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

PRODUKCJA KROPLI

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

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, Brazil

ABSTRACT

W niniejszej pracy oceniano skład suszonych wytłoków jabłkowych jedenastu odmian. Proces suszenia wytłoków jabłkowych rozłożonych cienką warstwą na tacach pieca z pracą. Proces suszenia wytłoków jabłkowych rozłożonych cienką warstwą na blachach pieca z cyrkulacją powietrza ogrzewanego w temperaturze 60ºC wykazywał tendencję wielomianową 3. rzędu, a po 10 godzinach produkt o wilgotności równowagowej 10% miał jednorodny wygląd według parametrów kolorymetrycznych. Stwierdzono istotne różnice w zawartości lipidów, białek, kwasów miareczkowych ogółem, cukrów redukujących ogółem, błonnika pokarmowego, związków fenolowych ogółem, a także w aktywności oksydacyjnej. Włókna pokarmowe ogółem to pektyny (35%) i włókna nierozpuszczalne (65%). Zawartość związków fenolowych ogółem, oznaczanych za pomocą odczynnika Folina Ciocalteu i wyrażonych jako katechiny, wynosi od 2,29 do 7,15 g kg-1 suszonych wytłoków jabłkowych, a pojemność przeciwutleniająca, wyrażona jako całkowity równoważnik (TEAC), od 17,41 do 77,48 mMol g-1. Stwierdzono 82% korelację pomiędzy obydwoma tymi czynnikami jakości. Na podstawie analizy składowych głównych określono efektywność zawartości związków fenolowych ogółem, pojemności przeciwutleniającej, błonnika ogółem i cukrów redukujących ogółem w identyfikacji najlepszego zestawu odmian jako źródła związków bioaktywnych. Cv. M-2/00 wykazuje wysoką zawartość związków fenolowych ogółem i pojemność przeciwutleniającą, cv. Catarina, pektyn, natomiast cv. MRC 11/95, M-12/00, M-8/00, M6/00 i M-11/00, kwasu jabłkowego i cukrów redukujących ogółem. Pozostałe odmiany charakteryzują się wysoką zawartością włókna, popiołów i lipidów.

Słowa kluczowe: suszone wytłoki jabłkowe, cukier inwertowany, błonnik pokarmowy, suma związków fenolowych, zdolność antyoksydacyjna.

RESUMO

W niniejszej pracy określono skład bagaży z 11 nowych odmian. Suszenie wytłoków jabłkowych ułożonych cienką warstwą w suszarce konwekcyjnej z powietrzem podgrzanym do temperatury 60°C wykazywało tendencję wielomianu sześciennego i po 10 godzinach produkt zawierał wilgotność równowagową 10% o jednorodnym wyglądzie, według parametrów kolorymetrycznych, bez oznak przegrzania. Stwierdzono istotne różnice pomiędzy zawartością lipidów, kwasu jabłkowego, związków fenolowych ogółem, cukrów redukujących ogółem i błonnika pokarmowego w badanych próbach. Włókna pokarmowe ogółem składały się w 35% z pektyn i w 65% z włókien nierozpuszczalnych. Zawartość związków fenolowych ogółem (CFT), oznaczanych odczynnikiem Folina-Ciocalteu i wyrażonych jako katechiny, wynosiła od 2,29 do 7,15 g kg-1 wytłoków jabłkowych, a pojemność przeciwutleniająca, wyrażona jako całkowite równoważne wartości (TEAC), wahała się od 17,41 do 77,48 mMol g-1. Zaobserwowano 82% korelację pomiędzy tymi dwoma atrybutami jakości. Analiza składowych głównych wykazała istotność związków fenolowych ogółem, pojemności przeciwutleniającej, włókna ogółem i cukrów redukujących ogółem w kwalifikacji wytłoków jabłkowych jako źródła związków bioaktywnych. Odmiana M-2/00 charakteryzowała się wyższą zawartością związków fenolowych i pojemnością antyoksydacyjną, a odmiana Catarina jest bardziej związana z zawartością pektyn, natomiast odmiany MRC 11/95, M-12/00, M-8/00, M6/00 i M-11/00 charakteryzują się wyższą zawartością kwasu jabłkowego i cukrów redukujących ogółem. Pozostałe odmiany charakteryzowały się wysoką zawartością błonnika, popiołu i lipidów.

