Харчові та біоактивні сполуки у відходах переробки сушених томатів

Статті

Повна стаття
Цифри та дані
Список літератури
Цитати
Метрики
Ліцензування
Передруки та дозволи
PDF

АНОТАЦІЯ

Це дослідження досліджувало поживний та антиоксидантний склад відходів переробки томатів з метою забезпечити розробку нових альтернатив для переробки цього побічного продукту. Встановлено, що зразки сухих томатних відходів містять 176,2 г/кг білка, 21,9 г/кг жиру, 524,4 г/кг сирої клітковини та 42,1 г/кг золи. Незамінні амінокислоти складали 34,2% від загального білка, найбільш поширеним був лейцин, за яким слідували лізин та ізолейцин. Ненасичені жирні кислоти становлять 77,04% від загальної кількості жирних кислот, лінолева - основна. Результати підтвердили, що відходи сушених томатів містять значну кількість лікопену (510,6 мг/кг) та β-каротину (95,6 мг/кг) і виявляють хороші антиоксидантні властивості. Загальний вміст фенолів показав середній вміст 1229,5 мг GAE/кг, з яких флавоноїди становили 415,3 мг QE/кг. Елагова та хлорогенова кислоти були найпоширенішими фенольними кислотами, тоді як серед флавоноїдів кількісно визначали лише рутин та мірицетин.

РЕЗЮМЕ

Ель презентується студія, що передбачає дослідження складу харчових продуктів та продуктів антиоксидантної десечості, що виробляються за допомогою процесора дельтомата, що сприяє формуванню десарролло-де-нюевас-альтернатива для рецикларної підпродукції. Se estableció que las muestras de desechos de tomate deshidratado contienen 176,2 g/kg de proteína, 21,9 g/kg de grasa, 524,4 g/kg de fibra cruda y 42,1 g/kg de ceniza. Los aminoácidos esenciales представляє 34,2% від загальної кількості протеїну; entre éstos, el más abundante es la leucina, seguido por la lisina y la isoleucina. Los ácidos grasos no saturados представляє 77,04% де los ácidos grasos усього, у порівнянні з основним лінолеїком. Los resultados confirmman que los desechos del tomate deshidratado contienen cantidades apreciables de licopeno (510,6 mg/kg) y β-caroteno (95,6 mg/kg), presentando buenas propiedades antioxidantes. Asimismo, se comprobó que los fenólicos totales muestran contenidos promedio de 1229,5 mg GAE/kg, de los cuales los flavonoides aportan 415,3 mg QE/kg. Los ácidos fenólicos más izoantes son los ácidos elágico y clorogénico, mientras que entre los flavonoides solo se cuantificaron la rutina y la miricetina.

Вступ

Помідор (Lycopersicon esculentum Mill.) - це широко культивована овочева культура, зі світовим виробництвом у 2014 році понад 170 мільйонів тонн (FAOSTAT, 2014). З них Всесвітня рада з переробки томатів підрахувала, що в усьому світі було перероблено близько 40 мільйонів тонн помідорів для виробництва томатного соку, пасти, пюре, кетчупу, консервованих помідорів та багатьох інших харчових продуктів (WPTC, 2015). Як свіжий, так і оброблений помідор має високу харчову цінність завдяки вмісту у ньому вітамінів, фолатів, каротиноїдів та фенольних сполук (Savatović, Ćetković, Čanadanović-Brunet, & Đilas, 2010). Лікопін - найпоширеніший каротиноїд у томатах, на нього припадає 80–90% загальних каротиноїдів, але присутні й інші каротиноїди, такі як α-, β-, γ-, δ-каротин, фітоен, фитофлуен та лютеїн (Кальво, Гарсія, & Selgas, 2008). За останні роки лікопен привертає найбільшу увагу до своїх потенційних переваг для здоров’я (Kong et al., 2010), будучи найефективнішим поглиначем вільних радикалів, ємність якого виявляється більш ніж удвічі більшою за β-каротин (Capanoglu, Beekwilder, Боячоглу, Де Вос, і Холл, 2010).

