Kształtowanie potencjału bioaktywnego i walorów smakowych wiśni w aspekcie technologicznym

Transkrypt

1 Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Wydział Nauk o Żywności Katedra Technologii Owoców, Warzyw i Zbóż mgr inż. Paulina Nowicka Kształtowanie potencjału bioaktywnego i walorów smakowych wiśni w aspekcie technologicznym Rozprawa doktorska wykonana w Katedrze Technologii Owoców, Warzyw i Zbóż Promotor pracy: dr hab. inż. Aneta Wojdyło, prof. nadzw. UP Wrocław 2015

2 STRESZCZENIE W JĘZYKU POLSKIM KSZTAŁTOWANIE POTENCJAŁU BIOAKTYWNEGO I WALORÓW SMAKOWYCH WIŚNI W ASPEKCIE TECHNOLOGICZNYM STRESZCZENIE W JĘZYKU POLSKIM Przewlekłe choroby niezakaźne takie jak choroby układu krążenia, nowotwory, otyłość, czy cukrzyca stanowią obecnie główną przyczynę zgonów na świecie. Jednym ze sposobów ich profilaktyki jest zróżnicowana i pełnowartościowa dieta, w której zarówno warzywa i owoce odgrywają kluczową rolę. W obszarze tym, obserwuje się obecnie coraz większą świadomość konsumencką, co inicjuje konieczność projektowania i tworzenia nowych produktów spożywczych, atrakcyjnych zarówno pod względem smaku jak i wartości odżywczej. W efekcie więc, rynek produktów o cechach prozdrowotnych jest jednym z najlepiej rozwijających się sektorów gospodarki żywnościowej, stale poszukującym innowacyjnych rozwiązań technologicznych, a także surowców o wysokiej wartości odżywczej. Takim surowcem wydają się być owoce wiśni, charakteryzujące się: wysokim potencjałem przetwórczym tj.: atrakcyjną barwą, aromatem i bogactwem składu chemicznego, a pomimo to wciąż mało atrakcyjnym asortymentem dostępnym w handlu. Brakuje chociażby suszy wiśniowych: produktów atrakcyjnych i zgodnych z najnowszymi trendami zdrowego odżywiania, które mogą posłużyć jako alternatywa dla wysokokalorycznych produktów przekąskowych. W związku z powyższym, celem pracy było opracowanie technologii otrzymywania innowacyjnego produktu wiśniowego o podwyższonym potencjalne prozdrowotnym oraz atrakcyjnych właściwościach sensorycznych. Cel ten realizowano poprzez określenie składu chemicznego, ze szczególnym uwzględnieniem związków polifenolowych, owoców wiśni różnych odmian, a następnie opracowanie i zoptymalizowanie technologii otrzymywania suszy wiśniowych, z wykorzystaniem odwadniania osmotycznego oraz kombinowanych metod: suszenia konwekcyjnego i mikrofalowo-próżniowego. W badaniach wykazano, że owoce wiśni to atrakcyjny surowiec przetwórczy, charakteryzujący się wysoką wartością odżywczą oraz interesującymi właściwościami fizycznymi. W analizowanych owocach zidentyfikowano czterdzieści jeden związków polifenolowych: antocyjanów (11), kwasów hydroksycynamonowych (5), flawonoli (10) i flawonów (1) oraz flawan-3-oli (14), których sumaryczne stężenie w zależności od odmiany

