Klorofill és karotinoid lebomlás a zöld étkezési olajbogyó előállítása során

  • Szerzői:Beatriz Gandul Rojas
  • Szakdolgozati rendezők:J.M. Moraga Borrell (rend. Tes.), María Isabel Mínguez Mosquera (rend. Tes.), Antonio Roselló Segado (rend. Tes.)
  • Olvasás: A sevillai egyetemen (Spanyolország) 1992-ben
  • Idióma: spanyol
  • Oldalszám: 239
  • Linkek
    • Szakdolgozat nyílt hozzáféréssel itt: Idus
  • Összegzés

    • A magasabb növények zöld szöveteinek színéért felelős pigmenteket fotoszintetikusnak vagy kloroplasztikusnak nevezzük. Az úgynevezett plasztidákban helyezkednek el, amelyek a tipikusan növényi protoplazma megkülönböztetései, amelyeket a membrán többi része elválaszt a citoplazmától, és amelyek gyakran pigmentek, például klorofillak és karotinoidok hordozói, ebben az esetben őket hívják. kromatofórok (Strasburger et al., 1970).

      karotinoidok

      A fotoszintézisben részt vevő legfontosabb pigment, a klorofill, megtalálható minden fotoszintetikusan aktív kromatofórban, amely egy alaptömeg, a színtelen és lipoidokban gazdag sztróma része. A magas klorofilltartalom miatt zöld színű plasztidokat kloroplasztnak nevezzük. Bennük mindig megtalálhatók a zöld klorofillok mellett a vörös-narancssárga és a sárga zsírban oldódó karotinoidok, általában kisebb mennyiségben.

      A virágok általánosan megmutatott sárga és narancssárga színt, valamint sok gyümölcs élénkvörösét legalább részben fotoszintetikusan inaktív kromatofórok képezik, amelyek a színtelen protoplasztidákból azonnal kifejlődnek, vagy a klorofill elvesztésével járnak. zöld kloroplasztokból. A kromoplasztok színét a karotinok és xantofilok tartalma okozza, amelyek hasonlóak, sőt megegyeznek a zöld kloroplasztok karotinoidjaival.

      Nem könnyű meghatározni, hogy a növény öregedése hogyan befolyásolja a pigmenteket. Minden bizonnyal leírhatjuk a gyümölcsök érésében bekövetkező átalakulások sorrendjét, amelyek növekedése együtt jár az íz, a textúra, a szín stb. Változásával. Az érettség elérése előtt azonban sok gyümölcs klorofilltól mentes volt, és a kloroplasztikákat kromoplasztok helyettesítették. A klorofill lebontása a karotinoidok és/vagy antocianinok és betalainok bioszintézise során bonyolult jelenség. Sokukban az érés közeledtével van egy olyan állapot, amelyben a biokémiai változásokat az etilén autokatalitikus termelése indítja el. Ez a légzésnövekedés jelzi a fejlődés és az érés közötti változást, és ezután a bőr színváltozását eredményezi (Bauernfeind et al., 1971).

      A klorofill jelentősége az élelmiszer-technológiában nem a fotoszintetikus szerepében rejlik, hanem elsősorban a gyümölcsök és zöldségek zöld színezésében való részvételében. A zöldségfélékben előforduló pigmentek által az érlelés és a tárolás szakaszában, vagy a fagyasztási, blansírozási, dehidrációs folyamatok stb. Következményeként tapasztalt változások. amelynek táplálkozási és érzékszervi tulajdonságait a legjobban meg kell őrizni, jelentős hatással vannak a végtermék színére. Az olyan tényezők, mint a hőmérséklet, a pH, az idő, az enzimatikus hatás, az oxigén és a fény okozhatják ennek a tulajdonságnak a lebomlását.

      Általánosságban elmondható, hogy az olyan természetes termékek, mint a gyümölcsök és zöldségek, kidolgozása és manipulálása során, amelyek összegyűjtése után sok szempontból még életben maradnak, problémák merülhetnek fel, sőt jelen lehetnek, amelyek okait néha nehéz meghatározni, mivel metabolikusan aktívak a szövetek összetétele állandó változásnak van kitéve.

