Characterization of gold kiwifruit

Characterization of gold kiwifruit pectin from fruit of different maturities and extraction methods

Oni Yuliartia, , , Lara Matia-Merinoa, Kelvin K.T. Goha, John Mawsona, c, Martin A.K. Williamsb, Charles Brennana, d
Show more
doi:10.1016/j.foodchem.2014.06.055
Get rights and content
Highlights
•
Gold kiwifruit pectin was isolated at different maturities and extraction methods.
•
Pectins isolated from main harvest fruit were rich in galacturonic acid content.
•
Gold kiwifruit pectin was classified as high-methoxyl pectin.
•
Enzymatic treatment gave the highest pectin yield but lower in molecular weight.
Abstract
Studies on gold kiwifruit pectins are limited. In this work, the characterization of pectin isolated from two different stages of maturity of gold kiwifruit, namely early harvested fruit (EHF) and main harvested fruit (MHF) isolated by three methods (acid, water, enzymatic) was carried out. Pectins isolated from MHF were higher in galacturonic acid content (52–59% w/w) and weight-average molecular weights (Mw, 1.7–3.8 × 106 g/mol) compared with EHF pectins (29–49% w/w and 0.2–1.7 × 106 g/mol respectively). Enzymatic treatment gave the highest yield but lowest in Mw, viscosity and mechanical spectra for both maturities. The pectin of both maturities was classified as high-methoxyl pectin with the degree of esterification ranged from 82% to 90%. Water-extracted MHF pectin molecules had the highest RMS radius (182.7 nm) and Mw (3.75 × 106 g/mol). The water extraction method appeared to retain the native state of pectin molecules compared with acid and enzymatic extraction methods based on the Mw and viscosity data.

Keywords
Gold kiwifruit; Fruit maturity; High-methoxyl pectin; Galacturonic acid; Viscosity
1. Introduction
Kiwifruits are usually harvested when they reach physiological maturity approximately 20 weeks after pollination (Crisosto & Crisosto, 2001). The fruits are considered mature when they reach a minimum total soluble solids content of 6.2% for green kiwifruit of cv. Hayward (Beever & Hopkirk, 1990) and 10% for gold kiwifruit of cv. Hort16A (Patterson, Burdon, & Lallu, 2003). Several protocols have been employed for harvesting gold kiwifruits at different stages of maturity. Fruits can be harvested several weeks earlier (known as early-season fruits) than the main-harvested fruits to cater to the supply of world gold kiwifruit over a longer period in a year and to achieve better financial returns for growers (Schotsmans, Nicholson, MacKay, & Mawson, 2005). The fruits are usually stored at a certain temperature to allow the flesh to develop a golden colour before they are sold or exported. Normally, a storage temperature of 3 °C for 12 weeks followed by 1.5 °C for 6 weeks has successfully reduced the level of chilling injuries during storage (Maguire, Amos, & Kelly, 2005). The main-harvested kiwifruits on the other hand, are left on the vine for approximately another 2−3 months to increase their volume and dry matter content.

When compared with other plant cell walls, the cell walls of kiwifruits contain a large amount of polysaccharide. A previous study (Redgwell, Melton, & Brasch, 1988) has reported that the cell wall of green kiwifruit (cv. Hayward) at harvest consists mainly of heterogeneous pectin−galactan mixtures (40–50%) and hemicellulose (15–25%). The hemicellulose mainly consists of xyloglucans. The concentrations of these polysaccharides vary at different stages of maturity because of the physiological changes that occur mostly during the maturation process (Redgwell & Percy, 1992). These changes could lead to significant differences in the functional properties of the polysaccharides from kiwifruit.

Pectin has been extracted from cell wall materials using water, buffer solutions (e.g. sodium acetate buffer) with chelating agents such as ethylene diamino tetraacetic acid (EDTA) or cyclohexane diamino tetraacetic acid (CDTA), hot dilute acids, sodium hydroxide or enzymes ( Panouille et al., 2006 and Rombouts and Thibault, 1986). On an industrial scale, pectin is usually extracted using hot dilute acid. In cases where chelating agents are used, a residual amount of the chelating agents will remain in the final pectin sample, which will influence the pectin’s functionality ( Garna et al., 2007). Extraction of pectin by alkali can cause a decrease in the degree of esterification (DE) and can reduce the length of the pectin chains by β-elimination. The addition of ammonia to pectin at low temperature can result in the conversion of some ester groups into amide groups (amidated pectins) ( May, 1990).

Many studies have also shown that the use of enzymes can improve the recovery of pectin from plant materials. For instance, the use of cellulase in the isolation of pectin from chicory roots and cauliflower has been reported (Panouille et al., 2006). These researchers indicated that cellulase was effective in hydrolyzing the cellulose from the cell wall. This aided the release of pectin from the cell wall. However, this application in turn led to modification of the physicochemical properties of the pectin. Pumpkin pectin has been reported to have lower gel strength (∼10 kPa) when extracted by enzyme prepared from Aspergillusawamori ( Ptitchkina, Markina, & Runlyantseva, 2008).

To the best of our knowledge, no studies have reported the effect of different extraction methods on the properties of pectin isolated from gold kiwifruit at different stages of maturity. Thus, the objectives of this study were to determine the physicochemical characteristics of purified pectin extracted at two different stages of maturity using water, enzyme and acid extraction methods, respectively. The results from this study will provide valuable information about the selection of appropriate extraction methods and the degree of maturity of kiwifruits in order to obtain pectin with desired functionalities.

2. Materials and methods
2.1. Plant materials

Two batches of gold kiwifruit at different maturities, i.e. main-harvested fruit (MHF) and early-harvested fruit (EHF) were used. The fruits were obtained from Zespri International Ltd (Hastings, New Zealand). The EHF were harvested in May (approximately 12 weeks after pollination), and were 8 weeks less mature than the MHF. All kiwifruits were frozen at −20 °C after harvest and were thawed prior to extraction.