3 STRESZCZENIE W JĘZYKU POLSKIM wynosiło od 1539,43 mg do 2982,51 mg w 100 g sm. Szczegółowo przeprowadzona analiza fizykochemiczna, różnych odmian owoców wiśni, pozwoliła na selekcję tych najbardziej wartościowych do dalszych badań dotyczących technologii otrzymywania suszy wiśniowych. Dowiedziono, że najbardziej optymalnym procesem otrzymywania suszy wiśniowych o zaprojektowanych właściwościach prozdrowotnych jest wstępne odwodnienie surowca w zagęszczonym soku owocowym, a następnie jego dosuszenie z wykorzystaniem występujących po sobie metod suszenia: konwekcyjnego i mikrofalowo-próżniowego. Optymalne warunki prowadzenia procesu odwadniania osmotycznego owoców wiśni to: temperatura i ekstrakt medium, kolejno: 40 C i 40 Brix, a czas trwania procesu od 60 do 120 min. Jakościowa i ilościowa analiza zawartości związków polifenolowych w suszonych owocach wiśni wykazała, że odwadnianie osmotyczne w zagęszczonych sokach z: pigwy i aronii w największym stopniu zwiększa wartość odżywczą finalnych produktów. Z kolei odwadnianie w roztworze sacharozy oraz zagęszczonych sokach z: jabłek i pigwy korzystnie kształtuje walory smakowe owoców wiśni, neutralizując charakterystyczny kwaśny smak tego surowca. Na podstawie przeprowadzonych badań udowodniono, że owoce wiśni są cennym materiałem przetwórczym, który może być wykorzystywany do produkcji atrakcyjnych produktów przekąskowych, polecanych w profilaktyce przewlekłych chorób niezakaźnych. Słowa kluczowe: owoce wiśni, susze wiśniowe, odwadnianie osmotyczne, suszenie mikrofalowo-próżniowe, suszenie konwekcyjne, związki polifenolowe, aktywność przeciwutleniająca

4 Molding the bioactive potential and sensory attributes of sour cherry fruits in technological aspect SUMMARY The chronic non-communicable diseases, such as cardiovascular disease, cancer, obesity and diabetes are now the main cause of death worldwide. One of the ways of them prevention is balanced diet, in which fruit and vegetables play an important role. In this area, in recent years, is observed an increasing consumer awareness, which initiates the necessity of designing and creating new food products, attractive both in terms of flavor and nutritional value. As a result, the health-promoting products are one of the fastest developing sectors of the food industry, continually looking for technological innovations and the raw materials of high nutritional value. Such material seem to be sour cherry, with a high potential for processing (attractive color, aroma and chemical composition), but yet characterized by unattractive assortment commercially available. Even is missing dried sour cherry: attractive product, consistent with the latest trends in healthy eating, which can serve as an alternative to high-calorie snack products. Therefore the aim of this study was to develop an innovative sour cherry product with a high pro-health potential and attractive sensory properties. This objective was achieved by determination the chemical composition of different cultivars of sour cherry (with a particular focus on polyphenolic compounds), and then development and optimization the drying technology of sour cherries by using a combined drying method: osmotic dehydration, convective drying and vacuum-microwave finish drying. The studies showed, that sour cherry is an attractive raw material processing, characterized by high nutritional value and interesting physical properties. In the examined fruits were identified 41 polyphenol compounds: anthocyanins (11) hydroxycinnamic acids (5), flavonols (10) and flavons (1), and flavan-3-ols (14). The total concentration, depending on the variety, ranged from 1, mg to 2, mg per 100 g dry matter. Physicochemical analysis of different cultivars of sour cherries, enabled the selection of the most valuable varieties for further studies on the dried sour cherries technology. The study revealed, that the most optimal process of drying sour cherries with prohealth properties is pre-dehydrated using fruit juices, and after that drying by using combined methods: convective drying and vacuum-microwave finish drying. Optimal

5 conditions for conducting the osmotic dehydration process of sour cherries are: temperature and extract of hypertonic solution: 40 C and 40 Brix, and the process time from 60 to 120 min. Qualitative and quantitative analysis of the content phenolic compounds in dried sour cherries fruit showed that the osmotic dehydration in quince and chokeberry concentrated juices the increases the nutritional value of the final products. Moreover, dehydration in sucrose solution and also apple and quince juices increased the acceptability of the final products by neutralizing the characteristic sour taste of the raw material. The study demonstrated, that the sour cherries is a valuable processing material, that can be used to produce attractive snack products, recommended in the prevention of chronic non-communicable diseases. Keywords: sour cherry, dried sour cherry, osmotic dehydration, vacuum microwave drying, convective drying, phenolic compounds, antioxidant activity