Apple pomace from eleven cultivars: an approach to identify sources of bioactive compounds

BY admin

| 1 helmikuun, 2022

CROP PRODUCTION

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, Brasilia

ABSTRACT

Tässä työssä arvioitiin yhdentoista omenalajikkeen kuivatun omenan rypäleseoksen koostumusta. Omenan rypälesiemenen kuivausprosessi levitettiin ohueksi kerrokseksi uunin lokeroihin työn kanssa. Ohueksi kerrokseksi levitetyn omenan puristemassan kuivausprosessi 60 ºC:n lämmitysilmalla lämmitetyn uunin lokeroilla osoitti kolmannen kertaluvun polynomista taipumusta, ja 10 tunnin kuluttua tuote, jonka tasapainokosteus oli 10 %, näytti kolorimetristen parametrien mukaan homogeeniselta. Lipidien, proteiinien, titrattavien happojen kokonaismäärän, pelkistävien sokerien kokonaismäärän, ravintokuitujen, fenoliyhdisteiden kokonaismäärän ja hapettumisaktiivisuuden pitoisuuksissa on merkittäviä eroja. Ravintokuitujen kokonaismäärä sisältää pektiiniä (35 %) ja liukenemattomia kuituja (65 %). Kokonaisfenoliyhdisteiden pitoisuus, joka on määritetty Folin Ciocalteu -reagenssilla ja ilmaistu katekiinina, vaihtelee 2,29:stä 7,15:een g:aan kg-1 kuivattua omenan puristemassaa ja antioksidanttikapasiteetti, joka on ilmaistu kokonaisekvivalenttina (TEAC), vaihtelee 17,41:stä 77,48:aan mMol g-1 . Näiden kahden laatutekijän välillä havaittiin 82 prosentin korrelaatio. Pääkomponenttianalyysi osoitti kokonaisfenoliyhdisteiden, antioksidatiivisen kapasiteetin, kokonaiskuidun ja pelkistävien sokerien kokonaismäärän tehokkuuden parhaan lajikekokonaisuuden tunnistamisessa bioaktiivisten yhdisteiden lähteenä. Cv. M-2/00 osoittaa korkeaa kokonaisfenoliyhdisteen ja antioksidanttikapasiteetin pitoisuutta, cv. Catarina, pektiini, kun taas cv. MRC 11/95, M-12/00, M-8/00, M6/00 ja M-11/00 omenahappoa ja pelkistäviä sokereita. Muiden lajikkeiden kuitu-, tuhka- ja lipidipitoisuudet ovat korkeat.

Avainsanat: kuivattu omenan puristemassa, käänteissokeri, ravintokuitu, fenolisten yhdisteiden kokonaismäärä, antioksidanttikapasiteetti.

RESUMO

A composição do bagaço seco de maçã de 11 novas cultivares foi determinada neste trabalho. Ohueksi kerrokseksi asetetun omenan puristemassan kuivaus konvektiokuivausuunissa 60 °C:n lämpötilaan lämmitetyssä ilmassa osoitti kuutiopolynomin suuntausta, ja 10 tunnin kuluttua tuotteen tasapainokosteus oli 10 %, ja tuotteen ulkonäkö oli kolorimetristen parametrien mukaan homogeeninen ilman merkkejä ylikuumenemisesta. Analysoitujen näytteiden lipidien, omenahapon, fenolisten yhdisteiden kokonaismäärän, pelkistävien sokerien kokonaismäärän ja ravintokuitujen pitoisuuksien välillä oli merkittäviä eroja. Ravintokuidun kokonaismäärä koostui 35 prosentista pektiiniä ja 65 prosentista liukenemattomia kuituja. Kokonaisfenoliyhdisteiden (CFT) pitoisuus, joka määritettiin Folin-Ciocalteu-reagenssilla ja ilmaistiin katekiinina, vaihteli välillä 2,29-7,15 g kg-1 omenan puristemassaa ja antioksidanttikapasiteetti, joka ilmaistiin kokonaisekvivalenttiarvona (TEAC), vaihteli välillä 17,41-77,48 mMol g-1. Näiden kahden laatuominaisuuden välillä havaittiin 82 prosentin korrelaatio. Pääkomponenttianalyysillä tunnistettiin fenolisten yhdisteiden kokonaismäärän, antioksidanttikapasiteetin, kokonaiskuitujen ja pelkistävien sokerien kokonaismäärän merkitys bioaktiivisten yhdisteiden lähteenä kelpuutetuissa omenan puristenäytteissä. Lajikkeen M-2/00 fenolisten yhdisteiden ja antioksidanttikapasiteetin pitoisuudet olivat korkeammat, ja Catarina-lajikkeen pektiinipitoisuudet olivat korkeammat, kun taas lajikkeiden MRC 11/95, M-12/00, M-8/00, M6/00 ja M-11/00 omenahappo- ja pelkistävien sokerien kokonaispitoisuudet olivat korkeammat. Muut lajikkeet sisälsivät runsaasti kuitua, tuhkaa ja rasvoja.

