Anonim
Jest to krótka recenzja artykułu naukowego dotyczącego wpływu przetwarzania borówki amerykańskiej. Zasadniczym tematem poruszanym w artykule jest zachowanie się substancji mających pozytywny wpływ na zdrowie człowieka (takie jak polifenole czy antyoksydanty), w czasie produkcji i przechowywania dżemów z borówki amerykańskiej. Publikacja oparta jest na przeprowadzonych pod tym kątem badaniach i ich rezultatach. Ogólnie rzecz biorąc, na samym końcu znajdziecie odpowiedź, czy warto jeść wyłącznie świeże owoce, czy też dobrym pomysłem jest zrobienie w sezonie borówkowym własnych przetworów 
Borówka wysoka (Vaccinium corymbosum L.), zwana także borówką amerykańską, jest źródłem niezliczonej ilości różnego rodzaju polifenoli, wśród których należy uwzględnić antocyjany, procyjanidyny, kwas chlorogenowy i flawony. Związkom tym przypisuje się właściwości antyoksydacyjne, przeciwzapalne, antyalergiczne oraz zapobiegające nadciśnieniu tętniczemu. Borówka amerykańska spożywana jest zarówno w postaci nieprzetworzonej jako świeży owoc, a także w dostępnych cały rok trwałych produktach przetworzonych: dżemach, galaretkach, sokach, owocach w puszcze i pod postacią puree. Najważniejsza, ze względu na stopień zachowania substancji cennych dla zdrowia, jest ilość i rodzaj pojedynczych operacji wykonywanych w procesie produkcyjnym. Należy tutaj uwzględnić takie parametry jak: działalność enzymów, temperaturę, pH, obecność jonów metali i dodatek cukru. Znaczące straty antocyjanów i procyjanidyn odnotowano zwłaszcza w sokach, owocach konserwowanych w wodzie lub syropie oraz puree. Produkty te odznaczają się startą zawartych polifenoli podczas przechowywania w warunkach temperatury otoczenia na skutek tworzenia się polimerów antocyjanów i procyjanidyn. Składowanie przetworów z borówki w warunkach chłodniczych pozwala na zwiększenie stopnia zachowania związków polifenolowych w sokach. Badania opisane w artykule mają na celu określenie, czy i jak warunki przechowywania przetworów z borówki amerykańskiej mogą wpłynąć na zmniejszenie strat związków polifenolowych i antyoksydantów.
W celu przeprowadzenia badania wykorzystano borówkę amerykańską, którą na jeden dzień przed przetworzeniem umieszczono w lodówce w temperaturze 4˚C.
Z owoców wyprodukowano dwa rodzaje dżemów: z dodatkiem cukru i bez. Następnie przy pomocy znanych technik laboratoryjnych oznaczono zawartość poszczególnych związków w odniesieniu do świeżych owoców, w surowcu przetworzonym przechowywanym w temperaturze 4 i 25˚C. Oznaczenia antocyjanów, kwasu chloro genowego, flawonów oraz procyjanidyn prowadzono za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej HPLC. Określono również za pomocą spektrofotometru procentową zawartość barwnych polimerów, parametr ORAC (ang. Oxygen Radical Absorbance Capacity) czyli zdolność pochłaniania wolnych rodników tlenowych, a także pH, aktywność wody, całkowitą zawartość substancji rozpuszczalnych w wodzie. Oznaczenia prowadzono po jednym dniu po wyprodukowaniu dżemów, następnie po 2, 4 i 6 miesiącach przechowywania (badania przeprowadzono dla obu rodzajów dżemów, przechowywanych w podanych wcześniej warunkach temperaturowych).
Poszczególne wyniki wraz z krótkim omówieniem zostały wypunktowane poniżej:
a)Wpływ przetwarzania borówek na zawartość polifenoli, barwnych związków polimerów oraz antyoksydantów
Badania przeprowadzono na dżemach z dodatkiem cukru i bez, przechowywanych jeden dzień po wyprodukowaniu. W przypadku antocyjanów ich zawartość w produktach kształtowała się na podobnym poziomie – 79% w stosunku do owoców nieprzetworzonych. Jeśli chodzi o poszczególne glikozydy antocyjanów stwierdzono, że zasadniczo formy galaktozydowe antocyjanów są lepiej zachowane od tych, w których występuje arabinoza. Najniższy poziom zachowania w produkcie odnotowano dla 3-glukozydu petunidyny.
Poziom kwasu chlorogenowego w surowcu przetworzonym wykazywał znaczący spadek w stosunku do świeżej borówki. Dodatek cukru w dżemach pierwszego rodzaju pozwolił na zachowanie 85% kwasu, podczas gdy w dżemie bezcukrowym poziom ten oszacowano na 80%.
