Właściwości przeciwutleniające mrożonych owoców dzikiej róży Rosa canina L.

Transkrypt

1 Technologia przechowalnicza Dr inż. ILONA GAŁĄZKA-CZARNECKA Dr hab. inż. LUCJAN KRALA Politechnika Łódzka Zakład Technologii Chłodnictwa Żywności Właściwości przeciwutleniające mrożonych owoców dzikiej róży Rosa canina L. Owoce dzikiej róży Rosa canina L. są cennym źródłem wielu związków biologicznie aktywnych, ważnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Jedną z przyczyn ograniczających rozwój przetwórstwa przemysłowego tych owoców są trudności w pozyskiwaniu surowca oraz skąpa wiedza o możliwości chłodniczego ich przechowywania. W wykonanych badaniach analizowano zmiany zawartości witaminy C, związków polifenolowych oraz aktywności przeciwutleniającej w czasie 9 miesięcy przechowywania owoców dzikiej róży Rosa canina L. w temperaturze 3, 18, 25 i 50 C. Wykazano, że najbardziej labilnym składnikiem badanych owoców jest witamina C, najbardziej stabilnym zaś zawartość związków polifenolowych. W warunkach chłodniczych (t = 3 C) owoce dzikiej róży Rosa canina L. mogą być przechowywane do 2 tygodni, zaś mrożone (t Ê 30 C) co najmniej 6 miesięcy, przy dobrym zachowaniu związków aktywnych biologicznie. ANTIOXIDATIVE PROPERTIES OF FROZEN FRUITS THE WILD Rosa canina L. The fruit of the rose Rosa canina L. are valuable source of many biologically active substances, important for correct functioning of the human organism. One of the causes restrictive the development of the industrial processing of these fruit are difficulties in the logging of the material and stingy knowledge about the possibility of their cooling storage. The changes of the content of the vitamin C, polyphenols and antioxidation activity were analysed during 9 months of the Rosa canina L. fruits storage at temperature 3, 18, 25 and 50 C. It was showed, that the most labile component of the studied fruit is the vitamin C, meanwhile the most stable are polyphenols. Under cooling conditions (t = 3 C) the fruit of the Rosa canina L. can be storage for 2 weeks, meanwhile chilled fruits (t Ê 30 C) for 6 months, preserving high value of biologically active substances content. Pod względem botanicznym róża obejmuje kilkaset gatunków dzikich i kilka tysięcy odmian szlachetnych, spośród nich w Polsce najbardziej rozpowszechniona jest Rosa canina L. [5]. Owoce dzikiej róży od dawna są cenionym źródłem wielu związków biologicznie aktywnych, w tym także o właściwościach przeciwutleniających, ważnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Owoce te zawierają najwięcej witaminy C spośród wszystkich produktów roślinnych naszej strefy klimatycznej. Ponadto zawierają karotenoidy i znaczne ilości związków polifenolowych, w tym flawonoidów, katechin i antocyjanów [8,10]. Polifenole, jak powszechnie wiadomo, skutecznie hamują niebezpieczne reakcje wolnorodnikowe, zachodzące zarówno w organizmach żywych, jak i w żywności. Charakteryzują się silnymi właściwościami antynowotworowymi. Wykazują również szerokie spektrum działania w obrębie układu sercowo-naczyniowego. Hamują procesy zapalne w naczyniach krwionośnych, zwiększają ich rozkurcz, usprawniają przepływ krwi, zmniejszają tworzenie się skrzepów [1, 9]. Z tego względu owoce dzikiej róży są wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym, w ziołolecznictwie, aromaterapii oraz w przemyśle spożywczym. W niektórych przypadkach, oprócz owoców dzikiej róży do przetwórstwa wykorzystuje się także płatki kwiatowe róży [4, 6, 7]. Do celów spożywczych z owoców dzikiej róży pro- 54 AGREGATY CHŁODNICZE ZESPOŁY SPRĘŻARKOWE