Słowa kluczowe: suszone wytłoki jabłkowe, cukier inwertowany, błonnik pokarmowy, związki fenolowe ogółem, zdolność antyoksydacyjna.

Wprowadzenie

Tradycyjna technologia zbioru jabłek traktuje wytłoki jako odpady, ponieważ ich utylizacja stwarza kosztowne problemy środowiskowe. Jednak wytłoki jabłkowe są interesującym surowcem i przyciągnęły znaczną uwagę jako potencjalne źródło cukru, błonnika pokarmowego, pektyn i fenoli. Produkty te mogą być następnie wykorzystane do wielu celów w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym i spożywczym.

Komercyjna produkcja jabłek w Brazylii, oparta na zaledwie dwóch odmianach, była napędzana w celu zaopatrzenia bardzo wymagających krajowych detalistów, a ostatnio także przemysłu soków jabłkowych i wina. Siedemdziesiąt procent produkcji jest komercjalizowana do konsumpcji in natura, podczas gdy 30% jest uważane za owoce przemysłowe. Jedna trzecia tej frakcji to owoce gorszej jakości, które są odrzucane lub wykorzystywane do fermentacji octowej i produkcji napojów destylowanych, a pozostałe 2/3 to owoce, które mogą być wykorzystane do produkcji soku jabłkowego (WOSIACKI i in., 2002). Z tej ostatniej frakcji 75% produktu to sok lub moszcz, a 25% to zwilżone wytłoki, choć obecnie opracowuje się technologie pozwalające zmienić te liczby odpowiednio do 91% i 9%, stosując enzymy nowej generacji (ISSENHUTH; SCHNEIDER, 2008).

Przemysłowe wytłoki jabłkowe składają się z pozostałości po tłoczeniu jabłek na cydr, win, brandy, destylatów lub spirytusów i octów (SMOCK; NEUBERT, 1950) oraz składników z resztek epidermy i endokarpu uzyskanych w półprzemysłowych procesach mrożenia, puszkowania, dehydratacji i innych procesów przetwórczych (VIRK; SOGI, 2004). Suszenie wytłoków jabłkowych wydaje się być najbardziej ekonomicznie opłacalnym sposobem stabilizacji, ponieważ drastycznie zmniejsza objętość i obniża koszty transportu. Wydajność suszenia w temperaturze 60ºC wynosi około 50,0 g kg-1 w ciągu 10 godzin, czyli 5% w stosunku do surowca.

Wygląd suszonych wytłoków zależy od temperatury suszenia. Od 50 do 60ºC stymulowane są reakcje brązowienia enzymatycznego (WOSIACKI; SATAQUE, 1987), natomiast od 90 do 100ºC zachodzą reakcje Maillarda, przy czym produkty wydają się ciemniejsze niż uzyskane w zakresie od 70 do 80ºC. Jeżeli jednak kryterium zatrzymania procesu jest moment, w którym temperatura wytłoków zaczyna wzrastać, temperatura ta nigdy nie będzie wyższa niż 52ºC, a wygląd produktu końcowego ma tendencję do bycia jednorodnym.

Niestabilność wytłoków jabłkowych związana jest z ich składem fizykochemicznym oraz z obecnością enzymów aktywowanych po rozpadzie tkanki roślinnej (ENDREB, 2000; KENNEDY i in., 1999; SMOCK; NEUBERT, 1950). Wytłoki jabłkowe składają się z wody (76,3%) i suchej masy (23,7%), a powstają z miazgi i epidermy (95,5%), pestek (4,1%) i szypułek (1,1%). Średnia wilgotność wynosi 80%, a 14% całkowitej zawartości rozpuszczalnych substancji stałych stanowią glukoza, fruktoza i sacharoza. Jego skład jest związany z odmianą jabłek i sposobem przetwarzania (KENNEDY i in., 1999). Zawartość błonnika waha się od 11,6 do 44,5% i obejmuje celulozę (12,0 do 23,2%), ligninę (6,4 do 19,0%), pektyny (3,5% do 18,0%) i hemicelulozy (5,0 do 6,2%). Średnio włókna pokarmowe (35,8%) i cukry resztkowe (54,4%) stanowią 91,2% wytłoków, a pozostałe składniki to białka, lipidy i popioły (CARSON i in., 1994). Charakterystyka chromatyczna L=51,8, a=5,4 i b=18,2 została określona w próbce wytłoków jabłkowych (SHUDA et AL., 2007).