Sanoja: kuivattu omenan puristemassa, inverttisokeri, ravintokuidut, fenolisten yhdisteiden kokonaismäärä, antioksidanttikapasiteetti.

Esittely

Perinteisessä omenan korjuumenetelmässä puristemassaa käsitellään jätteenä, koska sen hävittäminen aiheuttaa kalliita ympäristöongelmia. Omenarouhe on kuitenkin mielenkiintoinen raaka-aine, ja se on herättänyt paljon huomiota mahdollisena sokerin, ravintokuidun, pektiinin ja fenolien lähteenä. Näitä tuotteita voidaan sitten käyttää moniin tarkoituksiin lääke-, kosmetiikka- ja elintarviketeollisuudessa.

Kaupallinen omenantuotanto Brasiliassa, joka perustuu vain kahteen lajikkeeseen, on perustunut erittäin vaativien kansallisten vähittäismyyjien ja viime aikoina omenamehu- ja viiniteollisuuden tarpeisiin. Seitsemänkymmentä prosenttia tuotannosta kaupallistetaan in natura -kulutukseen, kun taas 30 prosenttia katsotaan teollisuushedelmiksi. Kolmannes tästä osuudesta koostuu huonolaatuisista hedelmistä, jotka hävitetään tai käytetään etikan käymiseen ja tislattujen juomien valmistukseen, ja loput 2/3 ovat hedelmiä, joita voidaan käyttää omenamehun valmistukseen (WOSIACKI et al., 2002). Jälkimmäisestä osasta 75 prosenttia on mehua tai rypäleen puristemehua ja 25 prosenttia kostutettua puristemehua, vaikka nykyään on kehitetty tekniikoita, joilla nämä luvut voidaan muuttaa 91 prosenttiin ja 9 prosenttiin uuden sukupolven entsyymien avulla (ISSENHUTH; SCHNEIDER, 2008).

Teollinen omenan puristejäännös koostuu siideriomenoiden, viinien, konjakkien, tislattujen tai väkevien alkoholijuomien ja etikoiden puristusjäännöksestä (SMOCK; NEUBERT, 1950) sekä osatekijöistä, jotka ovat peräisin jäljellä olevasta epidermiksestä ja endokarpista, jotka on saatu pakastuksen, säilykkeiden, kuivattamisen ja muun käsittelyn puoliteollisissa prosesseissa (VIRK; SOGI, 2004). Omenan puristemassan kuivaaminen näyttää olevan taloudellisesti kannattavin tapa stabilointiin, koska se pienentää tilavuutta huomattavasti ja mahdollistaa alhaisemmat kuljetuskustannukset. Kuivauksen tuotto 60ºC:ssa on noin 50,0 g kg-1 10 tunnissa eli 5 % raaka-aineesta.

Kuivatun puristemassan ulkonäkö riippuu kuivauslämpötilasta. Kun lämpötila on 50-60ºC, entsymaattiset rusketusreaktiot stimuloituvat (WOSIACKI; SATAQUE, 1987), kun taas 90-100ºC:n lämpötilassa tapahtuu Maillardin reaktioita, jolloin tuotteet näyttävät tummemmilta kuin 70-80ºC:n lämpötilassa saadut tuotteet. Jos kriteerinä prosessin pysäyttämiselle on kuitenkin aika, jolloin rypälesoseen lämpötila alkaa nousta, lämpötila ei koskaan nouse yli 52ºC:n, ja lopputuotteen ulkonäkö on yleensä homogeeninen.

Omenan puristejäännöksen epävakaus liittyy sen fysikaalis-kemialliseen koostumukseen ja kasvikudoksen hajoamisen jälkeen aktivoituvien entsyymien läsnäoloon (ENDREB, 2000; KENNEDY et al., 1999; SMOCK; NEUBERT, 1950). Omenan puristejäännös koostuu vedestä (76,3 %) ja kuiva-aineesta (23,7 %), ja se muodostuu hedelmälihasta ja epidermiksestä (95,5 %), siemenistä (4,1 %) ja varsista (1,1 %). Sen keskimääräinen kosteuspitoisuus on 80 %, ja 14 % sen liukoisista kuiva-aineista on glukoosia, fruktoosia ja sakkaroosia. Sen koostumus liittyy omenalajikkeeseen ja käsittelyyn (KENNEDY et al., 1999). Kuitupitoisuus vaihtelee 11,6-44,5 %, ja se sisältää selluloosaa (12,0-23,2 %), ligniiniä (6,4-19,0 %), pektiiniä (3,5-18,0 %) ja hemiselluloosaa (5,0-6,2 %). Keskimääräiset ravintokuidut (35,8 %) ja jäännössokerit (54,4 %) muodostavat 91,2 % rypälesiemenestä, ja loput komponentit ovat proteiineja, rasvoja ja tuhkaa (CARSON et al., 1994). Omenan puristenestenäytteestä on määritetty kromaattiset ominaisuudet L=51,8, a=5,4 ja b=18,2 (SHUDA et AL., 2007).

