WPŁYW EKSTRUZJI NA AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCĄ NASION WYBRANYCH ROŚLIN STRĄCZKOWYCH

Transkrypt

1 ŻYWNOŚĆ. Nuk. Technologi. Jkość, 2007, 2 (51), MARIAN REMISZEWSKI, MAŁGORZATA KULCZAK, KRZYSZTOF PRZYGOŃSKI, EUGENIUSZ KORBAS, MARIA JEŻEWSKA WPŁYW EKSTRUZJI NA AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCĄ NASION WYBRANYCH ROŚLIN STRĄCZKOWYCH S t r e s z c z e n i e Celem prcy był ocen wpływu ekstruzji n ktywność przeciwutlenijącą suchych nsion roślin strączkowych. Bdno cłkowitą zwrtość polifenoli i ktywność przeciwutlenijącą nsion wybrnych odmin: grochu Rmrod (Pisum stivum L.), fsoli biłej Jś Krłowy i kolorowej Red Kidney (Phseolus vulgris L.) przed i po procesie ich ekstruzji. Njwyższą zwrtość polifenoli orz ktywność przeciwutlenijącą stwierdzono zrówno w nsionch, jk i ekstrudtch z fsoli kolorowej Red Kidney. W ekstrudtch z tej fsoli zwrtość związków fenolowych uległ zmniejszeniu o około 20%, ktywność przeciwutlenijąc mierzon metodmi z DPPH i ABTS był niższ odpowiednio o 21 i 25% w stosunku do surowc wyjściowego. Cłkowit zwrtość polifenoli i ktywność przeciwutlenijąc suchych nsion fsol biłej i grochu był 5-8 rzy niższ w porównniu z fsolą kolorową, jednocześnie proces ich ekstruzji nie wpłynął n poziom bdnych prmetrów w uzysknych ekstrudtch. Stwierdzono, że fsol kolorow i jej ekstrudty są lepszym źródłem przeciwutleniczy i wykzują wyższą ktywność przeciwutlenijącą niż groch i fsol bił. Słow kluczowe: polifenole, ktywność przeciwutlenijąc, nsion grochu, nsion fsoli, ekstruzj Wprowdzenie Suche nsion roślin strączkowych stnowią bogte źródło podstwowych skłdników odżywczych, tkże bioktywnych skłdników nieodżywczych, wśród których znjdują się m.in. polifenole, wykzujące włsności przeciwutlenijące, istotne w profilktyce wielu chorób cywilizcyjnych [4, 19]. Chrkterystyczną cechą suchych nsion roślin strączkowych jest to, że w przeciwieństwie do większości wrzyw, wymgją one odpowiedniego hydrotermicznego Doc. dr inż. M. Remiszewski, dr inż. M. Kulczk, dr K. Przygoński, inż. E Korbs, mgr inż. M. Jeżewsk, Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego w Wrszwie, Oddził Koncentrtów w Poznniu, ul. Strołęck 40, Poznń

2 WPŁYW EKSTRUZJI NA AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCĄ NASION WYBRANYCH 99 przygotowni w celu uzyskni produktu ndjącego się do spożyci. Wpływ to istotnie n poziom zwrtych w nich związków bioktywnych, bowiem w czsie kżdej obróbki technologicznej zchodzą zminy chemiczne, prowdzące do zwiększeni lub obniżeni ktywności biologicznej przeciwutleniczy, w tym również polifenoli [2, 3, 14, 21]. Korzystny lub niekorzystny wpływ obróbki technologicznej uzleżniony jest od jej rodzju. Liczne bdni wskzują n znczne zmniejszenie ktywności przeciwutlenijącej różnych produktów pod wpływem drstycznych zbiegów termicznych i hydrotermicznych, tkich jk: sterylizcj, ekstruzj, długotrwłe gotownie, smżenie, pieczenie i in. [2, 3, 8, 11, 12]. Niewiele jest prc ocenijących zwrtość i ktywność przeciwutlenijącą polifenoli