ºC werden die enzymatischen Bräunungsreaktionen angeregt (WOSIACKI; SATAQUE, 1987), während bei 90 bis 100 ºC Maillard-Reaktionen auftreten, wobei die Produkte dunkler erscheinen als die bei 70 bis 80 ºC erhaltenen. Wenn das Kriterium für die Unterbrechung des Prozesses jedoch der Zeitpunkt ist, an dem die Temperatur des Tresters zu steigen beginnt, wird diese Temperatur nie höher als 52 ºC sein, und das Endprodukt sieht eher homogen aus.
Die Instabilität von Apfeltrester hängt mit seiner physikalisch-chemischen Zusammensetzung und mit dem Vorhandensein von Enzymen zusammen, die nach dem Zerfall des Pflanzengewebes aktiviert werden (ENDREB, 2000; KENNEDY et al., 1999; SMOCK; NEUBERT, 1950). Apfeltrester besteht aus Wasser (76,3 %) und Trockensubstanz (23,7 %) und wird aus Fruchtfleisch und Epidermis (95,5 %), Kernen (4,1 %) und Stielen (1,1 %) gewonnen. Der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt liegt bei 80 %, und 14 % der gesamten löslichen Feststoffe bestehen aus Glukose, Fruktose und Saccharose. Seine Zusammensetzung hängt von der Apfelsorte und der Verarbeitung ab (KENNEDY et al., 1999). Der Ballaststoffgehalt schwankt zwischen 11,6 und 44,5 % und umfasst Cellulose (12,0 bis 23,2 %), Lignin (6,4 bis 19,0 %), Pektin (3,5 bis 18,0 %) und Hemicellulose (5,0 bis 6,2 %). Die durchschnittlichen Ballaststoffe (35,8 %) und Restzucker (54,4 %) machen 91,2 % des Tresters aus, die übrigen Bestandteile sind Proteine, Lipide und Asche (CARSON et al., 1994). In einer Apfeltresterprobe wurden die Farbmerkmale L=51,8, a = 5,4 und b=18,2 bestimmt (SHUDA et AL., 2007).
Die Verwendung von Apfeltrester als mögliche Nährstoffquelle für die Produktion von Glucosidase durch Aspergillus foetidus wurde von Hang und Woodams (1994) vorgeschlagen. Zehn Jahre später schlugen Schieber et al. (2004) seine Verwendung für andere technologische Zwecke wie die Gewinnung von Polyphenolverbindungen vor. Trester wurde auch für biotechnologische Anwendungen wie Ethanolproduktion (PAGANINI et al., 2005), Duftstoffe, Zitronensäure, Pektin, Enzyme und Schimmelpilze nach der Extraktion von Ballaststoffen und Pflanzenkohle (TSURUMI et al., 2001) empfohlen.
Fuji und Gala sind die am meisten angebauten Sorten in Brasilien, aber sie entsprechen aufgrund ihres geringen Säuregehalts und des Gesamtgehalts an phenolischen Verbindungen nicht dem Qualitätsstandard für Industrieäpfel. Der industrielle Obstanbau beginnt in Brasilien erst jetzt (WOSIACKI et al., 2007), und es werden Informationen über potenzielle neue Sorten benötigt, z. B. über ihre Eignung für die Saft- oder Weinverarbeitung und ihren Trester. Ziel dieser Arbeit war es, die physikochemische Zusammensetzung und die antioxidative Kapazität von Trester von elf Apfelsorten zu charakterisieren, die sich noch in landwirtschaftlichen Studien befinden, und die beste Quelle für die in diesem wichtigen Nebenprodukt der Apfelsaftverarbeitung verbliebenen bioaktiven Verbindungen zu identifizieren.
Material und Methoden
Materialien
Proben (10 kg) ausgewählter Apfelsorten wurden von der Empresa de Pesquisa e Extensão Agropecuária de Santa Catarina – Estações Experimentais de Caçador e de São Joaquim, kodifiziert cv. 1 (Catarina), cv. 2 (Joaquina), cv. 3 (M-11/00), cv. 4 (M-11/01), cv. 5 (M-11/00 AGR), cv. 6 (M-12/00), cv. 7 (M-13/00), cv. 8 (M-2/00), cv. 9 (M-6/00), cv. 10 (M-8/01) und cv. 11 (MRC-11/95). Die chemischen Produkte waren von „pro analysis“-Qualität (p.a.).