Zachowanie flawonów, jako jednej z grupy polifenoli kształtowało się na dosyć wysokim poziomie, i bez względu na rodzaj dżemu, przetwarzanie borówki spowodowało stratę nie większą niż 6% ogólnej zawartości flawonów.
Stopień zachowania procyjanidyny był dosyć wysoki i dla dżemów bez dodatku cukru wynosił 89%, zaś dla dżemów z dodatkiem cukru 80%. Jak widać dodatek cukru ma w tym przypadku znaczenie. W opracowaniu podano, że może być to spowodowane zwiększonym wiązaniem polisacharydów i białek przez ściany komórkowe owoców w odpowiedzi na zmniejszoną aktywność wody. Szczególnie wysoką zawartością dimerów odznaczały się dżemy bez cukru.
Procentowa zawartość barwnych związków polimerów wzrosła ponad trzykrotnie w przetworach z borówki w stosunku do świeżych owoców, przy czym ich zawartość była wyższa w dżemach bez dodatku cukru. Przyczyną wzrostu polimerów było jednoznaczne obniżenie zawartości antocyjanów i procyjanidyn, co omówiono już wcześniej. Wpływ na taką sytuację miało również pasteryzowanie wyrobów w wysokiej temperaturze, sprzyjającej przechodzeniu pojedynczych związków w formy złożone. Wskazuje się tu również działanie enzymów: oksydazy i peroksydazy polifenolowej.
Zdolność pochłaniania wolnych rodników tlenowych (wyrażona parametrem ORAC) spadła do poziomu 90 i 79% odpowiednio dla dżemów z i bez dodatku cukru. Znacznie wyższy stopień zachowania zdolności pochłaniania rodników w przetworach z dodatkiem cukru spowodowany był korzystniejszymi warunkami do zajścia reakcji Maillarda, której to produkty wykazują również zdolności antyoksydacyjne. W dżemach tych zanotowano również obecność hydroksymetylofurfuralu, którego nie wykryto ani w świeżych owocach, ani w dżemie bez dodatku cukru.
b)Wpływ przechowywania dżemów z borówki na zachowanie polifenoli, barwnych związków polimerów i antyoksydantów
Analizę przeprowadzono dla obu rodzajów dżemów, przechowywanych przez 2, 4 i 6 miesięcy. Część z nich przetrzymywano w temperaturze 4˚C, drugą część w temperaturze 25˚C. Czas przechowywania jednoznacznie wpływa na zmniejszenie ogólnej zawartości antocyjanów w produkcie, zaś warunki chłodnicze sprzyjają zachowaniu większej ilości tych związków w przetworzonych owocach. Nie bez znaczenia pozostaje również dodatek cukru, który wpływa na zmniejszenie zawartości antocyjanów w dżemach. Ponadto, dżemy bez cukru cechowały się niższą zawartością polimerów antocyjanów-procyjanidyn. Jak podano w artykule, wpływ dodatku cukru jest kontrowersyjny. W wynikach badań zawartych w artykule jednoznacznie wskazano, iż cukier poprzez obniżenie aktywności wody i niższe pH wywołane mieszanką użytą do sporządzenia tego rodzaju produktu działają destruktywnie na antocyjany, powodując ich przemianę do polimerów w reakcji kondensacji. W przypadku porównania poszczególnych rodzajów antocyjanów, wykazano, iż najbardziej stabilną w czasie długiego przechowywania są formy zawierające galaktozę (wśród nich najwięcej, bo aż 65% utrzymało się cyjanidyny), a następnie arabinozę.
Dla kwasu chlorogenowego ustalono, iż jedynie czas przechowywania dżemów, a nie obecność lub nie cukru, wpływa na obniżenie jego zawartości. Jednakże nawet po 6 miesiącach, w produkcie zachowane było 73% jego wyjściowej zawartości. W przypadku flawonów, żaden z wyszczególnionych czynników nie wpływał znacząco na poziom ich zachowania. Różnice odnotowywane w poszczególnych partiach dżemów, zarówno tych z dodatkiem cukru, jak i bez, były minimalne. Jak podano w tekście, rezultaty powyższych badań są zgodne z doświadczeniem Hakkinena, który udowodnił doskonałą stabilność flawonów w dżemach truskawkowych nawet po 9 miesięcznym ich przechowywaniu, w zakresie temperatur 5-20˚C. Zawartość procyjanidyn była związana z temperaturą i czasem przechowywania. Korzystniejsza ze względu na poziom ich zachowania była niższa temperatura (4˚C), oraz krótszy czas przechowywania. Po pół roku przechowywania zawartość procyjanidyn w stosunku do świeżych borówek kształtowała się na poziomie 31% (warunki chłodnicze) i tylko 18% (temperatura otoczenia). Poszczególne rodzaje procyjanidyn zachowywały się podobnie jak różne formy antocyjanów.
