Charakterizácia činiacich reakcií v tkanivách rastlín po mechanickom ošetrení

Manuela Schratzer, Bc. Charakterizácia opaľovacích reakcií v tkanivách rastlín po mechanickom ošetrení MASTEROVA PRÁCA pre získanie akademického titulu Diplom-Ingenieurin Magisterský titul v odbore biotechnológie odovzdaný vedúcemu Technickej univerzity v Grazi Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. DR. techn. Michael Murkovic Institute for Biochemistry, Graz University of Technology, Graz, May 2016

činiacich

ŠVAJČIARSKE VYHLÁSENIE Namiesto prísahy vyhlasujem, že som túto prácu napísal samostatne, nepoužil som žiadne iné než uvedené zdroje/pomôcky a identifikoval pasáže prevzaté z použitých zdrojov, a to doslovne i obsahovo. Textový dokument nahraný do TUGRAZonline je totožný s predloženou diplomovou prácou. Graz, am. (Podpis) strana 2

POĎAKOVANIE Chcel by som poďakovať môjmu nadriadenému atď. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. DR. techn. Michael Murkovič, ktorý ma počas mojej diplomovej práce viedol a podporoval. Tiež by som sa chcel poďakovať za priateľské prijatie v tíme. Tiež by som sa chcel poďakovať pracovnej skupine profesora Murkoviča za príjemnú pracovnú atmosféru a dobrú spoluprácu. Tiež by som sa chcel poďakovať svojej rodine a priateľom za emočnú podporu počas štúdia. Tiež by som sa chcel poďakovať veľkoobchodnej spoločnosti s ovocím Obst Gössl za poskytnutie jabĺk. Strana 3

ABSTRAKT Charakterizácia procesu činenia v tkanivách rastlín po mechanickom poškodení Cieľom projektu bolo vyvinúť novú metódu konzervácie, ktorá zlepší arómu, farbu a dužinu jabĺk. Aby sa zabránilo procesu hnednutia, boli jablká ošetrené rôznymi chemickými metódami. Najskôr sa sledovali štyri rôzne druhy jabĺk v podmienkach kyslíka a dusíka, zatiaľ čo sa jablká ošetrovali rôznymi chemikáliami. Najmä pri použití dusíkatého prostredia boli výsledky zabránenia procesu opaľovania lepšie ako pri liečbe za kyslíkových podmienok. Pravdepodobne príčinou miery vyčinenia môže byť to, že rôzne druhy jabĺk majú rozdielny obsah polyfenolov. Ďalej sa obsah polyfenolov v ošetrených a neošetrených jablkách analyzoval pomocou HPLC (vysokoúčinná kvapalinová chromatografia). Ako je znázornené na obrázkoch 27, 28 a 29, v jablkách boli zistené rôzne percentuálne podiely polyfenolov. Výsledky tejto diplomovej práce ukazujú, že konzervácia jabĺk je možná použitím chemikálií. Z dôvodu chemického ošetrenia jablká vykazovali vyšší obsah polyfenolov ako jablká neošetrené. strana 5

Obsah 1. Úvod. 9 2. jablko. 10 2.1. Klasifikácia ovocia. 10 2.2. Pôvod jablka. 10 2.3. Klasifikácia jablka. 11 2.4. Príprava jablkového džúsu. 13 2.5. Skladovanie jabĺk. 14 2.6. Štatistické vyhodnotenie. 16 3. Zachovanie. 19 3.1. Liečba za studena. 20 3.2. Tepelné spracovanie. 20 3.3. Strata aktivity vody. 21 3.4. Liečba ožarovaním. 21 3.5. Liečba konzervačnými látkami. 21 3.6. Spracovanie zmenou plynnej atmosféry. 22 4. Vitamín C. 23 4.1. Príbeh vitamínu C. 23 4.2. Čo je to vitamín C. 24 Niektoré fyzikálne vlastnosti kyseliny L-askorbovej sú zhrnuté v tabuľke 7. 25 4.3. Aké sú funkcie vitamínu C. 26 5. Polyfenoly. 5.1. Chemické vlastnosti polyfenolov. 29 5.2. Reakcia polyfenolov. 30 6. Fenolové oxidázy. 31 6.1. Klasifikácia polyfenolov. 32 6.1.1. Fenolkarboxylové kyseliny. 32 strana 6

6.1.2. Flavonoidy. 33 6.2. Polyfenoly v jablkách a jablkovej šťave. 6.2.1. Obsah polyfenolov v jablkách. 6.2.2. Obsah polyfenolov v jablkovej šťave. 36 7. Jablká použité na experimenty. 38 7.1. Gala. 38 7.2. Fuji. 38 7.3. Elstar. 39 7.4. Jonagold. 39 8. Pokusy. 40 8.1. Ošetrenie jabĺk rôznymi rozpúšťadlami. 40 8.1.1. Metóda. 40 8.1.2. Materiál. 40 8.1.3. Exekúcia. 40 8.1.4. Výsledky. 40 8.2. Ošetrenie jabĺk rôznymi rozpúšťadlami vrátane úpravy O 2 a N 2. 43 8.2.1. Metóda. 43 8.2.2. Materiál. 43 8.2.3. Exekúcia. 43 8.2.4. Výsledky. 44 8.3. Stanovenie polyfenolov. 50 8.3.1. Metóda. 50 8.3.2. Materiál. 50 8.3.3. Exekúcia. 51 8.3.4. Výsledky. 51 8.4. Stanovenie obsahu vitamínu C. 54 8.4.1. Metóda. 54 strana 7

