Consumul de Fructe

CUPRINS

INTRODUCERE 2

PARTEA I –STUDIU BIBLIOGRAFIC 3

1.Fructele 3

1.1.Compoziția chimică a fructelor 3

1.2.Clasificarea fructelor 7

1.3.Transformări care au loc în timpul creșterii, maturării și păstrării fructelor 8

1.4.Vitaminele în procesarea alimentelor 12

1.5. Prevenirea pierderilor de vitamine în timpul prelucrării alimentelor 14

2.Antioxidanții din fructe 15

2.1.Vitamina C 16

2.2. Compușii polifenolici 18

2.3. Flavonoide 18

2.4. Antociani 19

PARTEA II – CONTRIBUTII PROPRII 21

3. Scopul lucrării 21

4. Materiale analizate 21

4.1. Afine 21

4.2. Murul 22

4.3 Cătina alba 23

5. Metode de analiză 26

5.1. Determinarea conținutului în vitamin C 26

5.2. Determinarea conținutului în compuși polifenolici totali 27

5.3. Determinarea conținutului în flavonoide totale 28

5.4. Determinarea conținutului de antocianilor monomerici 28

6. Rezultate și discuții 30

6.1. Determinarea conținutului de vitamin C 30

6.2. Determinarea conținutului de polifenoli totali 31

6.3. Determinarea conținutului de flavonoide 33

6.4. Determinarea conținutului de antociani 36

7. Concluzii 39

BIBLIOGRAFIE 40

INTRODUCERE

Fructele și legumele, cu unele excepții, nu sunt surse bogate în energie deoarece conțin o cantitate relativ mică de glucide, lipide, și proteine, în schimb datorită conținutului bogat de săruri minerale, vitamine, substanțe fitochimice (pigmenți, substanțe organice sulfurice, acizi fenolici, taninuri, hormoni, fitoncide, chinone, uleiuri eterice, betaine, alcaloizi, glicozizi, etc) și enzime aceste produse sunt un adevărat izvor de sănătate (Banu și colab, 2011).

Populația trebuie educată să consume cât mai multe fructe și legume proaspete sau într-o formă de conservare care să nu reducă conținutul în acești compuși valoroși.

Fructele sunt considerate în general ca alimente funcționale deoarece conțin una sau mai multe substanțe cu rol de reducere a riscului unei boli sau a unei funcțiuni a organismului ( Banu C., 2010).

Fructele sunt deosebit de importante în alimentație deoarece:

ajută la metabolizarea produselor alimentare de origine animală, datorită conținutului în enzime;

conțin substanțe nutritive și substanțe biologic active și astfel unt adjunvanți ai tratamentelor medicale

au un efect „alcalinizant”

Pornind de la aceste considerente, în prezenta lucrare am ales să studiem conținutul în produși secundari de metabolism în câteva fructe de pădure – afine, mure și cătină – în condițiile conservării prin congelare.

PARTEA I –STUDIU BIBLIOGRAFIC

1.Fructele

1.1.Compoziția chimică a fructelor

Fructele au un rol important în alimentația sănătoasă a omului. Fructele sunt bogate în fibre și sărace în calorii, conțin o cantitate mare de apă, constituie una din cele mai importante surse de vitamine și săruri minerale.

Ele conțin în medie: apă (80-90%), glucide (9-12%), proteine (0,3-1,0; 14,5% la nuci), lipide (0,2-0,4; 62,5% la nuci), săruri minerale (0,3-2,0%), acizi liberi (acid citric, ascorbic, malic, tartric); arome, enzime și cantități mari de vitamine (Socaciu, 2003).

In organism fructele au rol deosebit, contribuind la realizarea în bune condiții a proceselor metabolice și la menținerea sănătății. Ele asigurӑ cea mai mare parte a necesarului de vitamine, antioxidanți și sӑruri minelrale (macroși microelemente). Rolul fructelor în organism se caracterizează prin:

– acțiune alcalinizantă rezultă prin arderea acizilor organici cu formare de carbonați alcalini și baze;

– acțiune mineralizantă, datorită conținutului în substanțe minerale; de aceea se indica în anemii, decalcifieri, etc.;

– acțiune vitaminizantă, prin aportul crescut în vitamine.

Glucidele: în fructe și legume se găsesc toate tipurile de glucide, monoglucide, oligoglucide, poliglucide. Dintre monoglucide predomină pentozele, și hexozele, care se găsesc sub formă de poliglucide și mai rar sub formă liberă. Fructoza și glucoza care se găsește liberă este principalul substrat respirator. Pe lângӑ acestea ca monoglucide mai apar: arabinoza, ramnoza, xiloza, manoza, galactoza, etc.

Dintr oligoglucide cea mai bine reprezentatӑ este zaharoza, matoza, trehaloza, celobioza, lactoza, rafinoza,

Unele poliglucide cum ar fi arabanii și xilanii, contribuie la formarea membranelor celulare. Dintre poliglucidele de rezervă amidonul se găsește mai des în legume decât în fructe. Pe măsura coacerii amidonul se transformă în glucide solubile.

Dintre heteropoliglucide în cantitate mare se găsesc pectinele cu rol în sudarea membranelor celulare între ele și în reglarea apei.

Lipidele: se găsesc în cantitate redusă (0,1-0,5%) cu unele excepții – avocado (10%), nuci, alune (40-50%). Au rol important în păstrarea și conservarea fructelor. In cantitate mare se găsesc în sâmburi și semințe, de unde se pot obține prin extragere.

Lipidele din compoziția fructelor pot fi: lipide simple, respectiv gliceride, sau lipide complexe – glicolipide, fosfolipide, steroli, etc (Hajos, 2008).

Uleiurile eterice se gӑsesc în cantitӑți mari – terpenoide si triterpene.

Uleiurile volatile se pot acumula în toate organele plantei, însă în cantități diferite.Astfel le putem întâlni in: rădăcini, frunze, flori, fructe, lemnul tulpinilor sau in scoarța. Conținutul în uleiuri volatile ale plantelor se situează de cele mai multe ori sub 1%, rareori putând atinge 15% sau chiar mai mult, in produsul uscat al unor plante.

Denumirea de plante aromatice este atribuita acelor specii care conțin o cantitate mai mare de ulei volatil (cel puțin 0.1-0.2%), care au un miros suficient de perceptibil sau care se pretează unei exploatări rentabile economic.

Ceridele, cutina și suberina – Sunt esteri ai acizilor grași cu alcooli superiori, saturați sau nesaturați. Predomină în regnul vegetal dar se găsesc și în regnul animal. Cerurile vegetale sunt secreții naturale cu rol protector mecanic. Ele se află sub forma unui strat subțire de cutină, la suprafața frunzelor, tulpinilor, florilor și fructelor,împiedică pierderile mari de apă și transpirație, zbârcirea fructelor, protejează plantele împotriva excesului de umiditate, a acțiunii luminii, a atacului microbian.

Ceridele sunt substanțe alb-gălbui, unsuroase, solubile în solvenți organici și insolubile în apă. Au puncte de topire mai mari decât gliceridele și anume 50-80°C. Nu formează acroleină prin deshidratare.

Compuși cu azo: Fructele au un conținut mai scăzut de proteine, în schimb conțin aminoacizi liberi. Dintre fructele bogate în aminoacizi amintim: ananas, struguri, lămâie, prune, zmeură, cireșe, etc.

Aminoacizii prezenți în cantitate mare in fructele coapte sunt: asparagina, acidul aspartic, acidul glutamic, serina, alanina, iar în cantitӑți ai mici în mere și pere se gӑsește hidroximetil prolina, iar în struguri – prolina.

Fructele sunt bogate în amine alifatice și aromatice cum ar fi: metil, etil, butil – aminespermint, spermidina, dopaminӑ, tiramina, etc.

Enzimele: cele mai des întâlnite enzime sunt: proteinaze vegetale, lipaze, oxido- reductaze, amilaze, etc. Proteinazele vegetale (papaina, bromelina, ficina) determină hidroliza substanțelor proteice și au un rol important în industria alimentară pentru accelerarea procesului de maturare a cărnii, în industria berii, etc.

Unele enzime din compoziția fructelor pot avea efect negativ asupra calitӑții acestora, mai ales în perioada de pӑstrare. Astfel de enzime sunt – polifenoloxidaze, lipooxigenaze, ascorbatoxigenaza, enzime pectolitice, etc.

