Enzymatic oxidation of polyphenols in fruit products and model solutions

Polyphenoloxidase (PPO) activity, total polyphenols and flavanols contents in various fruit species were investigated in relation to their susceptibility to browning processes. Marked differences in substrate affinities of PPO preparations from apples and pears were found. The rate of browning of (+)catechin solutions was higher for the apple PPO than for the pear enzyme. In contrast, the pear PPO catalysed an oxidation of (-)epicatechin to higher extent. Phenolic acids, i.e. chlorogenic and caffeic, were oxidised more slowly than catechins. It was observed that in pulps from fruits rich in polyphenoloxidase, e.g. from apples and pears, stored at room temperature, the browning process was accompanied by considerable losses of flavanols (40% after 1 h). In strawberry pulps exhibiting a low PPO activity no decrease of flavanols was observed under the same conditions.Prowadzono badania aktywności polifenolooksydazy (PPO) oraz zawartości związków flawanolowych w różnych gatunkach owoców pod kątem ich podatności na procesy brunatnienia. Stwierdzono duże zróżnicowanie zarówno zawartości PPO jak i związków fenolowych w zależności od gatunku i odmiany. Owoce o niższej kwasowości (pH około 4), np. gruszki i niektóre odmiany jabłek, odznaczały się wysoką aktywnością PPO. Owoce pigwowca, charakteryzujące się wysoką kwasowością (pH = 2,7) i bardzo niską aktywnością PPO, zawierały najwięcej flawanoli — 2,2 g/kg, czyli 3-krotnie więcej niż jabłka odmiany Jonathan. Dane te przedstawiono w tabeli 1. Określono stopień powinowactwa substratowego preparatów polifenolooksydaz wyizolowanych z jabłek i gruszek. Stwierdzono, że proces brunatnienia przebiegał szybciej w roztworach katechin niż kwasów fenolowych, przy czym w obecności preparatu PPO z gruszek szybciej utleniała się (-)epikatechina, natomiast dla PPO z jabłek lepszym substratem była (+)katechina (rys.1). Kontrolując szybkość brunatnienia oraz zmiany zawartości flawanoli w miazgach i sokach z jabłek, gruszek i truskawek, stwierdzono, że w produktach z owoców o wysokiej aktywności polifenolooksydaz, intensywnemu brunatnieniu towarzyszył szybki spadek zawartości flawanoli, np. w sokach jednocześnie ogrzewanych i napowietrzanych straty flawanoli po 3 godzinach sięgały 60% (rys. 4). Przeprowadzenie chromatografii na żelu Sephadex LH-20 pozwoliło stwierdzić, że głównym kierunkiem oksydatywnych przemian związków fenolowych jest ich polimeryzacja — spadek zawartości monomerów i oligomerów oraz wzrost ilości średniocząsteczkowych polimerów (rys. 3)

Owoce jako źródło flawanoidów

Flavanols and total polyphenols contents in selected fruits were analysed. It was found that apple, cherry, strawberry and briar rose are rich in biologically active mono and oligomeric forms of flavanols. On the other hand, the contents of these compounds in bilberry and chokeberry, fruits which are in anthocyanins, are very low.Przeprowadzono badania zawartości niskocząsteczkowych flawanoli w wybranych gatunkach owoców oraz w zielonej herbacie stanowiącej bogate źródło tych związków. Do oznaczania sumy monomerów i oligomerów flawanolowych zastosowano metodę Masquelier, polegającą na wydzieleniu tych związków w postaci osadów i oznaczeniu ich metodą wagową. W badanych surowcach oraz w wydzielonych z nich osadach mono- i oligomerów flawanolowych oznaczono kolorymetrycznie polifenolowe ogółem, flawanole i procyjanidyny. Analiza osadów otrzymanych metodą Masquelier wykazała, że charakteryzują się one bardzo zróżnicowaną zawartością polifenoli (od 15% do 70%) oraz niską zawartością flawanoli i procyjanidyn - poniżej 30% (tab. 2). Dowodzi to małej selektywności tej metody w odniesieniu do owoców. Konieczne jest więc prowadzenie uzupełniających analiz składu tak otrzymanych osadów. Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że do owoców szczególnie bogatych w aktywne biologicznie mono- i oligomery flawanolowe można zaliczyć jabłka, dziką różę, a także wiśnie i truskawki. Natomiast owoce czarnej jagody, aronii i czarnej porzeczki, szczególnie bogate w polifenole i antocyjany, wykazały bardzo niską zawartość związków flawanolowych (tab. 1 i 2). Zastosowanie techniki HPLC pozwoliło oznaczyć w badanych surowcach zawartość (+)-katechiny, (- )-epikatechiny i procyjanidyny B₂. Z owoców najbogatsze w te związki okazały się jabłka, jednak w zielonej herbacie zawartość katechin była kilkadziesiąt razy wyższa niż w jabłkach (tab. 3). W większości badanych owoców dominującą formą flawanoli była (-)-epikatechina