Zawartość barwnych związków polimerów zależna była zarówno od rodzaju dżemu, temperatury i czasu przechowywania oraz od innych czynników. Obserwowano wzrost polimerów, najszybszy pomiędzy 4 a 6 miesiącem przechowywania. Dżemy bez cukru cechowały się niższą ich zawartością. Wykazano, iż bezpośredni związek z wyższym poziomem polimerów ma spadek ilości antocyjanów i procyjanidyn, co świadczy o zachodzeniu reakcji ich kondensacji w czasie przechowywania. Zdolność pochłaniania wolnych rodników tlenowych (ORAC) była zdeterminowana rodzajem dżemu i temperaturą przechowywania. Dżemy z dodatkiem cukru zachowały wyższy poziom tego parametru, podobnie jak dżemy przechowywane w warunkach chłodniczych. Związek z tym ma zachowanie większej ilości antocyjanów i procyjanidyn w dżemach przechowywanych w temperaturze 4˚C, które bezpośrednio wpływają na zdolność pochłaniania wolnych rodników. Mimo wszystko, zdolność pochłaniania wolnych rodników w przetworach jest niższa niż w świeżych owocach, poprzez sam proces ich przetwarzania.
Podsumowując, proces przetwarzania owocu na dżemy bez i z dodatkiem cukru, wpływa na obniżenie zdolności wychwytywania wolnych rodników tlenowych, ogólnej liczby antocyjanów i procyjanidyn. Czas przechowywania znacząco wpływa na utratę antocyjanów i procyjanidyn, z równoczesnym wzrostem ich polimerów. Kwas chlorogenowy, ogólna zawartośc flawonów i zdolność wychwytywania wolnych rodników zmieniają się w czasie przechowywania borówkowych przetworów tylko nieznacznie. Jednoznacznie wykazano, iż dżemy z borówki amerykańskiej ulegają znacznie mniejszym niekorzystnym zmianom w czasie przechowywania w warunkach chłodniczych, zatem właśnie niskie temperatury są znacznie korzystniejsze.
A więc mimo wszystko, świeże owoce są niezastąpione!
Źródło: Jam Processing and Storage Effects on Blueberry Polyphenolics and Antioxidant Capacity, J. Agric. Food Chem., 2010, 58 (7), str. 4022–4029
Borówka wysoka (Vaccinium corymbosum L.), zwana także borówką amerykańską, jest źródłem niezliczonej ilości różnego rodzaju polifenoli, wśród których należy uwzględnić antocyjany, procyjanidyny, kwas chlorogenowy i flawony. Związkom tym przypisuje się właściwości antyoksydacyjne, przeciwzapalne, antyalergiczne oraz zapobiegające nadciśnieniu tętniczemu. Borówka amerykańska spożywana jest zarówno w postaci nieprzetworzonej jako świeży owoc, a także w dostępnych cały rok trwałych produktach przetworzonych: dżemach, galaretkach, sokach, owocach w puszcze i pod postacią puree. Najważniejsza, ze względu na stopień zachowania substancji cennych dla zdrowia, jest ilość i rodzaj pojedynczych operacji wykonywanych w procesie produkcyjnym. Należy tutaj uwzględnić takie parametry jak: działalność enzymów, temperaturę, pH, obecność jonów metali i dodatek cukru. Znaczące straty antocyjanów i procyjanidyn odnotowano zwłaszcza w sokach, owocach konserwowanych w wodzie lub syropie oraz puree. Produkty te odznaczają się startą zawartych polifenoli podczas przechowywania w warunkach temperatury otoczenia na skutek tworzenia się polimerów antocyjanów i procyjanidyn. Składowanie przetworów z borówki w warunkach chłodniczych pozwala na zwiększenie stopnia zachowania związków polifenolowych w sokach. Badania opisane w artykule mają na celu określenie, czy i jak warunki przechowywania przetworów z borówki amerykańskiej mogą wpłynąć na zmniejszenie strat związków polifenolowych i antyoksydantów.
W celu przeprowadzenia badania wykorzystano borówkę amerykańską, którą na jeden dzień przed przetworzeniem umieszczono w lodówce w temperaturze 4˚C.