Vitaminele: se găsesc în cantitate mare și din toate categoriile, în special cele hidrosolubile de genul vitaminei C, B1 și B2; în cantități puțin mai reduse se găsesc vitaminele liposolubile, acestea aflându-se mai ales în fructele oleaginoase ca de exemplu: migdale, nuci și măsline. Alte fructe ca lămâia, portocalele, mandarinele, migdalele, nucile și caisele, au cantități reprezentative de vitamina A, mai ales sub formă de provitamină de genul carotenului. Tocoferolii, vitamina B6, nicotinamida, acidul folic, biotina și vitamina K1 se găsesc deasemenea în fructe, în diferite cantităti.

Sărurile minerale: conținutul în aceste substante depinde de specie, dar și de factorii pedoclimatici. Dintre minerale mai importante mintim: potasiu, calciu, magneziu, fier, sodiu, mangan, cupru, zinc, fluor, iod, fosfor, clor, etc.

Produși secundari de metabolism: In organismele vii se desfășoară în permanență o serie de transformări biochimice în prezența enzimelor, având ca rezultat sinteza și descompunerea substanțelor care intră în compoziția acestora. Totalitatea acestor procese formează metabolismul primar iar compușii formați (glucide, lipide, proteine) se numesc, metaboliți primari. Pe lângă acești metaboliți primari, cu rol important în menținerea viabilității organismelor, se formează și o serie de compuși care poartă denumirea de metaboliți secundari. Produșii secundari de metabolism fac parte din clasa compușîlor naturali. aceste substanțe sunt distribuite în special în organismele vegetale, dar într-o măsură mai mică și în cele de origine animală și în diverse microorganisme și au un rol important în industria alimentară, farmaceutică, agricultură, cosmetică, etc (Neamțu, 1997).

Termenul de “secundari” introdus de Kossel în 1891, implică faptul că în timp ce metaboliții primari sunt prezenți în fiecare celulă vie capabilă de diviziune, metaboliții secundari sunt prezenți numai incidental, și nu sunt de importanță vitală pentru viața plantelor.

In plante a fost descrisă o varietate mare de metaboliți secundari, numărul acestora se ridică la mai mult de 100.000, cuprinzând reprezentanți ai principalelor clase de compuși organici: hidrocarburi alifatice, aromatice, și heterociclice; schelete unice de atomi de carbon împreună cu o multitudinea de grupuri funcționale.

Metaboliții secundari sunt prezenți în special în organismele vegetale, prezintă specificitate de organ sau de țesut, pot fi identificați într-un anumit stadiu al creșterii și dezvoltării în cadrul unei specii, sau pot fi activați pe parcursul perioadelor de stres. Astfel de substanțe sunt (Purcarea, 2008):

– Acizii organici: succinic, malic, tartric, salicilic, formic, citric, salicilic, shikimic, clorogenic, etc. influențează proprietățile organoleptice ale fructelor și procesele de conservare ale acestora care sunt metabolizați și transformați în organism în carbonați alcalini.

– Acizi fenolici: acidul benzoic, cinamic, ferulic, cafeic, galic, sinapic, vanilic, siringic, etc.

– Compuși fenolici – catechine (3- flavanoli, flavonoie, flavanone, flavone, antocianidine)

– Taninurile – participӑ la gustul astringent al fructelor. Sunt esteri ai acidului galic cu glucidele sau produși de condensare ai 3-hidroxiflavonelor; taninurile se cumuleazӑ în perioada de creștere și scad în timpul maturӑrii și pӑstrӑrii fructelor.

– Uleiurile eterice și compuși de aromӑ – în compoziția lor intrӑ hidrocarburi alifatice, alcooli, fenoli, esteri, terpene, lactone;

– Pigmentii – clorofilieni, carotenoidici, flavonoide, antociani,

– Alcaloizii

– Fitohormoni

Acești compuși au rol în determinarea gustului și mirosului, au acțiune bactericidă, fungicidă și vitaminică.

Plantele sunt supuse multor stresuri biotice și abiotice. Fiind organisme imobile, autotrofe sunt foarte dependente de condițiile de mediu. Ele trebuie adeseori să se adapteze foarte repede la schimbările externe ale factorilor de mediu. Această reactivitate nu poate fi obținută numai prin răspunsuri pe termen lung, ce implică sinteza de proteine, ci necesită și reglarea imediată și rapidă. Faptul că ele pot face această reglare se datorează, cel puțin în parte, faptului că au un sistem enzimatic eficient de detoxificare. Protecția poate fi realizată de metaboliți secundari.

Regnul vegetal este cunoscut ca principalul furnizor de compuși fitochimici – fitonutrienți

– utilizați în diferite ramuri industriale cum sunt cele ale produselor farmaceutice, alimentare, cosmetice, agrochimice. Plantele constituie surse de neînlocuit pentru uleiuri industriale (volatile și fixe), arome, parfumuri, rășini, gume hidrocoloidale, saponine și alți surfactanți, coloranți, pesticide, cauciuc natural, substanțe medicamentoase și mulți alți compuși speciali

Căile metabolice prin care se sintetizează compușii naturali în organismele vii cu ajutorul enzimelor, sunt definite ca termenul de biogeneză sau biosinteză.

Biosinteza tuturor compușilor naturali începe cu CO2, H2O și azotul din aer. Din aceste substanțe prin fotosinteză se formează glucoza, care reprezintă substanța cheie pentru biosinteza compușilor naturali și de la ea derivă substanțe cheie în metabolism, deci există o corelație între metaboliții primari, și cei secundari, care derivă în totalitate sau parțial din metaboliții primari.

Cercetările care se referă la biosinteza compușilor naturali sunt foarte importante. De exemplu biosinteza principiilor active în plantele medicinale este importantă în lucrările de ameliorare a acestor plante pentru a dirija metabolismul acestora în vederea creșterii conținutului în principii active. Se urmărește nivelul biosintezei în timpul perioadei de vegetație pentru a determina momentul optim de recoltare. Metabolizarea principiilor active trebuie cunoscută pentru a lua cele mai bune măsuri în timpul recoltării, prelucrării și conservării produselor, pentru a avea conținutul optim din acești compuși.

1.2.Clasificarea fructelor

Fructele se clasifică după mai multe criterii, care depind de structură, gust, aromă, etc

(Gherghi și colab., 1980).

a. După strructură

– fructe semințoase (bace false), care sunt cărnoase, au semințele închise în compartimente cu pereți pergamentoși (mere, pere, gutui, citrice);

– fructe sâmburoase (drupe), caracterizate prin pulpa suculentă și sâmbure tare care închide în interior sămânța (caise, prune, piersici, visine, cirese, etc.);

– fructele arbuștilor și semiarbuștilor fructiferi (bace adevărate și false), care au pulpa zemoasă, suculentă și cu semințe mici răspândite în pulpa fructului (fragi, căpșuni, zmeură, smochine, coacăze, agrișe și afine);

– fructe nucifere, formate numai din endocarp și semințe, deoarece mezocarpul se desprinde înainte de recoltare. Din această grupă fac parte: nucile, alunele, migdalele, fisticul, arahidele.

b.După gust și aromă

– citrice (lămâi, portocale, mandarine, grapefruit);

– acidulate (mere, pere, caise, prune, piersici, vișine, cireșe, fragi, căpșuni, zmeură,

mure);

– astringente (gutui, coarne, afine);

– zaharoase amidonoase (banane, castane);

– uleioase (nuci, alune, migdale, arahide, fistic);

c.După conținutul în substanțe nutritive

– fructe zaharate sau cărnoase, caracterizate prin conținut mare în apă (75-90%), în glucide (glucoză, fructoză, zaharoză, celuloză) și sărace în lipide și protide. Aceste fructe mai conțin substanțe pectice (proprietate de a forma jeleuri), acizi organici (malic, tartic și citric), săruri minerale (sodiu, potasiu, calciu, fosfor, fier asimilabil, iod, etc.), vitamine hidrosolubile în special B1, B2, C (citrice);

– fructe amilacee, bogate în amidon și sărace în zahăr (banane, castane);

– fructe oleaginoase, cu un conținut mare de lipide și conținut redus de apă și glucide (nuci, alune, arahide, migdale).

1.3.Transformări care au loc în timpul creșterii, maturării și păstrării fructelor

In timpul creșterii, maturării și păstrării, legumele și fructele suferă o serie de modificări de natură fizică, biochimică, microbiologică.

Dintre modificările fizice cea mai importantă este pierderea apei datorită evaporării ceea ce duce la scăderea greutății și la o deshidratare superficială (zbârcire), cu implicații negative asupra calității acestora.