Hang ja Woodams (1994) ehdottivat Hangin ja Woodamsin (1994) omenarouheen käyttöä potentiaalisena ravinteiden lähteenä Aspergillus foetiduksen glukosidaasin tuotannossa. Kymmenen vuotta myöhemmin Schieber et al. (2004) ehdottivat sen hyödyntämistä muihin teknologisiin tarkoituksiin, kuten polyfenolisten yhdisteiden talteenottoon. Rypälettä suositeltiin myös bioteknisiin sovelluksiin, kuten etanolin tuotantoon (PAGANINI et al., 2005), hajusteisiin, sitruunahappoon, pektiineihin, entsyymeihin ja homeisiin ravintokuitujen ja kasvihiilen uuton jälkeen (TSURUMI et al., 2001).

Fuji ja Gala ovat eniten viljeltyjä lajikkeita Brasiliassa, mutta ne eivät täytä teollisten omenoiden laatuvaatimuksia alhaisen happopitoisuutensa ja fenolisten yhdisteiden kokonaispitoisuuksiensa vuoksi. Teollinen hedelmätarhakäytäntö on vasta alkamassa Brasiliassa (WOSIACKI et al., 2007), ja tiedot mahdollisista uusista lajikkeista, kuten niiden käyttökelpoisuudesta mehun- tai viininjalostukseen ja niiden puristemehusta, ovat tarpeen. Tämän työn tavoitteena oli luonnehtia yhdentoista vielä viljelytutkimusten kohteena olevan omenalajikkeen puristejäännöksen fysikaalis-kemiallinen koostumus ja antioksidanttikapasiteetti sekä tunnistaa paras lähde bioaktiivisille yhdisteille, jotka jäävät tähän omenamehun jalostuksen tärkeään sivutuotteeseen.

Aineisto ja menetelmät

Aineisto

Näytteet (10 kg) valituista omenalajikkeista saatiin Empresa de Pesquisa e Extensão Agropecuária de Santa Catarina – Estações Experimentais de Caçador e de São Joaquim -laitokselta, koodattu 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) ja cv. 11 (MRC-11/95). Kemialliset tuotteet olivat ”pro analysis” (p.a.) -laatua.

Menetelmät

Prosessi

Pystysuorassa puristimessa tapahtuneen mehun puristamisen jälkeen omenan puristemassa huuhdeltiin kerran vesijohtovedellä (1:1:w:v) ja sentrifugoitiin kotitalouskäyttöön tarkoitetuissa pienissä laitteissa 860 x g:n nopeudella, kunnes se oli täysin kuivunut. Tämän jälkeen huuhdeltu omenan puristejäännös levitettiin ohueksi kerrokseksi pyöreälle bambualustalle kuhunkin laboratoriouunin kuuteen lokeroon, ja sen annettiin kuivua kiertoilman alla 60 ºC:ssa. Omenan puristemassan lämpötilaa ja painoa seurattiin tunneittain kuivausprosessin päättymisen määrittämiseksi joko lämpötilan nousun tai painon vakiintumisen perusteella. Kuivattu tuote jauhettiin Waringin tehosekoittimessa, seulottiin kuoren, siementen ja varsien erottamiseksi 60 MESH-fraktiosta, joka sitten varastoitiin 22ºC ± 3ºC ilmatiiviisti suljetuissa säiliöissä jatkoanalyysejä varten.

Pektiiniuutto tehtiin Fertonani et al. (2006) aiemmin kuvaamien menettelyjen mukaisesti. Raaka-aineen (10 g) ja 400 ml:n vesipitoisen HCl:n (100 mM) seosta keitettiin 10 minuutin ajan ja reaktio pysäytettiin jäähauteessa; liete suodatettiin juustokangasliinan läpi ja pektiini saostettiin kirkkaasta uutteesta käyttämällä alkoholia (1:2::v:v). Kun pektiini oli suodatettu juustoliinan läpi ja kuivattu uunissa, jossa oli kiertävää kuivaa lämmitettyä ilmaa 50 ºC:ssa, se trituroitiin Waringin tehosekoittimessa ja varastoitiin 22 ºC ± 3 ºC:ssa silikageeliä sisältävissä muovipusseissa jatkoanalyysejä varten.

