Efectul Inhibitor al Extractelor de Tarate de Orez Si Compusii Sai Fenolici

Efectul inhibitor al extractelor de tarate de orez si compusii sai fenolici, activitatea polifenol oxidazelor si brunificarea pireului de cartof si mar

Introducere:

Reactia de brunificare este cunoscuta ca principala problema la prelucrarea fructelor si legumelor, datorita polifenol oxidazelor, care catalizeaza oxidarea compusilor fenolici conferind o culoare inchisa a pigmentilor. Procesul de brunificare duce la scaderea continutului nutritional si la aparitia unor arome nedorite. Reactia de brunificare limiteaza termenul de valabilitate a produselor. Pe parcursul anilor mai multi inhibitori chimici au fost evaluate, datorita activitatii lor asupra polifenol oxidazelor, sulfitii sunt printre cele mai eficiente. Utilizarea sulfiților în acest scop a fost restricționată de U.S. Food and Drug Administration din cauza efectelor negative asupra sănătății In ultimii ani a crescut interesul pentru gasirea a unor agenti inhibitori naturali. Exemple de inhibitori naturali date de cercetatori: sucul de ananas, ceapa, ceai verde.

Orezul reprezinta una dintre cele mai importante alimente din dieta oamenilor, in special in tarile din Asia. Tarata de orez, produsul secundar al procesului de macinare a orezului, este o sursa buna de fitochimicale si compusi antioxidanti, cum ar fi: orizanol, tocoferoli, fitosteroli, tocotrienol, scualen, policosanoli, acidul fitic, acidul ferulic, inozitol, hexafosfat. Se comercializeaza si sub forma degresata: uleiul de tarate este o sursa buna de acid fitic, inozitol și vitamina B. La obtinerea uleiului din tarata de orez sub influenta tratamentului termic scade continutul de compusi fenolici. Tarata de orez degresat mai contine si compusi antioxidanti, de exemplu: orizanol, tocols și acid ferulic. Anterior, din cele prezentate reiese faptul ca tarata de orez si tarata degresata comercial ar putea inhiba brunificarea enzimatica la cartof. Tarate de orez și tărâțe de orez degresată comercial sunt ieftine, valoroase produse secundare care conțin concentrații mari de componente nutritive cu o durată de viață mai lungă decât produsele vegetale. Ei, de asemenea oferă o oportunitate pentru utilizarea ca supliment alimentar în produse pentru a spori valoarea lor nutritivă.

Prin uramare, obiectivul lucrarii a fost de a investiga efectul inhibitor al taratei de orez degresat si a compusii sai fenolici asupra polifenol oxidazelor si a procesului de brunificare a pireului de cartof si mar.

Materiale si metode

Materiale si produse chimice

Tarata de orez complet degresata se obtine prin macinarea soiului de orez Oryza sativa L. CV. Khao Dawk Mali-105, si tarata de orez comerical degresata de la Patum Rice Mill and Granary Public Co. Ltd., Thailand. Potatoes (Solanum tuberosum L.) and ‘Fuji’ apple (Malus domestica, Borkh.) au fost achiziționate de la piata locala din Bangkok, Thailanda. Catecolul, acidul ascorbic, acidul citric, metabisulfitul de sodiu (SMS) și acid protocatechuic au fost obținute de la Sigma Chemical Co. (St. Louis. MO, USA). Acidul vanillic, acidul p-cumaric, acidul ferulic și acidul sinapic au fost obtinute de la Fluka Chemika, USA.

Prepararea extractului de tarata de orez

Tarata de orez integral degresată sau degresata comercial (100 g) a fost măcinat si trecut printr-o sita cu ochiuri de 50, apoi omogenizat cu apa distilata ( 300 ml pentru tarata degresata si 400 ml pentru tarata degresata comercial), utilizand un agitator suspendat la 700 rpm , 40 grade C, 30 minute. Omogenizatorul a fost apoi centrifugat la 8000xg timp de 20 minute la 20 grade C. Supernatantul obtinut dupa centrifugare se filtreaza printr-o panza, se codifica RBE ( extract de tarata de orez complet degresat) si CDRBE (extract de tarata de orez comercial degresat). RBE și CDRBE au fost evaluate pentru efect inhibitor asupra brunificarii la piure de cartof si mar de cartofi și piure de mere.

Studiul: Inhibarea activitatii PPO

Prepararea PPO

Cincizeci de grame de cartofi sau mere au fost omogenizate timp de 30 s cu 50 ml solutie de tampon de sodiu rece 0,1 M fosfat (pH 7,0, 4 grade C) conținând 10,0 g / l polivinilpirolidona și 5,0 g / l Triton X-100. Solutia astfel obtinuta a fost centrifugata timp de 30 minute (4 grade C) la 8000xg (Sorvall RC 5 C Frigorifică Centrifuga, Du Pont, Newtown, CT). Supernatantul a fost colectat și depozitat la -30 grade C pentru utilizare ca enzimă PPO.

Inhibarea activitatii PPO

Activitatea PPO la cartof sau mare a fost determinata cu un spectofotometru (Cecil

instrument model CE 292, Cambridge, UK) prin masurarea cresterii absorbantei la 420 nm la 25 grade C. 0,1 ml enzimă s-a adăugat la amestec care conține 0,9 ml de 0,05 M solutie tampon fosfat de sodiu la pH 7.0, 1 ml de 0,2 M substrat catecol, soluție tampon fosfat de sodiu 0,05 M la pH 7.0 și 1 ml de RBE sau CDRBE ca un inhibitor.

Toate determinările se repata de 3 ori.

Determinarea brunificarii a pireului de cartof si mar

Cartoful (marul) a fost curatat si RB, CDRBE sau apa distilata la 1:1 (w/w) (g/g) ratio for 20s la temperatura camerei. Parametrele la culoare L*, a* si b* au fost masurate cu spectofotometru (CM-3500D, Minolta, Osaka, Japonia) la 0, 1, 2, 3, 4, 5 și 6 ore după depozitare la temperatura camerei.

Analiza HPLC

Pregatirea probei

Proba de extract de tarate a fost centrifugat la 10.000xg(20 grade C) timp de 20 minute. Supernatantul se filtreaza printr-un filtru cu membrana de 0.45 µm (Ø 47 mm, Vertipore, Bangkok, Tailanda) si solutia astfel obtinuta a fost apoi supusa in continuare extracției în fază solidă (SPE) folosind un Sep-Pac Vac 3 ml (500 mg) cartuș (Waters, Milford, MA, USA) după metoda modificată a lui Tian, Nakamura, Cui, și Kayahara (2005); primul cartuș a fost precondiționat prin trecerea 3 ml de metanol și 6 ml de apă acidulată (pH = 2,72 cu acid acetic 1%). Apoi, 1,5 ml extract din tarata de orez a fost încărcat. Inainte de incarcare, cartușul a fost spălată cu 3 ml de acid apă-metanol (9: 1, v / v) și apoi compușii fenolici au fost eluate cu 1,5 ml de acid apă-metanol (1: 9, v / v). Această din ultima fracție a fost colectată și filtrată printr-un filtru cu membrană de 0,45 µm, înainte de analiza prin HPLC.

Analiza HPLC

Sistemul HPLC cpnsta intr-un cromatograf de lichid seria 1100 Agilent, echipat cu un detector (dioda). Coloana utilizată a fost SB-C18 (4,6 mm la 100 mm; Agilent, Santa Clara, CA, Statele Unite ale Americii). Isocratic elution with the solvent system, 1% acetic acid (v/v): acetonitrile (91:9, v/v) was used at a flow rate of 1 mL/min. Eluare izocratică cu solventi: acidul acetic 1% (v / v): acetonitril (91: 9, v / v) a fost utilizată la un debit de 1 mL/min. Acidul protocatecuic și acidul vanillic au fost monitorizate la 280 nm, și acid p-cumaric, acid ferulic și acid sinapic au fost la fel monitorizate la 325 nm. Au fost identificați compuși fenolici potrivind timpul de retenție și spectrul de absorbție UV în raport cu standardele ale acidului protocatecuic, acidul vanilic, acid p-cumaric, acidul ferulic și acidul sinapic. Pentru analiza cantitativă curba a fost generata prin reprezentarea grafică a fiecărei standard, cu cinci diluții variind de la 4 la 20 mg / ml. 2

Analiza statistica

Analizele statistice au fost realizate cu ajutorul SPSS versiunea 12.0 (SPSS Inc., Chicago, Illinois, Statele Unite ale Americii). Diferente semnificative statistic de Datele au fost evaluate utilizând analiza unidirecțională a varianței pentru a observa diferenta semnificativa. Diferențe semnificative (p 6 0,05) între diferite tratamente au fost detectate prin utilizarea mai multor teste din gama Duncan.

