ZAWARTOŚĆ HYDROKSYMETYLOFURFURALU ORAZ FURFURALU W DŻEMACH BORÓWKOWYCH*

Transkrypt

1 BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. XLIV, 2011, 3, str Iwon Ścibisz, Stnisłw Klisz, Mrt Mitek ZAWARTOŚĆ HYDROKSYMETYLOFURFURALU ORAZ FURFURALU W DŻEMACH BORÓWKOWYCH* Zkłd Technologii Owoców i Wrzyw, Wydził Nuk o Żywności, SGGW w Wrszwie Kierownik: dr hb. M. Mitek, prof. SGGW Zbdno wpływ tempertury gotowni orz rodzju dodnego cukru n tworzenie się hydroksymetylofurfurlu (HMF) orz furfurlu podczs produkcji dżemów borówkowych. y gotowno w temperturze 65 C i 100 C. Wyprodukowno cztery produkty, które w skłdzie różniły się rodzjem dodnego schrydu. Zwrtość HMF, furfurlu orz cukrów w dżemch oznczono metodą wysokosprwnej chromtogrfii cieczowej. Słow kluczowe: dżem, HMF, furfurl, obróbk termiczn, cukier. Key words: jm, HMF, furfurl, therml tretment, sugr. y otrzymne z owoców kolorowych są cenionymi przez konsumentów produktmi ze względu n trkcyjn brwę, smkowitość orz wysoką wrtość żywieniową. Podczs otrzymywni dżemów tworzą się jednk produkty rekcji Millrd tkie jk hydroksymetylofurfurl (HMF) orz furfurl, które wpływją negtywnie n jkość przetworów. Według Gentry i Roberts (1) rekcj powstwni HMF podczs ogrzewni cydrów przebieg zgodnie z kinetyką zerowego rzędu i n jej tempo wpływ tempertur procesu orz ph produktu. N zwrtość HMF w dżemch wpływć może tkże rodzj schrydu, który dodwny jest w produkcji. Bdni wykzły, że podczs pieczeni cistek dodtek glukozy zwiększ szybkość powstwni HMF w porównniu do produktów gdzie w recepturze wykorzystno schrozę (2). Również bdni przeprowdzone n winch orz sokch winogronowych udowodniły, że obecność fruktozy przyspiesz tempo powstwni HMF w porównniu do glukozy (3, 4). Produkty poddwne obróbce termicznej mogą zwierć tkże furfurl. Bdni modelowe wykzły, że n zwrtość furfurlu oprócz tempertury prowdzeni procesu termicznego wpływ m tkże obecność kwsu skorbinowego (5). Związne jest to prwdopodobnie z beztlenową degrdcją kwsu skorbinowego podczs której powstje furfurl (6). Celem prcy było określenie wpływu tempertury gotowni, tkże rodzju i ilości użytego schrydu n powstwnie HMF orz furfurlu w dżemch otrzymnych z owoców borówki. * Prc nukow finnsown ze środków Komitetu Bdń Nukowych w ltch jko projekt bdwczy nr N N

2 774 I. Ścibisz i inni Nr 3 MATERIAŁ I METODY Mterił bdwczy stnowiły dżemy otrzymne z owoców borówki wysokiej (Vccinium corymbosum L.) odminy Ptriot. Zkres prcy obejmowł wyprodukownie czterech rodzjów dżemów o zróżnicownym skłdzie pod względem rodzju i stężeni cukrów. y gotowne były w kotle otwrtym (w temp. 100 o C) orz w wyprce (w temp. 65 o C). Do produkcji przetworów wykorzystno schrozę, fruktozę orz syrop glukozowo-fruktozowy, tkże pektynę niskometylowną orz kws cytrynowy. Recepturę dżemów oprcowno n podstwie skłdu chemicznego owoców orz złożeń technologicznych, które dotyczyły wsdu owoców (450 g n 1 kg dżemu) ekstrktu końcowego produktów (dżemy niskosłodzone 38%, dżemy wysokosłodzone 60%) orz kwsowości ogólnej dżemów (1,2%). W dżemch oznczono zwrtość HMF orz furfurlu metodą HPLC (7), tkże podstwowy skłd chemiczny otrzymnych przetworów: zwrtość ekstrktu metodą refrktometryczną, kwsowość ogólną metodą potencjometryczną, ph orz zwrtość schrozy, fruktozy, glukozy z metodą HPLC (8). Wyniki poddno wieloczynnikowej nlizie wrincji. Dl porównni średnich wykorzystno test t- Tukey`, przy poziomie istotności =0,05. Średnie oznczone tą smą literą oznczją przynleżność do tej smej lub wspólnej klsy. WYNIKI I ICH OMÓWIENIE W celu schrkteryzowni dżemów wykonno oznczeni ich podstwowego skłdu chemicznego (tb. I). Zwrtość ekstrktu i kwsowość był zbliżon do wrtości złożonych w recepturze. y uzyskne podczs gotowni w kotłch otwrtych chrkteryzowły się stosunkowo wysoką zwrtością cukrów bezpośrednio redukujących, niską schrozy, w porównniu do jej ilości dodnej. Schroz dodwn do przetworów mogł ulec częściowej inwersji, w wyniku której powstł miesznin równej ilości glukozy i fruktozy. Inwersj t zchodzi intensywnie w środowisku kwśnym orz w wysokiej temperturze (9). y z dodtkiem fruktozy zwierły niewielką ilość schrozy (0,1-0,2 g/100 g), co związne było z niską zwrtością tego cukru w owocch borówek. Według Kder i współpr. (10) zwrtość schrozy w owocch borówek wysokich ksztłtuje się n poziomie od 0,15 do 1,0 g/100 g. Zwrtość HMF w bdnych dżemch borówkowych whł się w szerokim zkresie od 0,14 do 0,42 mg/100 g dżemu (ryc. 1). Podobną ilość HMF (0,3 mg/100 g) oznczono w dżemie truskwkowym zkupionym n rynku norweskim (11). Wyższe zwrtości HMF (1,35 mg/100 g) notowno w hiszpńskich dżemch komercyjnych w bdnich przeprowdzonych przez Rd-Mendoz i współpr. (7). Nleży jednk zuwżyć, że większość bdnych we wspomninej prcy dżemów był wysokosłodzon, co mogło wpłynąć n ilość HMF jk powstł podczs produkcji. Pondto bdni wykzują, że n zwrtość HMF w produktch mogą

