Εφαρμογή πολυσακχαριτών στην ενθυλάκωση εκχυλίσματος από φλούδες μελιτζάνας πλούσιου σε ανθοκυάνες

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, παρατηρείται μια διεθνής τάση προς την προτίμηση φυσικών χρωστικών αντί των συνθετικών στη βιομηχανία τροφίμων. Η επιστημονική κοινότητα έχει εκδηλώσει έντονο ενδιαφέρον για τις ανθοκυάνες, καθώς αναγνωρίζονται για τον σημαντικό ρόλο τους στη διατροφή και την υγεία. Οι ανθοκυάνες αποτελούν τη μεγαλύτερη και σημαντικότερη ομάδα υδατοδιαλυτών χρωστικών στη φύση και είναι υπεύθυνες για το χρώμα πολλών φρούτων και λαχανικών. Εκτός από την ενίσχυση του χρώματος, οι ανθοκυάνες προσφέρουν σημαντικά θρεπτικά οφέλη, όπως η μείωση της αρτηριακής πίεσης και η πρόληψη του διαβήτη. Παρόλα αυτά, η χαμηλή σταθερότητά τους κατά την επεξεργασία και την αποθήκευση αποτελεί πρόκληση για την ενσωμάτωσή τους στα τρόφιμα. Αυτό αναδεικνύει την ανάγκη για περαιτέρω έρευνα και ανάπτυξη προκειμένου να αξιοποιηθούν στο έπακρο οι δυνατότητές τους σε αυτόν τον τομέα. Μια τέτοια προσέγγιση αποτελεί η ενθυλάκωση. Στην παρούσα εργασία, μελετήθηκε η απομόνωση των ανθοκυανών από μελιτζάνες και στη συνέχεια η ενθυλάκωση του εκχυλίσματος σε συστήματα πολυσακχαριτών και πιο συγκεκριμένα σε συστήματα με αραβικό κόμμι, τόσο μόνο του όσο και σε συνδυασμό με πηκτίνη χαμηλής ή υψηλής μεθυλίωσης. Από τις σκόνες που προέκυψαν, αξιολογήθηκαν η αντιοξειδωτική τους ικανότητα μέσω της μεθόδου DPPH και το συνολικό φαινολικό τους περιεχόμενο μέσω της μεθόδου Folin – Ciocalteau. Επιπλέον, αξιολογήθηκε μια σειρά ιδιοτήτων όπως οι φυσικοχημικές και οι οπτικές. Σε ένα δεύτερο στάδιο, οι σκόνες προστέθηκαν σε πηκτές ζελατίνης και μελετήθηκε η επίδραση της παρουσίας τους στο χρώμα και οι αντιοξειδωτικές ικανότητες τους. Από τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας, διαπιστώθηκε υψηλή απόδοση ενθυλάκωσης ανθοκυανών (88,25%) καθώς και υψηλό φαινολικό περιεχόμενο στο εκχύλισμα ανθοκυανών (0,243 mg GAE/0.5 mL). Όσο αφορά τις σκόνες, είχαν μέτρια αντιοξειδωτική δράση (~ 40%) και χαμηλό φαινολικό περιεχόμενο (0,109 mg GAE/0.5 mL). Επιπλέον, φάνηκε πως ο τύπος του βιοπολυμερούς παίζει σημαντικό ρόλο για όλες τις ιδιότητες, αφού η παρουσία διαφορετικών βιοπολυμερών και οι συνδυασμοί τους επηρέασαν τις μετρήσεις με διαφορετικό τρόπο. Τέλος, η ενσωμάτωση των σκονών σε πηκτές ζελατίνης είχε θετικά αποτελέσματα στην αντιοξειδωτική δράση, υπερβαίνοντας αυτήν των σκονών. Ωστόσο, ταυτόχρονα, η εν λόγω διαδικασία δεν είχε τα επιθυμητά αποτελέσματα σε σχέση με το χρώμα, καθώς οι περισσότερες πηκτές ήταν λιγότερο φωτεινές και λιγότερο κόκκινες σε σύγκριση με τις σκόνες.

In recent years, there has been a global trend towards preferring natural colorants over synthetic ones in the food industry. The scientific community has shown strong interest in anthocyanins due to their recognized role in nutrition and health. Anthocyanins constitute the largest and most important group of water-soluble pigments in nature and are responsible for the color of many fruits and vegetables. In addition to enhancing color, anthocyanins offer significant nutritional benefits, such as reducing blood pressure and preventing diabetes. However, their low stability during processing and storage poses a challenge for their incorporation into foods. This highlights the need for further research and development to fully leverage their potential in this field. Encapsulation is considered a good approach for overcoming this obstacle. In this study, the isolation of anthocyanins from eggplants was investigated, followed by encapsulation of the extract in polysaccharides’ systems. Gum Arabic, on its own or in mixtures with low or high methoxyl pectin was used. The resulting powders were evaluated for their antioxidant capacity using the DPPH method and their total phenolic content using the Folin-Ciocalteu method. Additionally, a range of properties such as physicochemical and optical properties were assessed. In a second stage, the powders were added to gelatin gels, and the effect of their presence on color and antioxidant capacities was studied. From the results of the present study, a high encapsulation efficiency of anthocyanins (88.25%) was observed, along with a high phenolic content in the anthocyanin extract (0.243 mg GAE/0.5 mL). Regarding the powders, they exhibited moderate antioxidant activity (~40%) and low phenolic content (0.109 mg GAE/0.5 mL). Furthermore, it became apparent that the type of biopolymer plays a significant role in all properties, as the presence of different biopolymers and their combinations affected the measurements in different ways. Finally, the incorporation of powders into gelatin gels had positive effects on antioxidant activity, surpassing that of powders. However, simultaneously, this process did not yield the desired results in terms of color, as most gels were less bright and less red compared to the powders.