Influence of thermal treatment on the stability of phenolic compounds and the microbiological quality of sucrose solution following osmotic dehydration of highbush blueberry fruits

• Autorzy: Kucner A. , Papiewska A. , Klewicki R. , Sojka M. , Klewicka E.

Warianty tytułu

PL

Wpływ obróbki termicznej na stabilność związków fenylowych o jakość mikrobiologiczną roztworu sacharozy po odwadnianiu osmotycznym owoców borówki leśnej wysokiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. Osmotic dehydration is a process of the partial removal of water which is based on immersion of materiał having cellular structurc in a hypertonic solution. Osmotic dehydration is used as a pretreatment for the dehydration of foods before they are subjected to further processing such as freezing, freeze drying, vacuum drying. Management of spent syrup is one of the most important problems related to osmotic dewatering. Osmotic Solutions are heavily polłuted with of carbohydrates, remains of the dehydrated materiał and microorganisms. The aim of this study was to determine the effect of thermal treatment on the content of phenolic compounds and the microbiological ąuality of sucrose solution used in 15 cycles of osmotic dehydration of highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) fruits. Materiał and methods. The tested materiał was 65.0 ±0.5°Brix sucrose solution used for 15 cycles of osmotic dehydration of highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.). Osmotic dehydration was conducted at 40°C for 120 min using fruits previously subjected to enzymatic pretreatment. The thermal treatment of sucrose solution was conducted at 70, 80, 90, 100 and 115°C for 20, 40 and 60 s. The sucrose solution was analysed in terms of total polyphenols, particular polyphenols using high performance liąuid chromatography and microbiological analysis was subjected. Results. Thermal treatment at 70-115°C for 20 s caused degradation of 8.5% to 12.7% of polyphenols, while as much as 23.1% of polyphenols were degraded at 115°C after 60 s. The present paper proposes heating parameters that are optimal from the point of view of phenolic compound retention and microbiological ąuality: thermal treatment of syrup at 100°C for 40 s. Under these conditions, total polyphenols retention was 94.5%, while the retention of individual phenolic compounds varied from 89.2% to 37.2%, and that of flavan-3-ols amounted to 89.5%. The studied manner of syrup treatment eliminated the problem of syrup contamination with yeasts and molds (reducing their levels to less than 1 CFU/mL).

PL

Wstęp. Odwadnianie osmotyczne to proces prowadzący do częściowego zmniejszenia zawartości wody, który jest realizowany poprzez zanurzenie materiału mającego strukturę komórkową w roztworze hipertonicznym. Odwadnianie osmotyczne jest stosowane jako obróbka wstępna do odwodnienia żywności przed poddaniem jej procesom takim, jak: zamrażanie, suszenie sublimacyjne, suszenie próżniowe. Zagospodarowanie roztworów po odwadnianiu jest jednym z najważniejszych problemów związanych z odwodnieniem osmotycznym. Syropy po odwadnianiu osmotycznym są zanieczyszczone przez węglowodany, pozostałości z odwodnionego materiału i mikroogranizmy. Celem pracy było zbadanie wpływu obróbki termicznej na zawartość związków fenolowych i czystość mikrobiologiczną syropów sacharozy po 15 cyklach odwadniania osmotycznego owoców borówki wysokiej (Yaccinium corymbosum L.). Materiał i metody. Materiałem badawczym był roztwór sacharozy - 65,0 ±0,5°Brix użyty w 15 cyklach odwadniania osmotycznego owoców borówki wysokiej (Vaccinium corymbosum L.) odmiany ‘Bluecrop’. Odwadnianie osmotyczne prowadzono w temperaturze 40°C, przez 120 min, stosując owoce wcześniej poddawane wstępnej obróbce enzymatycznej - 70, 80, 90, 100, 115°C w czasie 20, 40 i 60 s. Termiczną obróbkę roztworu sacharozy prowadzono w temperaturze 70, 80, 90, 100 i 115°C przez 20, 40 and 60 s. W roztworze analizowano polifenole ogółem, poszczególne polifenole oraz przeprowadzono analizę mikrobiologiczną. Wyniki. Termiczna obróbka w temperaturze 70-115°C w ciągu 20 s powodowała degradację od 8,5 do 12,7% polifenoli w czasie 60 s, natomiast w temperaturze 115°C uległo degradacji 23,1% polifenoli. Zaproponowano optymalne warunki z punktu widzenia związków fenolowych i jakości mikrobiologicznej: obróbka syropu w 100°C przez 40 s. W tych warunkach retencja polifenoli ogółem wynosiła 94,5%, poszczególnych związków fenolowych od 89,2 do 37,2% i flawan-3-oli 89,5%. Ten sposób utrwalania syropu pozwolił na obniżenie poziomu drożdży (poniżej 1 CFU/ml), a także bakterii termofilnych (poniżej 1 CFU/ml).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Technologia Alimentaria
• Rocznik: 2014
• Tom: 13
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.79-88,ref.

Twórcy

autor

Kucner A.

• Institute of Chemical Technology of Food, Lodz University of Technology, Stefanowskiego 4/10, 90-924 Lodz, Poland

autor

Papiewska A.

• Institute of Chemical Technology of Food, Lodz University of Technology, Stefanowskiego 4/10, 90-924 Lodz, Poland

autor

Klewicki R.

• Institute of Chemical Technology of Food, Lodz University of Technology, Stefanowskiego 4/10, 90-924 Lodz, Poland

autor

Sojka M.