Depozitarea îndelungată poate duce la apariția unor procese microbiologice nedorite. Factorii care determină intensitatea proceselor microbiologice sunt condițiile de păstrare, sistemul de depozitare, calitatea igienico-sanitară a ambalajelor.

In cele ce urmează sunt prezentate principalele transformări biochimice care au loc în legume și fructe în timpul coacerii, îmbătrânirii și păstrării.

In faza de creștere și maturare predomină procesele de sinteză în defavoarea celor de degradare. După recoltare iau amploare procesele de descompunere iar cele de sinteză se reduc in intensitate.

In faza de maturare au loc o serie de modificări:

– ale fermității prin descompunerea protopectinei,

– a culorii – datorită descompunerii pigmenților clorofilieni și a sintezei celor carotenoidici,

– a gustului – ca urmare a acumulării glucidelor dar și oxidării acizilor organici,

– a aromei -datorită formării substanțelor volatile.

a.Transformările ale glucidelor

Glucidele suferă transformări semnificative în timpul coacerii fructelor. Poliglucidele și oligoglucidele se transformă în monoglucide, care dau gustul dulce al fructelor și legumelor coapte. In cursul creșterii și maturării fructelor se produce o acumulare continuă de glucide.

In timpul coacerii are loc o hidroliză a substanțelor pectice (heteropoliglucide), conținutul de taninuri scade datorită unor degradări enzimatice ale acestora. Hemicelulozele se descompun, prin hidroliză în prezența hemicelulazelor, în monoglucide și acizi uronici. Concomitent cu degradarea hemicelulozelor are loc o diminuare a conținutului de celuloză, ceea ce contribuie la înmuierea fructelor coapte.

Conținutul total de glucide scade odată cu îmbătrânirea plantelor. Modificări mai puțin importante se petrec în cazul poliglucidelor de rezervă și mai ales la cele de susținere.

Odată cu îmbătrânirea crește conținutul de substanțe incrustante (lignină, suber, ceruri, etc) care însoțesc celuloza.

In timpul păstrării, prin respirație se consumă glucide, acizi organici, substanțe organice și alți compuși chimici. Se produc schimbări în ceea ce privește raportul dintre diferite substanțe, cum ar fi reducerea cantității de amidon și creșterea conținutului de glucide solubile. Transformări importante suferă și substanțele pectice și anume protopectina se transformă în pectine solubile și acestea se descompun în substanțele componente. Are loc hidroliza taninurilor și o oxidare a acestora, ceea ce duce la o micșorare a astringenței lor.

Modificarea coținutului glucidelor din fructe este corelată cu valoarea comercială a acestor produse. Astfel în timpul creșterii și maturării conținutul în glucide crește pe când în timpul depozitării acesta scade, determinând scăderea valorii energetice și a fermității texturale. Din aceste motive în timpul valorificării produselor vegetale trebuie folosite procedee care să inhibe procesele biochimice pentru a asigura păstrarea calității acestor produse o perioadă cât mai mare de timp.

b.Transformările lipidelor

La majoritatea fructelor se produce o ușoară creștere a cantității de lipide în timpul coacerii. De obicei fructele au un conținut scăzut de lipide.

In perioada de îmbătrânire, conținutul total de lipide scade treptat. Se produce un dezechilibru între reacțiile de degradare și cele de biosinteză. Cel mai repede se degradează sulfolipidele și galactolipidele din cloroplaste iar cele din țesuturi se degradează mai greu.

In timpul păstrării se intensifică acțiunea lipoxidazei și astfel din acizii grași existenți în coaja fructelor se formează etilena, care grăbește coacerea acestora. Concomitent cu aceste transformări enzimatice au loc și degradări neenzimatice și anume râncezirea grăsimilor din alune și nuci, fenomen care poate fi frânat prin păstrarea produselor vegetale la temperaturi scăzute.

Prezența unui conținut ridicat de lipide și în special de ceară vegetală pe suprafața legumelor și fructelor este caracteristică pentru anumite soiuri, are rol important în menținerea calității pe parcursul procesului de valorificare, determinând menținerea turgescenței și a aspectului comercial al acestora.

c. Transformările proteinelor și aminoacizilor

Proteinele suferă o serie de modificări cantitative și calitative în cursul proceselor care au loc în perioada de creștere, maturare și valorificare a produselor vegetale. Biosinteza proteinelor este foarte intensă în faza de diviziune celulară, scade în timpul formării semințelor, după care are loc o nouă intensificarea a biosintezei proteice, până la maturitate.

In timpul coacerii se produce o mobilizare a aminoacizilor și o ușoară creștere a substanțelor proteice, în special în cazul nucilor, alunelor sau leguminoaselor.

In timpul îmbătrânirii conținutul de protide scade. In frunzele detașate are loc o acumulare de aminoacizi, proporțional cu degradarea substanțelor proteice. O parte din aminoacizii care rezultă din hidroliza proteinelor pot participa la biosinteza de noi molecule proteice. Cea mai mare cantitate de aminoacizi se degradează transformându-se în alte substanțe.

Declanșarea îmbătrânirii plantelor este determinată de declinul capacității de biosinteză a substanțelor proteice. In perioada de îmbătrânire se intensifică activitatea proteazelor intensificându-se proteoliza. In general se degradează mai repede proteinele globulare și mai încet cele fibrilare. In timpul păstrării fructelor are loc o scădere a conținutului de proteine prin oxidări și hidrolize.

Condițiile de păstrare ale fructelor trebuie să țină cont de caracteristicile lor biologice și de factorii de mediu care pot menține echilibrul între diferitele căi metabolice.

Pe lângă aceste transformări pot avea loc:

– reacția Maillard sau brunificarea neenzimatică;

– denaturarea proteinelor;

– proteoliza (hidroliza proteinelor sub acțiunea enzimelor).

d. Modificarea ale conținutului de enzime, vitamine, pigmenți și uleiuri volatile

Enzimele catalizează reacțiile biochimice care au loc în fructe. In perioada de creștere, maturare și păstrare are loc intensificarea activității unor enzime: lipoxigenaza, ribonucleaza, enzimele ciclului respirator–peroxidaza, catalaza, citocromoxidaza, polifenoloxidaza, etc.

In timpul perioadei de coacere, îmbătrânire și păstrare în produsele vegetale au loc modificări în conținutul vitaminelor și pigmenților. Coacerea și maturarea au ca rezultat biosinteza vitaminelor. De obicei conținutul maxim de vitamine se atinge în faza de maturitate de consum, fază după care conținutul în anumite vitamine, în special vitamina C scade, datorită oxidării acidului ascorbic în prezența oxidazelor.

Pe parcursul păstrării în fructele recoltate la maturitate, are loc diminuarea continuă a cantității de acid ascorbic, dependentă de specie, soi, temperatură de păstrare. Conținutul în vitaminele B este mai stabil și mai puțin afectat în condițiile păstrării la temperaturi scăzute. Conținutul de vitamine poate fi utilizat ca un indicator de calitate al produselor vegetale.

Modificarea conținutului în pigmenți în timpul creșterii, maturării și valorificării fructelor, este corelată cu modificarea culorii acestor porduse. Odată cu maturarea fructelor, are loc în majoritatea cazurilor descompunerea clorofilei. Acest proces este nedorit afectând calitatea produselor.

Modificarea conținutului în pigmenți carotenoidici depinde de specie, de temperatură, precum și de tipul de pigmenți carotenoidici (cei care conțin oxigen sunt mai puțin sensibili).

In timpul păstrării, după încheierea procesului de maturare, are loc oxidarea pigmenților carotenoidici și scăderea conținutului acestora.

Conținutul în pigmenți antocianici este în strânsă legătură cu prezența unor enzime, ca de exemplu antocianaza. In vișine, prune, sau mure această enzimă este activă în timpul fazei de creștere până în momentul declanșării procesului de maturare, când activitatea enzimei scade și are loc formarea culorii. Capacitatea de acumulare a pigmenților antocianici depinde de intensitatea luminii, temperatură, conținutul de azot în sol, etc.

Pentru păstrarea culorii produselor vegetale în timpul depozitării acestora este necesar să se păstreze condițiile optime de temperatură și umiditate relativă.

Formarea substanțelor volatile se intensifică în perioada de maturitate, iar în perioada de supramaturare și păstrare conținutul în aceste substanțe se reduce. Aceste substanțe au rol în formarea aromei produselor vegetale.

e. Transformări biochimice în timpul conservării fructelor

După recoltare în fructe au loc în continuare transformări biochimice care pot produce alterarea și deteriorarea acestora. Din acestt motiv fructele trebuie congelate rapid, imediat după recoltare la un grad maxim de maturitate.