Methoden
Verfahren
Nach der Entsaftung in einer vertikalen Presse wurde der Apfeltrester einmal mit Leitungswasser (1:1:w:v) gespült und bei 860 x g in einem kleinen Haushaltsgerät bis zur vollständigen Entwässerung zentrifugiert. Der gespülte Apfeltrester wurde dann als dünne Schicht auf kreisförmigen Bambusunterlagen in jedem der sechs Bleche eines Laborofens ausgebreitet und bei 60 ºC Umluft getrocknet. Die Temperatur des Apfeltresters sowie sein Gewicht wurden stündlich überwacht, um das Ende des Trocknungsprozesses entweder durch Temperaturanstieg oder Gewichtsstabilisierung zu bestimmen. Das getrocknete Produkt wurde in einem Waring-Mixer gemahlen, gesiebt, um Fragmente von Schale, Kernen und Stielen von der 60 MESH-Fraktion zu trennen, die dann bei 22 ºC±3 ºC in hermetisch verschlossenen Behältern für weitere Analysen gelagert wurde.
Die Extraktion von Pektin erfolgte nach den zuvor von Fertonani et al. (2006) beschriebenen Verfahren. Eine Mischung von Rohmaterial (10 g) mit 400 mL wässriger HCl (100 mM) wurde 10 Minuten lang gekocht und die Reaktion in einem Eisbad gestoppt; die Aufschlämmung wurde durch ein Käsetuch filtriert und das Pektin wurde aus dem klaren Extrakt mit Alkohol (1:2::v:v) ausgefällt. Nach der Filtration durch ein Käsetuch und der Trocknung in einem Ofen mit trockener Umluft bei 50 ºC wurde das Pektin in einem Waring-Mixer trituriert und bei 22 ºC±3 ºC in Plastikbeuteln mit Kieselgel zur weiteren Analyse gelagert.
Analyse
Das Aussehen wurde anhand der relativen Farbattribute bewertet, die mit der CIELAB-Methode gemessen wurden, bei der die Leuchtkraft (L *) und die Farbkoordinaten (a* und b*) mit einer Sony Cyber-shot 4.Der pH-Wert wurde mit einem digitalen pH-Messgerät (Tecnal TEC3MP, Sao Paulo, Brasilien) gemessen, das mit Standardlösungen von pH 7,0 und 4,0 kalibriert wurde. Der Gesamtgehalt an löslichen Stoffen wurde mit einem Refraktometer bei 20ºC bestimmt. Der Feuchtigkeits- und Mineralstoffgehalt wurde durch Gewichtsverlust bei 105ºC (bis zum konstanten Wert) bzw. 550ºC bestimmt (AOAC, 1998). Der Lipidgehalt wurde als gravimetrische Differenz in der Probe nach 4 Stunden Extraktion mit Hexan in Soxhlet berechnet, und der Proteingehalt wurde unter Berücksichtigung des Stickstoffgehalts und des Faktors 6,25 berechnet (AOAC, 1998). Reduzierende Zucker und reduzierende Gesamtzucker wurden nach einer milden Hydrolyse mit HCl nach der klassischen Methode von Somogyi (1945), modifiziert durch Nelson (1944), bestimmt und als Glucose in g 100g-1 ausgedrückt. Die Saccharose wurde als Differenz zwischen dem gesamten reduzierenden Zucker und dem reduzierenden Zucker berechnet. Der Glucosegehalt wurde durch Oxidation zu Gluconsäure mit dem GOD-Kit (AOAC, 1998) bestimmt, und der Fructosegehalt wurde als Differenz zwischen reduzierendem Zucker und Glucose berechnet. Der Gesamtsäuregehalt, bestimmt durch Titrimetrie mit 0,1 N NaOH, wurde als Apfelsäure in g 100 g-1 unter Verwendung von 0,64 als Umrechnungsfaktor (AOAC, 1998) ausgedrückt. Die Ballaststoffe wurden gravimetrisch nach Amylolyse und Proteolyse mit kommerziellen Enzymen bestimmt (AOAC, 1998). Die gesamte phenolische Verbindung wurde mit dem Folin-Ciocalteu-Reagenz nach Singleton und Rossi (1965) bestimmt und als mg Catechin-Äquivalent pro kg Apfeltrester ausgedrückt. Die antioxidative Aktivität wurde mit dem FRAP-Test (Ferric Reducing Ability of Plasma) bestimmt, wie von Benzie und Strain (1996) mit den Modifikationen von Pulido et al. (2000) beschrieben.