      A fizikai-kémiai, enzimatikus és mikrobiológiai folyamatok jelentősen megváltoztathatják jellemzőiket a fogyasztásukig eltelt időszakban, attól függően, hogy milyen technológiai átalakulásoknak vannak kitéve, és milyen gazdasági szükségletek, szállítás, tárolás stb. a piac által kivetett.

      Figyelembe véve, hogy Spanyolország kiemelkedően mezõgazdasági ország, és hogy egyes ágazatokban elsõ rendû hatalom, minden kutatás, amelynek célja a gyümölcsökben és a zöldségekben jelen levõ különbözõ összetevõk evolúciójának részletes megismerése, megfelelõ szelekciót tesz lehetõvé. a gyártás jobb ellenőrzése, következésképpen a piac által megkövetelt minőség fenntartása.

      Másrészt a spanyol termékek iránti kereslet nemzetközi szinten idővel változik a preferencia, a készítmény típusa és még a végtermék összetétele szempontjából is, a piacok fokozatosan elérhető diverzifikációja és a a tápanyagigény és az érzékszervi jellemzők változása.

      Mezőgazdasági termelésünk egyik legreprezentatívabb ágazata az olajfaliget, amelynek mintegy kétmillió hektárt szánnak, ami Spanyolország teljes megművelt területének mintegy 10% -a. Andalúzia ennek az összegnek a 50% -ával a legfontosabb régió ebben az értelemben (Fernández Díez et al., 1985).

      Ami az átlagos olajbogyó-termelést illeti, 1950 óta növekszik, jelenleg megközelíti a kétmillió tonnát. Ezt a növekedést lényegében a hozamok javulása eredményezte, mivel az olajfák száma azóta gyakorlatilag változatlan maradt.

      Kétségtelen, hogy a fenti adatok nagyon fontos sajátos súlyt képviselnek a mezőgazdaságon belül, sőt a nemzetgazdaság keretein belül is. Ezért az olajbogyóból származó termékek minőségének javítására tett minden erőfeszítés jövedelmező beruházás lesz, amely elősegíti a belföldi és a külkereskedelem kilépési útvonalainak fenntartását és növelését. Ezenkívül Spanyolország belépésével a közös piacra új elvárások nyílnak a nagy európai piac felé, amelyben nagyobb lesz a csere szabadsága, de amelyben bizonyos minőségi szintekre is szükség lesz.

      Az olajbogyó, mint minden növényi termék, agronómiai, fizikai és kémiai jellemzőkkel rendelkezik, amelyek tartalmilag meghatározva vannak, de a véletlenszerű fajták szerint kellően változóak, amelyeket figyelembe kell venni nyersanyagként történő integrált felhasználásakor, mivel ezeken a különbségektől függ alapvetően technológiai viselkedését.

      Mindenki számára ismert, hogy az olajfát, az Olea Europea L-t, az oleaceae család jól ismert és elterjedt faját, kizárólag virágzása után májusban vagy júniusban kialakuló és érett gyümölcsének felhasználására termesztik. amikor késő ősszel.

      A gyümölcs, amely az "olíva" vagy az "olíva", egy zöld, húsos és ehető csülök, amely érés közben sötétedik, amíg feketéslila árnyalatot nem kap, míg olajtartalma megnő.

      Az olajfa gyümölcseinek étkezési olajbogyóként való felhasználása elveszett az ókorban, az első történelmi találkozó, amely Columelának felel meg, korunk első évszázadától, az 54. évtől származik (Fernández Díez et al., 1985).

      Hazánkban a spanyol vagy sevillai stílusú zöld olajbogyó öntetének kutatását 1947-ben kezdték meg Rodríguez de la Borbolla et al. (1956). Ezeknek a tudósoknak a szorgalmas munkájának köszönhetően lehetővé vált a fizikai-kémiai és mikrobiológiai ellenőrzési normák által szabályozott technológiai folyamat, amely addig Spanyolországban, pontosabban Andalúziában iparosodott kézműves gyakorlat volt.

