مطالعه اثر همزمان دما و هیدروژن‌پراکسید بر پایداری آنتوسیانین‌های عصاره سه گونه زرشک

محورهای موضوعی : میکروبیولوژی مواد غذایی

محمد فرهادی چیتگر ¹ , مهدی وریدی ² , فخری شهیدی ³ , اصغر ترابی ⁴

1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
2 - دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3 - استاد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
4 - دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

تاریخ دریافت : 1397/11/18 تاریخ پذیرش : 1397/11/18 تاریخ انتشار : 1398/01/01

کلید واژه: آنتوسیانین, زرشک, سینیتک تخریب, هیدروژن پراکسید,

چکیده مقاله :

مقدمه: هیدروژن پراکسید به عنوان ماده رایج در استرلیزاسیون بسته‌های آب‌میوه، مورد استفاده قرار می‌گیرد که بررسی اثر آن بر پایداری آنتوسیانین‌های عصاره‌های مختلف، در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش اثر همزمان هیدورژن پراکسید در پنج سطح غلظتی 30-10 میلی مول/لیتر و دما در سه سطح 30-10 درجه سانتی‌گراد بر پایداری آنتوسیانین‌های عصاره سه گونه زرشک بی‌دانه(Berberis vulgaris)، زالزالکی(Berberis crtagina) و زرافشانی(Berberis integerrima) مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: میزان تخریب آنتوسیانین‌ها در تمامی تیمارها با هر دو معادله سینتیکی درجه صفر و درجه اول برازش شد. نتایج نشان داد که تخریب آنتوسیانین‌ها در اثر هیدروژن پراکسید در هر سه گونه از معادله سینتیکی درجه اول پیروی می‌کند. در بیشتر موارد بین ثابت سرعت‌واکنش و زمان نیمه‌عمر هر سه گونه در غلظت‌ها و دماهای مختلف اختلاف آماری معنی‌داری در سطح (05/0p<) وجود داشت که این اختلاف بین زرشک بی‌دا‌نه و زرشک زالزالکی کمتر بود. با افزایش غلظت هیدروژن پراکسید در هر سه گونه ثابت سرعت واکنش افزایش و زمان نیمه عمر کاهش یافت. وابستگی دمایی تخریب آنتوسیانین‌ها در اثر هیدروژن پراکسید از طریق محاسبه انرژی فعال سازی و ضریب دمایی تعیین شد. در غلظت 20-10میلی‌مول/لیتر زرشک بی‌دانه کمترین وابستگی دمایی را نشان داد در صورتی که در غلظت‌های بالاتر (25 و 30 میلی‌مول/لیتر) زرشک زرافشانی، کمترین وابستگی دمایی را داشت. نتیجه‌گیری: آنتوسیانین‌های عصاره هر سه گونه زرشک حساسیت بالایی به هیدروژن پراکسید نشان دادند. بنابراین فرایند اسپتیک در مورد فرآوری این عصاره‌ها باید با کنترل بیشتری در جهت به حداقل رساندن مقدار باقیمانده این ماده در سطوح در تماس با عصاره‌های زرشک انجام شود. از طرفی با توجه به وابستگی دمایی بالا تخریب آنتوسیانین‌ها نگهداری سرد در مورد این عصاره‌ها توصیه می‌شود.

چکیده انگلیسی:

Introduction: Antocyanins provide a pleasant and attractive appearance in fruits and vegetables particularly fruit juices. Therefore it is necessary to study the effect of hydrogen peroxide (H2O2) as a widespread material in packaging sterilant in aseptic processing systems on anthocyanins from various juices. Materials and Methods: In this study, the simultaneous effect of hydrogen peroxide in five different concentrations and three different temperatures (10, 15, 20, 25 and 30 mmol/L) and (10, 20 and 30 ̊C) on degradation of anthocyanins in Berberis vulgaris, Berberis cratagina and Beberis integerrima juices have been investigated. Results: The degradation of anthocyanins in all treatments were fitted both zero and first order kinetics models. The results showed the degradation of anthocyanins in these three Berberis juices followed the first-order reaction kinetics. In most cases, the reaction rate constant (k) and half-life (t1/2) differed significantly among the three Berberis in various concentrations and temperatures (p<0.05). The difference between Berberis vulgaris juice and Berberis cratagina juice was lower. The reaction rate constant (k) increased and half-life (t1/2) decreased with increasing concentration of hydrogen peroxide in all juices. The temperature dependence of anthocyanins degradation was determined by calculating the activation energy (Ea) and temperature quotient (Q10). At the concentration of 10-20 mmol/L, Berberis vulgaris juice showed the lowest temperature dependence, whereas at higher concentrations (25 and 30 mmol/L) Beberis integerrima juice had the lowest temperature dependence. Conclusion: Anthocyanins from berberis species juices were found to be very susceptible to H2O2. Therefore, aseptic systems should be frequently controlled to ensure the effective removal of residual H2O2 from the food contact surfaces. Since the rate of anthocyanin degradation by H2O2 is highly dependent on temperature, cold storage of these juices is strongly recommended.