Ряд досліджень досліджував потенційну поживну цінність побічних продуктів з томатів та вплив їх включення в кормові суміші для тварин. Персія та ін. (2003) повідомили, що насіння томатів із відходів консервних заводів томатів можна додавати в раціони курчат до 15% без будь-яких негативних наслідків для ефективності росту, тоді як Кінг і Зейдлер (2004) показали, що томатні вичавки можна використовувати як джерело вітаміну Е дієти для бройлерів для зменшення окислення ліпідів під час нагрівання та тривалого зберігання замороженого м’яса, а також для продовження терміну зберігання.

Оскільки томатні відходи - це єдині побічні продукти, які багаті лікопіном, було проведено численні дослідження щодо вилучення лікопену з відходів томатів (Nobre, Palavra, Pessoa, & Mendes, 2009). Більше того, ці відходи можуть бути використані за допомогою екстракції пектину за допомогою ультразвуку (Grassino et al., 2016) та для сталого виробництва нових полісахаридів з антицитотоксичною та антиоксидантною активністю та здатністю утворювати біоплівки (Tommonaro, Poli, De Rosa, & Nicolaus, 2008).

Метою даної роботи було визначити вміст різних поживних речовин та біоактивних сполук (каротиноїдів, поліфенолів, аміно- та жирних кислот) у відходах, що надходять з галузей переробки томатів. Результати цього дослідження повинні дати можливість розробити нові альтернативи для переробки цього цінного побічного продукту.

Матеріали і методи

Рослинний матеріал

Дві партії промислових відходів томатів (суміш шкірки та насіння) були зібрані з комерційного заводу з переробки томатів Leader International S.A. в Каракалі, Румунія. Як тільки їх отримали, побічні продукти упаковували в поліетиленові пакети і заморожували при -25 ° C. Потім томатні побічні продукти піддавали сушці в промисловій автоматизованій примусовій сушарці з гарячим повітрям (Blue Spark Systems S.R.L., Румунія) при 60 ° C. Висушений матеріал подрібнювали за допомогою електричної шліфувальної машини, щоб пройти через сітку 1 мм. Обидва відправлення томатних відходів аналізували для визначення вологи, сирого білка, вмісту сирого жиру та сирої клітковини, загальної кількості фенольних речовин, загальної кількості флавоноїдів, вмісту лікопіну та β-каротину та антиоксидантної активності. Фенольний профіль, а також амінокислоти та жирні кислоти оцінювали за допомогою хроматографічних методів. Вміст мінеральних речовин визначали за допомогою мас-спектрометрії з плазмовою індуктивною зв’язкою.

Близький склад

Хімічний склад відходів сушених томатів визначали за стандартними методами: суху речовину гравіметричним методом згідно ISO 6496 (ISO, 2001), сирий білок напівавтоматичним методом Кельдаля згідно ISO 5983–2 (2009) за допомогою Kjeltec 2300 блок аналізатора (Текатор, Швеція), сирий жир шляхом ефірної екстракції (SR ISO 6492, ISO, 2000) з використанням екстракційного блоку Soxtec 2055 (Текатор, Швеція), сира клітковина шляхом перетравлення кислотою та лугом відповідно до ISO 6865 (ISO, 2002 ) за допомогою автоматичного аналізатора (Fibertec 2010, Текатор, Швеція) та золи відповідно до ISO 2171 (ISO, 2010) з використанням печі Caloris CL 1206 (Румунія).

Визначення вмісту лікопіну та β-каротину

Лікопен та β-каротин визначали за методикою Nagata та Yamashita (1992). Коротко, 1 г порошку томатних відходів енергійно струшували протягом 15 хв з 16 мл ацетону/гексану (4: 6) у пробірці. Після поділу фаз значення світлопоглинання (А) шару гексану при довжині хвилі 453, 505, 663 та 645 нм реєстрували за допомогою спектрофотометра Varian Cary 50 UV-Vis (Varian Co., USA).

Для розрахунку вмісту лікопіну та b-каротину в міліграмах на 100 мл розчинника використовували наступні рівняння:

l y c o p e n e = - 0. 0458 × A 663 + 0. 204 × A 645 + 0. 372 × A 505 - 0. 0806 × A 453 β - c a r o t e n e = 0. 216 × A 663 - 1. 220 × А 645 + 0. 304 × A 505 - 0. 452 × А 453

де A663, A645, A505 та A453 - поглинання при 663, 645, 505 та 453 нм, відповідно. Результати виражали в мг на кг.