2 dukuje się dżemy, soki, herbaty, wino, a nawet ocet. Owoce dzikiej róży stanowią także atrakcyjny dodatek do zup, kisielów oraz do żywności specjalnego przeznaczenia [2, 4, 7]. W Polsce owoce te najczęściej są używane do produkcji herbat, rzadziej natomiast do dżemów, soków lub win. Wydaje się, że jedną z przyczyn ograniczających rozwój przetwórstwa przemysłowego owoców dzikiej róży jest skąpa wiedza o możliwości ich magazynowania przez długi okres czasu, z zachowaniem wysokich walorów użytkowych, a zwłaszcza właściwości prozdrowotnych. Potrzeba uzupełnienia tej wiedzy była przesłanką do podjęcia niniejszych badań. Zasadniczym celem pracy było określenie zmian zawartości głównych związków biologicznie aktywnych w owocach dzikiej róży Rosa canina L. podczas długotrwałego chłodniczego i zamrażalniczego przechowywania oraz ocena ich aktywności przeciwutleniającej. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Materiałem badanym były owoce dzikiej róży Rosa canina L (rys.1), zebrane na przełomie września i października z krzewów rosnących w centralnej Polsce (na terenie województwa łódzkiego). Bezpośrednio po zbiorze owoce posortowano, odrzucając sztuki uszkodzone, przejrzałe lub nadpsute, a następnie zapakowano w hermetyczne woreczki z folii polietylenowej i podzielono losowo na cztery grupy doświadczalne. Grupę pierwszą przechowywano w komorze chłodniczej o temperaturze 3±1 C. Pozostałe trzy grupy prób zamrożono metodą owiewową, a następnie przechowywano odpowiednio w temperaturze 18 ± 2 C, 25 ± 2 C oraz 50 ± 1 C przez 9 miesięcy. Ocenę jakości przechowywanych owoców wykonywano co dwa tygodnie, na podstawie wyników analiz zawartości witaminy C (według PN-A-04019:1998), ogólnej zawartości związków polifenolowych TPC [3] oraz aktywności przeciwutleniającej, wyrażonej jako współczynnik IC 5o [9]. Liczbowo wartość tego współczynnika jest równa ilości mililitrów standardowego ekstraktu z badanych owoców, niezbędną do zneutralizowania 50% wolnych rodników w roztworze wzorcowym DPPH (1,1-difenylo-2-pikrylohydrazalu). W każdym terminie badań poszczególne analizy powtarzano trzykrotnie dla każdego wariantu przechowywania prób. Obliczono wartości średnich arytmetycznych oraz odchyleń standardowych. W celu ustalenia istotności różnic między wynikami analiz prób przechowywanych w poszczególnych temperaturach, wykonano jednoczynnikową analizę wariancji oraz test istotności różnic NIR na poziomie istotności 0,05, z zastosowaniem programu STATISTICA. Okazało się, że badane owoce dzikiej róży charakteryzowały się nieoczekiwanie dobrą zachowalnością analizowanych związków biologicznie aktywnych. W związku z tym, w celu ułatwienia oceny znaczenia temperatury przechowywania, wyliczono wartość PSL (Practical Storage Life), jako okres przechowywania, po upływie