Wykorzystanie wytłoków jabłkowych jako potencjalnego źródła składników odżywczych do produkcji glukozydazy przez Aspergillus foetidus zostało zasugerowane przez Hanga i Woodamsa (1994). Dziesięć lat później Schieber i wsp. (2004) zaproponowali wykorzystanie wytłoków do innych celów technologicznych, takich jak odzysk związków polifenolowych. Pomace były również zalecane do zastosowań biotechnologicznych, takich jak produkcja etanolu (PAGANINI i in., 2005), zapachów, kwasu cytrynowego, pektyn, enzymów i pleśni po ekstrakcji włókien pokarmowych i węgla roślinnego (TSURUMI i in., 2001).

Fuji i Gala są najczęściej uprawianymi odmianami w Brazylii, ale nie odpowiadają standardom jakości jabłek przemysłowych ze względu na niską zawartość kwasów i niski poziom związków fenolowych ogółem. Sadownictwo przemysłowe w Brazylii dopiero się rozpoczyna (WOSIACKI i in., 2007) i potrzebne są informacje o potencjalnych nowych odmianach, takie jak ich przydatność do przetwórstwa soków lub wina oraz ich wytłoczyny. Celem pracy było scharakteryzowanie składu fizykochemicznego i zdolności przeciwutleniających wytłoków z jedenastu odmian jabłek, będących jeszcze w trakcie badań rolniczych, oraz określenie najlepszego źródła związków bioaktywnych pozostających w tym ważnym produkcie ubocznym przetwórstwa soku jabłkowego.

Materiał i metody

Materiały

Próbki (10 kg) wybranych odmian jabłek zostały przekazane przez Empresa de Pesquisa e Extensão Agropecuária de Santa Catarina – Estações Experimentais de Caçador e de São Joaquim, oznaczone kodami 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) i cv. 11 (MRC-11/95). Produkty chemiczne miały jakość „pro analysis” (p.a.).

Metody

Proces

Po wyciśnięciu soku w prasie pionowej wytłoki jabłkowe płukano jednokrotnie wodą z kranu (1:1:w:v) i odwirowywano przy 860 x g w małym urządzeniu domowym do całkowitego odwodnienia. Następnie wypłukane wytłoki jabłkowe rozprowadzono cienką warstwą na okrągłych bambusowych podkładkach w każdej z sześciu tacek pieca laboratoryjnego i pozostawiono do wysuszenia pod cyrkulującym powietrzem w temperaturze 60ºC. Temperatura wytłoków jabłkowych oraz ich masa były monitorowane co godzinę w celu określenia końca procesu suszenia poprzez wzrost temperatury lub stabilizację masy. Wysuszony produkt mielono w mikserze Waringa, przesiewano w celu oddzielenia fragmentów skórki, pestek i łodyg od frakcji 60 MESH, którą następnie przechowywano w temperaturze 22ºC±3ºC w hermetycznie zamkniętych pojemnikach do dalszych analiz.

Ekstrakcję pektyn przeprowadzono zgodnie z procedurami opisanymi wcześniej przez Fertonani i wsp. (2006). Mieszaninę surowca (10 g) z 400 mL wodnego HCl (100 mM) gotowano przez 10 min, a reakcję zatrzymano w łaźni lodowej; zawiesinę przefiltrowano przez płótno serowarskie, a pektynę wytrącono z klarownego ekstraktu za pomocą alkoholu (1:2::v:v). Po przefiltrowaniu przez tkaninę serowarską i wysuszeniu w piecu z obiegiem suchego, ogrzewanego powietrza w temperaturze 50 °C, pektyny miareczkowano w mikserze Waringa i przechowywano w temperaturze 22 °C±3 °C w plastikowych torebkach zawierających żel krzemionkowy do dalszej analizy.