Визначення загального вмісту фенолу

Загальний вміст фенолу оцінювали методом реактивів фоліну – Чіокальтеу, який базується на процедурі Singleton and Rossi (1965), використовуючи галлову кислоту як стандартну фенольну сполуку. Для екстракції 0,3 г сухих томатних відходів змішували з 5 мл метанолу та обробляли ультразвуком протягом 50 хв при кімнатній температурі. Потім екстракти центрифугували при 4200 об/хв протягом 5 хв і супернатанти відновлювали, фільтрували через 0,45 мкм поліамідні мембрани і зберігали при 4 ° С до використання для аналізу. 100 мкл відфільтрованих екстрактів змішували з 5 мл дистильованої води та 500 мкл 0,2 н. Реагенту Фолін-Ціокальтеу. Через 5 хв додавали 1,5 мл 20% розчину карбонату натрію. Реакційну суміш розбавляли дистильованою водою до кінцевого об'єму 10 мл. Поглинання отриманого розчину синього кольору вимірювали при 765 нм на спектрофотометрі Varian Cary 50 UV-Vis (Varian Co., США) після інкубації протягом 30 хв при 40 ° C з періодичним струшуванням. Результати виражали як еквіваленти галової кислоти (GAE) у мг на кг.

Визначення загального вмісту флавоноїдів

Вміст флавоноїдів у відходах сушених томатів визначали спектрофотометрично за допомогою методу нітрату алюмінію, як описано Mohammadzadeh et al. (2007). Коротко кажучи, 0,5 мл метанольного екстракту томатних відходів змішували з 0,1 мл 10% нітрату алюмінію (AlCl3), 0,1 мл 1 М водного ацетату калію та 4,3 мл метанолу. Через 40 хв реакційного часу при кімнатній температурі поглинання суміші вимірювали при 415 нм за допомогою спектрофотометра Evolution 600 UV-Vis (Thermo Scientific, США). Загальний вміст флавоноїдів визначали, використовуючи стандартну криву з кверцетином, і результати виражали в міліграмах еквівалентів кверцетину (QE) на кг.

Визначення активності поглинання радикалів DPPH

Для вимірювання антиоксидантної активності аналіз DPPH (2,2-дифеніл-1-пікрилгідразил) радикалу проводили згідно з процедурою, описаною Oliveira et al. (2008). 3 мл 0,004% (об/об) DPPH в метанолі змішували з метанольним екстрактом томатів (50 мкл) і реакційну суміш енергійно струшували і витримували в темряві. Рівно через 30 хв поглинання при 517 нм зчитували за допомогою спектрофотометра Evolution 600 UV-Vis (Thermo Scientific, США). Активність розщеплення радикалу DPPH розраховували наступним чином:

Активність очищення DPPH (%) = [1 − AS/ADPPH] × 100, де AS являє собою поглинання екстракту зразка з DPPH, а ADPPH - поглинання розчину DPPH без зразка. В якості контрольного стандарту використовували тролокс (6-гідрокси-2,5,7,8-тетраметилхроман-2-карбонову кислоту), а в якості заготівлі - 80% метанолу. Результати виражали в ммоль тролоксу на кг.

Визначення жирних кислот

Вміст жирних кислот оцінювали за допомогою метилового ефіру жирних кислот (FAME)/газової хроматографії відповідно до ISO/TS 17,764–2 (2008). Жирні кислоти із загальних ліпідних екстрактів перетворювались на їх метилові ефіри шляхом переетерифікації в метанолі, що містить 3% концентрованої сірчаної кислоти при 80 ° С протягом 4 годин. Метилові ефіри жирних кислот аналізували на хроматографі Perkin Elmer-Clarus 500, обладнаному детектором полум'яної іонізації (FID) та оснащеному капілярною колоною BPX70 (60 м × 0,25 мм в/в, товщина плівки 0,25 мкм). Температуру колонки програмували на рівні 5 ° C хв -1, від 180 ° C до 220 ° C. Газом-носієм був водень (35 см с -1 лінійна швидкість при 180 ° С), а коефіцієнт розщеплення становив 1: 100. Температура інжектора та детектора становила 250 та 260 ° C відповідно. Ідентифікація FAME проводилася порівнянням із часом утримання відомих стандартів. Результати виражали як г жирної кислоти на 100 г загальної кількості жирних кислот.