• Institute of Chemical Technology of Food, Lodz University of Technology, Stefanowskiego 4/10, 90-924 Lodz, Poland

autor

Klewicka E.

• Institute of Fermentation Technology and Microbiology, Lodz University of Technology, Wolczanska 171/173, 90-924 Lodz, Poland

Bibliografia

• Aachary A.A., Prapulla S.G., 2009. Value addition to spent osmotic sugar (SOS) by enzymatic conversion to fructooligosaccharides (FOS), a low calorie prebiotic. Innov. Food Sci. Emerging. Technol. 10, 284-288.
• Bames J.S., Nguyen H.P., Shen S., Schug K.A., 2009. General method for extraction of blueberry anthocyanins and Identification using high performance liąuid chromatography-electrospray ionization-ion trap-time of flight-mass spektrometry. J. Chromatogr. A, 1216, 4728-4735.
• Brownmiller C., Howard L.R., Prior R.L., 2008. Processing and storage effects on monomeric anthocyanins, percent polymeric color, and antioxidant capacity of processed blueberry products. J. Food Sci. 73, H72-H79.
• Castrejón A.D.R., Eichholz I., Rohn S., Kroh L.W., Huyskens-Keil S., 2008. Phenolic profile and antioxidant activity of highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) during fruit maturation and ripening. Food. Chem. 109, 564-572.
• Dalla Rosa M.D., Giroux F., 2001. Osmotic treatments (OT) and problems related to the solution management. J. Food Eng. 49, 223-236.
• Garcia A.S., Park J.H., Jeong H.J., Park Y.M., Chung K.M., Lee J.H., 2009. Wine production using osmotic solution from dried mango process. Food Eng. Progress 13, 130-137.
• Hakkinen S.H., Torronen A.R., 2000. Content of flavonols and selected phenolic acids in strawberries and Vaccinium species: influence of cultivar, cultivation site and technique. Food Res. Int. 33, 517-524.
• Kalt W., McDonald J.E., Ricker R.D., Lu X., 1999. Anthocyanin content and profile within and among blueberry species. Can. J. Plant Sci. 79, 617-623.
• Klopotek Y., Otto K., Bhm V., 2005. Processing strawberries to different products alters contents of vitamin C, total phenolics, total anthocyanins, and antioxidant capacity. J. Agric. Food Chem. 53, 5640-5646.
• Krupa T., Tomala K., 2007. Antioxidant capacity, anthocyanin content profile in ‘Bluecrop’ blueberry fruit. Veg. CropsRes. Buli. 66,129-141.
• Kucner A., Klewicki R., Sójka M., 2012. The influence of selected osmotic dehydration and pretreatment parameters on dry matter and polyphenols content in highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) fruits. Food Bio- proc. Technol. 6, 2031-2047.
• Lohachoompol V., Mulholland M., Srzednicki G., Craske J., 2008. Determination of anthocyanins in various cultivars of highbush and rabbiteye blueberries. Food Chem. 111,249-254.
• Lewicki P.P., Lenart A., 2006. Osmotic dehydration of fruits and vegetables. In: Handbook of industrial drying-3. Ed. A.S. Mujumdar. Taylor and Francis, 665-688.
• Łata B., Trąpczyńska A., Mike A., 2005. Effect of cultivar and harvest date on thiols, ascorbate and phenolic compounds content in blueberries. Acta Sci. Pol., Hort. Cult. 4,163-171.
• Petti S., Scully C., 2009. Polyphenols, oral health and disease: a review. J. Dent. 37,413-423.
• Sapata M.L., Ferreira A., Andrada L., Leitão A.E., Candeias M., 2009. Osmotic dehydration of mandarins: Influence of reutilized osmotic agent on behaviour and product quality. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 8, 23-35.
• Singleton V.L., Rossi J.A., 1965. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybolic - phosphotungstic acid reagents. Am. J. Enol. Vitic. 16, 144-158.
• Ścibisz I., Mitek M., 2006. Antioxidant activity and phenolics compound capacity in dried highbush blueberries (Yaccinium corymbosum L.). Żywn. Technol. Jakość 46, 68-76.
• Ścibisz 1., Kalisz S., Mitek M., 2010. Thermal degradation of anthocyanins in blueberry fruit. Żywn. Technol. Jakość 72, 56-66.
• Torreggiani D., Bertolo G., 2001. Osmotic pretreatments in fmit processing: Chemical, physical, and structural effects. J. Food Eng. 49, 247-253.
• Uczciwek M., Piasecka E., Klewicki R., Konopacka D., Mieszczakowska-Frjc M., Bonazzi C., 2011. Content of selected nutrients in sour cherries, blackcurrants and apples osmodehydrated in reused fructooligosaccharide concentrate. Ital. J. Food Sci. 23, 270-278.
• Wu X., Prior R.L., 2005. Systematic identification and characterization of anthocyanins by HPLC-ESI-MS/MS in common foods in the United States: fruits and berries. J. Agric. Food Chem. 53, 2589-2599.
• Valdez-Fragoso A., Mujica-Paz H., Giroux F., Welti-Chanes J., 2002. Reuse of sucrose syrup in pilot-scale osmotic dehydration of apple cubes. J. Food Proc. Eng. 25, 125-139.
• You Q., Wang B., Chen F., Huang Z., Wang X., Luo P.G., 2011. Comparison of anthocyanins and phenolics in organically and convenlionally grown blueberries in selected cultivars. Food Chem. 125, 201-208.

Uwagi

Rekord w opracowaniu