którego badane owoce zawierają przynajmniej 50% początkowej ilości analizowanego składnika. Wartość PSL obliczono według zależności: X1 K PSL = t + τ X1 X 2 t czas przechowywania, po upływie którego wartość analizowanego składnika obniżyła się do poziomu X1, w dobach, D t odstęp czasu między kolejnymi analizami, w wykonanych doświadczeniach tc = 14 dób, X1 najniższa zawartość analizowanego składnika przed przekroczeniem dopuszczalnego poziomu strat, X2 najwyższa zawartość analizowanego składnika poniżej dopuszczalnego poziomu strat, K dopuszczalny poziom strat, tutaj równy 50% początkowej (najwyższej) zawartości analizowanego składnika. OMÓWIENIE WYNIKÓW BADAŃ Zmiany zawartości witaminy C w chłodzonych i mrożonych owocach dzikiej róży zestawiono w tabeli 1. Doświadczenia wykazały, że we wszystkich przechowywanych owocach zawartość witaminy C stale obniżała się, z szybkością zależną od temperatury. Najszybciej obniżała się zawartość witaminy C w owocach chłodzonych, najwolniej zaś w owocach mrożonych, przechowywanych w temperaturze 50 C. Zgodnie z przyjętym kryterium, w warunkach chłodniczych owoce dzikiej róży mogą być przechowywane tylko przez okres do 2 tygodni. Albowiem w tym czasie zawartość witaminy C w analizowanych owocach zmniejszyła się o ponad 50%, w stosunku do zawartości początkowej, to jest od 264,4 ±1,9 mg/100g do 115,4±1,6 mg/100g. Po 6 miesiącach (rys. 2) chłodniczego przechowywania straty za- 1. Owoce dzikiej róży Rosa canina L. bezpośrednio po zbiorze 2. Owoce dzikiej róży Rosa canina L. po 6 miesiącach chłodniczego przechowywania (t = 3 C) tel , fax kom cool@cool.pl

3 wartości witaminy C w owocach dzikiej róży wynosiły aż 98%. Zatem z tego punktu widzenia wówczas owoce te nie przedstawiały żadnej wartości. Mrożenie, w przeciwieństwie do chłodzenia, doskonale stabilizuje zawartość witaminy C w przechowywanych owocach dzikiej róży. W okresie pierwszych 4 tygodni przechowywania nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic w zawartości witaminy C w owocach magazynowanych w temperaturze 18 C, 25 C i 50 C. W późniejszym czasie zmiany zawartości witaminy C stopniowo różnicowały się. Po okresie 3 miesięcy zamrażalniczego przechowywania owoców w temperaturze 18 C, 25 C, 50 C zawartość witaminy C obniżyła się odpowiednio o 27, 23 i 18%. Po 24 tygodniach (6 miesięcy) przechowywania w temperaturze 18 C zawartość witaminy C w owocach dzikiej róży spadła nieco poniżej założonej wartości krytycznej i wynosiła 128,7 mg/ 100g (tabela 1). W stosunku do zawartości początkowej straty witaminy C wynosiły 51,3%. Zatem zgodnie z kryterium jakości w temperaturze 18 C owoce dzikiej róży Rosa canina L. nie powinny być przechowywane dłużej niż 6 miesięcy. W pozostałych temperaturach badane owoce wyglądały bardzo ładnie i mogły być przechowywane, co najmniej o 3 miesiące dłużej, to znaczy nie krócej niż 9 miesięcy (36 tygodni) (rys. 3). Po tym czasie zawartość witaminy C w owocach przechowywanych w temperaturze 25 i 50 C obniżyła się do 54 56% wartości początkowej, czyli mniej od założonej wartości krytycznej. Pod tym względem nie wykazano istotnych różnic między temperaturą 25 oraz 50 C. 3. Mrożone owoce dzikiej róży Rosa canina