Визначення мінерального складу

Кальцій (Ca), магній (Mg), натрій (Na), калій (K), залізо (Fe), марганець (Mn), мідь (Cu), хром (Cr), цинк (Zn) та бор (B) визначали методом мас-спектрометрії з індуктивно зв'язаною плазмою (ICP-MS), тоді як для кількісного визначення калію (K) використовували полум'яну атомно-абсорбційну спектрометрію (FAAS). Мінералізацію зразків проводили шляхом вологого перетравлення кислоти в мікрохвильовій системі розварювання (Milestone Ethos EZ, Шелтон, КТ, США) при температурі 180 ° C протягом 20 хв. Вимірювання ICP-MS та FAAS проводили за допомогою мас-спектрометра Elan 9000 з індуктивно зв'язаною плазмою (Perkin Elmer Sciex, Канада) та атомно-абсорбційного спектрометра Avanta PM у полум'ї (GBC, Австралія) відповідно. Вміст мінералів кількісно визначали щодо стандартних розчинів, і результати виражали в мг на кг.

Визначення амінокислот

Визначення фенольних сполук

Окремі фенольні сполуки визначали методом ВЕРХ з зворотною фазою згідно з Nour, Trandafir та Cosmulescu (2013) на системі HPLC Finningan Surveyor Plus (Thermo Electron Corporation, Сан-Хосе, Каліфорнія), включаючи вакуумний дегазатор, насос Surveyor Plus LCPMPP, Surveyor Plus Термоавтосамплер ASP та детектор діодних решіток PDA5P (DAD). Поділ проводили на колонці Hypersil Gold C18 з оберненою фазою (5 мкм, 250 × 4,6 мм), що працювала при 20 ° C. Рухлива фаза складалася з 1% водного розчину оцтової кислоти (елюенти А) та метанолу (елюенти В). Програма градієнта була такою: 90% A (27 хв), 90% A до 60% A (28 хв), 60% A (5 хв), 60% A до 56% A (2 хв), 56% A (8 хв), 56% від А до 90% А (1 хв) і 90% А (4 хв). Об’єм ін’єкції становив 5 мкл. Одночасний моніторинг проводили при 254, 278 та 300 нм при швидкості потоку 1 мл хв -1. Отримані метанольні екстракти, описані вище, фільтрували через капроновий шприцевий фільтр (0,45 мкм) перед ін'єкцією. Кожна сполука була кількісно визначена відповідно до вимірювань площі піків, які були представлені на калібрувальних кривих відповідних стандартів. Вміст фенольних сполук виражали в мг на кг.

Статистичний аналіз

Вимірювання проводили в трьох примірниках для кожної проби, і результати виражали як середнє значення ± стандартне відхилення. Статистичний аналіз проводили за допомогою програмного забезпечення Statgraphic Centurion XVI (StatPoint Technologies, Warrenton, VA, США).

Результати і обговорення

Близький склад

Висушені томатні відходи, що складаються приблизно з 22,2% насіння та 77,8% залишків м’якоті та шкірки, були охарактеризовані з точки зору макроелементів (білків, жиру, клітковини та золи), а результати наведені в таблиці 1. Близький склад показав, що сушений помідор відходи містили 176,2 г/кг білка, що порівнянно з рівнем сирої білка (189,2 г/кг), виявленим Саладжеге, Газі, Махдаві та Мозафарі (2012). Цей результат був вищим, ніж результати, про які повідомляли сушені шкірки томатів Гонсалес, Сід та Лобо (2011) або Елбадраві та Селло (2016), які виявили 133 та 105 г/кг відповідно. Ці відмінності можуть бути віднесені до внеску насіння, враховуючи, що в попередньому дослідженні сирої білок побічного продукту насіння (202,3 г/кг) був виявлений приблизно вдвічі більше, ніж побічного продукту шкірки (100,8 г/кг) (Knoblich, Anderson, & Latshaw, 2005), тоді як Персія та ін. (2003) повідомили про вміст сирого білка в побічному продукті насіння 250 г/кг.