2.2. Pectin extractions

The kiwifruit puree including the skin and seed was obtained by homogenizing 5 kg of randomly selected fruits for 2 min in a food processor (Compact 3100 Automatic Multicuve Magimix, France) at room temperature. The puree from both maturities was treated by three extraction methods, namely, acid, water and enzyme.

2.2.1. Acid extraction

Gold kiwifruit puree (200 g) was treated with 1200 mL of 1.0% (w/v) citric acid (CA) solution of pH 2.20 ± 0.01 (1:6 w/v puree to acid solution ratio) and the mixture (pH 2.80 ± 0.01 for MHF, and pH 2.70 ± 0.01 for EHF) was heated in a 50 °C water bath for 60 min under continuous stirring. Deionised water (22 °C, pH ∼6.9, Elga standard deionisation cylinder C124, U.S.A), was used throughout the study. After the treatment was completed, the mixture was cooled to approximately 20 °C in a bath of crushed ice and then centrifuged at 3310g for 20 min at 4 °C. The supernatant was filtered through four layers of cheese cloth to remove the pulp and seeds that were not separated during centrifugation. Warm water at 50 °C was added to the pellet, in a 1:1 (w/v) ratio, and the mixture was stirred for 30 min (to obtain the remaining soluble polysaccharides) and centrifuged again as described above. All supernatants and filtrates were combined and precipitated with ethanol (95%, VWR International). The pectin recovery by ethanol precipitation and the purification process was carried out by the method of Yuliarti, Matia-Merino, Goh, Mawson, and Brennan (2011). The obtained pectin was expressed either as purified EHF or as purified MHF-extracted pectin.

2.2.2. Water extraction

The water extraction method was similar to the acid extraction method, except that purified water, obtained by reverse osmosis (RO), was used instead of the CA solution. The extraction was carried out in a 25 °C water bath for 30 min with a puree to water ratio of 1:4 (w/v) (i.e. 200 g of puree mixed with 800 mL of RO water). The pH values of the mixtures were 3.60 ± 0.01 for MHF and 3.50 ± 0.01 for EHF. Ethanol precipitation and purification were carried out based on the procedures described earlier for the acid extraction method.

2.2.3. Enzymatic extraction

The enzymatic treatment was conducted at 25 °C for 30 min with a Celluclast 1.5L (Novozymes, Copenhagen, Denmark) concentration of 1.05 mL/kg as previously described (Yuliarti et al., 2011).

2.3. Analyses of purified pectin samples

Ash content was analyzed gravimetrically and protein content was determined by Kjeldahl method (AOAC, 1990). The neutral sugar composition was determined by gas liquid chromatography (GLC, BPX-70 column), in the form of alditol acetate derivatives (Englyst, Quigley, & Hudson, 1994). This method was carried out using an Englyst Kit for non-starch polysaccharide (NSP) determination (Englyst Carbohydrate Ltd., UK). Galacturonic acid (GalA) was determined by a colorimetric method (Scott, 1979) using an UV-160A spectrophotometer (Shimadzu, Douglas Scientific, Auckland), in which the difference in absorbance of a sample at 400 nm and at 450 nm was measured against a blank consisting of 2 M H2SO4.

2.4. The weight-average molecular weight (Mw) determination using SEC-MALLS

The Mw, polydispersity (Mw/Mn) and the root mean square (RMS) radius of vacuum-dried purified pectin (dispersed in Milli-Q water) were determined by size exclusion chromatography (SEC) coupled to a multi-angle laser light scattering (MALLS) system (Mini Dawn, Wyatt Technology Corp., Santa Barbara, CA, USA) as described in previous work ( Yuliarti et al., 2011).