Z owoców wyprodukowano dwa rodzaje dżemów: z dodatkiem cukru i bez. Następnie przy pomocy znanych technik laboratoryjnych oznaczono zawartość poszczególnych związków w odniesieniu do świeżych owoców, w surowcu przetworzonym przechowywanym w temperaturze 4 i 25˚C. Oznaczenia antocyjanów, kwasu chloro genowego, flawonów oraz procyjanidyn prowadzono za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej HPLC. Określono również za pomocą spektrofotometru procentową zawartość barwnych polimerów, parametr ORAC (ang. Oxygen Radical Absorbance Capacity) czyli zdolność pochłaniania wolnych rodników tlenowych, a także pH, aktywność wody, całkowitą zawartość substancji rozpuszczalnych w wodzie. Oznaczenia prowadzono po jednym dniu po wyprodukowaniu dżemów, następnie po 2, 4 i 6 miesiącach przechowywania (badania przeprowadzono dla obu rodzajów dżemów, przechowywanych w podanych wcześniej warunkach temperaturowych).
Poszczególne wyniki wraz z krótkim omówieniem zostały wypunktowane poniżej:
a)Wpływ przetwarzania borówek na zawartość polifenoli, barwnych związków polimerów oraz antyoksydantów
Badania przeprowadzono na dżemach z dodatkiem cukru i bez, przechowywanych jeden dzień po wyprodukowaniu. W przypadku antocyjanów ich zawartość w produktach kształtowała się na podobnym poziomie – 79% w stosunku do owoców nieprzetworzonych. Jeśli chodzi o poszczególne glikozydy antocyjanów stwierdzono, że zasadniczo formy galaktozydowe antocyjanów są lepiej zachowane od tych, w których występuje arabinoza. Najniższy poziom zachowania w produkcie odnotowano dla 3-glukozydu petunidyny.
Poziom kwasu chlorogenowego w surowcu przetworzonym wykazywał znaczący spadek w stosunku do świeżej borówki. Dodatek cukru w dżemach pierwszego rodzaju pozwolił na zachowanie 85% kwasu, podczas gdy w dżemie bezcukrowym poziom ten oszacowano na 80%.
Zachowanie flawonów, jako jednej z grupy polifenoli kształtowało się na dosyć wysokim poziomie, i bez względu na rodzaj dżemu, przetwarzanie borówki spowodowało stratę nie większą niż 6% ogólnej zawartości flawonów.
Stopień zachowania procyjanidyny był dosyć wysoki i dla dżemów bez dodatku cukru wynosił 89%, zaś dla dżemów z dodatkiem cukru 80%. Jak widać dodatek cukru ma w tym przypadku znaczenie. W opracowaniu podano, że może być to spowodowane zwiększonym wiązaniem polisacharydów i białek przez ściany komórkowe owoców w odpowiedzi na zmniejszoną aktywność wody. Szczególnie wysoką zawartością dimerów odznaczały się dżemy bez cukru.
Procentowa zawartość barwnych związków polimerów wzrosła ponad trzykrotnie w przetworach z borówki w stosunku do świeżych owoców, przy czym ich zawartość była wyższa w dżemach bez dodatku cukru. Przyczyną wzrostu polimerów było jednoznaczne obniżenie zawartości antocyjanów i procyjanidyn, co omówiono już wcześniej. Wpływ na taką sytuację miało również pasteryzowanie wyrobów w wysokiej temperaturze, sprzyjającej przechodzeniu pojedynczych związków w formy złożone. Wskazuje się tu również działanie enzymów: oksydazy i peroksydazy polifenolowej.
Zdolność pochłaniania wolnych rodników tlenowych (wyrażona parametrem ORAC) spadła do poziomu 90 i 79% odpowiednio dla dżemów z i bez dodatku cukru. Znacznie wyższy stopień zachowania zdolności pochłaniania rodników w przetworach z dodatkiem cukru spowodowany był korzystniejszymi warunkami do zajścia reakcji Maillarda, której to produkty wykazują również zdolności antyoksydacyjne. W dżemach tych zanotowano również obecność hydroksymetylofurfuralu, którego nie wykryto ani w świeżych owocach, ani w dżemie bez dodatku cukru.