3 Nr 3 Hydroksymetylofurfurl i furfurl w dżemch borówkowych 775 wpływć wrunki orz czs ich przechowywni (12). W niniejszej prcy dżemy nlizowno bezpośrednio po produkcji, co mogło wpłynąć n otrzymnie niższych zwrtości HMF w porównniu do dżemów komercyjnych zkupionych n rynku, które mogły być długo przechowywne w wysokiej temperturze. T b e l I. Podstwowy skłd chemiczny dżemów T b l e I. Bsic chemicl composition of jms wysokosłodzony z dodtkiem schrozy niskosłodzony z dodtkiem schrozy niskosłodzony z dodtkiem syropu glukozowofruktozowego niskosłodzony z dodtkiem fruktozy Tempertur gotowni Ekstrkt X średni zwrtość, SD odchylenie stndrdowe. Kwsowość ogóln ph Zwrtość schrydów Glukoz Fruktoz Schroz x±sd x±sd x±sd x±sd x±sd x±sd 65 C 59,9±1,7 1,3±0,5 2,3±0,5 25,2±1,3 23,2±1,5 7,9±0,4 100 C 59,4±1,6 1,2±0,4 2,4±0,34 27,2±0,8 26,0±1,2 1,9±0,2 65 C 37,8±0,9 1,3±0,2 2,3±0,4 15,4±1,0 13,9±0,9 3,8±0,2 100 C 37,5±0,9 1,2±0,3 2,3±0,4 17,0±0,5 16,1±0,7 1,6±0,2 65 C 37,9±0,9 1,2±0,4 2,3±0,3 16,0±0,7 14,9±0,9 4,5±0,3 100 C 37,9±0,3 1,2±0,3 2,4±0,3 16,2±0,5 16,0±0,8 3,3±0,3 65 C 37,8±0,6 1,2±0,2 2,4±0,4 2,2±0,1 33,2±1,4 0,1±0, C 37,6±0,6 1,2±0,2 2,3±0,3 2,2±0,1 32,8±1,6 0,1±0,01 W prcy obserwowno wpływ tempertury gotowni dżemów n zwrtość HMF. Istotnie wyższą zwrtością chrkteryzowły się dżemy otrzymne w kotle otwrtym w porównniu do produktów gotownych w wyprce próżniowej. Podobnie w modelowych bdnich przeprowdzonych n puree brzoskwiniowym udowodniono, że tempertur orz czs ogrzewni wpływ n zwrtość HMF (9). W niniejszej prcy wykzno tkże istotny wpływ ilości dodnej schrozy n zwrtość HMF w dżemch gotownych w temp. 100 C. wysokosłodzony chrkteryzowł się njwyższą zwrtością HMF. Istotnego wpływu dodtku schrydów nie obserwowno ntomist w dżemch gotownych w temp. 65 C. Podobne wyniki bdń uzyskno w bdnich modelowych prowdzonych przez Chen i współpr. (13). Wykzno, że w podczs ogrzewni zkwszonych (ph 2,6-3,2) roztworów fruktozy w temp. 95 C ilość tworzącego się HMF jest tym wyższ, im wyższe jest stężenie schrydu. Podobnie jk w niniejszej prcy tkiej zleżności nie obserwowno podczs ogrzewni roztworów cukrów w niższej temperturze.