2

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

คุณสมบัติของเพกทินผลไม้กีวีสีทองจากผลไม้ครบกำหนดแตกต่างกันและวิธีสกัดOni Yuliartia,,, Lara Matia Merinoa เคลวินเคที Goha จอห์น Mawsona, c มาร์ติน A.K. Williamsb ชาร์ลส์ Brennana, d ดูเพิ่มเติมdoi:10.1016/j.foodchem.2014.06.055ได้รับสิทธิและเนื้อหาไฮไลท์•เพกทินกีวีทองถูกแยกครบกำหนดต่าง ๆ และวิธีสกัด•อุดมไปด้วยกรด galacturonic pectins แยกต่างหากจากหลักการเก็บเกี่ยวผลไม้ได้•เพกทินกีวีทองถูกจัดประเภทเป็นเพกทิน methoxyl สูง•เอนไซม์ในระบบการรักษาให้ผลผลิตเพกทินสูงแต่ต่ำกว่าในน้ำหนักโมเลกุลบทคัดย่อศึกษา pectins กีวีทองมีจำกัด ในงานนี้ คุณสมบัติของเพกทินที่แยกต่างหากจากสองขั้นตอนที่ครบกำหนดของผลไม้กีวีทอง ได้แก่ผลไม้สแตนช่วงเก็บเกี่ยว (EHF) และหลักเก็บเกี่ยวผลไม้ (MHF) แยกต่างหาก โดยสามวิธี (กรด น้ำ เอนไซม์ในระบบได้รับการดำเนินการ แยกต่างหากจาก MHF pectins อยู่สูงในกรด galacturonic (52 – 59% w/w) และค่าเฉลี่ยน้ำหนักโมเลกุลน้ำหนัก (Mw, 1.7-3.8 × 106 กรัม/โมล) เปรียบเทียบกับ EHF pectins (29-49% w/w และ 0.2-1.7 × 106 กรัม/โมลตามลำดับ) เอนไซม์ในระบบการรักษาให้ผลผลิตสูงแต่ราคาใน Mw ความหนืด และแรมสเป็คตราเครื่องจักรกลสำหรับครบกำหนดทั้งสอง เพกทินของครบกำหนดทั้งสองถูกจัดประเภทเป็นเพกทิน methoxyl สูง ด้วยระดับการ esterification อยู่ในช่วงจาก 82% 90% สกัดน้ำโมเลกุลเพกทิน MHF มีรัศมีสูงสุด RMS (182.7 nm) และ Mw (3.75 × 106 กรัม/โมล) วิธีการสกัดน้ำปรากฏการ รักษาสถานะดั้งเดิมของโมเลกุลของเพกทินที่เปรียบเทียบกับวิธีการสกัดกรด และเอนไซม์ในระบบตามข้อมูล Mw และความหนืดคำสำคัญผลไม้กีวีทอง ผลไม้ครบกำหนด เพกทิน methoxyl สูง กรด Galacturonic ความหนืด1. บทนำKiwifruits มักจะเก็บเกี่ยวเมื่อจะถึงวันครบกำหนดสรีรวิทยาประมาณ 20 สัปดาห์หลัง pollination (Crisosto & Crisosto, 2001) ผลไม้ที่กำลังสุกเมื่อพวกเขาเข้าถึงเนื้อหาของแข็งละลายน้ำทั้งหมดต่ำสุด 6.2% สำหรับผลไม้กีวีสีเขียวของพันธุ์ Hayward (Beever & Hopkirk, 1990) และ 10% สำหรับผลไม้กีวีทองของพันธุ์ Hort16A (Patterson, Burdon, & Lallu, 2003) มีการจ้างหลายโปรโตคอลสำหรับเก็บเกี่ยว kiwifruits ทองในระยะต่าง ๆ ของการกำหนด ผลไม้สามารถจะเก็บเกี่ยวหลายสัปดาห์ก่อนหน้า (หรือที่เรียกว่าช่วงฤดูกาลผลไม้) กว่าผลไม้เก็บเกี่ยวหลัก เพื่อรองรับการจัดหาผลไม้กีวีทองโลกระยะยาวในปี และ เพื่อให้การเงินดีขึ้นที่ส่งกลับสำหรับเกษตรกร (Schotsmans, Nicholson แมคเคย์ และ Mawson, 2005) มีการจัดเก็บผลไม้อยู่ปกติที่อุณหภูมิให้เนื้อพัฒนาสีทองก่อนมีขาย หรือส่งออก ปกติ อุณหภูมิการจัดเก็บของ 3 ° C ตาม 1.5 ° C ในเวลา 6 สัปดาห์สัปดาห์ที่ 12 ได้สำเร็จลดระดับของหนาวบาดเจ็บระหว่างการเก็บรักษา (แม็กไกวร์ โรงแรมอมอสโค และ Kelly, 2005) Kiwifruits หลักเก็บเกี่ยวในอีก จะทิ้งเถาวัลย์อีกประมาณเดือน 2−3 เพื่อเพิ่มการไดรฟ์ข้อมูลและเนื้อหาเรื่องแห้งเมื่อเปรียบเทียบกับผนังเซลล์พืชอื่น ๆ ผนังเซลล์ของ kiwifruits ประกอบด้วยจำนวนมาก polysaccharide การศึกษาก่อนหน้านี้ (Redgwell, Melton, & Brasch, 1988) ได้รายงานว่า ผนังเซลล์ของผลไม้กีวีสีเขียว (พันธุ์ Hayward) ที่เก็บเกี่ยวประกอบด้วยส่วนใหญ่น้ำยาผสม pectin−galactan แตกต่างกัน (40 – 50%) และ hemicellulose (15-25%) Hemicellulose ประกอบด้วยส่วนใหญ่ของ xyloglucans ความเข้มข้นของ polysaccharides เหล่านี้แตกต่างกันที่ระยะต่าง ๆ ของการกำหนดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสรีรวิทยาที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ระหว่างพ่อแม่ (Redgwell & Percy, 1992) เปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจทำให้แตกต่างกันในคุณสมบัติของ polysaccharides ทำจากผลไม้กีวีเพกทินมีการสกัดจากผนังเซลล์พร้อมวัสดุที่ใช้น้ำ แก้ปัญหาบัฟเฟอร์ (เช่นโซเดียม acetate บัฟเฟอร์) กับ chelating ตัวแทนเช่นเอทิลีน diamino tetraacetic กรด (EDTA) หรือกรด tetraacetic diamino cyclohexane (CDTA), โซเดียมไฮดรอกไซด์ กรด dilute หรือเอนไซม์ (Panouille และ al., 2006 และ Rombouts และ Thibault, 1986) ในการอุตสาหกรรม เพกทินมักสกัดใช้ dilute กรดร้อน ในกรณีที่มีใช้ตัวแทน chelating ยอดเงินส่วนที่เหลือของตัวแทน chelating จะยังคงอยู่ในตัวอย่างสุดท้ายเพกทิน ซึ่งจะมีผลต่อการทำงานของเพกทิน (Garna et al., 2007) สกัดเพกทินโดยด่างอาจทำให้เกิดการลดระดับของ esterification (DE) และสามารถลดความยาวของโซ่เพกทินβ-ตัดออก การเพิ่มของแอมโมเนียกับเพกทินที่อุณหภูมิต่ำอาจทำการแปลงบางกลุ่มเอสเป็นกลุ่ม amide (amidated pectins) (พฤษภาคม 1990)ศึกษามากมียังแสดงว่า การใช้เอนไซม์ช่วยการฟื้นตัวของเพกทินจากวัสดุโรงงาน ตัวอย่าง การใช้ cellulase แยกของเพกทินจาก chicory รากและกะหล่ำได้รับรายงาน (Panouille และ al., 2006) นักวิจัยเหล่านี้ระบุ cellulase ที่มีประสิทธิภาพใน hydrolyzing เซลลูโลสจากผนังเซลล์ นี้ช่วยปล่อยของเพกทินจากผนังเซลล์ อย่างไรก็ตาม โปรแกรมประยุกต์นี้จะนำไปปรับเปลี่ยนคุณสมบัติ physicochemical ของเพกทิน เพกทินฟักทองมีรายงานว่า มีความแข็งแรงเจล่าง (∼10 kPa) เมื่อสกัด ด้วยเอนไซม์ซึ่งทำจาก Aspergillusawamori (Ptitchkina, Markina, & Runlyantseva, 2008)กับความรู้ของเรา ศึกษาไม่มีรายงานผลของวิธีการสกัดที่แตกต่างกันในคุณสมบัติของเพกทินที่แยกต่างหากจากกีวีทองที่ระยะต่าง ๆ ของการกำหนด ดังนั้น วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้ได้กำหนดลักษณะ physicochemical ของเพกทินบริสุทธิ์สกัดที่สองระยะต่าง ๆ ของการกำหนดใช้น้ำ เอนไซม์ และ วิธีการสกัดกรด ตามลำดับ ผลจากการศึกษาจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเลือกวิธีการสกัดที่เหมาะสมและระดับของการครบกำหนดของ kiwifruits เพื่อให้ได้เพกทิน มีฟังก์ชันการทำงานต้อง2. วัสดุและวิธีการ2.1. พืชวัสดุชุดสองของผลไม้กีวีทองที่ครบกำหนดแตกต่างกัน เช่นหลักเก็บเกี่ยวผลไม้ (MHF) และช่วงการเก็บเกี่ยวผลไม้ (EHF) ได้ใช้ ผลไม้ได้รับจากเซสปรีอินเตอร์เนชั่นแนล จำกัด (เฮสติ้งส์ นิวซีแลนด์) EHF ถูกเก็บเกี่ยวเดือนพฤษภาคม (ประมาณ 12 สัปดาห์หลังจาก pollination), และมีผู้ใหญ่น้อยกว่า MHF ใน 8 สัปดาห์ Kiwifruits ทั้งหมดถูกแช่แข็งที่ −20 ° C หลังการเก็บเกี่ยว และถูก thawed ก่อนแยก2.2. เพกทินสกัดPuree กีวีที่ผิวและเมล็ดได้รับ โดย homogenizing 5 กิโลกรัมสุ่มเลือกผลไม้สำหรับ 2 นาทีในการประกอบอาหาร (กระชับ 3100 อัตโนมัติ Multicuve Magimix ฝรั่งเศส) ที่อุณหภูมิห้อง Puree จากครบกำหนดทั้งสองได้รับการรักษา โดยวิธีสกัดสาม คือ กรด น้ำ และเอนไซม์2.2.1. กรดสกัดผลไม้กีวีทอง puree (200 กรัม) ถูกรับ mL 1200 ของกรดซิตริก (CA) 1.0% (w/v) ของ pH 2.20 ± 0.01 (1:6 w/v puree ไปอัตราแก้ปัญหากรด) และผสม (pH 2.80 ± 0.01 สำหรับ MHF และ pH 2.70 ± 0.01 สำหรับ EHF) ถูกความร้อนในน้ำน้ำ 50 ° C สำหรับ 60 นาทีภายใต้กวนอย่างต่อเนื่อง น้ำ deionised (22 ° C, pH ∼6.9, Elga deionisation มาตรฐานถัง C124, U.S.A), ถูกใช้ตลอดการศึกษา หลังจากเสร็จสิ้นการรักษา ผสมระบายความร้อนด้วยประมาณ 20 ° c ในอ่างน้ำแข็งบด และ centrifuged แล้ว ที่ 3310g สำหรับ 20 นาทีที่ 4 องศาเซลเซียส Supernatant ที่ถูกกรองผ่านสี่ชั้นของผ้าชีเอาเยื่อและเมล็ดที่ไม่แยกออกจากกันระหว่าง centrifugation น้ำอุ่นที่ 50 ° C ถูกเพิ่มเม็ด อัตราส่วนเป็น 1:1 (w/v) และส่วนผสมที่กวนใน 30 นาที (เพื่อรับ polysaccharides ละลายเหลือ) และ centrifuged อีกข้าง Supernatants และ filtrates ทั้งหมดที่ถูกรวม และตะกอน ด้วยเอทานอล (95%, VWR International) กู้คืนเพกทินฝนเอทานอลและการฟอกถูกดำเนินการ โดยวิธีการของ Yuliarti, Matia สแตนดาร์ด โก๊ะ Mawson และเบรนแนน (2011) เพกทินที่ได้รับถูกแสดง เป็น EHF บริสุทธิ์ หรือ เป็นเพกทิน MHF สกัดบริสุทธิ์2.2.2. น้ำสกัดน้ำสกัดด้วยวิธีคล้ายคลึงกับวิธีการสกัดกรด ยกเว้นว่าใช้น้ำบริสุทธิ์ ได้รับ โดยกลับ osmosis (RO), แทนที่จะแก้ปัญหา CA สกัดได้ดำเนินใน 25 ° C น้ำอาบน้ำ 30 นาทีกับ puree กับน้ำอัตราส่วน 1:4 (w/v) (เช่น 200 กรัมของ puree กับ 800 mL ของน้ำ RO) ค่า pH ของส่วนผสมได้ 3.60 ± 0.01 สำหรับ MHF และ 3.50 ± 0.01 สำหรับ EHF ฝนเอทานอลและฟอกได้ดำเนินตามขั้นตอนที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้สำหรับวิธีการสกัดกรด2.2.3. เอนไซม์ในระบบสกัดมีดำเนินการรักษาเอนไซม์ในระบบที่ 25 ° C สำหรับ 30 นาทีกับ Celluclast 1.5L (การ Novozymes โคเปนเฮเกน เดนมาร์ก) สมาธิของมล 1.05 กิโลกรัมก่อนหน้านี้เป็น อธิบาย (Yuliarti et al., 2011)2.3 การวิเคราะห์ตัวอย่างของเพกทินที่บริสุทธิ์มีวิเคราะห์เนื้อหาเถ้า gravimetrically และกำหนดโปรตีน ด้วยวิธี Kjeldahl (AOAC, 1990) องค์ประกอบน้ำตาลกลางที่ถูกกำหนด โดย chromatography ก๊าซเหลว (GLC คอลัมน์ BPX-70), ในรูปของอนุพันธ์ acetate alditol (Englyst, Quigley และฮัด สัน 1994) วิธีการนี้ถูกดำเนินใช้ชุด Englyst กำหนดไม่ใช่แป้ง polysaccharide (NSP) (จำกัดคาร์โบไฮเดรต Englyst สหราชอาณาจักร) Galacturonic กรด (งาน) ถูกกำหนด โดยวิธีการเทียบเคียง (สก็อต 1979) ใช้เครื่องทดสอบกรดด่างมี UV-160A (Shimadzu ดักลาสวิทยาศาสตร์ โอ๊คแลนด์), ที่ความแตกต่างของ absorbance ของตัวอย่างที่ 400 nm และ 450 nm ถูกวัดกับช่องว่างประกอบด้วย 2 M กำมะถัน2.4.กำหนดน้ำหนักเฉลี่ยน้ำหนักโมเลกุล (Mw) ใช้ SEC-ห้างสรรพสินค้าMw, polydispersity (Mw Mn) และรัศมีรากค่าเฉลี่ยกำลังสอง (RMS) ของแห้งสุญญากาศบริสุทธิ์เพกทิน (กระจายในน้ำ Q) ถูกกำหนด โดยขนาดแยก chromatography (วินาที) ควบคู่กับระบบแสง scattering (ห้าง) เลเซอร์หลายมุม (มินิรุ่งอรุณ Wyatt corp.เทคโนโลยี ซานตาบาร์บาร่า CA, USA) ในงานก่อนหน้า (Yuliarti et al., 2011)2