Analiza

Wygląd oceniano, patrząc na względne atrybuty koloru mierzone metodą CIELAB, która mierzy luminancję (L *) i współrzędne chromatyczne (a* i b*) przy użyciu aparatu Sony Cyber-shot 4.1Mpikseli do pozyskiwania obrazów i oprogramowania Corel® Photo Paint 12.0 do ich obróbki (CAMELO; GOMEZ, 2004). pH mierzono za pomocą cyfrowego pH-metru (Tecnal TEC3MP, Sao Paulo, Brazylia), który był kalibrowany roztworami wzorcowymi o pH 7.0 i 4.0. Całkowitą zawartość rozpuszczalnych substancji stałych oznaczono za pomocą refraktometru w temperaturze 20ºC. Wilgotność i zawartość składników mineralnych określono poprzez utratę masy w temperaturze 105ºC (do wartości stałej) i 550ºC, odpowiednio (AOAC, 1998). Zawartość lipidów obliczono jako różnicę grawimetryczną w próbce po 4 godzinach ekstrakcji heksanem w aparacie Soxhleta, a zawartość białka obliczono z uwzględnieniem zawartości azotu i współczynnika 6,25 (AOAC, 1998). Cukry redukujące i cukry redukujące ogółem, po łagodnej hydrolizie HCl, oznaczano klasyczną metodyką Somogyi (1945) zmodyfikowaną przez Nelsona (1944) i wyrażano jako glukozę w g 100g-1. Sacharozę obliczano jako różnicę pomiędzy całkowitą zawartością cukru redukującego a cukrem redukującym. Zawartość glukozy oznaczano przez utlenianie do kwasu glukonowego za pomocą zestawu GOD (AOAC, 1998), a zawartość fruktozy obliczano jako różnicę między cukrem redukującym a glukozą. Kwasowość ogólną, oznaczoną metodą miareczkową przy użyciu 0,1 N NaOH, wyrażono jako zawartość kwasu jabłkowego w g 100 g-1 , stosując 0,64 jako współczynnik przeliczeniowy (AOAC, 1998). Błonnik pokarmowy oznaczano grawimetrycznie po amylolizie i proteolizie z użyciem komercyjnych enzymów (AOAC, 1998). Całkowitą zawartość związków fenolowych oznaczono za pomocą odczynnika Folin-Ciocalteu wg Singletona i Rossiego (1965) i wyrażono jako mg ekwiwalentu katechiny na kg wytłoków jabłkowych. Aktywność przeciwutleniającą określano za pomocą testu Ferric Reducing Ability of Plasma (FRAP) przeprowadzonego według opisu Benzie i Strain (1996) z modyfikacjami Pulido i wsp. (2000).

Wyniki i dyskusja

Suszenie wytłoków

Kinetyka suszenia wytłoków jabłkowych pasuje do modelu sześciennego lub trzeciego rzędu w następujący sposób:

Y = -a – x3 + b – X2 -c – x + d

gdzie:

y = wartość masy całkowitej (w kilogramach) i x = czas (w godzinach)

Przetwarzanie w standardowych warunkach w laboratoryjnej suszarce konwekcyjnej z ogrzewanym powietrzem obiegowym o temperaturze 60ºC pozwoliło zaobserwować 50% ubytek masy w ciągu 4 godzin, choć masę uznano za stałą dopiero po 10 godzinach, gdyż krzywa jest asymptotyczna do osi czasu, osiągając wilgotność równowagową około 10%. W tym przypadku odwadnianie składa się z trzech odrębnych etapów: ogrzewania wytłoków do osiągnięcia temperatury równowagi, około 42 °C; suszenia wytłoków przez odparowanie w stałej temperaturze, co powoduje utratę masy; oraz ogrzewania wytłoków do osiągnięcia temperatury powietrza obiegowego, przy zachowaniu stałej masy. Ostatni etap należy pominąć, aby uniknąć psucia się związków wrażliwych na temperaturę lub nawet aby zapobiec reakcjom utleniania, w wyniku których produkt staje się klarowny. Produktem procesu suszenia, po zmieleniu w mikserze Waringa, jest proszek, który można przesiać przez sito 60 MESH i jest stabilny, jeśli przechowuje się go w temperaturze 22ºC±3ºC w zamkniętym pojemniku.