Ergebnisse und Diskussion
Trocknung von Apfeltrester
Die Trocknungskinetik von Apfeltrester entspricht einem Modell kubischer oder dritter Ordnung wie folgt:
Y = -a – x3 + b – X2 -c – x + d
wobei:
y = Wert der Gesamtmasse (in Kilogramm) und x = Zeit (in Stunden)
Bei der Verarbeitung unter Standardbedingungen im konvektiven Labortrockner mit beheizter Umluft bei 60ºC konnte ein Gewichtsverlust von 50 % in 4 Stunden beobachtet werden, obwohl das Gewicht erst nach 10 Stunden als konstant angesehen wurde, da die Kurve asymptotisch zur Zeitachse verläuft und eine Gleichgewichtsfeuchte von etwa 10 % erreicht. Die Dehydratisierung besteht in diesem Fall aus drei verschiedenen Phasen: Erhitzung des Tresters bis zum Erreichen der Gleichgewichtstemperatur, die bei etwa 42 ºC liegt; Trocknung des Tresters durch Verdunstung bei konstanter Temperatur, was zu einem Gewichtsverlust führt; und Erwärmung des Tresters bis zum Erreichen der Temperatur der Umluft, wobei das Gewicht konstant bleibt. Der letzte Schritt sollte ausgelassen werden, um den Verderb der temperaturempfindlichen Bestandteile zu vermeiden oder auch um oxidative Reaktionen zu verhindern, die zu einem klaren Produkt führen. Das Produkt des Trocknungsprozesses ist nach dem Mahlen in einem Waring-Mixer ein Pulver, das durch 60 MESH gesiebt werden kann und stabil ist, wenn es bei 22ºC±3ºC in einem geschlossenen Behälter gelagert wird.
Abbildung 1A zeigt die Apfeltrestertrocknung als Polynommodell 3. Ordnung, wie in der 60 ºC Isotherme asymptotisch zur Zeitachse zu sehen ist. Obwohl 50 % des Gewichts in den ersten 4 Stunden verloren gehen, benötigt der gesamte Prozess theoretisch 15 Stunden, aber in 10 Stunden ist die Gleichgewichtsfeuchte von 12 % erreicht und kann unterbrochen werden, wodurch eine Überhitzung vermieden wird. Die Temperatur des Apfeltresters erreichte während des gesamten Trocknungsprozesses nie 45ºC. Abbildung 1B zeigt die erste Ableitung der vorangegangenen Gleichung, die die Geschwindigkeit des Gewichtsverlusts durch Wasserverdunstung darstellt, wodurch die Gleichung negativ wird, und Abbildung 1C zeigt die lineare Verlangsamung, die die Zeitachse kreuzt und das Ende des Prozesses genauer anzeigt, etwas länger als 15 Stunden. Wang et al. (2002) haben auf der Suche nach einem mathematischen Modell für die Heißlufttrocknung von dünnschichtigem Apfeltrester den Prozess bei 75, 85, 97 und 105 ºC in einem Konvektionslufttrockner für eine Dünnschichtdicke von 10 mm untersucht. Da die Erhöhung der Temperatur den Trocknungsprozess beschleunigt und damit die Trocknungszeit verkürzt, ermittelten die Autoren die gesamte Prozessdauer, die der hier berichteten ähnlich ist.
