Sahar Roshanak

Departamentul de Științe Alimentare, Colegiul de Agricultură, Universitatea de Tehnologie din Isfahan, Isfahan, 84156 83111 Iran

Mehdi Rahimmalek

Departamentul de Agronomie și Creștere a Plantelor, Colegiul de Agricultură, Universitatea de Tehnologie din Isfahan, Isfahan, 84156 83111 Iran

Sayed Amir Hossein Naked

Departamentul de Științe Alimentare, Colegiul de Agricultură, Universitatea de Tehnologie din Isfahan, Isfahan, 84156 83111 Iran

Abstract

Efectul a șapte tratamente de uscare (soare, umbră, cuptor 60 ° C, cuptor 80 ° C, cuptor 100 ° C, cuptor cu microunde și liofilizare) au fost evaluate cu respectarea flavonoidului total (TFC), fenolic (TPC), a activității antioxidante, vitamina C și caracteristicile culorilor ceaiului verde. În general, uscarea a crescut activitatea antioxidantă, TPC, TFC și conținutul de clorofilă, în timp ce a condus la o scădere a vitaminei C. Cele mai mari TPC (209,17 mg acid galic/gdw) și TFC (38,18 mg quercitină/gdw) au fost obținute în uscarea în cuptor la 60 și respectiv 100 ° C. Printre metode, uscarea cuptorului la 60 ° C a relevat cea mai mare activitate de eliminare a radicalilor (IC50 = 167,166 μg/ml), în timp ce microundele au prezentat cea mai mică (IC50 = 505,5 μg/ml). O tendință similară a fost observată și în reducerea testului de putere. Cele mai mari vitamine C (16,36 mg/100gDM) și clorofilă a (17,35 mg/l) au fost obținute prin uscare prin congelare. În cele din urmă, metodele de uscare la soare și congelare au fost considerate cele mai puțin și mai dorite metode de uscare, respectiv culoarea finală a frunzelor de ceai verde.

Introducere

Ceaiul este una dintre cele mai populare băuturi din lume (iunie 2009). Acesta (Camellia sinensis sau C.assamica) este utilizat în diferite părți ale lumii ca verde, negru sau oolong. Dintre acestea, cele mai remarcabile efecte pozitive asupra sănătății umane au fost observate prin consumul de ceai verde (Armoskaite și colab. 2011). Diferențele dintre ceaiul verde și cel negru sunt în procesul lor de producție. Pentru a produce ceai verde, frunzele proaspăt recoltate sunt imediat aburite sau încălzite pentru a distruge enzimele responsabile de descompunerea pigmenților de culoare din frunze și pentru a permite ceaiului să-și mențină culoarea verde în timpul uscării. Aceste procese păstrează polifenoli naturali în ceea ce privește proprietățile lor de promovare a sănătății (Mazzanti și colab. 2009; Komes și colab. 2010; Armoskaite și colab. 2011).

În ultimii ani, s-a acordat multă atenție calității alimentelor în timpul uscării. Nevoia de produse alimentare uscate de înaltă calitate a crescut în toată lumea. Scopul principal al uscării este creșterea duratei de valabilitate a produselor; minimizați cerințele de ambalare și reduceți greutatea în vrac. Procesul de uscare crește durata de valabilitate prin încetinirea sau oprirea creșterii microorganismelor și prevenirea anumitor reacții biochimice care ar putea modifica caracteristicile organoleptice (Rahimmalek și Goli 2013). În plus, există un interes tot mai mare de a găsi antioxidanți naturali pentru consum în alimente sau materiale medicinale care să înlocuiască antioxidanții sintetici, care sunt restricționați din cauza carcinogenității lor (Stankovic și colab. 2012; Katalinic și colab. 2012).

Ceaiul verde conține mulți compuși valoroși, cum ar fi fenolici, flavonoide (catehine), aminoacizi, minerale, vitamine (B, C, E), baze xantice (cofeină, teofilină), pigmenți (clorofilă, carotenoizi) și compuși volatili (aldehide, alcooli), esteri, lactone, hidrocarburi) (Armoskaite și colab. 2011). Este demn de remarcat faptul că numeroase studii epidemiologice au legat aceste flavonoide de ceai de multe beneficii pentru sănătatea umană, cum ar fi prevenirea cancerelor, bolilor cardiovasculare, bolilor microbiene, diabetului și obezității (Vuong și colab. 2011; Prathapan și colab. 2011). De asemenea, s-a constatat că flavonoidele de ceai previn peroxidarea lipidelor, o problemă majoră în industria alimentară, care poate provoca o râncenie nefavorabilă și o reacție potențial toxică la produse (Vuong și colab. 2011).