In cazul fructelor enzimele sunt controlate utilizând compuși chimici care pot bloca reacțiile deteriorative. Cel mai des folosit compus este acidul ascorbic în stare pură sau sub forma unui amestec cu zahăr.

O altă categorie de transformări chimice care au loc în timpul congelării este dezvoltarea unui miros de rânced în timpul contactului produsului congelat cu aerul. Acest inconvenient se poate evita folosind un material de împachetare care să nu permită ca aerul să pătrundă în interiorul produsului.

Cele mai importante transformări sunt cele ale texturii fructelor congelate. Apa reprezintă în jur de 90% din compoziția majorității fructelor, și se găsește în interirul peretelui celular extrem de rigid, și asigură structura și textura produselor vegetale. A congela aceste produse vegetale înseamnă de fapt a congela apa. Cristalele de gheață pe care le formează apa în procesul de congelare, pot produce rupturi în peretele celular și astfel acesta este distrus și în consecință materialul vegetal după decongelare devine mai moale decât înainte de congelare. Aceste modificări nu sunt la fel de evidente în produsele care suferă un tratament termic după dezghețare.

Pentru a reduce degradarea peretelui celular se practică congelarea rapidă care duce la formarea unor cristale mici fine care vor afecta mult mai puțin structura peretelui celular decât cristalele mari formate în timpul congelării lente.

O congelare corectă este metoda de conservare care va afecta cel mai puțin conținutul produsului în substanțe nutritive.

Produsele congelate se depozitează la -18°C pentru o perioadă scurtă de timp și la temperaturi de până la -30°C pe durată mare. Chiar și respectând toate condițile descrise produsele congelate își pot modifica culoarea datorită oxidării pigmenților, proteinele se pot denatura iar amidonul suferă procesul de gelatinizare și umflare a granulelor.

1.4.Vitaminele în procesarea alimentelor

O importanță deosebită, pe durata transformărilor tehnologice ale materiilor prime în aliment, o prezintă conservarea vitaminelor și crearea condițiilor impuse de sensibilitatea diferită a vitaminelor la lumină, temperatură, pH, umiditate, etc.

Menținerea vitaminelor în alimente depinde de prelucrarea industrială, de depozitare și de prelucrarea culinară a materiilor prime agroalimentare. In majoritatea acestor procese vitaminele se pierd, dar sunt cazuri când în timpul prelucrării alimentelor unele vitamine se mențin sau chiar cresc cantitativ.

Pentru aprecierea conținutului de vitamine trebuie să ținem cont de pierderile efectuate, adică de faptul că vitaminele se schimbă și iau forma biologic inactivă sau o parte din ele trec în deșeuri neutilizabile pentru alimentația oamenilor.De exemplu: vitamina C se distruge prin fierbere, vitaminele A sunt sensibile la lumină și la oxigen, vitamina B este instabilă la temperatură, vitamina PP este instabilă în mediu alcalin dar stabilă la temperatură.

Se pot menționa pierderi de vitamine :

– prin măcinarea cerealelor, astfel 50-60% din conținutul de vitamine B trec în tărâțe;

– în timpul procesului de extracție, aceste pierderi le suferă toate alimentele care se păstrează o anumită perioadă în apă și mai ales dacă au suprafata mare;

– prin saramurarea cărnii se pierde circa 80% din conținutul de vit B2 și vit PP;

– prin fierberea cărnii o cantitate însemnată de vitamine trec în zeamă;

– vitaminele hidrosolubile se pot pierde în procesul de decongelare, prin lichidul care se scurge la decongelare;

– prin prelucrarea laptelui în brânzeturi o cantitate importantă de vitamine trec în zer;

– temperaturile ridicate și surplusul de oxigen, duc la distrugerea a numeroase vitamine;

– sub acțiunea luminii și a razelor UV se descompun vitaminele fotolabile. vitaminele B și vit K;

– din lapte o cantitate importantă de vitamine se pierde prin pasteurizare și fierbere sau prin păstrare îndelungată;

– prin conservarea ouălor întregi vitaminele se păstrează relativ bine însă pasta de ou congelată și praful de ou pierde o parte din vitamine în procesul de prelucrare;

– în fructe și zarzavaturi pierderile se datorează procesului de prelucrare, și anume: temperaturi ridicate, contact cu aerul, contact cu metalele sau cu lumina. In acest caz se pierde în cea mai mare măsură vitamina C și β caroten.

Totuși există și cazuri în care prelucrarea culinară influențează pozitiv asimilarea de vitamine, ca de exemplu:

– prin prelucrarea la cald a ouălor se denaturează enzima avidina care inactivează biotina sau vitmina B7, și astfel această vitamină rămâne activă;

– procesele de fermentare acționează deosebit de favorabil asupra conținutului de vitamine, deoarece în timpul fermentației iau naștere anumite vitamine, drojdia de bere fiind o sursă importantă de vitamine B;

– produsele lactate fermentate au un conținut de vitamine mai mare, astfel brânza conține o cantitate dublă de vitamina B2.

1.5. Prevenirea pierderilor de vitamine în timpul prelucrării alimentelor

Tehnologiile alimentare trebuie să încerce să reducă la minim pierderile de vitamine.

– laptele trebuie păstrat în cutii Tetra Pack, în hârtie parafinată dublată cu foi de aluminiu sau în pungi de polietilenă închise la culoare;

– dezaerarea laptelui înainte de sterilizare duce la o retenție ridicată de vitamina B12;

– la prelucrarea legumelor și fructelor instalațiile din oțel inoxidabil duc la eliminarea pierderilor de vitamina C, de la 80% la 40% comparativ cu prelucrarea în instalații de cupru;

– se preferă procesele de sterilizare de scurtă durată, prin ambalaj, a lichidelor și pastelor (UHT);

– se impune folosirea de antioxidanți (vit.E, β caroten, vit K);

– folosind vitaminele sintetice în scop tehnologic se îmbunătățește și conținutul de vitamine și crește și valoarea biologică a produsului respectiv;

Conținutul de vitamine din alimente se poate mări pe trei căi:

– în materia primă;

– conservarea pe scară mai mare a conținutului de vitamine prinadoptarea proceselor tehnologice de prelucrare industrială și culinară;

– prin completare.

2.Antioxidanții din fructe

In ultimii ani consumul de fructe si legume s-a bucurat de un interes crescut, deoarece o serie de studii biochimice si epidemiologice au demonstrat că există o legătură strânsă între consumul de fructe și o rată redusă a bolilor de inimă, a cancerului și a unor boli degenerative, cum ar fi îmbătrânirea. Această actiune protectivă se datorează prezenței antioxidanților ca de exemplu unele vitamine, pigmenți dar și a compușilor polifenolici.

Rolul substanțelor antioxidante:

– încetinesc procesele degenerative, scad semnificativ riscul bolilor cardiovasculare, al celor de cancer, al maladiilor cerebrale degenerative etc.;

– au rol în neutralizarea radicalilor liberi

– întârzie aparitia ridurilor si degradarea pielii in general;

– încetinesc îmbătrânirea la nivelul întregului organism.

– întăresc sistemul imunitar: astfel, previn si combat infecțiile, astfel antioxidanții contribuie semnificativ la reducerea riscului de cancer.

Radicalii liberi sunt substanțe care fie apar, fie rӑmân în urma arderilor și care pot distruge celulele din organism reprezentând molecule cu electroni liberi pe stratul lor electronic extern. Electronii liberi au tendința de-a forma perechi și datorită acestei proprietăți, radicalii liberi au un grad ridicat de reactivitate, reacționând rapid cu alți compuși. Cantitatea de radicali liberi care se formeazӑ depinde de intensitatea proceselor metabolice și de tipul de alimente pe care le consumӑm, de aerul inspirat, de calitatea apei potabile, de modul de viațӑ si chiar de nivelul de stres.

Radicalii liberi pot lua naștere și în mediul extern, de exemplu prin luare de energie din oxigenul molecular, sau din alte molecule sub influența radiațiilor ultraviolete sau radioactive, sub influență termică sau a diferitelor substanțe chimice, și influențează procesele biochimice din organismul uman. Alte surse din care radicalii liberi pot lua naștere sunt: mediul poluat, anumite medicamente, substanțe chimice folosite în agricultură, precum și fumul de țigară. Pentru descompunerea și neutralizarea lor, natura a produs un mecanism de apărare multinivelar.