Rezultate si discutii

Eficacitatea extractului de tărâțe de orez la inhibarea brunificarii enzimatice la pirure de cartofi și mere

Valorile L*, a* si b* la pireul de cartof si mar s-au amestecat cu RBE, CDRBE si DW dupa o depozitare timp de 1-6 h la 25 grade C sunt prezentate in Fig. 1. In general, intensificarea culorii „ brun” la fructe si legume se explica prin scaderea valorii L* si de cresterea valorii a*. Rezultatele semnifica faptul că valorile L* la cartofi și piure de mar pentru toate tratamentele au scăzut cu timpul; insă modificările valorilor L* de piure de cartofi și mar tratate cu ambele extracte au prezentat valori semnificativ mai mari decât la L* care a fost tratat cu DW de-a lungul timpului de stocare (p ≤0,05). Piure de cartofi și mar tratati cu RBE au arătat cea mai mică culoare „brun” comparativ cu altele (p ≤0,05). Valoarea a* la cartofi și mar tratate cu RBE a fost semnificativ mai mic decât la probele tratate cu CDRBE și DW pe tot parcursul timpului de stocare (P ≤0,05). Valoarea b* la probele tratate cu RBE a fost semnificativ

mai mare decât la probele tratați cu CDRBE și DW (P ≤ 0,05), în timp ce valoarea b* la piure de mar tratat cu RBE a fost similar cu celelalte tratamente. RBE a arătat ce mai puternic efect inhibitor asupra brunificarii in cazul cartofului si marului.

Efectul inhibator al RBE si CDRBE asupra activitatii PPO la cartof si mar este prezentat in tabelul 1. RBE a fost un inhibitor semnificativ mult mai bun decat CDRBE la ambele probe utilizate. In plus, RBE si CDRBE a fost un inhibator mai mult la cartof decat la mar. Pe baza studiului facut in 2012, RBE ar putea inhiba PPO la cartof mai mult decat la banana. Boonsiripiphat și Theerakulkait (2009) a studiat condițiile optime pentru extracția de tărâțe de orez prin evaluarea capacității acestora de a inhiba brunificarea enzimatică în cartof, eficacitatea extractului de tărâțe de orez în inhibarea brunificarii creste in functie de continutul de compusii fenolici. Roldán, Sánchez-Moreno, Ancos, and Cano (2008) evaluated the effect of the processing and stabilization treatment on the bioactive composition, antioxidant activity and avocado PPO enzyme inhibition capacity of onion and found that the high total phenolic content was positively related to high antioxidant activity and offered better antibrowning in avocado.

Eficacitatea compușilor fenolici din extractul de tărâțe de orez ca inhibator al PPO la cartofi și mar

Compușii fenolici din RBE și CDRBE (acidul protocatecuic, acidul vanillic, acidul p-cumaric, acid ferulic și acid sinapic) au fost masurate prin analiza HPLC; o cromatogramă este prezentată în Fig. 2. Concentrația fiecărui compus fenolic în RBE și CDRBE este prezentată în tabelul 1.

In RBE a fost acidul ferulic, urmat de acid sinapic, în timp ce în CDRBE a fost acid p-cumaric, urmat de acidul vanillic. Acidul protocatecuic a fost găsit doar în CDRBE. Butsat și Siriamornpun (2010) au observat ca cea mai mare cantitate de acizi fenolici se găseste în tărâțe de orez : pe primul loc acidul ferulic, urmat de p-cumaric acid. Chan, Khong, Iqbal, și Ismail (2013) a raportat că cele mai importante compuși fenolici găsiti în tărâța de orez degresat sunt: acidul clorogenic și acidul p-cumaric, în timp ce acidul ferulic nu a fost detectat. Acest lucru se explica prin faptul ca temperatura ridicată pe perioada a schimbat conținutul de compuși fenolici.

Așa cum se vede în tabelele 2 și 3, compușii fenolici detectate în RBE și CDRBE erau preparate la aceeași concentrație ca și în cazul RBE și CDRBE . Rezultatele ne arata că acidul ferulic în RBE și acidul p-cumaric în CDRBE sunt inhibitori eficienți la cartof si mar. Amestecul compușilor fenolici din RBE și CDRBE au prezentat un efect inhibitor. Activitatea amestecului a fost mai mică decât a RBE sau CDRBE . Aceste rezultate seminifica faptul că celelalte componente din aceste extracte, cum ar fi peptidele și aminoacizii, ar putea fi implicate in brunificarea enzimatica la RBE sau CDRBE. Proteinele, peptidele și aminoacizii din tărâța de orez au fost subliniate pentru activitatea antioxidantă (Chanput, Theerakulkait, & Nakai, 2009) și PPO inhibator (Kubglomsong & Theerakulkait, 2014).

Compararea compusilor fenolici extrasi din tarata de orez cu alt agenti pentru combaterea brunificarii

Efectul compusilor fenolici extrasi din tarata de orez comparativ cu alti agenti este reprezentat in Fig. 3. Compararea activitatii:

SMS > acidul ascorbic >acidul p-coumaric > acidul protocatechuic = acidul ferulic> acidul vanillic >acidul sinapic = acidul citric