      Azóta sok kutatást végeztek az olajfa gyümölcsével kapcsolatban. Bár a modern technológia egyre inkább kiterjeszti az élelmiszerek kezelésének lehetőségeit, igaz, hogy új problémák is felmerülnek.

      A zöld étkezési olajbogyó spanyol vagy sevillai stílusú készítésének hagyományos rendszere megköveteli, hogy a gyümölcsöket érési ciklusban gyűjtsék össze a veraisoning előtt, színük halványzöldtől sárgászöldig terjed. Az ilyen típusú olajbogyó előállítása magában foglalja a gyümölcsök nátrium-hidroxiddal történő kezelését, majd sóoldatban történő kondicionálását, amelynek során természetes tejsavas erjedésen mennek keresztül.

      A teljes folyamat körülbelül hat hónapig tart, és a kész termék érzékszervi tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek országos és nemzetközi hírűvé tették.

      Bár a hagyományos olíva fermentációs folyamat az elmúlt években jelentős és jelentős átalakuláson ment keresztül, az a tény, hogy az erjedés spontán megindul, továbbra is fennáll, ami a mikrobiális flóra kontrolljának hiányát eredményezi. Ez kialakul, a változások állandó veszélye és a homogenitás hiánya a végtermék minőségében.

      Mivel a szín fontos minőségi tulajdonság, amelyet a legtöbb élelmiszer-szabvány használ, az utóbbi években különös figyelmet szenteltek az olíva gyümölcsökben jelen lévő kloroplasztikus pigmentek tanulmányozásának (Mínguez-Mosquera és Garrido-Fernández, 1989), valamint azoknak az átalakulásoknak, amelyek étkezési olajbogyóként (Mínguez-Mosquera et al., 1989) és olívaolajként (Mínguez-Mosquera et al., 1991) történő feldolgozásuk során klorofillon és karotinoidon mennek keresztül.

      Az élelmiszer látszólagos színe általában meghatározó a minőség szempontjából, mivel az első benyomást kelti az elfogadásról vagy az elutasításról a potenciális fogyasztóban. Figyelembe véve, hogy a gyümölcsök és zöldségek színe természetes pigmentjeik közvetlen következménye, minden esetben szükség van azok jellemzésére a megváltoztatással vagy hamisítással kapcsolatos problémák kezelése és megoldása érdekében, különösen azokban a termékekben, amelyeket meg kell adni. gyártott. Annak ellenére, hogy ez a minőségi jellemző a kereskedelmi szabványosítás egyik leggyakrabban használt kritériuma, mindeddig a keletkező változások kémiai alapját nem vizsgálták mélyrehatóan.

      Jelen munka megpróbálja tisztázni azoknak a módosításoknak az eredetét, amelyek a zöld asztali olajbogyó feldolgozásának normál körülményei között a pigmentekben előfordultak.

      Az első cél annak megerősítése, hogy a kloroplasztikus pigmentek lebomlása, amely az olajfa gyümölcsében az étkezési olajbogyóként történt, mindig ugyanazon mintának felel meg. Ennek érdekében a jelen tanulmány ellenőrzi a gyümölcsökben jelen lévő pigmentek kvalitatív és kvantitatív fejlődését nyolc erjesztőből. Hasonlóképpen ellenőrizzük, hogy az eljárás különböző fázisaiban bekövetkező módosítások, akár lúgos, akár fermentációs fázisban, befolyásolják-e valamilyen módon ezt a pigment lebomlást.

      A második cél a klorofill- és karotinoid-molekulákban bekövetkezett szerkezeti változások eredetének tisztázása a bekövetkezett lebomlási mechanizmus megállapítása érdekében.

      Először is annak tisztázása a kérdés, hogy a klorofillidek képződése enzimatikus eredetű vagy a kémiai hidrolízis következménye. Miután megbizonyosodtak arról, hogy ezek az összetevők a laboratóriumban nem képződnek "in vitro", a vizsgálat célja a klorofiláz kimutatása és jellemzése olajbogyóban, egy enzim, amely hidrolizálja a klorofillok fitol-észterét. Tekintettel arra, hogy ennek az enzimnek az olajbogyóban való kivonása nehéz, a gyümölcsöket enzim- és szubsztrátforrásként használják, és az enzimatikus reakció termékét HPLC-vel szabályozzák.