L. po 9 miesiącach przechowywania w temperaturze 25 C Ogólnie można stwierdzić, że potwierdziła się reguła, iż obniżenie temperatury zamrażalniczego przechowywania z około 18 C do około 30 C przedłuża okres zachowania dobrej jakości produktu spożywczego o około 50%. W miarę upływu czasu przechowywania zawartości związków polifenolowych w owocach dzikiej róży również obniżała się (tabela 2), przy czym dynamika zmian była znacząco powolniejsza w porównaniu do zmian zawartości witaminy C. Obserwacja Zmiany zawartości witaminy C w owocach dziej róży Rosa canina L. w czasie chłodniczego i zamrażalniczego przechowywania TABELA 1 Czas przechowywania (tydzień) Wartości średnie w wierszach oznaczone różnymi literami różnią się istotnie (P 0,05). Temperatura przechowywania, ºC 0 264,4±1, ,4 a ±1,6 234,5 b ±2,2 236,2 b ±1,5 243,9 c ±2,0 4 69,6 a ±2,3 220,3 b ±0,9 228,5 b ±1,4 241,1 b ±2,2 6 57,9 a ±2,9 219,7 b ±1,4 224,4 c ±2,3 240,1 d ±2,0 8 34,1 a ±2,0 202,8 b ±1,6 220,4 c ±2,8 238,7 d ±2, ,7 a ±1,8 200,1 b ±2,3 205,2 b ±2,1 218,9 c ±3, ,0 a ±2,6 191,7 b ±1,7 204,1 c ±2,7 215,7 d ±1, ,4 a ±1,2 184,4 b ±2,3 195,5 c ±1,5 211,5 d ±1, ,5 a ±1,3 179,3 b ±2,1 192,5 c ±1,5 207,0 d ±2, ,8 a ±1,1 163,9 b ±1,8 182,6 c ±2,2 198,6d±1, ,5 a ±1,0 144,3 b ±2,1 166,3 c ±2,1 190,6 d ±1,5 22 5,0 a ±0,4 134,6 b ±2,2 155,2 c ±3,1 184,4 d ±3,9 24 4,3 a ±0,6 128,7 b ±1,1 145,0 c ±3,5 169,6 d ±2,5 26 * 121,9 a ±2,0 139,4 b ±1,7 161,5 c ±2,1 28 * 116,8 a ±2,1 134,7 b ±2,0 153,7 c ±1,9 30 * 112,6 a ±1,4 131,8 b ±2,8 143,6 c ±2,9 32 * 105,8 a ±2,5 128,1 b ±2,6 134,9 c ±1,7 34 * 97,9 a ±1,9 122,0 b ±1,8 128,1 c ±1,5 36 * 90,0 a ±2,6 115,9 b ±3,1 121,2 c ±2,0 56 AGREGATY CHŁODNICZE ZESPOŁY SPRĘŻARKOWE

4 ta potwierdza, że najbardziej labilnym składnikiem chłodzonych i mrożonych produktów roślinnych jest witamina C. Interesującym i mało spodziewanym wynikiem naszych badań jest, że w okresie pierwszych 8 tygodni przechowywania nie wykazano statystycznie istotnych różnic między zawartością związków polifenolowych w owocach dzikiej róży chłodzonych i mrożonych w temperaturze 18 C. Po tym czasie przechowywania badanych owoców w temperaturze 3 C oraz 18 C ubytek ogólnej zawartości związków polifenolowych wynosił tylko 11 12% ilości początkowej (47,5 mg/100g). Nie stwierdzono również statystycznie istotnych różnic w dynamice zmian badanej cechy w pierwszych 4 tygodniach przechowywania owoców mrożonych w temperaturze 25 C i 50 C. W tym czasie straty zawartości związków polifenolowych w przechowywanych owocach były bardzo małe i wynosiły jedynie około 3%. Począwszy od 12 tygodnia przechowywania stwierdzono istotne statystycznie różnice w zawartości związków polifenolowych w owocach dzikiej róży, przechowywanych w poszczególnych warunkach temperaturowych. Najwolniej zmniejszała się zawartość sumy związków polifenolowych w mrożonych owocach przechowywanych w temperaturze 50 C. Po 9 miesiącach przechowywania owoce te zachowały aż 80% początkowej ilości związków polifenolowych, potwierdzając w ten sposób najlepszą ich jakość żywieniową, w tym także zdolność przeciwutleniającą. Bardzo wysoko oceniono także jakość mrożonych owoców dzikiej róży przechowywanych 9 miesięcy w temperaturze 