w krjowych nsionch roślin strączkowych suchych i przetworzonych, te które są, dotyczą głównie bdń ich okryw nsiennych [6, 7, 10, 17, 18, 20]. Celem niniejszej prcy było określenie zmin ktywności przeciwutlenijącej w nsionch wybrnych krjowych odmin grochu, fsoli biłej i kolorowej pod wpływem ich instntyzcji w procesie ekstruzji. Mterił i metody bdń Do bdń wybrno trzy krjowe odminy nsion grochu, fsoli biłej i kolorowej o njwyższej ktywności przeciwutlenijącej (wybór spośród 4 odmin grochu i 11 odmin fsoli dostępnych w ofercie rynkowej bdni włsne utorów). Surowce zkupiono w sieci hndlu detlicznego (fsole) i w Stcji Hodowli Roślin Szelejewo Sp. z o.o. (groch). Nsion grochu Rmrod, fsoli biłej Jś Krłowy i fsoli kolorowej Red Kidney rozdrbnino (młyn młotkowo-bijkowy, wielkość cząstek 4-5 mm), nwilżno wodą do około 20%, kondycjonowno w ciągu 1godz., nstępnie poddwno procesowi ekstruzji w ekstruderze jednoślimkowym S-45 Metlchem (Gliwice) w nstępujących wrunkch: tempertur / /170 C w poszczególnych sekcjch, obroty ślimk obr./min. Uzyskny ekstrudt mielono n mąkę w młynku młotkowym (wielkość cząstek 0,3 mm). Obróbkę technologiczną prowdzono n 2-kilogrmowych próbch surowców w Zkłdzie Doświdczlnym Oddziłu Koncentrtów IBPRS. Bdni wykonno w 3 powtórzenich. W próbch nsion suchych i po ekstruzji oznczno: zwrtość sumy polifenoli (w przeliczeniu n kws glusowy) z wykorzystniem rekcji z odczynnikiem fenolowym Folin i Cioclteu według Singleton i Rossiego [16], ktywność przeciwutlenijącą (w przeliczeniu n Trolox) wobec odczynnik ABTS według Re i wsp. [15] i wobec odczynnik DPPH według Nuutil i wsp. [13] orz Chu i wsp. [5].

3 100 Mrin Remiszewski, Młgorzt Kulczk, Krzysztof Przygoński, Eugeniusz Korbs, Mri Jeżewsk Związki fenolowe ekstrhowno, wytrząsjąc 1g zmielonej n mąkę próby (wielkość cząstek 0,3 mm) z 10 ml 70% (v/v) wodnego roztworu cetonu w temp. 20ºC (ekstrkcj jednokrotn). Oznczeni wykonywno w 2 powtórzenich. Anlizę sttystyczną wyników przeprowdzono testem t-student n poziomie istotności p<0,05 (progrm Sttistic 5.0). Wyniki i nliz Bdne krjowe odminy grochu, fsoli biłej i kolorowej chrkteryzowły się zróżnicowną zwrtością polifenoli - njwyższą zwrtość polifenoli - 4,34 mg kwsu glusowego/g suchej substncji wykzywły suche nsion fsoli kolorowej Red Kidney, podczs gdy zwrtość związków fenolowych (w przeliczeniu n kws glusowy) w fsoli biłej był 5-krotnie, w grochu 8-krotnie niższ (rys. 1). 5,00 surowiec / rw mteril 4,00 po ekstruzji / fter extrusion b Kws glusowy [mg/g s.m.] kws glusowy [mg / g s.m.] Gllic cid [mg/g d.m.] gllic cid [mg / g d.m.] 3,00 2,00 1,00 4,34 3,50 Rys. 1. Fig. 1. 0,00 0,56 0,64 0,86 0,94 groch / pe fsol bił / white ben fsol kolorow / 'Rmrod' 'Jś Krłowy' coloured ben 'Red Kidney' Zminy zwrtości polifenoli w wybrnych odminch suchych nsion grochu i fsoli pod wpływem ich ekstruzji (, b różnice sttystycznie istotne przy p < 0,05). Effect of extrusion on chnges of polyphenols' content in selected vrieties of pe nd bens (, b sttisticlly significnt differences t p < 0,05).