Analyysi

Ulkonäköä arvioitiin tarkastelemalla suhteellisia väriominaisuuksia, jotka mitattiin CIELAB-menetelmällä, jossa mitataan luminositeettia (L *) ja kromaattisia koordinaatteja (a* ja b*) Sony Cyber-shot 4 -laitteella.1Mpikselin kameraa kuvien ottamiseen ja Corel® Photo Paint 12.0 -ohjelmistoa niiden käsittelyyn (CAMELO; GOMEZ, 2004). pH mitattiin digitaalisella pH-mittarilla (Tecnal TEC3MP, Sao Paulo, Brasilia), joka oli kalibroitu standardiliuoksilla, joiden pH oli 7,0 ja 4,0. Liukoiset kuiva-aineet määritettiin refraktometrillä 20ºC:ssa. Kosteus- ja mineraalipitoisuudet määritettiin painohäviön avulla 105 ºC:ssa (vakioarvoon asti) ja 550 ºC:ssa (AOAC, 1998). Lipidipitoisuus laskettiin näytteen gravimetrisenä erotuksena sen jälkeen, kun näytettä oli uutettu 4 tuntia heksaanilla Soxhletissa, ja proteiinipitoisuus laskettiin ottaen huomioon typpipitoisuus ja kerroin 6,25 (AOAC, 1998). Pelkistävät sokerit ja pelkistävien sokerien kokonaismäärä määritettiin HCl:llä tapahtuneen lievän hydrolyysin jälkeen Somogyin (1945) klassisella menetelmällä, jota Nelson (1944) on muuttanut, ja ne ilmaistiin glukoosina g 100g-1 . Sakkaroosi laskettiin pelkistävän kokonaissokerin ja pelkistävän sokerin erotuksena. Glukoosipitoisuus määritettiin hapettamalla glukonihapoksi GOD-kitillä (AOAC, 1998), ja fruktoosipitoisuus laskettiin pelkistävän sokerin ja glukoosin erotuksena. Kokonaishappopitoisuus, joka määritettiin titrimetrisesti 0,1 N NaOH:lla, ilmaistiin omenahappona g 100 g-1 käyttäen muuntokerrointa 0,64 (AOAC, 1998). Ravintokuidut määritettiin gravimetrisesti kaupallisilla entsyymeillä tehdyn amylolyysin ja proteolyysin jälkeen (AOAC, 1998). Kokonaisfenoliyhdisteet määritettiin Folin-Ciocalteu-reagenssilla Singletonin ja Rossin (1965) mukaisesti ja ilmaistiin mg:na katekiiniekvivalenttia kiloa omenan puristemassaa kohti. Antioksidanttinen aktiivisuus määritettiin FRAP-määrityksellä (Ferric Reducing Ability of Plasma) Benzien ja Strainin (1996) kuvaamalla tavalla ja Pulidon ym. (2000) esittämin muutoksin.

Tulokset ja keskustelu

Siemenjäännöksen kuivuminen

Omenajäännöksen kuivumiskinetiikka sopii kuutiomalliin tai 3. kertaluvun malliin seuraavasti:

Y = -a – x3 + b – X2 -c – x + d

missä:

y = kokonaismassan arvo (kilogrammoina) ja x = aika (tunteina)

Käsittely vakio-olosuhteissa laboratorion konvektiivisessa kuivausrummussa, jossa on lämmitettyä kiertoilmaa 60ºC:n lämpötilassa, mahdollisti 50 %:n painonhäviön neljässä tunnissa, vaikka painon katsottiin pysyvän vakaana vasta 10 tunnin kuluttua, koska käyrä on epäsymmetrinen aika-akselilla saavuttaen n. 10 %:n tasapainokosteuden. Tässä tapauksessa kuivaus koostuu kolmesta eri vaiheesta: rypälesiemenen lämmittäminen, kunnes se saavuttaa tasapainolämpötilan, noin 42 ºC; rypälesiemenen kuivaaminen haihtumalla vakiolämpötilassa, mikä johtaa painonmenetykseen; ja rypälesiemenen lämmittäminen, kunnes se saavuttaa kiertoilman lämpötilan, jolloin paino pysyy vakiona. Viimeinen vaihe olisi jätettävä pois, jotta vältetään lämpötilaherkkien yhdisteiden pilaantuminen tai jopa hapettumisreaktiot, jotka johtavat kirkkaaseen tuotteeseen. Kuivausprosessin tuote on Waring-sekoittimessa tapahtuneen jauhamisen jälkeen jauhe, joka voidaan seuloa 60 MESH:n seulan läpi ja joka säilyy 22ºC ± 3ºC:n lämpötilassa suljetussa astiassa.

Kuvassa 1A esitetään omenan puristemassan kuivaus kolmannen kertaluvun polynomimallina, joka näkyy 60 ºC:n isotermin asymptoottisena aika-akselilla. Vaikka 50 % painosta menetetään ensimmäisten 4 tunnin aikana, koko prosessi vaatii teoriassa 15 tuntia, mutta 10 tunnissa saavutetaan 12 %:n tasapainokosteus, joka voidaan keskeyttää, jolloin vältetään ylikuumeneminen. Omenan puristenesteen lämpötila ei koskaan noussut 45 ºC:een koko kuivausprosessin aikana. Kuvassa 1B esitetään edellisen yhtälön ensimmäinen derivaatta, joka kuvaa veden haihtumisen aiheuttaman painonhäviön nopeutta, mikä tekee yhtälöstä negatiivisen, ja kuvassa 1C esitetään lineaarinen hidastuminen, joka ylittää aika-akselin ja osoittaa prosessin päättymisen tarkemmin, hieman yli 15 tuntia. Wang et al. (2002), jotka etsivät matemaattista mallia omenan puristemassan kuumailmakuivaukselle, tutkivat prosessia 75, 85, 97 ja 105 ºC:n lämpötiloissa konvektiivisessa ilmakuivaimessa 10 mm:n paksuisina ohuina kerroksina. Koska lämpötilan nostaminen nopeuttaa kuivausprosessia ja lyhentää siten kuivausaikaa, kirjoittajat määrittivät koko prosessin pituuden, joka on samanlainen kuin tässä raportoitu.