Majoritatea cercetărilor anterioare privind ceaiul verde au fost efectuate pe metode de uscare limitate (Hirun et al. 2014). În plus, tratamentele de uscare pot afecta caracteristicile nutriționale și calitative ale ceaiului verde, cum ar fi vitaminele, culoarea, clorofila, flavonoidul total, conținutul fenolic total și activitatea antioxidantă a produsului final, dar în majoritatea cercetărilor anterioare au fost studiate unul sau două aspecte calitative. Mai mult decât atât, din câte știm, nu au fost disponibile rapoarte cuprinzătoare cu privire la variațiile de vitamina C, caracteristicile culorii, clorofila, flavonoidul total, conținutul fenolic total și activitatea antioxidantă a ceaiului verde sub diferite metode de uscare. Prin urmare, obiectivele acestei cercetări au fost (1) de a studia efectul a șapte metode de uscare (uscare la soare, uscare la umbră, uscare la cuptor la 100, 80 și 60 ° C, liofilizare și cuptor cu microunde) în ceea ce privește vitamina C, fenolică totală, conținut de flavonoizi și clorofilă, (2) pentru a evalua caracteristicile de culoare ale probelor uscate pe baza parametrilor L *, a *, b * și (3) pentru a compara activitatea antioxidantă a probelor în diferite condiții de uscare.

Materiale și metode

Material vegetal

Frunze de ceai verde obținute din fermele de ceai din orașul Lahijan din regiunea de nord a Iranului în sezonul de creștere al toamnei. Pentru a le păstra de rumenirea enzimatică, frunzele au fost albite cu abur la 90 ° C timp de 1 min.

Metode de uscare

Frunzele au fost uscate folosind una dintre următoarele metode: (a) uscare în aer la umbră și temperatura camerei (25 ° C); (b) uscarea la soare; (c) uscarea într-un cuptor cu aer cald la 60 ° C; (d) uscarea într-un cuptor cu aer cald la 80 ° C; (e) uscarea într-un cuptor cu aer cald la 100 ° C; (f) uscarea într-un cuptor cu microunde la 800 W; (g) uscare prin congelare. Uscarea umbrelor a fost efectuată sub flux natural de aer și temperatura din jur (temperatura medie = 25 ° C) timp de 36 de ore. În cazul uscării la soare, frunzele au fost uscate în tăvi sub lumina directă a soarelui la temperaturi cuprinse între 30 și 35 ° C timp de 7,5 ore în noiembrie în Isfahan, Iran. Uscarea cuptorului a fost efectuată într-un cuptor ventilat (Osk, Japonia) la trei temperaturi diferite (60, 80 și 100 ° C). Uscarea cu microunde a fost efectuată într-un cuptor cu microunde digital intern (Nikai, NMO-518 N, Japonia) cu caracteristici tehnice de 230 V, 800 W. Probele au fost uscate timp de 240 s. Liofilizarea a fost efectuată în uscătorul de congelare HeltoHolten DW8. Materialele vegetale au fost congelate la -80 ° C timp de 24 ore și uscate sub vid și temperatura condensatorului la -15 ° C timp de 24 ore.

Măsurarea culorii

Cinci grame din fiecare metodă au fost măcinate într-o râșniță de cafea timp de 10 s pentru a produce o pulbere de o culoare uniformă. Probele au fost transferate într-o cutie Petri de 10 cm și citite ulterior de un spectrofotometru Texflash (Datacolor, elvețian). Colorimetrul a fost calibrat pe o placă de calibrare standard a unei suprafețe albe și setat la CIE Standard Illuminant C. Valorile L *, a * și b * au fost determinate și mediate din trei citiri. Luminozitatea culorii, L * măsoară valoarea albă a unei culori și variază de la negru la 0 la alb la 100. Coordonata cromatică a * măsoară roșu când este pozitiv și verde când este negativ, iar coordonata de cromaticitate b * măsoară galben când este pozitiv și albastru când este negativ (Arslan și Ozcan 2008).