4 Zwrtość furfurlu ( g/100 g) Zwrtość HMF (mg/100 g) 776 I. Ścibisz i inni Nr 3 W otrzymnych dżemch oznczono zwrtość furfurlu, którego średni ilość wynosił jedynie 0,9 g/100 g produktu (ryc. 2). Nisk zwrtość witminy C w dżemch mogł mieć wpływ n powstnie tk młych ilości furfurlu, który może powstwć jko jeden z produktów podczs beztlenowej degrdcji kwsu L- skorbinowego. W prcy nie obserwowno istotnego wpływu tempertury gotowni orz rodzju dodnego schrydu n zwrtość furfurlu w bdnych dżemch. 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 wysokosłodzony z schrozą c Dzem schrozą b syropem glukozowofruktozowym bc fruktozą bc temp. gotowni 100 C temp. gotowni 60 C Ryc. 1. Zwrtość HMF w otrzymnych dżemch. Fig. 1. The content of HMF in jms. c c 1,5 b bc 1,2 0,9 0,6 0,3 0 b wysokosłodzony z schrozą Ryc. 2. Zwrtość furfurlu w bdnych dżemch. Fig. 2. The content of furfurl in jms. Dzem schrozą b syropem glukozowofruktozowym fruktozą temp. gotowni 100 C temp. gotowni 60 C

5 Nr 3 Hydroksymetylofurfurl i furfurl w dżemch borówkowych 777 WNIOSKI 1. N zwrtość HMF w dżemch niskosłodzonych istotny wpływ m tempertur gotowni. y otrzymne w kotle otwrtym chrkteryzują się prwie dwukrotnie wyższą zwrtością HMF w porównniu do produktów gotownych w temp. 65 C pod zredukownym ciśnieniem. 2. Rodzj orz stężenie schrydów istotnie wpływ n ilość HMF w dżemch gotownych w kotle otwrtym. Njwyższą zwrtością HMF wyróżnił się dżem wysokosłodzony gdzie jko substncji słodzącej wykorzystno schrozę. 3. Podczs produkcji dżemów powstją niewielkie ilości furfurlu, które nie zleżą od tempertury gotowni dżemów orz od rodzju i stężeni dodnych schrydów. I. Ścibisz, S. Klisz, M. Mi tek THE CONTENT OF HYDROXYMETHYLFURFURAL AND FURFURAL IN BLUEBERRY JAM Summr y The influence of boiling temperture nd the type of scchrides on furfurl nd hydroxymethylfurfurl (HMF) formtion ws studied during blueberry jm production. The jms were boiled t different tempertures (65 C nd 100 C) nd four different products were prepred by vrying the type of sugrs. High pressure liquid chromtogrphy technique ws used for the determintion of HMF, furfurl nd sugrs content. PIŚMIENNICTWO 1. Gentry T.S., Roberts J.S.: Formtion kinetics nd pliction of 5-hydroxymethylfurfurl s timetemperture indictor of lethlity for continuous psteriztion of pple cider. Innovt. Food Sci. Emerg. Tech., 2004; 5: Gökmen V., Açr Ö.C., Serpen A., Morles F.J.: Effect of levenning gents nd sugrs on the formtion of hydroxymethylfurfurl in cookies during bking. Eur. Food Res. Technol., 2008; 226: Kroh L.W.: Crmelistion in food nd beverges. Food Chem., 1994; 51 (4): Göğűs F., Bozkurt H., Eren S.: Kinetics of Millrd Rections between the mjor sugrs nd mino cids of boiled grpe juice. Lebensm-Wiss. u. Technol., 1998; 31: Murt M., Shinod Y., Homm S.: Browning of model ornge juice solution nd chnges in the components, Inter. Cong. Series, 2002; Gsik A.: Kws skorbinowy włściwości i zstosownie w technologii żywności. Przem. Spoż., 1990; 7: Rd-Mendoz M., Olno A., Villmiel M.: Determintion of hydroxymethylfurfurl in commercil jms nd in fruit bsed infnt food. Food Chem., 2002; 79: Agblevor F.A., Murden A., Hmes B.R..: Improved method of nlysis of biomss sugrs using high-performnce liquid chromtogrphy. Biotechn. Let., 2004; 26 (15): Grz S., Ibrz A., Pgn J., Giner J.: Non-enzymtic browning in pech puree during heting. Food Res. Inter., 1999; 32: Kder F., Rovel B., Girrdin M., Metche M.: Frciontion nd identifiction of the phenolic compounds of highbush blueberries (Vccinium corymbosum L.). Food Chem., 1996; 55 (1): Husøy T., Hugen M., Murkovic M., Jobstl D., Stølen L.H., Bjells T., Rønningborg C., Gltt H., Alexnder J.: Dietry exposure to 5-hydroxymethylfurfurl from Norwegin food nd correltion with urine metbolites of short-term exposure. Food Chem. Toxic., 2008; 46: Rd-

6 778 I. Ścibisz i inni Nr 3 Mendoz M., Snz M.L., Olno A., Villmiel M.: Formtion of hydroxymethylfurfurl nd furosine during the storge of jms nd fruit-bsed infnt foods. Food Chem., 2004; 85: Chen S.L, Yng D.J., Chen H.Y., Liu S.C.: Effect of hot cidic fructose solution on crmelistion intermedites including colour, hydroxymethylfurfurl nd ntioxidnt ctivity chnges. Food Chem., 2009; 114: Adres: Wrszw, ul. Nowoursynowsk 159c.