18 i 25 C. Owoce te zachowały 68 75% początkowej ilości związków polifenolowych. Z tego punktu widzenia dobrą jakością charakteryzowały się także 4. Zmiany współczynnika IC 50 owoców dzikiej róży podczas przechowywania w różnych temperaturach Zmiany ogólnej zawartości związków polifenolowych w przechowywanych owocach dzikiej róży Rosa canina L. TABELA 2 Czas przechowywania (tydzień) Wartości średnie w wierszach oznaczone różnymi literami różnią się istotnie (P 0,05). Temperatura przechowywania, ºC 0 47,5±0,7 2 43,3 a ±0,7 43,3 a ±0,9 46,4 c ±0,5 47,0 c ±0,3 4 42,7 a ±0,6 43,3 a ±0,7 45,6 b ±0,5 46,5 b ±0,3 6 42,3 a ±0,6 43,2 a ±0,7 44,3 b ±0,6 46,2 c ±0,5 8 41,7 a ±0,8 42,4 a ±0,6 43,7 b ±0,6 45,8 c ±0, ,1 a ±0,4 42,3 b ±0,4 43,1 b ±0,5 45,2 c ±0, ,8 a ±0,3 41,3 b ±0,7 42,7 c ±0,4 44,5 d ±0, ,7 a ±0,7 40,2 b ±0,4 41,5 c ±0,5 44,0 d ±0, ,0 a ±0,3 39,2 b ±0,6 40,7 c ±0,5 43,3 d ±0, ,7 a ±0,7 38,5 b ±0,5 40,1 c ±0,5 43,2 d ±0, ,4 a ±0,5 38,4 b ±0,4 39,9 c ±0,4 42,5 d ±0, ,7 a ±0,5 37,7 b ±0,4 39,6 c ±0,5 42,3 d ±0, ,2 a ±0,5 37,6 b ±0,4 39,2 c ±0,4 41,1 d ±0, ,4 a ±0,7 36,3 b ±0,6 39,0 c ±0,8 40,5 d ±0, ,3 a ±0,7 36,2 b ±1,0 38,2 c ±0,4 40,5 d ±0, ,0 a ±1,0 35,6 b ±0,5 38,0 c ±0,9 39,6 d ±0, ,0 a ±0,9 35,0 b ±0,6 36,6 c ±0,5 39,5 d ±0, ,7 a ±0,9 32,7 b ±0,7 36,0 c ±0,5 39,3 d ±0, ,3 a ±0,6 32,1 b ±0,5 35,0 c ±0,8 39,1 d ±0,8 tel , fax kom cool@cool.pl

5 Wartości PSL owoców dzikiej róży w zależności od temperatury przechowywania TABELA 3 Wartości PSL [doba] Cecha Temperatura, w o C Zawartość witaminy C < Zawartość związków polifenolowych Zdolność zmiatania wolnych rodników * badana cecha nie osiągnęła wartości progowej w czasie prowadzenia eksperymentu * >160* >208* >228* owoce dzikiej róży przechowywane w temperaturze 3 C, które zachowały ponad 50% początkowej ilości związków polifenolowych, dokładnie 57%. W okresie pierwszych 4 tygodni przechowywania owoców nie zaobserwowano statystycznie istotnych różnic między zdolnością zmiatania wolnych rodników, czyli między aktywnością przeciwutleniającą owoców chłodzonych i mrożonych (rys. 4). W późniejszym czasie, stopniowo różnice te uwidoczniały się coraz bardziej. Największą dynamiką zmian współczynnika IC 50 charakteryzowały się owoce dzikiej róży przechowywane w temperaturze 3 C. Po 6 tygodniach chłodniczego przechowywania zdolność zmiatania wolnych rodników przez owoce dzikiej róży zmniejszyła się o 50%, o czym świadczy proporcjonalny wzrost wartości współczynnika IC 50. Dwukrotny wzrost wartości tego współczynnika dla prób chłodzonych wykazano po 12 tygodniach przechowywania owoców. Po 36 tygodniach (9 miesiącach) chłodniczego przechowywania analizowanych owoców zdolność zmiatania wolnych rodników obniżyła się aż ponad trzykrotnie. Mrożone owoce dzikiej róży charakteryzowały się znacznie bardziej stabilną zdolnością zmiatania wolnych rodników, o czym świadczą powolniejsze zmiany wartości współczynnika IC 50. Jednak po upływie 2 3 miesięcy przechowywania wykazano zróżnicowanie zdolności przeciwutleniających mrożonych owoców dzikiej róży w zależności od temperatury przechowywania. Temperatura 25 i 50 C była korzystniejsza niż temperatura 18 C. Gdyby jednak za kryterium akceptowanej