Dintre substanțele cu rol în neutralizarea radicalilor liberi fac parte antioxidanții, care pot să inhibe procesul de oxidare prin diferite mecanisme, și în multe cazuri ei își desfășoară efectul prin sinergie. În acest caz, procesul de sinergie înseamnă că efectul comun a două sau mai multe molecule antioxidante învecinate este mult mai mare decât dacă le-am aduna. Anumiți antioxidanți pot întări efectul celorlalți antioxidanți. Mecanismul de apărare cu ajutorul substanțelor antioxidante împotriva reacțiilor declanșate de radicalii liberi este asemănător cu cel al reacțiilor catalizate de enzime. O parte a acestor substanțe antioxidante este sintetizată doar de plante (vitaminele și flavonoide) și organismul poate să le absoarbă numai din alimente, iar altele pot fi produse și de către organismul uman, cum ar fi enzimele, glucoza, acidul uric.
Principalele clase de antioxidanti naturali sunt:

– pigmenti polifenolici (flavonoizi, acizi fenolici etc.),

– pigmenți carotenoidici,

– pigmenți antocianici;

– taninurile

– vitamine: vitaminele C, E si A;

– enzime si cofactori (glutation, coenzima Q10 etc.);

– sӑruri minerale (indeosebi cele de seleniu, zinc si magneziu);

– molecule care au proprietatea de a lega metalele (albumina, transferina, feritina).

Dintre aceste substanțe am ales să determinăm în prezenta lucrare, Vitamina C și compușii polifenolici totali din trei fructe aparținând clasei citricelor și din sucul comercial obținut din aceste trei fructe.

2.1.Vitamina C

Vitamina C (acid ascorbic) – este o substanță, albă, cristalină, solubilă în apă, care a fost izolată prima dată prin extracție din capsule suprarenale de către Albert Szent-Györgyi (1927), din diverse legume, fructe, lapte, iar în stare pură cristalină, din sucul de lămâie de către C.G.King și N.A.Waugh în 1932.

Vitamina C, are funcții importante în corpul omenesc, stimulează metabolismul glucidelor, lipidelor și a numeroși aminoacizi. Are rol important în stimularea sau inhibarea unor sisteme enzimatice din lanțul oxidării celulare, fiind un antioxidant puternic care contribuie la neutralizarea radicalilor liberi. Este vitamina de care omul are cea mai mare nevoie pentru că nu o poate sintetiza.

In avitaminoză pronunțată apare boala numită scorbut, caracterizată prin sângerări la nivelul gingiilor, apariția de hematoame, anemie, tulburări digestive. Pentru prevenirea scorbutului este necesară o cantitate de 20 mg acid ascorbic, dar pentru asigurarea unor funcții fiziologice normale este nevoie de cantități mai mari cuprinse între 50-100mg acid ascorbic/zi.

Acidul ascorbic are proprietatea de a păstra culoarea naturală a mezelurilor și a cărnii, este utilizat pentru îmbunătățirea conservabiltății laptelui, produselor lactate și a altor produse alimentare cu conținut ridicat de grăsimi, fie singur fie în combinație cu alți antioxidanți ca de exemplu tocoferolul, care împiedică oxidările catalitice ale compușilor grași.

Vitamina C mai este utilizată pentru îmbunătățirea calității făinii, pentru creșterea durabilității berii, a vinului și a altor produse alimentare. In combinație cu unele bioflavonoide înlătură oxigenul din produs și astfel blochează sistemul respirator al bacteriilor aerobe. Este folosit pentru conservarea untului

Prin fierbere și prin uscare vitamina C se distruge. In coaja fructelor se găsește o cantitate mai mare de vitamina C decât în miez.In rația alimentară zilnică sunt necesare cantități de 25-30 mg de vitamină C.

Deși produsele care constituie baza alimentației asigură suficiente vitamine pentru organism, totuși sunt perioade ale anului când se simte lipsa de vitamine, în special vitaminele A,D,C mai ales la copii, adolescenți și cei cu muncă fizică grea. In aceste cazuri se pot administra vitamine farmaceutice sau se poate mări conținutul de vitamine din alimente. Vitaminele farmaceutice trebuie administrate împreună cu alimentele și nu independent.

Conținutul de vitamine se poate mări pe trei căi:

– în materia primă

-conservarea pe scară mai mare a conținutului de vitamine prin adoptarea proceselor tehnologice de prelucrare industrială și culinară – prin completare.

O importanță deosebită, pe durata transformărilor tehnologice ale materiei prime în aliment o prezintă conservarea vitaminelor și crearea condițiilor impuse de sensibilitatea diferită a vitaminelor la lumină, temperatură, pH, umiditate, etc. Este cunoscut faptul că vitamina C se distruge prin fierbere și prin oxidare.

Menținerea vitaminelor în alimente depinde de prelucrarea industrială, de depozitare și de prelucrarea culinară a materiilor prime agroalimentare. In majoritatea acestor procese vitaminele se pierd, dar sunt cazuri când în timpul prelucrării alimentelor unele vitamine se mențin sau chiar cresc cantitativ.

Pentru aprecierea conținutului de vitamine trebuie să ținem cont de pierderile efectuate, adică de faptul că vitaminele se schimbă și iau forma biologic inactivă sau o parte din ele trec în deșeuri neutilizabile pentru alimentația oamenilor (Purcărea, 2008).

Fructele citrice (lămâie verde, lămâie, portocală, grepfruit), sunt surse comune și foarte

bune de vitamina C. Cantitatea de vitamina C din alimente provenite din plante depinde de:

• varietatea exactă a plantei,

• condițiile solului

• climatul în care s-a dezvoltat,

• perioada de timp dintre recoltare și consumare,

• condițiile de păstrare,

• metoda de preparare -gătitul în general, se presupune, distruge vitamina C

2.2. Compușii polifenolici

Polifenolii sunt răspânditi pe scară largă în plante și contribuie la calitatea organoleptică și nutritivă a acestora (Garcia-Salas și colab, 2010), fiind o clasă importantă de antioxidanți naturali.

Compușii fenolici pot fi derivați mono sau polihidroxilici ai arenelor în care gruparea hidroxil este legată direct de un radical aril. Ei cuprind două grupe principale de substanțe: fenoli simpli și polifenoli. În plante, polifenolii se găsesc sub formă de monomeri, oligomeri și polimeri.

Polifenolii sunt produși secundari de metabolism deosebiți de importanți pentru aspectele funcționale ale plantelor, inclusiv roluri structurale în diferite țesuturi de susținere sau de protecție, implicare în strategiile de apărare, și proprietăți de semnalizare, în special în interacțiunile dintre plante și mediu. Plantele superioare sintetizează mii de astfel de compuși (Boudet, 2007).

Cei mai des intalniti polifenoli în dieta noastră, sunt acizii fenolici (acidul benzoic și cinamic), și flavonoidele. Acizii fenolici apar sub formă de acizi liberi, esteri, glicozide, flavonoide, etc. Flavonoidele sunt formate din două inele aromatice legate prin trei carburi care formeaza, de obicei, un heterociclu oxigenat.

2.3. Flavonoide

Flavonoidele sunt compuși polifenolici cu rol de pigmenți în special în plantele superioare, sintetizate din fenilalanină, care conferă petalelor florilor culori minunate și în unele situații emit fluorescență când sunt excitate de lumina UV, dar sunt omniprezente șî în celulele plantelor verzi. Se găsesc în flori, fructe, frunze, tulpini, rădăcini, scoarța copacilor.

Flavonoidele sunt utilizate de botaniști pentru clasificarea taxonomica. Conțin în molecula lor un heterociclu piranic sau furanic condensate cu un inel benzenic. De heterociclu se cuplează un alt inel benzenic. Inelele au grupări hidroxilice, ceea ce determină caracterul fenolic al acestor pigmenți (Neamțu, 1997).

Flavonoidele pot fi impărțite în 13 clase: calcone, dihidrocalcone, aurone, flavone, flavonoli, flavanoli (catechine), flavandioloi, leucoantocianidine, antocianidine, isoflavone, protoantocianidine, taninuri condensate sau flavonoide (Escarpa și Gonzales, 2008). Aceste grupe se deosebesc între ele prin felul heterociclului și prin numărul și poziția grupărilor hidroxilice și metoxilice legate de inelele benzenice. Se găsesc în natură în stare liberă, dar mai ales sub formă de glicozide în sucul vacuolar și în cromoplaste.

Prin diferite reacții de oxidare, reducere, izomerizare, se transformă unele în altele.