Abbildung 2 zeigt die Ergebnisse von getrockneten Apfeltresterproben in Bezug auf die Farbparameter, wobei die Homogenität aller Produkte gut zu erkennen ist. Diese kolorimetrische Analyse wurde durchgeführt, um das Aussehen des Produkts während des Trocknungsprozesses zu bestimmen, um einen Verderb aufgrund von Temperaturstress zu vermeiden. Die Luft- und die Trestertemperatur betrugen 60 ºC bzw. 42,5 ºC, und unter diesen Bedingungen reichten die Helligkeitswerte des Produkts von 56 bis 63 auf einer Skala von 0-100, wobei der Durchschnitt bei 59,7±2,93 % lag, was auf eine homogene Gruppe von getrockneten Apfeltrestern hindeutet. Der niedrige Variationskoeffizient für alle kolorimetrischen Parameter besagt, dass alle Proben aufgrund der gleichen Trocknungsverfahren tatsächlich ein ähnliches Aussehen haben, was auf eine gewisse Homogenität der Zusammensetzung schließen lässt. Shuda et al. (2007) stellten mit anderen Zahlen größere Unterschiede zwischen den von ihnen untersuchten Kultivaren fest. Es muss betont werden, dass es mindestens zwei Faktoren gibt, die das endgültige Aussehen beeinflussen: die Sorte selbst und das angewandte Trocknungsverfahren.
Physikalisch-chemische Zusammensetzung und antioxidative Aktivität
Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung der Nebenbestandteile im getrockneten Apfeltrester im Vergleich zum feuchten Apfeltrester. Die Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung der Nebenbestandteile von getrocknetem Apfeltrester im Vergleich zu befeuchtetem Apfeltrester, wobei die signifikanten Unterschiede zwischen den beiden in Bezug auf Feuchtigkeit, Lipidgehalt und Apfelsäure mittels ANOVA berechnet wurden (Fcal/Ftab = 21,50, 1,68 bzw. 90,36).
Die Feuchtigkeit (durchschnittlich 11,43 %) ist niedrig genug, um die mikrobiologische Stabilität zu erhalten. Nach einem Jahr Lagerung bei 22 ºC±3 ºC war die mikrobiologische Belastung die gleiche wie zu Beginn des Versuchs und lag unter den gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerten. Smock und Neubert (1950) gaben den Bereich von 11,00 bis 12,50 g 100 g -1 als die in den Vereinigten Staaten übliche Feuchtigkeit an. Shuda et al. (2007) beschrieben die Eigenschaften von kommerziellen getrockneten Apfeltrestern in Indien, die Feuchtigkeitswerte von 10,80 ± 0,03 g 100 g-1 aufwiesen.
Die Aschefraktion erscheint in unserer Studie mit einer durchschnittlichen Konzentration von 1,84 g 100 g-1. Smock und Neubert (1950) berichteten ähnliche Ergebnisse von 2,11 bis 3,50 g 100 g-1, Cho und Hwang (2000) von 0,56 g 100 g-1) und Teixeira et al. (2007) von 0,56 G 100 G-1.
Der Lipidgehalt lag im Durchschnitt bei 1,72 g 100 g-1 und damit niedriger als die von anderen Autoren berichteten Ergebnisse von 3,01 bis 4,70 g 100 g-1 (SMOCK; NEUBERT, 1950; CHO; HWANG, 2000; SHUDA et al, 2007). Die wahrscheinlichste Quelle für Variationen in der Lipidfraktion ist die Samenzusammensetzung, die von 2,20 bis 4,40 g 100 g-1 reichen kann (CARSON et al., 1994; KENNEDY et al., 1999).
Der Proteingehalt unserer Proben lag zwischen 3,75 und 4,65 g 100 g-1 und damit höher als der von Shuda et al. (2007) ermittelte Durchschnittswert von 2,06 g 100 g-1, aber niedriger als die von Smock und Neubert (1950) berichteten 4,45 bis 5,67 g 100 g-1 und die von Cho und Hwang (2000) berichteten 11,40 g 100 g-1. Der Proteingehalt im Apfeltrester führt dazu, dass er als Zutat für die Fermentation durch Saccharomyces cerevisiae verwendet werden kann, um stabile Produkte zu erhalten oder sogar um destillierten Alkohol in Eichenfässern reifen zu lassen (PAGANINI et al., 2005).