Kuvassa 2 esitetään kuivattujen omenan puristemassa-näytteiden väriparametreihin liittyvät tulokset, joissa kaikkien tuotteiden homogeenisuus on helposti havaittavissa. Tämä kolorimetrinen analyysi tehtiin tuotteen ulkonäköominaisuuksien määrittämiseksi, kun kuivausprosessi suoritettiin, jotta vältettäisiin lämpötilan aiheuttama pilaantuminen. Ilman lämpötila oli 60 ºC ja rypälesiemenen lämpötila 42,5 ºC, ja näissä olosuhteissa tuotteen valoisuusarvot vaihtelivat asteikolla 0-100 välillä 56-63, keskiarvon ollessa 59,7 ± 2,93 %, mikä viittaa kuivattujen omenasiementen homogeeniseen ryhmään. Kaikkien kolorimetristen parametrien alhainen variaatiokerroin osoittaa, että kaikkien näytteiden ulkonäkö on todellakin samanlainen, mikä johtuu samoista kuivausmenetelmistä ja viittaa koostumuksen homogeenisuuteen. Shuda et al. (2007) havaitsivat eri luvuilla enemmän eroja tutkimiensa lajikkeiden välillä. On korostettava, että lopulliseen ulkonäköön vaikuttaa ainakin kaksi tekijää: itse lajike ja käytetty kuivausprosessi.

Fysikaalis-kemiallinen koostumus ja antioksidanttinen aktiivisuus

Taulukossa 1 esitetään kuivattujen omenan rypälesiemenistä löytyvien sivukomponenttien koostumus vs. kostutetut rypälesiemenet, ja niiden väliset merkittävät erot kosteudessa, lipidipitoisuudessa ja omenahapossa on laskettu ANOVA-menetelmällä (Fcal/Ftab = 21,50, 1,68 ja 90,36).

Kosteus (keskimäärin 11,43 %) on riittävän alhainen mikrobiologisen vakauden säilyttämiseksi. Yhden vuoden säilytyksen jälkeen 22ºC±3ºC:ssa mikrobiologinen kuormitus oli sama kuin kokeen alussa ja alhaisempi kuin liittovaltion lainsäädännössä asetetut rajat. Smock ja Neubert (1950) mainitsivat 11,00-12,50 g 100 g -1 Yhdysvalloissa tavallisesti esiintyväksi kosteudeksi. Shuda et al. (2007) kuvasivat kaupallisten kuivattujen omenarouheiden ominaisuuksia Intiassa, jossa kosteusarvot olivat 10,80 ± 0,03 g 100 g -1.

Tuhkajakeen keskimääräinen pitoisuus oli tutkimuksessamme 1,84 g 100 g-1 . Smock ja Neubert (1950) raportoivat samankaltaisia tuloksia, jotka vaihtelivat välillä 2,11-3,50 g 100 g-1, Cho ja Hwang (2000) 0,56 g 100 g-1) ja Teixeira et al. (2007) 0,56 G 100 G-1.

Lipidipitoisuus oli keskimäärin 1,72 g 100 g-1, mikä oli alhaisempi kuin muiden kirjoittajien raportoimat tulokset, jotka olivat 3,01-4,70 g 100 g-1 (SMOCK; NEUBERT, 1950; CHO; HWANG, 2000; SHUDA ym, 2007). Todennäköisin lipidifraktion vaihtelun lähde on siementen koostumus, joka voi vaihdella välillä 2,20-4,40 g 100 g-1 (CARSON et al., 1994; KENNEDY et al., 1999).

Valkuaispitoisuuden osalta näytteemme vaihtelivat 3,75-4,65 g 100 g-1 välillä, mikä oli korkeampi kuin Shuda et al. (2007) havaitsema keskimääräinen 2,06 g 100 g-1 , mutta alhaisempi kuin Smockin ja Neubertin (1950) raportoima vaihteluväli 4,45-5,67 g 100 g-1 ja Chon ja Hwangin (2000) raportoima 11,40 g 100 g-1 . Omenan puristemassan proteiinipitoisuus antaa mahdollisuuden käyttää sitä ainesosana Saccharomyces cerevisiae -bakteerin avulla tapahtuvassa käymisessä stabiilien tuotteiden saamiseksi tai jopa tislatun alkoholin kypsyttämiseksi tammitynnyreissä (PAGANINI et al., 2005).