Flavonoidele pot forma în organism sisteme de oxido-reducere, cu un rol însemnat în organism. Prezența lor în organismele vegetale mărește rezistența acestora la atacul insectelor și microorganismelor. Unele flavonoide pot fi utilizate la conservarea grăsimilor ca substanțe antioxidante, iar altele ca produse farmaceutice

2.4. Antociani

Pigmenții antocianici dau culoarea roșie sau albastră fructelor și unor legume. Din punct de vedere chimic reprezintă glicozide ale antocianilor. Sunt localizați în sucul vacuolar al țesuturilor vegetale. In general distribuția antocianilor în produsele horticole este neuniformă.

.

Fig.2.1. structura de baza a unor pigmenti antocianici

Sursa: Lee si colab., 2005

Antocianii sunt pigmenți importanți pentru calitatea alimentelor influențând culoarea și aspectul acestora. Este un interes crescut în ceea ce privește conținutul alimentelor în antociani datorită posibilelor beneficii asupra stării de sănătate. Conținutul în antociani poate fi un criteriu util de control al sucurilor de fructe, al nutraceuticelor și al coloranților naturali.

Aceștia sunt responsabili de nuanțele: roșii, mov sau albastre – prezente în fructe, legume și diferite semințe. Există 6 antocianidine comune – pelargonidina, cianidina, peonidina, delfinidina, petunidina și malvidina, a căror structură diferă datorită substituției glicozidice in poziția 3 și 5. Variații suplimentare apar datorită acilării grupeor glucidice cu acizi organici.

Fig.2.2. structura antocianilor la diferite valori de pH

Sursa: Lee si colab., 2005

PARTEA II – CONTRIBUTII PROPRII

3. Scopul lucrării

Fructele în general, și cele de pădure în special au un conținut ridicat de substanțe biologic active cu rol în menținerea stării de sănătate a populației. Pentru a putea conserva cel mai bine cantitativ și calitativ conținutul în substanțe biologic active se încearcă conservarea prin mai multe metode. Conservarea prin congelare este tratamentul cel mai potrivit deoarece fructele de pădure în acest caz nu suferă tratament termic prin încălzire și astfel se păstrează cel mai bine valoarea nutritivă, conținutul în compuși antioxidanți, vitamine si enzime.

In prezenta lucrare am ales să studiem conținutul în produși secundari de metabolism în câteva fructe de pădure – afine, mure și cătină – în condițiile conservării prin congelare.

4. Materiale analizate

Am luat în studiu 4 fructe de pădure, respectiv: Afine de cultură – din supermarket, afine sălbatice, mure și cătină, toate provenite din zona de vest a țării și au fost achiziționate din piață.

4.1. Afine

Afinul (Vaccinium myrtillus L) este un arbust mic, cu rădăcini superficiale, dese, cu tulpini de culoare verde foarte ramificate, până la 50 cm înălțime, cu ramuri anguloase.

Frunzele sunt scurt-pețiolate, mici, rotundovale, crestate pe margine, verzi pe ambele fețe. Florile sunt verzui roșietice, albe sau rozé cu petalele unite sub formă de clopoțel, dispuse câte 1-2 la axila frunzelor. Înflorește în lunile mai-iunie.

Fructul este numit afină și reprezintă o bacă de culoare albastru-închisă sau albastru-brumărie, de formă rotundă, cu diametrul de 0,5 – 0,6 cm, zemoasă, cu suc violaceu, cu gust plăcut dulce acrișor (Wikipedia).

Fig. 4.1.Afine (Vaccinium myrtillus L)

http://ro.wikipedia.org/wiki/Afin#mediaviewer/File:Bieszczady_Flora.jpg

http://www.culinar.ro/forum/uploads/post-6877-1156492475.jpg

De la afin ne interesează fructele și frunzele.

Fructele se caracterizează prin următoarea compoziție chimică: apă 86%, 7-13% zaharuri, 0,45% cenușă, 0,8-1,2% protein, 1% aciziorganici, substanțe pectice, taninuri, Vitamina C (12-20mg%), vitamin A, B, PP, calciu, fosfor, sulf, mgneziu, fier, seleniu, zinc, siliciu.

Substanțele biologic active din fructele și frunzele de afin sunt: antocianozide, β caroten, acid cafeic, catechine, acid clorogenic, acid fenolic, galic, luteină, quercitină, acid ursolic, acid vanilic, inositol, tanin, mirtilină.

Afinele se pot consuma ca atare sau conservate sub formă de gem, jeleu, sirop, afinată, congelată.

In fitoterapie se folosesc principiile active care au rol antiseptic intestinal și urinar, antioxidant, antidiareic, antihelmintic, diuretic, protejează vasele de sânge menținându-se flexibile, asigurând astfel o circulație mai bună a sângelui; ajută la controlul nivelului de insulină fiind adjuvant în tratamentul diabetului, asigură reglarea cardiovasculară. Efect antiîmbătrânire, anticancer, antistres, antianxietate, antioxidant (Banu, 2010).

4.2. Murul

Murul (Rubus fruticosus L.) arbust răspândit în zonele deluroase și de munte sunt polidrupe negre cu acrișor –dulceag, cu un conținut de 3,5-6% și acizi organici, sub 1,2% protein, Mineralele mai importante prezente sunt potasiu, calciu, sodium, fier. Murul conține și vitamine A,C, B1, B; pectine, taninuri, pigmenți antocianici (Banu, 2010).

Fig. 4.2. Murul Rubus fruticosus L.) http://ro.wikipedia.org/wiki/Mur#mediaviewer/File:Ripe,_ripening,_and_green_blackberries.jpg

Fructele dar și frunzele de mur se pot consuma ca atare, sub formă de suc, sirop, gem, lichior și se pot conserva prin congelare.

Din punct de vedere fitoterapeutic acționează ca astringent, depurative, detoxifiant, laxativ dar au și valoare nutritivă. Fructele contin acid salicilic, cu efecte antiinflamatorii foarte bune. Murele conțin pectină si alte fibre cu rol protector asupra sănătății sistemului digestiv. Murele au deasemenea efect remineralizant și astringent, antireumatic și hipotensiv, și pot ameliora simptomele osteoporozei sau emfizemului pulmonar, arteriosclerozei, candidozei bucale sau fibromului uterin. Au efect anticancerigen în principal datorita acidului clorogenic, responsabil de prevenirea formării substantelor cancerigene in organism.

4.3 Cătina alba

Cătina alba (Hippophaë rhamnoides L.) este un arbust foarte ramificat și spinos care crește în România începând din nisipurile și pietrișurile litorale până în regiunile muntoase, alcătuind uneori crânguri și tufișuri destul de întinse (Wikipedia). Are taliemare 1,5-4m, scoarța tulpinii este brun-închis, coroana foarte ramificată. Ramurile sunt foarte spinoase, cu peri solzoși, argintii-cenușii. Frunzele sunt căzătoare, alterne, liniare,lanceolate. Se mai numește ginsengul românesc, cel mai bun vaccin antigripal, planta minune.

Fructul este o bacă falsă, ovoidă, de 6-8 mm, de culoare galben-portocaliu, cărnoase, cu sâmbure tare.

Fig. 4.3. Cătina alba (Hippophaë rhamnoides L.)

http://agroromania.manager.ro/media/Hippophae_rhamnoides_catina_alba.jpg

Compoziția chimică a fructelor de cătină alba este următoarea: 15-20% substanța uscată, 0,06 % zaharoză, 1,5-4% acizi organici, pectină, 1,8% substanțe tanante, celuloză, 1,2% protein, 8-12% ulei, β-caroten, potasiu, sodium, fier, vitamin C (130-240mg%) , B1, B2, F, E, și în cantități foarte mici: vitamin K, P, B9.

Uleiul de cătină conține acid meristic, palmitoleic, stearic, oleic, linoleic, linolenic, fosfolipide, ceruri și ceride.

Produșii secundari de metabolism din cătină sunt – leucoantociane, catechine, flavonoli, acid clorogenic, acid ursolic, acizi triterpenici.

Utilizări:

în idustria alimentară se obțin: suc, sirop, nectar, bomboane, etc

suplimente alimentare – component polivitaminizante, ulei de cătină

în fitoterapie – decocturi, infuzii, siropuri.

Fructele au efect tonifiant, acțiune antiscorbutică foarte puternică, antiseptică, întărirea sistemului imunitar, hipocolesterolemiant, antiinflamator, diuretic, etc. Datorită proprietății astringent este recomadat în infecții gastrointestinale și dermice.