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ลักษณะของเพคตินกีวีทองจากผลของระยะเวลาครบกำหนดที่แตกต่างกันและวิธีการสกัดOni Yuliartia, ลาร่า Matia-Merinoa, เคลวินเคที Goha จอห์น Mawsona ค, มาร์ตินเค Williamsb ชาร์ลส์ Brennana, d แสดงเพิ่มเติมดอย: 10.1016 / j.foodchem 2014.06.055 รับสิทธิและเนื้อหาไฮไลท์•เพคตินกีวีสีทองที่แยกได้ในระยะเวลาครบกำหนดที่แตกต่างกันและวิธีการสกัด. • pectins ที่แยกได้จากผลไม้ที่เก็บเกี่ยวหลักที่อุดมไปด้วยกรดกาแลค. •ผลไม้กีวีโกลด์เพคตินถูกจัดเป็นเพคตินสูงเมท ธ อกซิ. •รักษาเอนไซม์ให้ผลผลิตสูงสุดเพคติน แต่ลดลงในน้ำหนักโมเลกุล. บทคัดย่อการศึกษา pectins กีวีทองจะถูก จำกัด ในงานนี้ลักษณะของเพคตินที่แยกได้จากสองขั้นตอนที่แตกต่างกันของการกำหนดของผลไม้กีวีทองคือผลไม้ที่เก็บเกี่ยวในช่วงต้น (EHF) และหลักของผลไม้ที่เก็บเกี่ยว (MHF) แยกสามวิธีการ (กรดน้ำเอนไซม์) ได้ดำเนินการ pectins ที่แยกได้จาก MHF สูงขึ้นในปริมาณกรดกาแลค (52-59% w / w) และน้ำหนักโมเลกุลน้ำหนักเฉลี่ย (Mw, 1.7-3.8 × 106 g / mol) เมื่อเทียบกับ pectins EHF (29-49% w / w การและ 0.2-1.7 × 106 กรัม / โมลตามลำดับ) เอนไซม์ให้ผลผลิตสูงสุด แต่ที่ต่ำที่สุดใน Mw ความหนืดและสเปกตรัมกลสำหรับทั้งระยะเวลาครบกำหนด เพคตินระยะเวลาครบกำหนดของทั้งสองถูกจัดเป็นเพคตินสูงเมท ธ อกซิกับระดับของ esterification ตั้งแต่ 82% ถึง 90% น้ำสกัดโมเลกุลเพคติน MHF มีรัศมี RMS สูงสุด (182.7 นาโนเมตร) และ Mw (3.75 × 106 g / mol) วิธีการสกัดน้ำที่ปรากฏที่จะรักษารัฐพื้นเมืองของโมเลกุลเพคตินเมื่อเทียบกับกรดและวิธีการสกัดเอนไซม์ขึ้นอยู่กับ Mw และข้อมูลที่มีความหนืด. คำผลไม้กีวีสีทอง; ครบกําหนดผลไม้; เพคตินสูงเมท ธ อกซิ; กรดกาแลค; ความหนืด1 บทนำKiwifruits มีการเก็บเกี่ยวปกติเมื่อพวกเขามาถึงสุกแก่ทางสรีรวิทยาประมาณ 20 สัปดาห์หลังจากการผสมเกสร (Crisosto และ Crisosto, 2001) ผลไม้ที่ได้รับการพิจารณาเป็นผู้ใหญ่เมื่อพวกเขามาถึงปริมาณของแข็งที่ละลายรวมเนื้อหาขั้นต่ำ 6.2% สำหรับผลไม้กีวีสีเขียวพันธุ์ เฮย์เวิร์ด (Beever & Hopkirk, 1990) และ 10% สำหรับผลไม้กีวีสีทองพันธุ์ Hort16A (แพตเตอร์สันเบอร์เดินและ Lallu, 2003) โปรโตคอลหลายคนได้รับการจ้างงานสำหรับการเก็บเกี่ยว kiwifruits ทองในแต่ละขั้นตอนของการกำหนด ผลไม้ที่สามารถเก็บเกี่ยวได้หลายสัปดาห์ก่อนหน้านี้ (เรียกว่าผลไม้ในช่วงต้นฤดูกาล) มากกว่าผลไม้หลักเก็บเกี่ยวเพื่อตอบสนองอุปทานของโลกผลไม้กีวีทองในระยะเวลานานในช่วงหนึ่งปีและเพื่อให้บรรลุผลตอบแทนทางการเงินที่ดีขึ้นสำหรับเกษตรกรผู้ปลูก (Schotsmans, นิโคลสัน แมคเคย์และมอว์สัน, 2005) ผลไม้จะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิบางอย่างที่จะช่วยให้เนื้อในการพัฒนาสีทองก่อนที่พวกเขาจะขายหรือส่งออก โดยปกติอุณหภูมิการเก็บรักษา 3 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 12 สัปดาห์ตามด้วย 1.5 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 6 สัปดาห์มีการลดระดับของการบาดเจ็บหนาวประสบความสำเร็จในระหว่างการเก็บรักษา (แมกไกวร์เอมัสและเคลลี่ 2005) kiwifruits หลักเก็บเกี่ยวในมืออื่น ๆ ที่เหลือบนเถาประมาณอีก 2-3 เดือนเพื่อเพิ่มปริมาณและเนื้อหาแห้งของพวกเขา. เมื่อเทียบกับผนังเซลล์พืชอื่น ๆ ที่ผนังเซลล์ของ kiwifruits มีจำนวนมากของ polysaccharide . การศึกษาก่อนหน้า (Redgwell, แจ๊กเก็ตและ Brasch 1988) ได้รายงานว่าผนังเซลล์ของผลไม้กีวีสีเขียว (พันธุ์. เฮย์เวิร์ด) ที่เก็บเกี่ยวประกอบด้วยส่วนใหญ่ของผสมเพคติน-galactan ที่แตกต่างกัน (40-50%) และเฮมิเซลลูโลส (15-25% ) เฮมิเซลลูโลสส่วนใหญ่ประกอบด้วย xyloglucans ความเข้มข้นของสารเหล่านี้แตกต่างกันไปในแต่ละขั้นตอนของการกำหนดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ในระหว่างขั้นตอนการเจริญเติบโต (Redgwell และเพอร์ซี่, 1992) การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจนำไปสู่ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติการทำงานของสารจากผลไม้กีวี. เพคตินที่ได้รับสารสกัดจากวัสดุผนังเซลล์โดยใช้น้ำสารละลายบัฟเฟอร์ (เช่นโซเดียมบัฟเฟอร์ acetate) กับตัวแทนคีเลตเช่นเอทิลีน diamino กรด tetraacetic (EDTA) หรือ cyclohexane กรด diamino tetraacetic (CDTA) ร้อนเจือจางกรดโซดาไฟหรือเอนไซม์ (Panouille et al., 2006 และ Rombouts และธีโบลท์, 1986) ในระดับอุตสาหกรรม, เพคตินที่สกัดมักจะใช้กรดเจือจางร้อน ในกรณีที่ตัวแทนคีเลตมีการใช้จำนวนเงินที่เหลือจากตัวแทนคีเลตจะยังคงอยู่ในตัวอย่างเพคตินสุดท้ายซึ่งจะมีผลต่อการทำงานของเพคติน (Garna et al., 2007) การสกัดเพคตินจากอัลคาไลสามารถทำให้เกิดการลดลงของระดับของ esterification (DE) และสามารถลดความยาวของโซ่เพคตินโดยβ-กำจัด นอกเหนือจากแอมโมเนียเพคตินที่อุณหภูมิต่ำจะส่งผลในการแปลงบางกลุ่มเอสเตอร์เป็นกลุ่มเอไมด์ (ที่ pectins amidated) (พฤษภาคม 1990). การศึกษาจำนวนมากได้แสดงให้เห็นว่าการใช้เอนไซม์ที่สามารถปรับปรุงการฟื้นตัวของเพคตินจากวัสดุพืช . ยกตัวอย่างเช่นการใช้งานของเซลลูเลสในการแยกของเพคตินจากรากชิกโครีและกะหล่ำดอกที่ได้รับการรายงาน (Panouille et al., 2006) นักวิจัยเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าเซลลูมีประสิทธิภาพในการย่อยเซลลูโลสจากผนังเซลล์ ได้รับความช่วยเหลือนี้การเปิดตัวของเพคตินจากผนังเซลล์ อย่างไรก็ตามการประยุกต์ใช้ในเทิร์นนี้นำไปสู่การปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของเพคติน เพคตินฟักทองได้รับรายงานว่าจะมีความแข็งแรงเจลที่ต่ำกว่า (~ 10 ปาสคาล) เมื่อสกัดด้วยเอนไซม์ที่เตรียมจาก Aspergillusawamori (Ptitchkina, Markina และ Runlyantseva 2008). ที่ดีที่สุดของความรู้ของเราไม่มีการศึกษาได้มีการรายงานผลของวิธีการสกัดที่แตกต่างกัน เกี่ยวกับคุณสมบัติของเพคตินที่แยกได้จากผลไม้กีวีทองในแต่ละขั้นตอนของการกำหนด ดังนั้นวัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้มีการกำหนดลักษณะทางเคมีกายภาพของเพคตินบริสุทธิ์สกัดที่สองขั้นตอนที่แตกต่างกันของการกำหนดใช้น้ำเอนไซม์และวิธีการสกัดกรดตามลำดับ ผลจากการศึกษานี้จะให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับการเลือกของวิธีการสกัดที่เหมาะสมและระดับของการครบกำหนดของ kiwifruits เพื่อให้ได้เพคตินมีฟังก์ชันการทำงานที่ต้องการ. 2 วัสดุและวิธีการ2.1 วัสดุพืชสองกระบวนการของผลไม้กีวีทองที่มีอายุที่แตกต่างกันเช่นผลไม้หลักเก็บเกี่ยว (MHF) และผลไม้ต้นเก็บเกี่ยว (EHF) ถูกนำมาใช้ ผลไม้ที่ได้รับจากเซสปรีอินเตอร์เนชั่นแนล (เฮสติ้งส์นิวซีแลนด์) EHF เก็บเกี่ยวพฤษภาคม (ประมาณ 12 สัปดาห์หลังจากการผสมเกสร) และ 8 สัปดาห์น้อยกว่าผู้ใหญ่ MHF kiwifruits ทั้งหมดถูกแช่แข็งที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียสหลังการเก็บเกี่ยวและละลายก่อนที่จะมีการสกัด. 2.2 เพคตินสกัดมะขามป้อมผลไม้กีวีรวมทั้งผิวและเมล็ดที่ได้จากการผสมยาง 5 กิโลกรัมของผลไม้ที่สุ่มเลือกเวลา 2 นาทีในการประมวลผลอาหาร (3100 ขนาดกะทัดรัดอัตโนมัติ Multicuve MAGIMIX ฝรั่งเศส) ที่อุณหภูมิห้อง มะขามป้อมจากระยะเวลาครบกำหนดทั้งสองได้รับการรักษาโดยวิธีการสกัดที่สามคือกรดน้ำและเอนไซม์. 