Conținutul de clorofilă

O sută de mg de material a fost măcinată într-un mortar cu 4 ml de acetonă 80%. Materialul măcinat a fost colectat într-un tub de șoim de 15 ml. Mortarul a fost clătit cu 4 ml de acetonă. Volumul șoimului a fost ajustat la 10 ml cu acetonă. Șoimii au fost păstrați în gheață și în mediu întunecat. Probele au fost centrifugate la 3000 rpm (Sigma, Germania) timp de 10 minute la 4 ° C. Imediat după centrifugare, șoimii au fost transferați pe gheață înainte de măsurarea rapidă cu spectrofotometru. Absorbanța soluției a fost citită la trei lungimi de undă, inclusiv 663,2, 646,8 și 470 nm. Concentrațiile de clorofilă au fost calculate în mg/l de acetonă conform formulei:

Conținutul de vitamina C

Acidul ascorbic (AA) a fost determinat prin metoda de titrare folosind 2,6-diclorofenol-indofenoli conform metodei AOAC nr. 967,21 (AOAC, 2000). Conținutul de vitamina C în probe proaspete și uscate a fost exprimat ca mg AA/100 g pe bază umedă.

Conținut fenolic total

2,5 g din proba fin măcinată s-au extras cu 50 ml metanol 80% în șoim și s-au aruncat la 240 rpm timp de 24 ore. Proba a fost filtrată de două ori cu Whatman 0,2 μm. Conținutul fenolic total (TPC) a fost determinat folosind metoda Folin-Ciocalteu (Pinelo și colab. 2004). S-au amestecat 500 μl de extracție diluată (500 μl de extracție primară în volumul de 50 ml metanol 80% pentru producerea diluției 1/250), 2,5 ml reactiv Folin-Ciocalteu și 2 ml carbonat de sodiu 7,5%. După încălzire la 45 ° C timp de 15 minute, absorbanța a fost măsurată la 765 nm față de metanol 80% ca martor. TPC a fost exprimat ca echivalent acid galic/g greutate uscată a probei. Ecuația de calibrare pentru acidul galic a fost obținută ca y = 17,422x + 0,0872 (R2 = 0,998), unde x este absorbanța și y este concentrația acidului galic în mg/l.

Conținutul total de flavonoide din extracte

Conținutul total de flavonoizi a fost determinat spectrofotometric folosind o metodă bazată pe formarea unui flavonoid complex - aluminiu, cu unele modificări. O alicotă (0,5 ml) din soluția extract a fost amestecată cu apă distilată (2 ml) și ulterior, cu soluție de NaNO2 (5%, 0,15 ml). După 6 min, s-a adăugat soluție de AlCI3 (10%, 0,15 ml) și s-a lăsat să stea încă 6 min; după aceea, la amestec s-a adăugat soluție de NaOH (4%, 2 ml). Imediat, s-a adăugat apă distilată pentru a aduce volumul final la 5 ml. Apoi, amestecul a fost amestecat corespunzător și lăsat să stea timp de 15 minute. Intensitatea culorii roz a fost măsurată la 510 nm.

Activitate de eliminare a radicalilor DPPH

Capacitatea extractului de plante și a substanței de referință de a elimina radicalii liberi 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH) a fost evaluată folosind metoda descrisă de Stankovic și colab. (2012). Soluția mamă a extractului de plantă a fost preparată în metanol 80% pentru a obține concentrația fenolică de 5, 3, 1 și 0,5 mg/ml. S-au făcut diluții pentru a obține concentrații fenolice de 500, 300, 100 și 50 μg/ml (ppm). 100 pl de soluții diluate s-au amestecat cu 5 ml de soluție metanolică DPPH (0,1 mM) și s-au ajustat la volumul de 10 ml cu metanol 80%. După 30 de minute în întuneric la temperatura camerei (23 ° C), absorbanța a fost înregistrată la 517 nm. Probele martor conțineau toți reactivii, cu excepția extractului. Procentul de inhibare a fost calculat utilizând ecuația:% inhibare = 100 × (A de control - A de probă)/A de control, în timp ce concentrațiile de extracte necesare pentru a inhiba radicalii cu valori de 50% (IC50) au fost estimate din procentul de inhibiție versus concentrație a curbei sigmoide, utilizând o analiză de regresie neliniară. Datele au fost prezentate ca valori medii ± deviație standard (N = 2) (Arslan și Ozcan 2012).