Rysunek 1A przedstawia suszenie wytłoków jabłkowych jako model wielomianowy 3 rzędu, jak widać na izotermie 60 ºC asymptotycznej do osi czasu. Pomimo, że 50% masy jest tracone w ciągu pierwszych 4 godzin, cały proces teoretycznie wymaga 15 godzin, ale w ciągu 10 godzin uzyskuje się wilgotność równowagową 12% i można go przerwać, unikając w ten sposób przegrzania. Temperatura wytłoków jabłkowych podczas całego procesu suszenia nigdy nie osiągnęła 45ºC. Rysunek 1B przedstawia pierwszą pochodną poprzedniego równania, która reprezentuje szybkość utraty masy przez odparowanie wody, co czyni równanie ujemnym, a rysunek 1C pokazuje liniowe spowolnienie przecinające oś czasu, wskazując dokładniej koniec procesu, nieco dłuższy niż 15h. Wang et al. (2002), poszukując modelu matematycznego suszenia gorącym powietrzem cienkiej warstwy wytłoków jabłkowych, badali ten proces w temperaturach 75, 85, 97 i 105ºC w suszarce konwekcyjnej przy grubości warstwy 10 mm. Ponieważ wzrost temperatury przyspiesza proces suszenia, skracając tym samym czas suszenia, autorzy określili całkowitą długość procesu, która jest podobna do podanej w niniejszej pracy.

Na rysunku 2 przedstawiono wyniki badań próbek wysuszonych wytłoków jabłkowych dotyczące parametrów barwy, gdzie łatwo można zauważyć jednorodność wszystkich produktów. Analiza kolorymetryczna została przeprowadzona w celu określenia cech wyglądu produktu podczas procesu suszenia, aby uniknąć zepsucia spowodowanego stresem temperaturowym. Temperatura powietrza i wytłoków wynosiła odpowiednio 60ºC i 42,5ºC i w takich warunkach wartości jasności produktu wahały się od 56 do 63 w skali 0-100, przy średniej wynoszącej 59,7±2,93%, co wskazuje na jednorodną grupę suszonych wytłoków jabłkowych. Niski współczynnik zmienności dla wszystkich parametrów kolorymetrycznych świadczy o tym, że wszystkie próbki rzeczywiście mają podobny wygląd ze względu na te same procedury suszenia i sugeruje pewną jednorodność składu. Przy innych wartościach liczbowych Shuda i wsp. (2007) stwierdzili większe różnice pomiędzy badanymi odmianami. Należy podkreślić, że istnieją co najmniej dwa czynniki, które wpływają na ostateczny wygląd: sama odmiana i zastosowany proces suszenia.

Skład fizykochemiczny i aktywność przeciwutleniająca

Tabela 1 przedstawia skład drobnych składników występujących w wysuszonych wytłoczynach jabłkowych w porównaniu z wytłoczynami wilgotnymi. Istotne różnice między nimi dotyczą wilgotności, zawartości lipidów i kwasu jabłkowego, obliczone metodą ANOVA (Fcal/Ftab = odpowiednio 21,50, 1,68 i 90,36).

Wilgotność (średnio 11,43%) jest wystarczająco niska, aby zachować stabilność mikrobiologiczną. Po roku przechowywania w temperaturze 22ºC±3ºC ładunek mikrobiologiczny był taki sam jak na początku eksperymentu i niższy od limitów narzuconych przez przepisy federalne. Smock i Neubert (1950) podali zakres od 11,00 do 12,50 g 100 g -1 jako wilgotność zwykle występującą w Stanach Zjednoczonych. Shuda i wsp. (2007) opisali cechy komercyjnych suszonych wytłoków jabłkowych w Indiach, które wykazały wartości wilgotności na poziomie 10,80 ± 0,03 g 100 g-1.

Frakcja popiołu występuje w badaniach własnych w średnim stężeniu 1,84 g 100 g-1. Smock i Neubert (1950) podali podobne wyniki wahające się od 2,11 do 3,50 g 100 g-1, Cho i Hwang (2000) 0,56 g 100 g-1), a Teixeira et al. (2007) 0,56 G 100 G-1.