Maliinihappo on komponentti, jota esiintyy puristemehussa vaihtelevia määriä, ja tätä vaihtelua vahvistaa havaitsemismenetelmien tarkkuus. Omenahappo on funktionaalinen yhdiste, jolla on merkitystä peristalttisissa liikkeissä ihmisen suolistossa. Puristemassa oli keskimäärin 1,08 g 100 g-1 , mikä on enemmän kuin omenamehussa. Omenahappo on myös laatuindikaattori, joka erottaa makean omenamehun hapokkaasta omenamehusta tai kaupallisista ja teollisista hedelmistä, ja viitteellinen 4,5 g L-1 toimii yleensä raja-arvona, mikä vaikuttaa jonkin verran omenamehutiivisteen hintaan (HALBWARE-PREISNOTIERUNG, 2007).

Tutkimuksessamme havaittu keskimääräinen kokonaispolyfenolipitoisuus oli 4620 mg kg-1 ja keskimääräinen antioksidanttiaktiivisuus 36,69 mMol g-1. Näiden tietojen osalta R2 = 0,82 osoittaa, että omenan puristemassaan jäljellä olevilla polyfenolisilla yhdisteillä on korkea korrelaatio antioksidanttisen aktiivisuuden kanssa. Korrelaation olisi pitänyt olla vielä korkeampi, jos fenoliyhdisteiden kokonaisprofiili olisi homogeenisempi. Omenan epidermiksessä on monia polyfenolisia yhdisteitä, kuten antocianineja, ja kun hedelmät kuoritaan (SMOCK; NEUBERT, 1950), nämä bioaktiiviset yhdisteet häviävät. Tiedetään hyvin, että näillä epidermiksen yhdisteillä on suurempi bioaktiivisuus kuin hedelmälihalla (WOLFE et al., 2003).

Taulukossa 2 esitetään omenan puristejäännöksen sokeri- ja kuitupitoisuus. Rypälesokeripitoisuus oli keskimäärin 40 g 100 g-1 . Sokeripitoisuuden mittaamiseksi rypälesiemen on ensin huuhdeltava vesijohtovedellä, jotta vältettäisiin sellaisen kerroksen muodostuminen, joka voi estää veden haihtumisen, ja näin vältettäisiin kuivatut rypälesiemenet, joissa on paljon kosteutta. Rypälesoseiden huuhtelu edistää kuivumista, jolloin rypälesoseista tulee stabiileja. Lajikkeiden sokeripitoisuuksissa oli eroja. Yksinkertaisia sokereita, joita kutsutaan ”käänteisiksi sokereiksi”, esiintyy omenamehussa yleensä glukoosin, fruktoosin ja sakkaroosin suhteessa 1,00:3,51:1,64 (WOSIACKI et al., 2007), mutta näissä rypälesiemennäytteissä suhteet olivat erilaiset. Fruktoosi on edelleen vallitseva sokeri, mutta sokerien keskimääräinen suhde oli glukoosi:fruktoosi:sakkaroosi 1,00:1,43:0,56. Pelkistävän sokerin tai käänteisen sokerin kokonaismäärä omenan puristemassa ja sen helppo uuttaminen mahdollistavat sen, että tästä raaka-aineesta voidaan valmistaa luonnollisia makeutusaineita.

Ravintokuitufraktiota, joka sisältää sekä liukoista että liukenematonta kuitua, pidettiin heterogeenisena, ja sen arvot vaihtelivat 33,40 g 100 g-1:stä 51,85 g 100 g-1:een, ja lajikkeiden välillä oli merkittäviä eroja (Fcal/Fta b oli 3,2340). Shuda et al. (2007) raportoivat tutkimuksessaan 51,10 g 100 g-1 ravintokuitua, josta 36,50 g 100 g-1 oli liukenematonta kuitua ja 14,60 g 100 g-1 liukoista.

Runsaasti ravintokuitua sisältävien elintarvikkeiden houkuttelevuus perustuu siihen fysiologiseen havaintoon, että niillä voi olla merkitystä kolesterolin enterohepaattisessa kierrossa, mikä osaltaan alentaa veren kolesterolipitoisuutta.

Omenan puristejäännös on siis jopa houkuttelevampi kuin omena, koska siinä on enemmän kuitua.

Pienyhdisteet, kuten mineraalit, lipidit ja proteiinit, ovat suhteellisen homogeenisia eri lajikkeiden välillä (p < 0,05). Pääyhdisteitä esiintyi eri lajikkeissa eri pitoisuuksina myös ilman Fcal/Ftab-suhteen tarkkaa kvantifiointia. Eroja havaittiin kokonaissokerissa (glukoosissa, fruktoosissa ja sakkaroosissa) ja ravintokuidussa, kuten pektiineissä, mutta ei tärkkelyksessä ja proteiineissa.

Kuvassa 3 esitetään kymmenen erilaisen omenarypälelajikkeen fysikaalis-kemiallisen profiilin pääkomponenttianalyysin (PCA) tulokset. PCA suoritettiin korrelaatiomatriisille. Faktori 1 x Faktori 2 -akselit selittävät 57,00 % aineiston kokonaisvarianssista; ensimmäinen selittää 32,40 % ja toinen 24,60 % kokonaishajonnasta.