Determinările au fost efectuate imediat după achiziționare și după 3, respective 6 luni luni de la congelare.

a.afine de cultură b. afine sălbatice

c.mure d.cătină

5. Metode de analiză

Analizele și interpretarea rezultatelor au fost efectuate în laboratorul disciplinei Produși secundari de metabolism în industria alimentarӑ, în perioada 2014-2015.

5.1. Determinarea conținutului în vitamin C

Se bazează pe proprietatea reducătoare a acidului ascorbic. Acidul ascorbic prin oxidare se transformă în acid dehidroascorbic. Dozările se fac prin volumetrie iar soluția de titrare este – iodat de potasiu.

Extracția vitaminei C din produse vegetale

15 g produs vegetal se mojarează timp de 10 minute cu 2,5 g de nisip si 10 ml de acid metafosforic. Se complectează la 50 ml cu acid metafosforic, se filtrează sau se centrifughează. Din filtrat se iau 10 ml și se dozează vitamina C, la fel ca la standard.

Dozarea vitaminei C

Reactivi: – soluție standard vitamina C 1 mg/ml

– amidon 1%

– HCl 1M

– Iod-iodură de potasiu 0,004N (1,2g KI + 0,478g I2, se aduce la 1000 ml cu apă distilată).

– acid metafosforic 5%

10 ml de soluție standard de vitamina C, se amestecă cu 20 ml apă distilată, 2 picături de HCl 1 M și 15 picături de amidon 1%, se titrează cu iodat de K până la culoarea albastră care persistă 15 secunde. Se notează cu V volumul de iodat folosit la titrare.

Se repetă aceleași operații pentru suc sau pentru supernatant, în loc de 10 ml soluție standard se vor folosi 10 ml suc sau filtrat. Se notează cu V1 volumul de iodat folosit la titrare.

In cazul afinelor și murelor am realizat o dilutie a extractului pentru a putea vizualiza virajul culorii.

Calcul

10 x V1 x 5

vitamina C mg /100 g produs = –––––––x 100

V x m

V = vol. de iodat folosit la titrarea soluției standard

V1 = vol. de iodat folosit la titrarea probei

5 = diluția

10 = ml solutie standard luată în lucru

m = masa probei (15g)

100 = raportarea la 100 g produs

5.2. Determinarea conținutului în compuși polifenolici totali

Extracția compușilor polifenolici

Extracția compușilor polifenolici din fructe s-a realizat cu alcool etilic, astfel:

10 g probă mărunțită se amestecă cu 10 ml alcool etilic 50% și după 30 de minute se filtrează.

extractul etanolic se dilueză 1/10cu alcool etilic 50%.

Reacția Folin-Ciocâlteu

Principiu

Reactivul Folin-Ciocâlteu, un reactiv complex pe bazǎ de acid fosfomolibdenic și fosfotungstic. În mediu bazic, compușii fenolici transferǎ electroni cǎtre molibden formând un complex colorimetrabil albastru a cǎrui absorbanțǎ se poate mǎsura la lungimi de undǎ între 750–765 nm. Mediul bazic este creat de cǎtre soluția de carbonat de sodiu care ajusteazǎ pH-ul în jur de 10. Metoda se folosește pentru cuantificarea compușilor polifenolici din numeroase alimente de origine vegetalǎ cum ar fi: vin (Singleton et al., 1999), cacao, tomate (Devanand et al., 2006), vișine (Filimon et al, 2011) și animalǎ cum este mierea de albine (Mărghitaș et al, 2009), etc.

Reactivi și aparaturǎ

Alcool etilic, pa

Carbonat de sodiu anhidru, soluție 7,5%

Reactiv Folin-Ciocâlteu, 0,1N

Etalon: soluție acid galic, concentrație stoc 1mg/ml

Sticlǎrie uzualǎ de laborator

Micropipete pentru domeniul 100 – 1000µl

Hârtie de filtru

Etuvǎ termostatǎ

Mojar și pistil

Spectrofotometru UV-VIS mini Shimadzu

Mod de lucru

Într-o eprubetǎ se amestecǎ 500 µl extract alcoolic cu 2,5 ml reactiv Folin-Ciocâlteu, 0,1N. Se amestecǎ puternic și se adaugǎ 2 ml soluție de carbonat de sodiu 7,5%. Se incubeazǎ probele timp de 2 ore. În paralel se realizeazǎ și curba de etalonare utilizând soluția stoc de acid galic. Se realizeazǎ concentrații între 0 și 200 mg/l prin diluarea soluției stoc și se procedeazǎ în același mod ca și la probele necunoscute.

Spectrofotometrarea – se citește absorbanța probelor ce formeazǎ curba de etalonare precum și cea a probelor necunoscute la lungimea de undǎ λ de 750 nm. Se întocmește curba de etalonare, concentrație în funcție de absorbanțǎ.

Calcul – se calculeazǎ concentrația probei necunoscute în funcție de factorul de pantǎ de mediu sau prin intermediul ecuației de regresie aferentǎ curbei de etalonare. Conținutul de fenoli al probei necunoscute se exprimǎ în echivalenți acid galic/ 100g material analizat (mg GAE/g).

5.3. Determinarea conținutului în flavonoide totale

Conținutul în flavonoide totale s-a determinat folosind metoda spectrofotometrică cu AlCl3. Absorbanțele au fost măsurate la lungimea de undă de 510nm. Standardul utilizat a fost catechina (Atanassova et al, 2011). Standardul a fost reprezentat de catechinӑ 20,40,60,80 si 100mg/l

Mod de lucru – 1 ml standard /extract intr-un balon de 10 ml in care s-a pus 4 ml AD. Se adaugӑ 0,3ml NaNO2, dupӑ 5 minute 0.3 ml AlCl3. In al 6-lea minut se adaugӑ 2 ml NaOH 1M. Se agitӑ amestecul, si după 30 de minute se citeste absorbanta la 510 nm fațӑ de martor preparat identic doar cu apa in loc de standard

5.4. Determinarea conținutului de antocianilor monomerici

Antocianii monomerici totali au fost determinați metoda pH-ului diferențial, o metodă spectrofotometrică, simplă și rapidă, bazată pe transformarea structurii antocianilor înfuncție de pH (Lee et al, 2005).

Extracția antocianilor

6g de material vegetal se omogenizează cu 20 ml methanol.

Determinarea

Se determină absorbanța extractului diluat u soluție tampon pH 1.0 și pH 4.5 la două lungimi de undă, și anume 520 and 700 nm.Citirile se fac față de apă distilată între 20 și 50 de minute de la preparare. Dacă extractele sunt tulburi se realizază centrifugarea și filtrarea.

Calcule

Pigmenții antocianici se exprimă ca cianidin -3-glucozidă, după formula următoare

A x MM x DF x 103

Antociani mg/l= ––––––––––

ε x l

unde:

A = (A520nm – A 700nm) pH 1.0 – (A520nm – A700nm)pH 4.5

MM (masă moleculară) = 449.2 g/mol pentru cyanidin-3-glucoside (cyd-3-glu);

DF = factor de dilutie stabilit;

l = drum optic cm;

ε= 26 900 coeficient extinctie molară in L x mol-1 x cm-1, pentru cyd-3-glu;

103 = factor de conversie g in mg

6. Rezultate și discuții

6.1. Determinarea conținutului de vitamin C

După pregătirea soluției standard de acid ascorbic, a urmat titrarea acesteia cu soluție de iod:iodură de potasiu în prezența amidonului folosit ca indicator, până la culoarea albastră a soluției care a persistat 30 de secunde. S-au efectuat 2 repetiții și rezultatele au fost trecute in tabelul 6.1.

Pentru titrarea standardului s-au folosit V=43,3 ml soluție de Iod-Iodură de potasiu. La fructele de pădure datorită culorii am diluat probele de 100 de ori. La cătina s-a lucrat cu extractul ca atare.

Tabel nr. 6.1. Conținutl de vitamin C în probele analizate

Fig 6.1. Reprezentarea grafică a conținutului mediu în vitamin C la probele analizate

Conținutul cel mai mare in vitamin C se găsește în cătină, în medie 380 mg% ram produs, chiar la 6 luni de la congelare. Urmează afinele sălbatice și cele de cultură iar la urmă cu cel mai mic conținut în vitamin C, murele – în medie 30 mg% imediat după recoltare și 4mg% după 6 luni de congelare.

In urma depozitării rin congelare, conținutul în vitamin C scade dar nu foarte mult. Prin fierbere aceste scăderi ai fi mai importante.

6.2. Determinarea conținutului de polifenoli totali

Obținerea extractului alcoholic din probele analizate s-a realizat în vederea determinării conținutului în polifenoli totali și flavonoide totale, conform protocolului descris la metodele de analiză.