4 WPŁYW EKSTRUZJI NA AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCĄ NASION WYBRANYCH 101 Ekstruzj fsoli Red Kidney spowodowł 20-procentowe, sttystycznie istotne zmniejszenie zwrtości polifenoli w otrzymnej mące instnt w stosunku do surowc wyjściowego. W grochu Rmrod zwrtość polifenoli po ekstruzji wzrosł o ok. 14% (p>0,05), ntomist w fsoli biłej Jś Krłowy pozostł bez zmin. Zncznie wyższe strty polifenoli notowli w swych bdnich Alonso i wsp. [1, 2]. Stwierdzili oni, że ubytek polifenoli podczs ekstruzji różnych odmin grochu (Rent, Solr i Bllet) wynosił od 33 do 54% [1], w przypdku fsoli czerwonej Athropurpure - sięgł ok. 46% [2]. Mogło to być związne zrówno z odminą bdnych nsion roślin strączkowych, jk i odmiennymi prmetrmi zstosownego procesu ekstruzji. Tkże w bdnich Korus i wsp. [9], prowdzonych n odminch fsoli kolorowej Nigeri i August, strty polifenoli powstłe w wyniku procesu ekstruzji wynosiły od 21 do 34%, co zdniem utorów spowodowne było różnymi wrunkmi temperturowymi zstosownych procesów ekstruzji i różną wilgotnością surowców. 10,00 9,00 8,00 7,00 surowiec / rw mteril po ekstruzji / fter extrusion b Trolox [mg / g s.m.] Trolox [mg / g d.m.] 6,00 5,00 4,00 3,00 8,59 6,82 2,00 1,00 0,00 0,36 0,36 1,01 0,60 groch / pe fsol bił / white ben fsol kolorow / 'Rmrod' 'Jś Krłowy' coloured ben 'Red Kidney' Rys. 2. Zminy ktywności przeciwutlenijącej mierzonej metodą z DPPH w wybrnych odminch suchych nsion grochu i fsoli pod wpływem ekstruzji (, b różnice sttystycznie istotne przy p < 0,05). Fig. 2. Effect of extrusion on chnges of ntioxidnt ctivity mesured by DPPH method in selected vrieties of pe nd bens (,b sttisticlly significnt differences t p < 0,05).

5 102 Mrin Remiszewski, Młgorzt Kulczk, Krzysztof Przygoński, Eugeniusz Korbs, Mri Jeżewsk Wyniki pomiru ktywności przeciwutlenijącej wskzują, że njwyższą zdolność wiązni wolnych rodników wykzywł fsol kolorow Red Kidney, zrówno wobec odczynnik DPPH (8,6 mg Troloxu/g s.s.) jk i ABTS (15,3 mg Troloxu/g s.s.). W procesie ekstruzji ktywność przeciwutlenijąc fsoli Red Kidney, oznczn ww. metodmi, uległ obniżeniu odpowiednio o ok. 21 i 25%, co mogło być spowodowne rozkłdem podczs ekstruzji mniej odpornych n dziłnie wysokiej tempertury ntocyjnów. Obniżenie ktywności przeciwutlenijącej w procesie ekstruzji fsoli kolorowej wykzli też Korus i wsp. [9]. Suche nsion grochu Rmrod i fsoli biłej Jś Krłowy chrkteryzowly się zncznie niższą zdolnością wygszni rodników DPPH i ABTS. Proces ekstruzji, zrówno w przypdku bdnego grochu, jk i fsoli biłej, wpływł w niezncznym stopniu n obniżenie ktywności przeciwutlenijącej otrzymnych mąk instnt (rys. 2 i 3). 18,00 16,00 surowiec / rw mteril po ekstruzji / fter extrusion 14,00 b Trolox [mg / g s.m. / Trolox [mg / g d.m.] 12,00 10,00 8,00 6,00 15,32 11,60 4,00 Rys. 3. Fig. 3. 2,00 0,00 2,60 3,03 2,09 2,78 groch / pe fsol bił / white ben fsol kolorow / 'Rmrod' 'Jś Krłowy' coloured ben 'Red Kidney' Zminy ktywności przeciwutlenijącej mierzonej metodą z ABTS w wybrnych odminch suchych nsion grochu i fsoli pod wpływem ekstruzji (, b różnice sttystycznie istotne przy p < 0,05). Effect of extrusion on chnges of ntioxidnt ctivity mesured by ABTS method in selected vrieties of pe nd bens (,b sttisticlly significnt differences t p < 0,05).