Zawartość lipidów wynosiła średnio 1,72 g 100 g-1 i była niższa od wyników podawanych przez innych autorów, od 3,01 do 4,70 g 100 g-1 (SMOCK; NEUBERT, 1950; CHO; HWANG, 2000; SHUDA i in, 2007). Najbardziej prawdopodobnym źródłem zmienności frakcji lipidowej jest skład nasion, który może wynosić od 2,20 do 4,40 g 100 g-1 (CARSON i in., 1994; KENNEDY i in., 1999).

Kwas jabłkowy jest składnikiem, który jest obecny w wytłoczynach w różnych ilościach, a zróżnicowanie to jest potęgowane przez dokładność metodyki wykrywania. Kwas jabłkowy jest związkiem funkcjonalnym, który odgrywa rolę w ruchach perystaltycznych w jelicie człowieka. Jego ilość w wytłoczynach wynosiła średnio 1,08 g 100 g-1, co jest wartością wyższą niż w soku jabłkowym. Kwas jabłkowy jest również wskaźnikiem jakości pozwalającym na odróżnienie słodkiego soku jabłkowego od cierpkiego soku jabłkowego lub owoców handlowych i przemysłowych, przy czym wartość referencyjna 4,5 g L-1, działająca ogólnie jako wartość graniczna, ma pewien wpływ na ceny zagęszczonego soku jabłkowego (HALBWARE-PREISNOTIERUNG, 2007).

Średnia całkowita zawartość polifenoli wykryta w naszych badaniach wynosiła 4620 mg kg-1, a średnia aktywność antyoksydacyjna 36,69 mMol g-1. Dla tych danych R2 = 0,82 wskazuje, że pozostałe związki polifenolowe w wytłokach jabłkowych wykazują wysoką korelację z aktywnością przeciwutleniającą. Jeszcze wyższą korelację należałoby stwierdzić, gdyby profil związków fenolowych był bardziej jednorodny. W epidermie jabłek można znaleźć wiele związków polifenolowych, takich jak antocyjany, a kiedy owoce są obierane (SMOCK; NEUBERT, 1950), te bioaktywne związki są tracone. Wiadomo, że te związki epidermalne wykazują wyższą bioaktywność niż miąższ (WOLFE et al., 2003).

W tabeli 2 przedstawiono zawartość cukrów i błonnika w wytłokach jabłkowych. Zawartość cukrów w wytłokach wynosiła średnio 40 g 100 g-1. Aby zmierzyć zawartość cukru, wytłoki należy najpierw przepłukać wodą z kranu, aby uniknąć tworzenia się warstwy, która mogłaby uniemożliwić odparowanie wody, a tym samym uniknąć wysuszenia wytłoków o wysokim stopniu wilgotności. Płukanie wytłoków sprzyja procesowi suszenia, prowadząc do uzyskania stabilnych wytłoków. Stwierdzono różnicę w zawartości cukrów między odmianami. Cukry proste, znane jako „cukry odwrócone”, są zwykle obecne w soku jabłkowym w stosunku glukoza:fruktoza:sacharoza wynoszącym 1,00:3,51:1,64 (WOSIACKI i in., 2007), ale w tych próbkach wytłoków proporcje te były inne. Fruktoza jest nadal dominującym cukrem, ale średni stosunek cukrów wynosił glukoza:fruktoza:sacharoza 1,00:1,43:0,56. Ilość całkowitego „cukru redukującego” lub „cukru odwróconego” w wytłoczynach jabłkowych oraz łatwość ekstrakcji tego cukru umożliwia wykorzystanie tego surowca do otrzymywania naturalnych substancji słodzących.

Frakcja błonnika pokarmowego, zawierająca zarówno błonnik rozpuszczalny, jak i nierozpuszczalny, została uznana za niejednorodną, z wartościami od 33,40 g 100 g-1 do 51,85 g 100 g-1 i znaczącymi różnicami pomiędzy odmianami (Fcal/Fta b równe 3,2340). Shuda i wsp. (2007) w swoich badaniach odnotowali 51,10 g 100 g-1 błonnika pokarmowego, z czego 36,50 g 100 g-1 stanowił błonnik nierozpuszczalny, a 14,60 g 100 g-1 rozpuszczalny.