      Ugyanakkor megerősítést nyert, hogy a pigmentekben bekövetkező többi strukturális átalakulás a közeg savas pH-jának köszönhető, és a fermentációs folyamat incidenciáját a cisz-transz β-karotin transzformáción tanulmányozzák.

      Mindezen átalakulások eredetének ismerete mind kémiai, mind enzimatikus úton lehetővé teszi a bekövetkezett lebomlási mechanizmus megállapítását, valamint az azonosítható szerkezeti változásokat leíró elemi szakaszok kinetikai vizsgálatának elvégzését.

      Végül a zöld étkezési olajbogyóként spanyol vagy sevillai stílusú és az iparban előállított gyümölcsökben az A provitamin értékét, valamint a defitilált klorofill származékok lehetséges negatív hatásait jellemzik.

      1. A zöld színű étkezési olajbogyó előállítása során a gyümölcsök által tapasztalt színváltozás kizárólag a pigmentek szerkezeti átalakításának köszönhető, amelyek kémiailag vagy biológiailag is hasonló pigmentösszetételt eredményeznek a végtermékben. A friss gyümölcsben eredetileg jelen lévő klorofillok teljes átalakuláson mennek keresztül, amelynek végterméke a feofitinek és a feoforbidok keveréke. A karotinoid-frakcióban a β-karotin és a lutein változatlanok maradnak, míg a többi komponens, molekuláikban 5,6-epoxid csoportokkal, teljesen lebomlik, és megfelelő 5,8-furanoid származékokat eredményez.

      2. Úgy tűnik, hogy a gyümölcsökben a klorofillidek jelenléte az erjedés első napjaiban a klorofiláz enzimatikus hatása által közvetített. Az észterezett származékok specifikus vagy kizárólagos képződésének kiváltásának kivitelezhetetlensége klorofillok kémiai kezelésével arra utal, hogy az említett átalakulás enzimatikusan történt.

      3. A klorofiláz beavatkozása kiderült az enzim aktiválásával magában a gyümölcsben. A reakció mértékének ellenőrzését HPLC-vel igazoltuk a szubsztrát és a reakciótermék egyidejű kvantifikálásával.

      4. Bár a várakozásoknak megfelelően az optimális aktiválási hőmérséklet 70 ° C, azt tapasztalták, hogy az inkubációs közegben lévő aceton aránya jobban kedvez az enzimatikus hatásnak, mint a hőmérséklet emelkedése. Optimális aktiválási körülményeket érünk el, ha a gyümölcsöket 50 ° C-on inkubáljuk keverékben: klorofiláz/aceton puffer (1: 1).

      5. A tesztelt körülmények között (az enzimatikus reakció aktiválása a gyümölcsben) és függetlenül attól, hogy a szubsztrát az "a" vagy "b" sorozatból származik-e, a pH hatásának vizsgálata két optimális értéket mutat: a klorofiláz aktivitása, mivel két szubsztrát létezik minden sorozatban, amelyet maga a pH okoz. Klorofillok esetében a maximum pH 7,5, feofitinek esetében pedig 5 egység alatti pH.

      6. A szubsztrátra jellemző specifitást illetően a klorofiláz enzim előnyös aktivitást mutat az "a" sorozattal szemben 5,5 és 8,0 közötti pH-érték mellett, míg ennél magasabb és alacsonyabb értékeknél az affinitás két határértékkel magasabb. "b" sorozat.

      7. Az étkezési olajbogyó készítésének folyamata során, mivel a klorofillidek képződése kizárólag a gyümölcsök sóoldatba helyezését követő első három napra korlátozódik, a fentiek beavatkozása csak felhalmozódott klorofiláz aktivitásként fejezhető ki. A gyümölcsök egyértelműen lúgos pH-ja ebben az időszakban a fermentációs folyamat beültetését megelőzően azt kedvez, hogy a klorofiláz hatása előnyösebb a "b" klorofillal szemben. Az enzim inaktiválásának egybeesése a gyümölcs-sóoldat egyensúlyával úgy tűnik, hogy a sókoncentráció gátló szerepet játszhat.