aktywności przeciwutlenającej, czyli zachowanej zdolności zmiatania wolnych rodników przyjąć 50% zdolności początkowej, to wówczas należałoby stwierdzić, że owoce dzikiej róży mogą być przechowywane w temperaturze od 3 do 25 C nie dłużej niż 6 tygodni, w temperaturze 50 C zaś do 12 tygodni (3 miesiące). PODSUMOWANIE Na podstawie wyznaczonych wartości PSL (tabela 3) można stwierdzić, że spośród analizowanych wyróżników jakości, zawartość witaminy C jest najbardziej labilnym składnikiem i ona limituje okres przechowywania owoców dzikiej róży Rosa canina L. W warunkach wykonanych doświadczeń wartość PSL dla chłodniczego przechowywania owoców dzikiej róży wynosi mniej niż 14 dni. Drugim kryterium oceny właściwości prozdrowotnych owoców dzikiej róży jest zdolność zmiatania (wygaszania) wolnych rodników, będąca jednocześnie odzwierciedleniem aktywności przeciwutleniającej badanych owoców. Najbardziej stabilnym składnikiem owoców dzikiej róży są związki polifenolowe. Pod tym względem okres przechowywania mrożonych owoców dzikiej róży może wynosić od 160 do około 200 dni, w zależności od temperatury przechowywania. Biorąc pod uwagę wyniki innych badań, można stwierdzić, że najlepszym sposobem długotrwałego zachowania wysokiej jakości badanych owoców jest mrożenie i przechowywanie w temperaturze około 30 C. W temperaturze tej owoce dzikiej róży zachowują korzystne właściwości prozdrowotne przynajmniej przez 6 miesięcy. Przechowywanie chłodnicze, w temperaturze około 3 C, świeżych owoców dzikiej róży Rosa canina L. jest niekorzystne, ponieważ już podczas pierwszych 2 tygodni następuje zbyt duży spadek zawartości witaminy C i zdolności przeciwutleniających. LITERATURA [1] BALASUNDRAM N., SUNDRAM K., SAM- MAN S.: Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products: Antioxidant activity, occurrence, and potential uses. Food Chemistry 2006, (99), s [2] BOZAN B., SAGDULLAEV B.T., KOZAR, ARIPOV K. N., BASER K.H.C.: Comparison of ascorbic and citric contens in Rosa canina L. fruit growing in the central Asian region. Plant Biochemistry 1998, 34(6), s [3] BURGUIERES E., KWON P., YOUNG-IN S.: Effect of vitamin C and folic acid on seed vigour response and phenolic-linked antioxidant activity. Bioresource Technology 2007, 98(7), s [4] JARONIEWSKI W.: Zioła a zdrowie. Owoc dzikiej róży cennym surowcem witaminowym. Wiadomości zielarskie 1992, (8), s. 1,2. [5] KORNAŚ J., KORNAŚ-MADECKA A.: Geografia roślin. PWN Warszawa 2002, s. 29. [6] KOZŁOWSKI J.: Róże i ich zastosowanie w lecznictwie. Wiadomości zielarskie 1988,(7), s. 16,17. [7] OZCAN M.: Nutrient composition of rose (Rosa canina) seed and oils. Medicinal Food 2002, 5(3), s [8] YALING C., YONGHUA H., CHAOLUAN L.: Vitamin contens in the hips of 38 spieces of Rosa and their relation to division sections. Plant Biochemistry 1996, 38(10), s [9] YEN G.C., CHEN H.Y.: Antioxidant activity of various tea extracts in relation to their antimutagenicity. Journal of Agriculture of Food Chemistry 1995, (43), s [10] WILSKA-JESZKE J.: Inne naturalne składniki żywności. W: Chemiczne i funkcjonalne właściwości składników żywności. Red. Sikorski Z.E. WNT Warszawa 1994, s , , AGREGATY CHŁODNICZE ZESPOŁY SPRĘŻARKOWE