Omenalajikkeiden pistemäärät perustuvat näihin kahteen ensimmäiseen komponenttiin ja päällekkäisiin latauksiin (alkuperäisten muuttujien sijainti PC-avaruudessa). Faktorikoordinaatti osoittaa, että lipidit ja kokonaiskuidut korreloivat voimakkaasti positiivisesti tekijän 1 kanssa, kun taas antioksidanttinen aktiivisuus, TPC ja proteiinit korreloivat voimakkaasti negatiivisesti tekijän 1 kanssa. Faktori 2 esittää yleisen vastakkainasettelun omenahappo- ja proteiinimuuttujien välillä, jotka ovat vahvasti positiivisesti ja negatiivisesti korreloituneita. Tekijä 2 korreloi voimakkaasti positiivisesti kokonaissokerin ja pektiinimuuttujien kanssa. Näiden tapausten projisointi kahdelle akselille osoitti, että lajikkeella M-2/00 näyttäisi olevan korkeammat arvot TPC:n ja antioksidanttisten ominaisuuksien osalta. cv.1 korreloi enemmän pektiinin kanssa, ja lajikkeilla cv.11, cv.6, cv.10, cv.9, cv.3 näyttäisi olevan korkeammat arvot omenahappo- ja kokonaissokerimuuttujien osalta, kun taas lajikkeilla Joaquina, M-11/01 ja M-13/00 näkyi korkeita arvoja kokonaiskuitujen, tuhkan ja lipidien osalta.

Johtopäätökset

60ºC:ssa kuivatun omenarouheen tasapainokosteus on 10 %. Pienet (kivennäisaineet, lipidit, proteiinit ja kokonaispolyfenolit) ja suuret (omenahappo, käänteissokerit ja ravintokuidut) komponentit kvantifioitiin, ja näytteiden välillä oli merkittäviä eroja omenahappo-, käänteissokeri- ja ravintokuitupitoisuuksien suhteen (p < 0,05). Polyfenoliset yhdisteet korreloivat voimakkaasti antioksidanttisen aktiivisuuden kanssa. Omenan puristemassa on sellaisten yhdisteiden lähde, jotka ovat mahdollisesti kiinnostavia funktionaalisen elintarviketeollisuuden kannalta. PCA-tulokset osoittivat, että eri lajikkeiden omenarouhe voidaan erottaa toisistaan niiden fysikaalis-kemiallisen koostumuksen ja antioksidanttisten aktiivisuuksien perusteella.

Kiitokset

Tekijät ovat kiitollisia Ponta Grossa -yliopistolle, CNPq:lle, CAPES:lle ja Empresa de Pesquisa e Extensão Agropecuária de Santa Catarina Estações Experimentais de Caçador e de São Joaquimille infrastruktuurista, apurahoista ja omenalajikkeista.

AOAC-Association of Official Analytical Chemists. Viralliset analyysimenetelmät. 65. painos. Washington, D.C.: AOAC, 1998.

BENZIE, I. F. F.; STRAIN, J. J. Plasman rautapelkistyskyky (FRAP) ”antioksidanttivoiman” mittarina: FRAP-määritys. Analytical Biochemistry, v. 239, n. 1, s. 70-76, 1996.

CAMELO, A. F. L.; GÓMEZ, P. A. Tomaatin kypsymisen väri-indeksien vertailu. Horticultura Brasileira, v. 22, n. 3, s. 534-537, 2004.

CARSON, K. J.; COLLINS, J. L.; PENFIELD, M. P. Puhdistamaton, kuivattu omenan puristemassa potentiaalisena elintarvikkeiden ainesosana. Journal of Food Science, v. 59, n. 6, s. 1213-1215, 1994.

CHO, Y. J.; HWANG, J. K. Modelling the yield and the intrinsic viscosity of pectin in acidic solubilization of apple pomace. Journal of Food Engineering, v. 44, n. 5, s. 85-89, 2000.

ENDREβ, H. U. Tuotteen integroituun ympäristönsuojeluun perustuva korkea laatu – PIUS. Fruit Processing, v. 10, n. 7, s. 273-276, 2000.

FERTONANI, H. C. R.; SCABIO, A.; SCHEMIN, H. C.; CARNEIRO, E. B. B.; NOGUEIRA, A.; WOSIACKI, G. Influência da concentração de ácidos no processo de extração e na qualidade de pectina de bagaço de maçã. Semina: Ciências Agrárias, v. 27, n. 4, s. 617-630, 2006.

HALBWARE-PREISNOTIERUNG. Flüssiges Obst, v. 74, n. 7, s. 350-351, 2007.

HANG, Y. D.; WOODAMS, E. E. Omenan puristemassa: potentiaalinen substraatti Aspergillus foetiduksen β-galaktosidaasin tuotantoon. Lebensmittel-Wissenschaft Technologie, v. 27, s. 587-589, 1994.