Äpfelsäure ist ein Bestandteil, der im Trester in unterschiedlichen Mengen vorhanden ist, und diese Schwankungen werden durch die Genauigkeit der Nachweismethode noch verstärkt. Apfelsäure ist eine funktionelle Verbindung, die bei den peristaltischen Bewegungen des menschlichen Darms eine Rolle spielt. Die im Apfeltrester gefundene Menge lag im Durchschnitt bei 1,08 g 100 g-1 und damit höher als die im Apfelsaft gefundene Menge. Apfelsäure ist auch ein Qualitätsindikator, der süßen Apfelsaft von säuerlichem Apfelsaft oder Handels- und Industrieobst unterscheidet, wobei der Referenzwert von 4,5 g L-1 im Allgemeinen als Grenzwert gilt und einen gewissen Einfluss auf die Apfelsaftkonzentratpreise hat (HALBWARE-PREISNOTIERUNG, 2007).
Der in unserer Studie ermittelte durchschnittliche Gesamtpolyphenolgehalt betrug 4620 mg kg-1 und die durchschnittliche antioxidative Aktivität 36,69 mMol g-1. Für diese Daten zeigt das R2 = 0,82, dass die übrigen polyphenolischen Verbindungen im Apfeltrester eine hohe Korrelation mit der antioxidativen Aktivität aufweisen. Eine noch höhere Korrelation wäre zu erwarten gewesen, wenn das Gesamtprofil der Phenolverbindungen homogener gewesen wäre. In der Epidermis von Äpfeln finden sich viele polyphenolische Verbindungen wie Antocianine, und wenn die Früchte geschält werden (SMOCK; NEUBERT, 1950), gehen diese bioaktiven Verbindungen verloren. Es ist bekannt, dass diese epidermalen Verbindungen eine höhere Bioaktivität aufweisen als das Fruchtfleisch (WOLFE et al., 2003).
Tabelle 2 zeigt den Zucker- und Fasergehalt im Apfeltrester. Der Zuckergehalt im Trester betrug im Durchschnitt 40 g 100 g-1. Zur Messung des Zuckergehalts muss der Trester zunächst mit Leitungswasser abgespült werden, um die Bildung einer Schicht zu vermeiden, die die Wasserverdunstung behindern kann, so dass ein getrockneter Trester mit hohem Feuchtigkeitsgehalt vermieden wird. Das Spülen des Tresters fördert den Trocknungsprozess und führt zu einem stabilen Trester. Der Zuckergehalt ist bei den verschiedenen Sorten unterschiedlich. Die Einfachzucker, die so genannten „Invertzucker“, sind normalerweise im Apfelsaft mit einem Verhältnis von Glukose:Fruktose:Saccharose von 1,00:3,51:1,64 vorhanden (WOSIACKI et al., 2007), aber in diesen Tresterproben waren die Verhältnisse anders. Fruktose ist immer noch der vorherrschende Zucker, aber das durchschnittliche Verhältnis der Zucker war Glukose:Fruktose:Saccharose 1,00:1,43:0,56. Die Menge des gesamten „reduzierenden Zuckers“ oder „Invertzuckers“ im Apfeltrester und die einfache Extraktion dieses Zuckers machen es möglich, diesen Rohstoff zur Gewinnung von natürlichen Süßungsmitteln zu verwenden.
Die Ballaststofffraktion, die sowohl lösliche als auch unlösliche Ballaststoffe enthält, wurde als heterogen angesehen, mit Werten von 33,40 g 100 g-1 bis 51,85 g 100 g-1 und signifikanten Unterschieden zwischen den Sorten (Fcal/Fta b von 3,2340). Shuda et al. (2007) berichteten in ihrer Studie über 51,10 g 100 g-1 Ballaststoffe, wobei 36,50 g 100 g-1 als unlösliche Ballaststoffe und 14,60 g 100 g-1 als lösliche enthalten waren.