6 WPŁYW EKSTRUZJI NA AKTYWNOŚĆ PRZECIWUTLENIAJĄCĄ NASION WYBRANYCH 103 Fsol Red Kidney i uzyskn z niej w procesie ekstruzji mąk instnt wykzywł zncznie lepsze włściwości przeciwutlenijące niż groch i fsol bił orz ich przetwory. Wnioski 1. Spośród bdnych odmin fsoli i grochu njwyższą zwrtością polifenoli orz ktywnością przeciwutlenijącą, chrkteryzowł się fsol kolorow Red Kidney. 2. Proces ekstruzji fsoli Red Kidney spowodowł zmniejszenie zwrtości polifenoli i ktywności przeciwutlenijącej, mierzonej metodmi z DPPH i ABTS, odpowiednio o 20, 21 i 25%. 3. Nsion fsoli Jś Krłowy i grochu Rmrod wykzywły niższą zwrtość polifenoli i ktywność przeciwutlenijącą, w porównniu z nsionmi fsoli Red Kidney i otrzymną z niej mąką instnt. 4. Proces ekstruzji sprzyjł zchowniu zwrtości polifenoli i ktywności przeciwutlenijącej związków fenolowych w fsoli Jś Krłowy i grochu Rmrod n poziomie zbliżonym do surowców. Prc nukow finnsown ze środków Ministerstw Nuki i Szkolnictw Wyższego w ltch , jko projekt bdwczy zmwiny PBZ-KBN- 094/P06/2003. Prc był prezentown podczs XXXVII Ogólnopolskiej Sesji Komitetu Nuk o Żywności PAN, Gdyni, IX.2006 Litertur [1] Alonso R., Orúe E., Mrzo F.: Effects of extrusion nd conventionl processing methods on protein nd ntinutritionl fctor contents in pe seeds. Food Chem., 1998, 63, [2] Alonso R., Aguirre A., Mrzo F.: Effects of extrusion nd trditionl processing methods on ntinutrients nd in vitro digestibility of protein nd strch in fb nd kidney bens. Food Chem., 2000, 68 (2), [3] Alonso R., Grnt G., Dewey P., Mrzo F.: Nutritionl ssessment in vitro nd in vivo of rw nd extruded Pes (Pisum stivum L.). J. Agric. Food Chem., 2000, 48, [4] Chmp M.M.-J.: Non-nutrient bioctive substnces of pulses. Br. J. Nutr., 2002, 88, Suppl. 3, S307- S319. [5] Chu Y.H., Chng C.L., Hsu H.F.: Flvonoid content of severl vegetbles nd their ntioxidnt ctivity. J. Sci. Food Agric., 2000, 80, [6] Drużyńsk B., Klepck M.: Włściwości przeciwutlenijące preprtów polifenoli otrzymnych z okrywy nsiennej fsoli czrnej, różowej i biłej (Phseolus). Żywność. Nuk. Technologi. Jkość, 2004, 4.(41), [7] Drużyńsk B.: Polyphenolic compounds of ben seed cots Phseolus vulgris L. nd their ntioxidnt properties. Pol. J. Food Nutr. Sci., 2002, 11/52, 4, [8] Gil M. I., Ferreres F., Toms-Brbern F. A.: Effect of posthrvest storge nd processing on the ntioxidnt constituents (flvonoids nd vitmin C) of fresh-cut spinch. J. Agric. Food Chem., 1999, 47,

7 104 Mrin Remiszewski, Młgorzt Kulczk, Krzysztof Przygoński, Eugeniusz Korbs, Mri Jeżewsk [9] Korus J., Gumul D., Gibiński M.: Wpływ ekstruzji n zwrtość polifenoli i ktywność przeciwutlenijącą nsion fsoli zwyczjnej (Phseolus vulgris L.). Żywność. Nuk. Technologi. Jkość, 2006, 2 (47), [10] Mikołjczk A., Drużyńsk B.: Antyoksydcyjne włściwości polifenoli okryw nsiennych fsoli kolorowej. Żywność. Nuk. Technologi. Jkość, 1999, 3 (20) Suppl., [11] Mościcki L.: Zminy włściwości fizykochemicznych surowców roślinnych poddwnych procesowi ekstruzji. Cz.1 Fizykochemiczne zminy ekstrudtów. Przegl. Zboż.