2.2.1 กรดสกัดมะขามป้อมผลไม้กีวีทอง (200 กรัม) ได้รับการรักษาด้วย 1,200 มิลลิลิตร 1.0% (w / v) กรดซิตริก (CA) แก้ปัญหาของพีเอช 2.20 ± 0.01 (1: 6 w / น้ำซุปข้นวีอัตราส่วนสารละลายกรด) และส่วนผสมที่ ( พีเอช 2.80 ± 0.01 MHF และพีเอช 2.70 ± 0.01 EHF) ถูกความร้อนใน 50 ° C อ่างน้ำสำหรับ 60 นาทีภายใต้กวนอย่างต่อเนื่อง น้ำ Deionised (22 องศาเซลเซียส ~6.9 ค่า pH, Elga มาตรฐาน C124 กระบอก deionisation สหรัฐอเมริกา) ถูกนำมาใช้ตลอดการศึกษา หลังการรักษาเสร็จส่วนผสมที่ถูกระบายความร้อนประมาณ 20 องศาเซลเซียสในห้องอาบน้ำของน้ำแข็งบดและปั่นแล้ว 3310g เป็นเวลา 20 นาทีที่ 4 ° C สารละลายถูกกรองผ่านสี่ชั้นของผ้าชีสเพื่อเอากากและเมล็ดพืชที่ไม่ได้แยกออกจากกันในระหว่างการหมุนเหวี่ยง เครื่องทำน้ำอุ่นที่ 50 องศาเซลเซียสถูกบันทึกอยู่ในเม็ดใน 1: 1 (w / v) อัตราและส่วนผสมที่ถูกกวนเป็นเวลา 30 นาที (เพื่อให้ได้สารที่ละลายน้ำที่เหลืออยู่) และหมุนเหวี่ยงอีกครั้งตามที่อธิบายไว้ข้างต้น supernatants และ filtrates มารวมกันและตกตะกอนด้วยเอทานอล (95%, VWR นานาชาติ) การฟื้นตัวของเพคตินเอทานอลโดยการตกตะกอนและขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ได้ดำเนินการโดยวิธีการของ Yuliarti, Matia-สเปน, โก๊ะมอว์สันและเบรนแนน (2011) เพคตินที่ได้รับก็แสดงไม่ว่าจะเป็น EHF บริสุทธิ์หรือเป็นเพคตินบริสุทธิ์สกัด MHF. 2.2.2 น้ำสกัดวิธีการสกัดน้ำก็คล้ายคลึงกับวิธีการสกัดกรดยกเว้นว่าน้ำบริสุทธิ์ที่ได้รับจากการ Reverse Osmosis (RO) ถูกนำมาใช้แทนของการแก้ปัญหาแคลิฟอร์เนีย สกัดได้ดำเนินการในการอาบน้ำอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสน้ำเป็นเวลา 30 นาทีกับน้ำซุปข้นน้ำอัตราส่วน 1: 4 (w / v) (เช่น 200 กรัมผสมกับน้ำซุปข้น 800 มิลลิลิตรน้ำ RO) ค่าพีเอชของผสมเป็น 3.60 ± 0.01 และ 3.50 MHF ± 0.01 EHF เร่งรัดเอทานอลและการทำให้บริสุทธิ์ได้ดำเนินการขึ้นอยู่กับขั้นตอนที่อธิบายก่อนหน้านี้สำหรับวิธีการสกัดกรด. 2.2.3 สกัดเอนไซม์การรักษาเอนไซม์ได้ดำเนินการที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 30 นาทีกับ Celluclast 1.5L (Novozymes, โคเปนเฮเกน, เดนมาร์ก) ความเข้มข้นของ 1.05 มิลลิลิตร / กิโลกรัมตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ (Yuliarti et al., 2011). 2.3 การวิเคราะห์ตัวอย่างเพคตินบริสุทธิ์ปริมาณเถ้าวิเคราะห์ gravimetrically และปริมาณโปรตีนถูกกำหนดโดยวิธี Kjeldahl (AOAC, 1990) องค์ประกอบน้ำตาลเป็นกลางถูกกำหนดโดยก๊าซของเหลว chromatography (GLC คอลัมน์ BPX-70) ในรูปแบบของสัญญาซื้อขายล่วงหน้า alditol อะซิเตท (ที่ Englyst ควิกลีย์และฮัดสัน, 1994) วิธีการนี้ได้ดำเนินการโดยใช้ชุด Englyst สำหรับ polysaccharide ที่ไม่ใช่แป้ง (NSP) ความมุ่งมั่น (Englyst คาร์โบไฮเดรต จำกัด , UK) กรดกาแลค (Gala) ถูกกำหนดโดยวิธีการสี (สกอตต์ 1979) ใช้ spectrophotometer UV-160A (Shimadzu ดักลาสวิทยาศาสตร์โอ๊คแลนด์) ซึ่งความแตกต่างในการดูดกลืนแสงของกลุ่มตัวอย่างที่ 400 นาโนเมตรและ 450 นาโนเมตรที่ถูกวัดกับ เปล่าประกอบด้วย 2 M H2SO4. 2.4 น้ำหนักโมเลกุลน้ำหนักเฉลี่ย (Mw) ความมุ่งมั่นโดยใช้คณะกรรมการ ก.ล.ต. MALLS Mw, polydispersity (Mw / Mn) และรากหมายถึงตาราง (RMS) รัศมีของเพคตินบริสุทธิ์สูญญากาศแห้ง (กระจายตัวในน้ำ Milli-Q) ถูกกำหนดโดยขนาด ยกเว้นโค (ก.ล.ต. ) คู่กับมุมที่หลายกระเจิงแสงเลเซอร์ (MALLS) ระบบ (มินิอรุณไวแอตต์เทคโนโลยีคอร์ป, Santa Barbara, CA, USA) ที่อธิบายไว้ในการทำงานก่อนหน้า (Yuliarti et al., 2011). 2