      8. A pigmentek összkoncentrációján végzett anyagmérleg az egész folyamat során állandó marad, ami azt mutatja, hogy nem fordulnak elő olyan oxidatív reakciók, amelyek végül színtelen termékeket eredményeznek.

      9. A savak által elősegített pigmentek lebomlása pszeudo-sorrendnek tekinthető, mivel a H + -ionok koncentrációja a pigmentekéhez viszonyítva meghaladja a folyamat kezdetét, ezért állandónak tekinthető.

      10. A fentiek következtében a pigment lebomlása két mechanizmus szerint történik:

      nak nek. Enzimatikus: Úgy tűnik, hogy a klorofillidek képződését a klorofiláz hatása közvetíti a fermentációs folyamat beültetését megelőző napokban.

      b. Kémiai: A fermentációs közegben fokozatosan kialakuló savasság az Mg2 + ion H + -val való helyettesítését okozza a klorofill- és klorofillidmolekulákban, feofinek és feoforbidok képződését okozva. Ugyanezen okból a karotinoid frakcióban csak azok az alkatrészek alakulnak át, amelyek molekulaszerkezetük miatt érzékenyek a savas közegre.

      11. A klorofillok lebontása során három olyan elemi stádiumot számolunk, amelyek az egyes pigmentek koncentrációját figyelembe véve igazodnak az elsőrendű kinetikához.

      12. a. A klorofillok feoforbidokká történő lebontása egymást követő reakciót követ, amelyben a klorofillok köztitermékként működnek. Az "a" sorozatban a lassú lépés az a reakció, amelyben az enzim részt vesz, mivel a feoforbidok (k2a) képződésének sebességi állandója háromszor nagyobb, mint a klorofillidek képződésének kinetikai állandója (k1a). ). Másrészt az enzim nagy affinitása a klorofill "b" iránt azt jelenti, hogy ebben az esetben a teljes reakció lassú lépése az, amelyet nem az enzim, hanem a H + koncentrációja szabályoz. a "b" feoforbid (k2b) képződési sebességi állandója alacsonyabb, mint a "b" klorofillidé (k1b).

      b. A klorofill lebontása feofitinné a fenti reakcióval párhuzamosan történik.

      c. A sav által elősegített bomlás során a feoforbidokra (k2) való áttérés gyorsabb, mint a feofitinekre (k3), mivel a klorofillid nagyobb hajlandóságot mutat az Mg2 + ion elvesztésére, mint a klorofill a vízben való nagyobb oldhatósága miatt.

      d. Az "a" sorozat nagyobb érzékenysége az Mg-ion elvesztésére mind a klorofillidtől a feoforbidig, mind a klorofilltól a feofitinné való átjutásban mutatkozik meg, ami az "a" sorozat kinetikai állandóit kétszer magasabb, mint a "b" sorozat.

      14. A violaxanthene és a neoxanthene lebomlása egyetlen elemi szakaszban következik be, amely a pigmentkoncentráció tekintetében követi az elsőrendű kinetikát.

      15. Az úgynevezett gyors előállítási folyamatban úgy tűnik, hogy egy bonyolultabb pigmentbontási mechanikát követ, az eddigi eredmények nem teszik lehetővé a kinetikai kiigazítást.

      16. Noha a zöld étkezési olajbogyó készítésének folyamata során a β-karotin koncentrációja állandó marad, az A provitamin értéke 2,5% -os veszteséget szenved a cisz-izomeria következtében, a végtermékben 308,9 ± 27 U.I...

      17. A fényérzékeny dermatitis elkerülése érdekében a kereskedelmi forgalomban kapható étkezési olajbogyókban a defitilált klorofill-származékok átlagos tartalma nem haladja meg a megengedett maximális határértékeket.