-Młyn., 2002, 6, [12] Price K. R., Colquhoun I. J., Brnes K.A., Rhodes M. J. C.: Composition nd content of flvonol glycosides in green bens nd their fte during processing. J. Agric. Food Chem., 1998, 46, [13] Nuutil A. M., Puupponem-Pimi R., Arni M., Oksmn-Cldentey K. M.: Comprision of ntioxidnt ctivities of onion nd grlic extrcts by inhibition of lipid peroxidtion nd rdicl scvenging ctivity. Food Chem., 2003, 81, [14] Remiszewski M., Kulczk M., Przygoński K., Korbs E., Jeżewsk M.: Zminy ktywności ntyoksydcyjnej nsion wybrnych roślin strączkowych podczs ich obróbki technologicznej. Bromt. Chem. Toksykol., 2006, 39 Suppl., [15] Re R., Pellegrini N., Proteggente A., Pnnl A., Yng M., Rice-Evns C.: Antioxidnt ctivity pplying n improved ABTS rdicl ction decoloriztion ssy. Free Rdicl Biology And Medicin., 1999, 26, [16] Singleton V. L., Rossi J. A. jr.: Colorimetry of totl phenolics with phosphomolybdicphosphotungstic cid regents. Am. J. Enol. Vitic., 1965, 16, [17] Troszyńsk A., Bednrsk A., Łtosz A., Kozłowsk H.: Polyphenolic compounds in the seed cot of legume seeds. Pol. J. Food Nutr. Sci., 1997, 6/(47), 3, [18] Troszyńsk A., Błsińsk B.: Antioxidnt ctivity of crude tnnins of pe (Pisum stivum L.) seed cot nd their hypocholesterolemic effect in rts. Pol. J. Food Nutr. Sci., 2002, 11/52), 3, [19] Wilsk-Jeszk J.: Inne nturlne skłdniki żywności. W: Funkcjonlne włściwości skłdników żywności pod red. Z. E. Sikorskiego, WNT, Wrszw 1994, s [20] Wilsk-Jeszk J., Stsik A.: Polyphenol compounds in grin legumes. In: Bioctive substnces in Food of Plnt Origin - pod red. H. Kozłowskiej i in., Centrum Agrotechnologii i Weterynrii, PAN, Olsztyn 1994, vol.1, s [21] Zduńczyk Z., Godyck I., Frejngel S., Krefft B., Juśkiewicz J., Milczk M.: Nutritionl vlue of lentil seeds (Lens culinris) s compred with bens nd pes. Pol. J. Food Nutr. Sci., 1993, 2/43, 3, EFFECT OF EXTRUSION ON ANTIOXIDANT ACTIVITY OF SELECTED LEGUME SEEDS S u m m r y The im of the study ws to estimte the effect of extrusion on ntioxidnt properties of dry seeds of legume plnts. The content of totl polyphenols nd ntioxidnt ctivity in seeds of selected vrieties of pe, white nd coloured bens were investigted before nd fter their extrusion. The highest content of polyphenols nd ntioxidnt ctivity ws noted in coloured ben Red Kidney, both in the seeds nd in the extrudtes. In the extrudtes obtined from this vriety of ben the content of phenolic compounds decresed by 20% nd ntioxidnt ctivity mesured by DPPH nd ABTS methods ws lower 21 i 25% respectively, in reltion to the rw mteril. The totl content of polyphenols nd ntioxidnt in dry seeds of white ben nd pe ws 5-8-times lower, compred to coloured ben, nd yet extrusion of them hd no effect on ntioxidnt properties of obtined extrudtes. The results showed the coloured ben nd its extrudtes re better source of ntioxidnts nd ntioxidnt ctivity thn pe nd white ben. Key words: polyphenols, ntioxidnt ctivity, pe seeds, ben seeds, extrusion