منابع و مأخذ:

آزادی، ر. (1388). فلور ایران تیره زرشک. موسسه تحقیقات و جنگل‌ها و مراتع کشور.

بالندری، الف . و کافی، م. (1381). زرشک فناوری تولید و فرآوری. ناشر زبان و ادب مشهد، صفحات 41-18.

فرهادی چیتگر، م.، وریدی، م. ج.، وریدی، م. و شهیدی، ف. (1392). اثر دما و ماده جامد بر سینتیک تخریب آنتوسیانین‌های زرشک بی‌دانه. مجله پژوهش‌های علوم و صنایع غذایی ایران، شماره 2، صفحات 5-1.

Abalone, R., Cassinera, A., Gasto, N. A. & Lara, M. A. (2004). Some Physical Properties of Amaranth Seeds. Biosystems Engineering, 89, 109–117.

Ahrendt, L. (1961). Berberis and Mahonia, a taxonomical revision. Botanical Journal Linn Society, 57, 1–410.

Cemeroglu, B., Velioglu, S. & Isık, S. (1994). Degradation kinetics of anthocyanins in sour cherry juice and concentrate. Journal of Food Science, 59, 1216–1218.

Coultate, T. P. (1989). Food: The chemistry of its components (2nd ed.pp. 126–158). London: Royal Society of Chemistry.

De, A. K., Chaudhuri, B. & Bhattacharjee, S. (1999). A kinetic study of the oxidation of phenol, o-chlorophenol and catechol by hydrogen peroxide between 298 K and 333 K: The effect of pH, temperature and ratio of oxidant to substrate. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 74, 162–168.

Du, C.T., Wang, P. L. & Francis, F. J. (1975). Anthocyanins of pomegranate, Punica granatum. Journal of Food Science, 40, 417–418.

Hernandez, F., Melgarejo, P., Tom -Barber, F. A. & Art, F. (1999). Evolution of juice anthocyanins during ripening of selected pomegranate (Punica granatum) clones. European Food Researchand Technology, 210, 39–42.

Johnson, R. L. & Toledo, R. T. (1975). Storage stability of 55 Brix orange juice concentrate aseptically packaged in plastic and glass containers. Journal of Food Science, 40, 433–434.

 

Kunz, P. & Binnig, R. (1987). Aseptic technology. Confructa, 31, 126–132.

Lee, J., Durst, R. W. & Wrolstad, R. E. (2002). Impact of juice processing on bluberry anthocyanins and polyphenolics: comparison of two pretreatments. Journal of Food Science, 67, 1660–1667.

Ozkan, M., Yemenicioglu, A. & Cemeroglu, B. (2005). Degradation of various fruit juice anthocyanins by hydrogen peroxide. Food Research International, 38, 1015–1021

Ozkan, M. (2002). Degradation of anthocyanins in sour cherry and pomegranate juices by hydrogen peroxide in the presence of added ascorbic acid, Journal of Food Chemistry, 78, 499–504

Ozkan, M., Yemeniciog, A. C., Tak, B. & Cemerog lu, B. (2000). Effect of hydrogen peroxide on sour cheery anthocyanins. Journal of Food Quality, 23, 421–428.

Sapers, G. M. & Simmons, G. F. (1998). Hydrogen peroxide disinfection of minimally processed fruits and vegetables. Food Technology, 52, 48–52.

Sondheimer, E. & Kertesz, Z. I. (1952). The kinetics of the oxidation of strawberry anthocyanin by hydrogen peroxide. Food Research,17, 288–298.

Sondheimer, E. & Kertesz, Z. I. (1953). Participation of ascorbic acidin the destruction of anthocyanin in strawberry juice and modelsystems. Food Research, 18, 475–479.

Tehranifar, A. (2003). Barberry growing in Iran, Acta Horticulture. (ISHS), 620, 193-195.

Toledo, R. T. (1986). Postprocessing changes in aseptically packed beverages. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 34, 405–408.

Von Elbe, J. H. & Schwartz, S. J. (1996). Colorants. In O. R. Fennema (Ed.), Food chemistry, 3rded New York: Marcel Dekker. pp. 651–722.