ISSENHUTH, F.; SCHNEIDER, I. Die neue Generation der Maischeenzyme. Fruit Processing, v. 75, n. 7, s. 334-335, 2008.

KENNEDY, M.; LIST, D.; LU, Y.; FOO, L. Y.; NEWMAN, R. H.; SIMS, I. M.; BAIN, P. J. S.; HAMILTON, B.; FENTON, G. Omenan puristejäännös ja omenan puristejäännöksestä saadut tuotteet: käyttötarkoitukset, koostumus ja analyysi. Modern Methods of Plant Analysis, v. 20, s. 75-119, 1999.

NELSON, N. Somogyi-menetelmän fotometrinen mukautus glukoosin määrittämiseksi. The Journal of Biological Chemistry, v. 153, n. 2, s. 375-380, 1944.

PAGANINI, C.; NOGUEIRA, A.; SILVA, N. C. C.; WOSIACKI, G. Aproveitamento de bagaço de maça para a produção de álcool e obtenção de fibras alimentares. Ciência e Agrotecnologia, v. 29, n. 6, s. 1231-1238, 2005.

PULIDO, R.; BRAVO, L.; SAURA-CALIXTO, F. Ruokavalion polyfenolien antioksidanttinen aktiivisuus määritettynä modifioidulla rautapitoisen pelkistävän aineen/antioksidanttitehon määrityksellä. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 48, n. 8, s. 3396-3402, 2000.

SCHIEBER, A.; HILT, P.; BERARDINI, N.; CARLE, R. Pektiinin ja polyfenolien talteenotto omenan ja mangon kuorista. In: WALDRON, K.; FAULDS, C.; SMITH, A. (toim.). Total food 2004, exploiting coproducts minimising waste. Norwich: Institute of Food Research, 2004. s. 144-149.

SHUDA, M. L.; BASKARAN, V.; LEELAVATHI, K. Omenarouhe ravintokuidun ja polypolyfenolien lähteenä ja sen vaikutus reologisiin ominaisuuksiin ja kakun valmistukseen. Food Chemistry, v. 104, n. 2, s. 686-692, 2007.

SINGLETON, V.; ROSSI, J. A. Kokonaisfenolien kolorimetria fosfomolybdeenifosforihapporeagensseilla. American Journal of Enology and Viticulture, v. 16, n. 3, s. 144-158, 1965.

SMOCK, R. M.; NEUBERT, A. M. Omenat ja omenatuotteet. Interscience Publishers: New York, 1950. s. 486.

SOMOGYI, M. Uusi reagenssi sokerin määrittämiseksi. The Journal of Biological Chemistry, v. 160, n. 1, s. 61-68, 1945.

TEIXEIRA, S. H.; TOLENTINO, M. C.; DEMIATE, I. M.; WOSIACKI, G.; NOGUEIRA, A. Influência do escurecimento enzimático no perfil iônico de sucos de maçãs. Publicatio UEPG: Exact and Earth Sciences, Agrarian Sciences and Engineering, v. 13, n. 2, s. 55-61, 2007.

TSURUMI, R.; SHIRAISHI, S.; ANDO, Y.; YANAGIDA, M.; TAKEDA, K. Aromiyhdisteiden tuotanto omenan puristejätteestä. Journal of the Japanese Society for Food Science and Technology, v. 48, n. 8, s. 564-569, 2001.

VIRK, B. S.; SOGI, D. S. Pektiinin uuttaminen ja karakterisointi omenan (Malus pumila, cv Amri) kuorijätteestä. International Journal of Food Properties, v. 7, n. 3, s. 693-703, 2004.

WOLFE, K.; WU , X.; LIU, R. H. Antioksidanttiaktiivisuus omenankuorista. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 5, n. 3, s. 609-614, 2003.

WOSIACKI, G.; SATAQUE, E. Y. Caracterização da polifenoloxidase da maçã (Malus domestica, variedade Gala). Arquivos de Biologia e Tecnologia, v. 30, n. 2, s. 287-299, 1987.

WOSIACKI, G.; NOGUEIRA, A.; DENARDI, F.; VIEIRA, R. G. Composição de açucares em sucos de maças despectinizados. Semina: Ciências Agrárias, v. 28, n. 4, s. 645-652, 2007.

WOSIACKI, G.; NOGUEIRA, A.; SILVA, N. C. C.; DENARDI, F.; CAMILO, A. P. Omenalajikkeet subtrooppisilla alueilla. Tilanne Santa Catarinassa Brasiliassa. Fruit Processing, v. 12, n. 1, s. 19-28, 2002.

WANG, Q.; PAGAN, J.; SHI, J. Hedelmien pektiinit. In. SHI, J.; MAZZA, G.; MAGUER, M.L. (toim.). Functional foods, biochemical and processing aspects. CRC Press: New York, 2002. s. 263-309.

Vastaanotettu 22. lokakuuta 2007.
Hyväksytty 30.4.2008.

Vastaa Peruuta vastaus