Atrakcyjność żywności bogatej w błonnik pokarmowy opiera się na fizjologicznej obserwacji, że może on odgrywać rolę w jelitowo-wątrobowym obiegu cholesterolu, przyczyniając się do obniżenia poziomu cholesterolu we krwi.

Wytłoki jabłkowe są zatem jeszcze bardziej atrakcyjne niż jabłka, ponieważ błonnik jest w nich bardziej skoncentrowany.

Mniejsze związki, takie jak minerały, lipidy i białka są stosunkowo jednorodne pomiędzy różnymi odmianami (p < 0,05). Związki główne, nawet bez dokładnej kwantyfikacji stosunku Fcal/Ftab, występowały na różnym poziomie w różnych odmianach. Różnice te dotyczyły cukrów ogółem (glukozy, fruktozy i sacharozy) oraz włókien pokarmowych, takich jak pektyny, ale nie skrobi i białek.

Rysunek 3 przedstawia wyniki analizy składowych głównych (PCA) profilu fizykochemicznego dziesięciu różnych wytłoków jabłkowych. Analiza PCA została przeprowadzona na macierzy korelacji. Osie czynnik 1 x czynnik 2 wyjaśniają 57,00% całkowitej wariancji wśród danych; pierwsza reprezentuje 32,40%, a druga 24,60% całkowitego rozproszenia.

Punktacja odmian jabłek jest oparta na tych dwóch pierwszych składowych i ładunkach nakładających się (położenie w przestrzeni PC oryginalnych zmiennych). Współrzędna czynnikowa pokazuje, że lipidy i włókna ogółem były silnie dodatnio skorelowane z czynnikiem 1, podczas gdy aktywność przeciwutleniająca, TPC i białka były silnie ujemnie skorelowane z czynnikiem 1. Czynnik 2 przedstawia ogólną opozycję między zmiennymi kwas jabłkowy i białko, które są silnie dodatnio i ujemnie skorelowane, odpowiednio. Czynnik 2 był silnie dodatnio skorelowany ze zmiennymi dotyczącymi cukrów ogółem i pektyn. Rzutowanie tych przypadków na dwie osie wykazało, że odmiana M-2/00 wydaje się mieć wyższe wartości dla TPC i właściwości przeciwutleniających. cv.1 była bardziej skorelowana z pektynami, a odmiany cv.11, cv.6, cv.10, cv.9, cv.3 wydają się mieć wyższe wartości dla zmiennych dotyczących kwasu jabłkowego i cukrów ogółem, podczas gdy odmiany Joaquina, M-11/01 i M-13/00 wykazały wysokie wartości dla błonnika ogółem, popiołu i lipidów.

Wniosek

Tłoki jabłkowe suszone w temperaturze 60ºC charakteryzują się wilgotnością równowagową na poziomie 10%. Oznaczono ilościowo składniki drugorzędne (mineralne, lipidy, białka i polifenole ogółem) oraz główne (kwas jabłkowy, cukry inwertowane i błonnik pokarmowy), przy czym stwierdzono istotne różnice pomiędzy próbkami w odniesieniu do zawartości kwasu jabłkowego, cukrów inwertowanych i błonnika pokarmowego (p < 0,05). Związki polifenolowe wykazują wysoką korelację z aktywnością antyoksydacyjną. Miąższ jabłek jest źródłem związków potencjalnie interesujących dla przemysłu żywności funkcjonalnej. Wyniki PCA wykazały, że wytłoki jabłkowe pochodzące z różnych odmian mogą być zróżnicowane pod względem składu fizykochemicznego i aktywności przeciwutleniającej.

Podziękowania

Autorzy są wdzięczni Uniwersytetowi Stanowemu w Ponta Grossa, CNPq, CAPES i Empresa de Pesquisa e Extensão Agropecuária de Santa Catarina Estações Experimentais de Caçador e de São Joaquim za infrastrukturę, granty i odmiany jabłek.