8.4.2. Materiál. 54 8.4.3. Exekúcia. 54 8.4.4. Výsledky. 55 8,5. Apple extrakt v rôznych časoch. 58 8.5.1. Metóda. 58 8.5.2. Materiál. 58 8.5.3. Exekúcia. 58 8.5.4. Výsledky. 60 8.6. Jablkové extrakty s rôznymi chemickými úpravami. 63 8.6.1. Metóda. 63 8.6.2. Materiál. 63 8.6.3. Exekúcia. 63 8.6.4. Výsledky. 64 Bibliografia. 69 Internetový adresár. 72 Zoznam tabuliek. 74 Zoznam obrázkov. 75 Zoznam skratiek. 79 strana 8

1. Úvod Jablká sú jedným z najčastejšie konzumovaných druhov ovocia v Európe. V roku 2014 bola spotreba jabĺk na obyvateľa v Rakúsku 19,3 kg, čo z nej urobilo najobľúbenejšiu ovocnú odrodu Rakúšanov, nasledovali banány a pomaranče. Jablká chutia šťavnato a sviežo a sú bohaté na cenné ingrediencie. Potreba vitamínu C u dospelého človeka je 100 mg/deň. Ďalšími dôležitými látkami sú vitamíny B 1, B 2, B 6, E, vápnik, železo a horčík. V roku 2013 sa v Rakúsku zozbieralo okolo 429 401 ton jabĺk. Tento produkt sa používa na výrobu jablkového džúsu a sušeného ovocia. Sušené jablkové kliny obsahujú zložky v koncentrovanej forme [Weber, 2002]. 1 1 http://de.statista.com; http://www.bmlfuw.gv.at/land/lebensmittel Strana 9

2. Apple 2.1. Klasifikácia ovocia Ovocie je známe ako jedlé surové ovocie a hrá dôležitú úlohu vo výžive človeka, pretože má vysoký obsah vitamínov, minerálov a vlákniny. Početné druhy ovocia sú rozdelené do piatich skupín. V bobuliach, jadrách, orechoch, jadrovinách a tropickom ovocí [Georg Schwedt, 1999]. Mäkké ovocie: černice a maliny Plody jabĺk: jablká, hrušky atď. Orechy: mandle, arašidy atď. Kôstkové ovocie: čerešne, slivky atď. Tropické ovocie: citróny, pomaranče atď. 2.2. Pôvod jabĺčka Jablko pôvodne pochádza zo strednej a západnej Ázie a bolo pestované už v kazašskej oblasti okolo 10 000 rokov pred naším letopočtom (obr. 1). Hlavné mesto krajiny sa volá Almaty, čo v preklade znamená niečo ako mesto jabĺk. Ovocie sa dostalo do južnej a východnej Európy starými obchodnými cestami (Hodvábna cesta), kde ho pestovali Rimania a Gréci. Jablko prišlo z južnej Európy do strednej a severnej Európy počas rímskych ťažení okolo roku 100 pred n. Obrázok 1: Pôvod jablka. Obchodná cesta zo strednej a západnej Ázie do strednej a severnej Európy. 2 2 http://www.suedtirolerapfel.com/ strana 10

Dnes existuje asi 30 000 odrôd jabĺk, s charakteristikami medzi jednotlivými odrodami. Výsledkom bola klasifikácia desiatich poddruhov podľa LICHONOSA (1972), ktorá zohľadňuje ovocné vlastnosti aj geografické zameranie. Obrázok 2: Apple (Malus domestica) prierez plodom [Lieberei a Reisdorff, 2007]. Každý plodovec pozostáva z dvoch vajíčok, z ktorých sa zvyčajne vyvíja iba jeden. Po opelení kvet vyrastie do dužinatého ovocia (obr. 2), ktoré je bohaté na prísady (tabuľka 2). Stonka a kalich spočívajú v rastoch v lievikovitých jamách. Vonkajšia vrstva kože, epidermis, je často pokrytá voskom [Lieberei a Reisdorff, 2007]. Tabuľka 2: Ingrediencie z jadrovinového ovocia v 100 g jedlej dávky (stredné hodnoty) [Souci et al, 1994]. 5 jabĺk v 100 g jabĺčka v 100 g Zloženie jedlá zložka Jedlá časť Energia (kcal) 54 Vitamín E (mg) 0,5 Tuk (g) 0,6 Vitamín B 1 (mg) 0,04 Bielkoviny 0, 3 Vitamín B 2 (mg) 0,03 Sacharidy (g) 11,4 Niacín (mg) 0,3 Vláknina (g) 2 Vitamín B 6 (mg) 0,1 Draslík (mg) 122 Kyselina listová (µg) 7,5 Vápnik (mg) 7 Vitamín C (mg) 12 Horčík (mg) 6 Železo (mg) 0,5 5 https://www.gesundheit.gv.at strana 12