Reducerea puterii

Extractele (2,5 ml) și hidroxitoluen butilat (BHT) au fost amestecate cu 2,5 ml fericianură de potasiu 1% și 2,5 ml tampon fosfat de sodiu 200 mM (pH 6,6) și au fost incubate la 50oC timp de 20 min. Apoi, s-au adăugat 2,5 ml acid tricloracetic 10% și amestecul a fost centrifugat la 200 g timp de 10 min. Stratul superior (2,5 ml) a fost amestecat cu 2,5 ml apă deionizată și 0,5 ml clorură ferică 0,1%. Absorbanța la 700 nm a fost măsurată în raport cu un martor. Absorbția crescută a amestecului de reacție se corelează cu o putere de reducere mai mare (Ardestani și Yazdanparast 2007).

analize statistice

Analiza cluster și calcularea corelațiilor dintre compuși au fost efectuate folosind SPSS ver.11 pe baza metodei varianței minime a Ward (Ward 1963). Analiza cluster a fost efectuată pentru a clasifica metodele de uscare pe baza similarității lor cu compușii majori. Ver. Statistică. 8 a fost, de asemenea, utilizat pentru a evalua. Semnificația datelor a fost calculată utilizând SAS ver. 8.

rezultate si discutii

Conținut total de flavonoide și fenolice

șapte

Variația conținutului fenolic total (TPC) în ceaiul verde utilizând șapte tratamente de uscare. Barele cu litere diferite sunt semnificativ diferite

Studiile anterioare au raportat, de asemenea, cantitatea mare de TFC în ceaiul verde în comparație cu alte tipuri (Fig. 2). Acest lucru se poate datora unei mai mari oxidări și polimerizări de către enzime derivate din frunzele de ceai în timpul producției de ceai negru și oolong din ceai verde prin fermentare (Bae și colab. 2015). Mai mult, rapoartele anterioare au arătat că temperaturile mai mari de 50 ° C conduc la o scădere a producției de ulei esențial și a conținutului fenolic total al diferitelor specii de plante (Braga și colab. 2005; Rezaeinodehi și Khangholo 2008; Rabeta și Lai 2013). Prathapan și colab. (2009) au studiat efectul tratamentului termic (60-100 ° C) asupra TPC, valoarea culorii (gălbui și luminozitate), activitatea polifenol oxidazei (PPO) și curcuminoidul rizomului curcumei proaspete. În studiul lor, valorile TPC au crescut treptat atunci când probele au fost încălzite de la 60 la 80 ° C. Mai mult, PPO a fost complet inactivat la 80 ° C (Prathapan și colab. 2009).

Variația conținutului total de flavonoizi (TFC) în ceaiul verde utilizând șapte tratamente de uscare. Barele cu litere diferite sunt semnificativ diferite

În timpul uscării, plantele active din punct de vedere metabolic își vor pierde încet umezeala și ar putea simți pierderea de umiditate ca stres. Plantele, în general, produc compuși fenolici ca mecanism de apărare ca răspuns la stres. Se raportează că sinteza mai multor compuși fenilpropanoizi (flavonoizi, izoflavonoizi, psoraleni, cumarine, acizi fenolici, lignină și suberină) a fost indusă la plante ca răspuns la stresul biotic și abiotic, cum ar fi rănirea, temperatura scăzută sau ridicată și prin atacuri de agenți patogeni. (Dixon și Paiva 1995).

Testul DPPH

A fost măsurată capacitatea diferitelor extracte de tratamente de uscare a ceaiului de a stinge radicalii liberi DPPH. Extractele și BHT au demonstrat o activitate de eliminare dependentă de doză prin reducerea radicalului DPPH (Fig. 3). Prin reprezentarea graficului concentrațiilor de extract împotriva activității de eliminare, a fost calculată o concentrație specifică a probei care trebuia să furnizeze o inhibare de 50% (IC50). Dintre tratamente, uscarea cuptorului la 60 ° C a dezvăluit cea mai mare activitate de eliminare a radicalilor (cea mai mică IC 50 = 167,166 μg/ml), în timp ce tratamentul cu microunde a arătat cea mai mică activitate de eliminare (IC 50 = 505,5 μg/ml). Cercetările anterioare au arătat că activitatea de eliminare radicală a fost crescută la temperaturi mai mari de uscare utilizând tratamente de uscare în cuptor (Lee Mei Ling și colab. 2013; Rodriguzer și colab. 2014). Se crede că conținutul fenolic total ridicat ar putea contribui la activitatea antioxidantă ridicată prin uscare la temperatură ridicată (Lou et al. 2015).