b)Wpływ przechowywania dżemów z borówki na zachowanie polifenoli, barwnych związków polimerów i antyoksydantów
Analizę przeprowadzono dla obu rodzajów dżemów, przechowywanych przez 2, 4 i 6 miesięcy. Część z nich przetrzymywano w temperaturze 4˚C, drugą część w temperaturze 25˚C. Czas przechowywania jednoznacznie wpływa na zmniejszenie ogólnej zawartości antocyjanów w produkcie, zaś warunki chłodnicze sprzyjają zachowaniu większej ilości tych związków w przetworzonych owocach. Nie bez znaczenia pozostaje również dodatek cukru, który wpływa na zmniejszenie zawartości antocyjanów w dżemach. Ponadto, dżemy bez cukru cechowały się niższą zawartością polimerów antocyjanów-procyjanidyn. Jak podano w artykule, wpływ dodatku cukru jest kontrowersyjny. W wynikach badań zawartych w artykule jednoznacznie wskazano, iż cukier poprzez obniżenie aktywności wody i niższe pH wywołane mieszanką użytą do sporządzenia tego rodzaju produktu działają destruktywnie na antocyjany, powodując ich przemianę do polimerów w reakcji kondensacji. W przypadku porównania poszczególnych rodzajów antocyjanów, wykazano, iż najbardziej stabilną w czasie długiego przechowywania są formy zawierające galaktozę (wśród nich najwięcej, bo aż 65% utrzymało się cyjanidyny), a następnie arabinozę.
Dla kwasu chlorogenowego ustalono, iż jedynie czas przechowywania dżemów, a nie obecność lub nie cukru, wpływa na obniżenie jego zawartości. Jednakże nawet po 6 miesiącach, w produkcie zachowane było 73% jego wyjściowej zawartości. W przypadku flawonów, żaden z wyszczególnionych czynników nie wpływał znacząco na poziom ich zachowania. Różnice odnotowywane w poszczególnych partiach dżemów, zarówno tych z dodatkiem cukru, jak i bez, były minimalne. Jak podano w tekście, rezultaty powyższych badań są zgodne z doświadczeniem Hakkinena, który udowodnił doskonałą stabilność flawonów w dżemach truskawkowych nawet po 9 miesięcznym ich przechowywaniu, w zakresie temperatur 5-20˚C. Zawartość procyjanidyn była związana z temperaturą i czasem przechowywania. Korzystniejsza ze względu na poziom ich zachowania była niższa temperatura (4˚C), oraz krótszy czas przechowywania. Po pół roku przechowywania zawartość procyjanidyn w stosunku do świeżych borówek kształtowała się na poziomie 31% (warunki chłodnicze) i tylko 18% (temperatura otoczenia). Poszczególne rodzaje procyjanidyn zachowywały się podobnie jak różne formy antocyjanów.
Zawartość barwnych związków polimerów zależna była zarówno od rodzaju dżemu, temperatury i czasu przechowywania oraz od innych czynników. Obserwowano wzrost polimerów, najszybszy pomiędzy 4 a 6 miesiącem przechowywania. Dżemy bez cukru cechowały się niższą ich zawartością. Wykazano, iż bezpośredni związek z wyższym poziomem polimerów ma spadek ilości antocyjanów i procyjanidyn, co świadczy o zachodzeniu reakcji ich kondensacji w czasie przechowywania. Zdolność pochłaniania wolnych rodników tlenowych (ORAC) była zdeterminowana rodzajem dżemu i temperaturą przechowywania. Dżemy z dodatkiem cukru zachowały wyższy poziom tego parametru, podobnie jak dżemy przechowywane w warunkach chłodniczych. Związek z tym ma zachowanie większej ilości antocyjanów i procyjanidyn w dżemach przechowywanych w temperaturze 4˚C, które bezpośrednio wpływają na zdolność pochłaniania wolnych rodników. Mimo wszystko, zdolność pochłaniania wolnych rodników w przetworach jest niższa niż w świeżych owocach, poprzez sam proces ich przetwarzania.
Podsumowując, proces przetwarzania owocu na dżemy bez i z dodatkiem cukru, wpływa na obniżenie zdolności wychwytywania wolnych rodników tlenowych, ogólnej liczby antocyjanów i procyjanidyn. Czas przechowywania znacząco wpływa na utratę antocyjanów i procyjanidyn, z równoczesnym wzrostem ich polimerów. Kwas chlorogenowy, ogólna zawartośc flawonów i zdolność wychwytywania wolnych rodników zmieniają się w czasie przechowywania borówkowych przetworów tylko nieznacznie. Jednoznacznie wykazano, iż dżemy z borówki amerykańskiej ulegają znacznie mniejszym niekorzystnym zmianom w czasie przechowywania w warunkach chłodniczych, zatem właśnie niskie temperatury są znacznie korzystniejsze.
A więc mimo wszystko, świeże owoce są niezastąpione!
Źródło: Jam Processing and Storage Effects on Blueberry Polyphenolics and Antioxidant Capacity, J. Agric. Food Chem., 2010, 58 (7), str. 4022–4029
Krzysztof Piekarz
