Sour cherry juice processing: how are the bioactive compounds

Gamze Toydemir ve Prof. Dr. Dilek BOYACIOĞLU
“Optimal Beslenmede Meyve Suyu Tüketiminin
Yeri ve Önemi: Yeni Yaklaşımlar ve Yeni Görüşler
Paneli”
30 Mayıs 2012
• Familya: Rosaceae; Cins: Prunus
• Vişne kalitesinde öne çıkan faktörler
 renk
 doku (sertlik)
 tat
 tatlılık (basit şekerler: glukoz ve fruktoz; 8 g /
100 g)
 ekşilik (malik asit; 0.98-1.91% w/v malik asit)
• Türkiye vişne üretimi ve ihracatında dünya
sıralamasında ilk üç sırada yer almaktadır (FAO, 2009)
1. RUSYA
235.000 mt
2.UKRAYNA
3. TÜRKİYE
4.POLONYA
5. SIRBİSTAN
178.000 mt
140.000 mt
138.000 mt
116.000 mt
• Türkiye’de 2 farklı vişne cinsi bulunmaktadır
 Kütahya cinsi (yerel vişne cinsi)
 Macar cinsi
• Ülkemizde yetiştirilen vişneler yüksek kalitede vişne suyu
üretimine elverişli olmaları ile tanınmışlardır.
• Üretilen vişne meyvesinin önemli bir kısmı (≈ % 85) çeşitli
ürünlere işlendikten sonra tüketilmektedir.
 konserve
 marmelat
 dondurulmuş meyve
 meyve suyu
5
• İTÜ Gıda Mühendisliği Bölümü
• Wageningen Üniversitesi ve
Uygulama Merkezi – Uluslararası
Bitki Araştırma Birimi (Plant
Research International, Wageningen
University and Research, BU
Bioscience, Wageningen, The
Netherlands)
• Centre for Biosystems Genomics,
Wageningen, The Netherlands
AB 7.Çerçeve Programı
tarafından
desteklenen ATHENA
projesi (AnThocyanin
and polyphenol
bioactives for Health
Enhancement through
Nutritional
Advancement)
• Vişnenin meyve suyuna işlenmesi sırasında uygulanan
her bir proses basamağının, başta antosiyaninler olmak
üzere vişnede ön plana çıkan biyoaktif bileşenler
üzerindeki etkisinin belirlenmesi amaçlanmaktadır.
– Çok çeşitli proses uygulamaları sırasında vişnedeki
antosiyaninler ve ilgili polifenolik bileşenlerin miktar
ve biyoyararlılık açısından nasıl etkilendiği henüz
netlik kazanmamış bir araştırma konusudur.
• Laboratuar skalasında ve endüstriyel skalada
gerçekleştirilen vişne suyu üretimlerinden her bir
proses basamağı için 5 tekrarlı olarak toplanan örnekler
üzerinde ;
– Biyoaktif bileşenlerin tanımlanması ve değişimlerinin
incelenmesi
• HPLC-hedeflenmiş metabolitler
• LC-QTOF/MS-MS-hedeflenmemiş metabolitler
– Taze meyve ve meyve suyunun biyoyararlılıklarının in
vitro Caco-2 hücre modeli ile belirlenmesi
(1)siyanidin 3-(2G-glukozilrutinozit)
(2)siyanidin 3-glukozit
(3)siyanidin 3-rutinozit
(1)kateşin
(2)epikateşin
Antosiyanin piklerinin RP-HPLC kromatogramı (PDA dedektör @ 512nm)
(1)neoklorojenik asit
(2)p-kumaroylkuinic asit
(3)klorojenik asit
(1)rutin (kuersetin 3-O-rutinozit)
(2)kuersetin 3-glukozit
(3)kaempferol 3-rutinozit
•Mayşe presleme prosesi ile
kuru madde bazındaki
antosiyanin miktarında artış
221%
100%
46%
Sap, çekirdek
•Konsantrenin nektara
işlenmesi şeker şurubu ilavesi
ile kuru madde bazında
antosiyanin içeriğinde azalma
Pres kalıntısı Sukroz şurubu ilavesi
•Sap, çekirdek ve pres kalıntısının antosiyanin madde içeriğinin çok
düşük olduğu tespit edilmiştir (meyvedeki içeriğin %10’undan daha az)
488%
359%
221%
100%
33%
•Filtrasyon ile prosiyanidinlerin bir
kısmı kaybedilmektedir.