Die Attraktivität von ballaststoffreichen Lebensmitteln beruht auf der physiologischen Beobachtung, dass sie eine Rolle im enterohepatischen Kreislauf des Cholesterins spielen und so zur Senkung des Cholesterinspiegels im Blut beitragen können.
Apfeltrester ist daher noch attraktiver als Äpfel, da der Ballaststoffgehalt höher ist.
Nebenbestandteile wie Mineralstoffe, Lipide und Proteine sind zwischen den verschiedenen Sorten relativ homogen (p < 0,05). Die Hauptbestandteile, auch ohne genaue Quantifizierung des Fcal/Ftab-Verhältnisses, waren in den verschiedenen Sorten in unterschiedlichem Umfang vorhanden. Diese Unterschiede betrafen den Gesamtzucker (Glukose, Fruktose und Saccharose) und Nahrungsfasern wie Pektin, aber nicht Stärke und Proteine.
Abbildung 3 zeigt die Ergebnisse der Hauptkomponentenanalyse (PCA) des physikochemischen Profils von zehn verschiedenen Apfeltrestern. Die PCA wurde anhand einer Korrelationsmatrix durchgeführt. Die Achsen Faktor 1 x Faktor 2 erklären 57,00 % der Gesamtvarianz der Daten, wobei die erste Komponente 32,40 % und die zweite 24,60 % der Gesamtstreuung ausmacht.
Die Bewertungen der Apfelsorten basieren auf diesen ersten beiden Komponenten und den Überlagerungsladungen (die Lage im PC-Raum der ursprünglichen Variablen). Die faktorielle Koordinierung zeigt, dass Lipide und Gesamtfasern stark positiv mit Faktor 1 korreliert sind, während antioxidative Aktivität, TPC und Proteine stark negativ mit Faktor 1 korreliert sind. Faktor 2 stellt den gesamten Gegensatz zwischen den Variablen Apfelsäure und Protein dar, die stark positiv bzw. negativ korreliert sind. Faktor 2 war stark positiv mit den Variablen Gesamtzucker und Pektin korreliert. Die Projektion dieser Fälle auf die beiden Achsen zeigte, dass die Sorte M-2/00 höhere Werte für TPC und antioxidative Eigenschaften zu haben scheint. cv.1 war stärker mit Pektin korreliert, und die Sorten cv.11, cv.6, cv.10, cv.9, cv.3 scheinen höhere Werte für die Variablen Äpfelsäure und Gesamtzucker zu haben, während Joaquina, M-11/01 und M-13/00 hohe Werte für Gesamtfaser, Asche und Lipide aufwiesen.
Schlussfolgerung
Apfeltrester, der bei 60ºC getrocknet wurde, hat eine Gleichgewichtsfeuchte von 10%. Die Haupt- (Apfelsäure, Invertzucker und Ballaststoffe) und Nebenbestandteile (Mineralstoffe, Lipide, Proteine und Gesamtpolyphenole) wurden quantifiziert, wobei es signifikante Unterschiede zwischen den Proben in Bezug auf den Gehalt an Apfelsäure, Invertzucker und Ballaststoffen gab (p < 0,05). Die polyphenolischen Verbindungen weisen eine hohe Korrelation mit der antioxidativen Aktivität auf. Apfeltrester ist eine Quelle von Verbindungen, die für die funktionelle Lebensmittelindustrie potenziell interessant sind. Die PCA-Ergebnisse zeigten, dass die Apfeltrester verschiedener Sorten durch ihre physikalisch-chemische Zusammensetzung und antioxidative Aktivität unterschieden werden können.
Danksagung
Die Autoren danken der Staatlichen Universität von Ponta Grossa, CNPq, CAPES und Empresa de Pesquisa e Extensão Agropecuária de Santa Catarina Estações Experimentais de Caçador e de São Joaquim für Infrastruktur, Zuschüsse und Apfelsorten.
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Received on October 22, 2007.
Akzeptiert am 30. April 2008.