AOAC – Stowarzyszenie Urzędowych Chemików Analitycznych. Oficjalne metody analizy. 65. ed. Washington, D.C.: AOAC, 1998.

BENZIE, I. F. F.; STRAIN, J. J. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of 'antioxidant power’: the FRAP assay. Analytical Biochemistry, v. 239, n. 1, p. 70-76, 1996.

CAMELO, A. F. L.; GÓMEZ, P. A. Comparison of colour indexes for tomato ripening. Horticultura Brasileira, v. 22, n. 3, s. 534-537, 2004.

CARSON, K. J.; COLLINS, J. L.; PENFIELD, M. P. Unrefined, dried apple pomace as a potential food ingredient. 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. Wysoka jakość wynikająca z ochrony środowiska zintegrowanej z produktem – 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, p. 350-351, 2007.

HANG, Y. D.; WOODAMS, E. E. Apple pomace: a potential substrate for production of β-galactosidase by Aspergillus foetidus. Lebensmittel-Wissenschaft Technologie, v. 27, p. 587-589, 1994.

ISSENHUTH, F.; SCHNEIDER, I. Die neue Generation der Maischeenzyme. Fruit Processing, v. 75, n. 7, p. 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. Apple pomace and products derived from apple pomace: uses, composition and analysis. Modern Methods of Plant Analysis, v. 20, p. 75-119, 1999.

NELSON, N. A photometric adaptation of the somogyi method for determination of glucose. The Journal of Biological Chemistry, v. 153, n. 2, p. 375-380, 1944.

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

PULIDO, R.; BRAVO, L.; SAURA-CALIXTO, F. Antioxidant activity of dietary polyphenols as determined by a modified ferric reducing/antioxidant power assay. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 48, n. 8, p. 3396-3402, 2000.

SCHIEBER, A.; HILT, P.; BERARDINI, N.; CARLE, R. Recovery of Pectin and Polyphenolics from Apple Pomace and Mango Peaks. In: WALDRON, K.; FAULDS, C.; SMITH, A. (red.). Total food 2004, exploiting coproducts minimising waste. Norwich: Institute of Food Research, 2004. s. 144-149.

SHUDA, M. L.; BASKARAN, V.; LEELAVATHI, K. Apple pomace jako źródło błonnika pokarmowego i polifenoli i jego wpływ na właściwości reologiczne i produkcji ciast. Food Chemistry, v. 104, n. 2, p. 686-692, 2007.

SINGLETON, V.; ROSSI, J. A. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reactents. American Journal of Enology and Viticulture, v. 16, n. 3, s. 144-158, 1965.

SMOCK, R. M.; NEUBERT, A. M. Apples and Apple Products. Interscience Publishers: New York, 1950. p. 486.

SOMOGYI, M. A new reagent for the determination of sugar. 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, p. 55-61, 2007.

TSURUMI, R.; SHIRAISHI, S.; ANDO, Y.; YANAGIDA, M.; TAKEDA, K. Production of flavour compounds from apple pomace. Journal of the Japanese Society for Food Science and Technology, v. 48, n. 8, p. 564-569, 2001.

VIRK, B. S.; SOGI, D. S. Extraction and characterization of pectin from apple (Malus pumila, cv Amri) peel peel waste. International Journal of Food Properties, v. 7, n. 3, p. 693-703, 2004.

WOLFE, K.; WU , X.; LIU, R. H. Antioxidant activity of apple peels. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 5, n. 3, p. 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, p. 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, p. 645-652, 2007.

WOSIACKI, G.; NOGUEIRA, A.; SILVA, N. C. C.; DENARDI, F.; CAMILO, A. P. Apple cultivars growing in subtropical areas. Sytuacja w Santa Catarina – Brazylia. Fruit Processing, v. 12, n. 1, s. 19-28, 2002.

WANG, Q.; PAGAN, J.; SHI, J. Pectins from fruits. In. SHI, J.; MAZZA, G.; MAGUER, M.L. (Ed.). Żywność funkcjonalna, aspekty biochemiczne i przetwórcze. CRC Press: New York, 2002. s. 263-309.

Received 22 października 2007.
Przyjęty w dniu 30 kwietnia 2008.

.