•Meyve suyundaki kateşin ve
epikateşin değerlerinin
başlangıçta prosese giren
meyvedeki miktarların, sırasıyla,
%49’u ve %33’ü olduğu tespit
edilmiştir (şeker ilavesi).
•Mayşe presleme ile pres
kalıntısından ekstrakte edilen
prosiyanidin miktarında giderek artış
gözlenmektedir.
•Vişne sapları prosiyanidinlerce çok zengindir; pres kalıntısı ve filtrat kalıntısı atıklarının
uzaklaştırılması ile ise çok az miktarda prosiyanidin kaybı olmaktadır
285%
100%
74%
Neoklorojenik asit de
antosiyaninlerle aynı
davranışı göstererek
mayşe basamağında
yüksek artışlar
göstermiştir.
13
• Polimerizasyon derecesi (DP = degree of
polymerization) değerleri
• Meyve DP = 2.06 > Meyve suyu DP = 1.65
• Filtrat kalıntısı, pres kalıntısı ve sap
örneklerinde daha yüksek DP değerleri:
sırasıyla, DP=2.86; 2.55; 2.47
• Proses sonucunda meyveden meyve suyuna
doğru polimerizasyon derecesi azalırken, üretim
atıklarında polimerizasyon reaksiyonları
meydana gelmektedir.
• Hedeflenmemiş metabolit analizleri C vitaminin glukoz ile
bağlanmış stabil formunu ortaya koymuştur.
• Termal ve oksidatif parçalanmaya karşı dirençlidir.
Henüz üç bitkide varlığına
rastlanmıştır
 Napa lahanası
(beachu kimchi)
 Goji berry
(Lycium barbarum)
 Kabak
(Cucurbita pepo)
• Kan ve karaciğer hücrelerindeki α-glukozidaz enzimi ile C vitaminine
dönüştürülerek vücutta C vitaminin gösterdiği etkileri göstermektedir
Meyve  2.30 mg/100g kuru
madde
Meyve suyu  1.34 mg/100g
kuru madde
• Antosiyanince zengin
• Kısa-zincirli prosiyanidin varlığı
 kan ve bağırsak sisteminde yüksek oranda emilim
 gastro-intestinal sistemde yüksek biyoyararlılık
• Literatürde Vişne antosiyaninleri üzerine yapılan in vivo çalışmalar
 karaciğer ve kan hücrelerindeki antioksidan enzim
aktivitesinde artış
 lipid peroksidasyonunda azalma
 oksidatif zararlanmada azalma
 birçok kronik hastalığın tetikleyicisi olan faktörlerde azalma
 tümör önleyici aktivite
• Vişne
• Vişne suyu
• Standart bileşenler
 siyanidin 3-glukozit
 epikateşin
 kuersetin (kontrol)
• Meyve suyu hücre ortamında daha yüksek stabilite
göstermektedir
• Metabolitlerin Caco-2 hücrelerindeki emilimi,
taşınımı ve diğer metabolitlere dönüşümünün
belirlenmesi
 HPLC
 LC-QTOF-MS/MS
21
• Başlıca antosiyanin bileşenleri tanımlanmıştır.
• Meyve suyuna işleme prosesi sırasında antosiyanin
bileşenlerinin yüksek stabilite göstererek korunduğu
ve vişne suyunun bu özelliği ile diğer meyve
sularından ayrıldığı tespit edilmiştir.
• Prosiyanidin bileşenleri için elde edilen sonuçlar
vişnenin daha yüksek biyoyararlılık gösteren kısazincirli (DP (Polimerizasyon Derecesi ≈ 2)
prosiyanidinlerce zengin olduğunu doğrulamıştır.
22
• Proses atıklarının yüksek flavonoid içeriğine sahip
olduğunu ve atıkların uzaklaştırılmasının ilgili
metabolitlerde azalmaya yol açtığını göstermiştir.
Ancak bu azalma, uzaklaştırılan atık miktarı
gözönünde bulundurulduğunda son üründe önemli
bir değişime neden olmamaktadır.
• Son ürüne işleme sırasında biyoaktif bileşenlerin ve
antioksidan kapasitenin önemli ölçüde korunduğu
sonucuna varılmıştır.
23
• Vişne üzerindeki biyoyararlılık çalışmaları ile, gıda
ekstraktı yerine tüm gıdanın materyal olarak
kullanıldığı ve prosesin biyoyararlılık üzerindeki
etkisinin araştırıldığı sınırlı sayıdaki literatür
araştırmalarına katkıda bulunulması
amaçlanmaktadır.