Imagine – Filtrarea extractelor

Pentru determinarea conținutului în polifenoli totali (PT) prima dată am efectuat curba de calibrare cu o soulție de acid galic (fig. 6.2).

Fig. 6.2 Reprezentare curbă de etalonare polifenoli totali

Din ecuația curbei și având în vedere cantitatea de probă luată în lucru, respectiv diluțiile efectuate s-a calculate conținutul în PT exprimat în mg GAE/100 g probă (tabel 6.2., fig 6.3.).

Imagine – Reacția Folin Ciocâlteu

Tabelul 6.2. – Conținutul de polifenoli totali, echivalenți GAE (ecuația de regresie)

Fig 6.3. Reprezentarea grafică a conținutului mediu în polifenoli totali în probele analizate

La fel ca în cazul vitaminei C, în timpul depozitării prin congelare scade conținutul în compuși polifenolici totali.

La recoltare Cantitatea cea mai mare de polifenoli s-a determinat în mure 224mg GAE%, urmate de afinele sălbatice, cătină iar cea mai mică în afinele de cultură -119mg GAE%.

După 6 luni de congelare cea mai mare cantitate de polifenoli s-a păstrat în afinele sălbatice și cea mai mică tot în afinele de cultură.

6.3. Determinarea conținutului de flavonoide

Pentru determinarea conținutului în flavonoide totale (FT) prima data am efectuat curba de calibrare cu o soulție de catechină (fig. 6.4).

Fig. 6.4. Reprezentare curbă de etalonare flavonoide totale

Din ecuația curbei și având în vedere cantitatea de probă luată în lucru, respectiv diluțiile efectuate s-a calculate conținutul în FT exprimat în mg CAT/100 g probă (tabel 6.3., fig 6.4.).

Imagine – determinarea flavonoidelor totale –metoda cu AlCl3

Tabelul 6.3. – Conținutul de flavonoide totale, echivalenți CAT (ecuația de regresie)

Fig. 6.4. Reprezentare grafica continut mediu de flavonoide totale în probele analizate

Ca și în cazul polifenolilor, murele sunt cele care au cel mai mare conținut de flavonoide totale 29,6 mg CAT% urmate de afinele de cultură și cele sălbatice, iar cătina a avut conținutul cel mai mic în compușî flavonoidici.

Dacă însumăm conținutul în vitamin C, polifenoli totali șî flavonoide totale, vom putea observa că extractul obținut din fructele de cătină conține cea mai mare cantitate de compus antioxidanți, urmat de extractele din mure șî afinele sălbatice și la urmă afinele sălbatice (fig 6.5).

Fig. 6.5. Reprezentare grafică continut mediu de (vitamin C+polifenoli+flavonoide) în probele analizate

6.4. Determinarea conținutului de antociani

Spectru Afine cultura Spectru Afine sălbatice

Spectru -Mure Extractele la pH 1 si pH 4,5

Tabelul 6.4. – Conținutul în antociani (mg/l) al probelor analizate la recoltare (model de calcul)

Urmând modelul de calcul prezentat la probele la recoltare s-au efectat calculele și după 3 respectiv 6 luni obținând valorile medii care au fost trecute în tabelul 6.5.

Tabelul 6.5. – Conținutul mediu de antociani în extractele analizate

Fig. 6.6. Reprezentare grafică a continutului mediu de antociani în probele analizate

Din cele patru extracte analizate, cătina nu conține antociani, deci la acest parametru determinăril au fost efectuate doar pe afine și mure.

Intr-o primă etapă s-a stabilit diluția pentru toate extractele și am obținut dilutie de 40 de ori la afinele sălbatice și mure și dilutie de 20 de ori la afinele de cultură. Au fost efectuate diluțiile în soluțiile tampon de pH =1 respectiv 4,5 și s-a trecut la citirea absorbanțelor la cele 2 lungimi ed unda, respectiv 520 și 700 nm. Rezultatele obținute după efectuarea calculelor au fost trecute în tabelul 6.4; și reprezentate grafic în fig 6.6.

Scăderea conținutuui în pigmenți antocianici a fost nesemnificativă pe perioada celor 6 luni de congelare, rămânând la valori foarte apropiate de cele de la recoltare.

7. Concluzii

Analizând rezultatele obținute în urma efectuării determinărilor la probele de fructe de pădure, se desprind următoarele concluzii:

Cătina a fost fructul cu conținutul cel mai mare de vitamina C, aproximativ de 10 ori mai mare decât în celelalte fructe analizate.

Murele și afinele sălbatice au conținut cea mai mare cantitate de compuși polifenolici și flavonoide.

Pigmenții antocianici au fost prezenți în afine șî mure, cantitatea cea mai mare regăsindu-se în afinele sălbatice șî mure.

Afinele, murele și cătina sunt o sursă foarte importantă de antioxidanți șî vitamine, deci trebuie să facă parte din dieta oamenilor, fiind benefice pentru organism. Ele pot fi consumate ca atare sau sub diferite forme, cum ar fi: suc, sosuri, gem, produse de cofetărie și patiserie, deshidratate, etc.

Afinele de cultură, care se găsesc în supermarketuri pe toată perioada anului au un conținut mult mai mic în compușî antioxidanți decât afinele sălbatice sau murele.

In urma analizelor efectuate s-a putut observa că deși după 6 luni de congelare, conținutul în compuși antioxidanți scade, totuși conținutul lor rămâne destul de apropiat de valorile inițiale, imediat după recoltare

Fructele analizate sunt fructe sezoniere care nu pot fi conservate în stare proaspătă. Pentru a le putea avea în cea mai apropiată variantă de fructele proaspete pe toată perioada anului cea mai bună modalitate de conservare este congelarea.

BIBLIOGRAFIE

Atanassova M., S. Georgieva, K. Ivancheva, 2011. Total phenolic and total flavonoid contents, antioxidant capacity and biological contaminants in medicinal herbs. Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46, 1, 2011, 81-88.

Banu C., coordonator, 2010 – Alimente funcționale, suplimente alimentare și plante medicnale, Editura ASAB, București.

Banu C., coordonator, 2011 – Living food-death food, Good food-bad food, Editura ASAB, București.

Boudet, A.M., 2007 – Evolution and current status of research in phenolic compounds.Phytochemistry, 68, 2722-2735.

Devanand L. Luthriaa, Sudarsan Mukhopadhyaya, Donald T. Krizekb – 2006- Content of total phenolics and phenolic acids in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) fruits as influenced by cultivar and solar UV radiation, Journal of Food Composition and Analysis 19, pg 771–777.

Escarpa, A., Gonzalez, M.C., 2008 – An overview of analytical chemistry of phenolic compounds in foods. Crit. Rev. Anal. Chem. 75, 57-139.

Filimon RV, Beceanu D, Niculaua M, Arion C, 2011, Study of the anthocyanin content of some sour cherry varieties grown in Iași area, Romania, Cercetǎri agronomice în Moldova, Vol XLIV No 1 (145), pg 81-91.

Garcia-Salas P., A. Morales-Soto, A. Segura-Carretero, A.Fernández-Gutiérrez – 2010, Molecules, 15, 8813-8826; doi:10.3390/molecules15128813.

Gherghi A., Millim K., Burzo I., 1980 – Pӑstrarea și valorificarea fructelor și legumelor. Ed. Ceres, București.

Hajos, G., 2008 – Elelmiszer kemia, Akademiai Kiado, Budapest.

Lee J., R. W. Durst, R.E.Wrolstad. 2005. Determination of Total Monomeric Anthocyanin Pigment Content of Fruit Juices, Beverages, Natural Colorants, and Wines by the pH Differential Method: Collaborative Study. Journal of AOAC International VOL. 88, no. 5, p 1269-1278.

Mărghitaș L., Dezmirean D., A. Moise, O. Bobis, L. Laslo, Bogdanov S. , 2009, Physico-chemical and bioactive properties of different floral origin honeys from Romania, Food Chemistry, Vol 112, nr 4,pg 863-867. 

Neamțu G., 1997. Biochimie alimentară. Editura Ceres, București.

Purcărea C, 2008 – Transformări biochimice importante in timpul procesării și depozitării alimentelor, Ed.Univ.din Oradea.

Singleton Vernon L, Rudolf Orthofer, Rosa M. Lamuela-Raventós, 1999, Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent, Methods in Enzymology, Volume 299, 1999, Pages 152–178.

Socaciu C., 2003 – Chimie alimentarӑ, Editura Academic Press, Cluj-Napoca.