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ลักษณะสมบัติของเพคตินจากผลไม้กีวีทองที่แตกต่างกันและได้รับวิธีการสกัดเงิน yuliartia

, , , Lara เทีย merinoa เคลวิน K.T . goha จอห์น เอ. เค williamsb mawsona , C , มาร์ติน ชาร์ล brennana D

ดอย : แสดงเพิ่มเติม 10.1016 / j.foodchem . 2014.06.055
ได้รับสิทธิและเนื้อหา

-
กีวีทองไฮไลท์ เพคติน เป็นแยกที่อัตราดอกเบี้ยที่แตกต่างกันและวิธีการสกัด
-
เพคตินที่แยกได้จากการเก็บเกี่ยวผลไม้หลักที่อุดมไปด้วยกรดกาแลคเนื้อหา
-
กีวีทองตาม methoxyl เพคตินเพคตินสูง
-
เอนไซม์เพกตินผลผลิตให้สูงสุด แต่ระดับโมเลกุล .

ในการศึกษาบทคัดย่อกีวีทอง เพคตินมีจำกัด ในงานวิจัยนี้ ได้ศึกษาสมบัติของเพคตินที่สกัดจากสองขั้นตอนที่แตกต่างกันของการสุกแก่ของผลกีวีทองคือก่อนเก็บเกี่ยวผลไม้ ( ehf ) และหลักเก็บเกี่ยวผลไม้ ( mhf ) แยกได้ด้วยสามวิธี ( กรด , น้ำ , เอนไซม์ ) มีการ เพคตินที่แยกได้จาก mhf สูงในกรดกาแลคเนื้อหา ( 52 - 59 % w / w ) และน้ำหนักหนักโมเลกุลเฉลี่ย ( MW ) 3.8 × 106 , 1.7 g / mol ) เมื่อเทียบกับ ehf เพกทิน ( 29 - 49 % w / w และ 0.2 – 1.7 × 106 g / mol ตามลำดับ )เอนไซม์ให้ผลผลิตสูงสุด แต่ค่าความหนืด และเครื่องกลไฟฟ้า Spectra 2 ต่อ . เพคตินเพคตินทั้งอัตราดอกเบี้ยตาม methoxyl สูงที่มีระดับของปฏิกิริยาระหว่าง 82 ถึง 90 % น้ำสกัด mhf เพคตินโมเลกุลมี rms สูงสุดรัศมี ( 182.7 nm ) และ MW ( 3.75 × 106 g / mol )การสกัดน้ำวิธีที่ดูเหมือนจะรักษาสภาพดั้งเดิมของโมเลกุลของเพคตินเมื่อเทียบกับกรดและการสกัดด้วยวิธีเอนไซม์ตาม MW และข้อมูลค่า


ผลไม้กีวีทองคํา ; อายุ ; เพคติน methoxyl สูงกรดกาแลค ; ความหนืด ;
1 บทนำ
kiwifruits มักจะเก็บเกี่ยวเมื่อพวกเขามาถึงการสุกแก่ทางสรีรวิทยาที่ประมาณ 20 สัปดาห์หลังการผสมเกสร ( crisosto & crisosto , 2001 ) ผลไม้ที่ถือว่าเป็นผู้ใหญ่ เมื่อพวกเขาไปถึง ขั้นต่ำปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด ร้อยละ 6.2 สำหรับกีวีเขียวพันธุ์ เฮย์เวิร์ด ( บีเวอร์&ดอลล์ , 2533 ) และ 10 % สำหรับโกลด์กีวีของพันธุ์ hort16a ( แพต เบอร์ดอน& lallu , 2003 )โปรโตคอลหลายได้ถูกใช้สำหรับการเก็บเกี่ยว kiwifruits ทองในระยะต่างๆ ของการเจริญเติบโต ผลไม้ที่สามารถเก็บเกี่ยวได้หลายสัปดาห์ก่อนหน้านี้ ( ที่รู้จักกันเป็นฤดูผลไม้เร็ว ) กว่าหลักเก็บเกี่ยวผลไม้เพื่อรองรับอุปทานของกีวีทองคำโลกในระยะเวลานานเป็นปีและเพื่อให้บรรลุที่ดีกว่าผลตอบแทนทางการเงินให้กับเกษตรกรผู้ปลูก ( schotsmans นิโคลสัน , แมกเคย์ , &มอว์สัน , 2005 )ผลไม้จะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่แน่นอนเพื่อให้เนื้อเพื่อพัฒนาสีทองก่อนที่พวกเขาจะขายหรือส่งออก โดยปกติ อุณหภูมิ 3 องศา C เป็นเวลา 12 สัปดาห์ตามด้วย 1.5 ° C เป็นเวลา 6 สัปดาห์ ได้ลดลงในระดับของการบาดเจ็บในระหว่างการเก็บรักษาอุณหภูมิ ( Maguire อาโมส &เคลลี่ , 2005 ) หลัก kiwifruits เก็บเกี่ยวบนมืออื่น ๆซ้ายบนเถาประมาณอีก 2 − 3 เดือนเพื่อเพิ่มปริมาณและปริมาณน้ำหนักแห้ง

เมื่อเทียบกับผนังเซลล์พืชอื่น ๆ , ผนังเซลล์ของ kiwifruits ประกอบด้วยจำนวนมากของพอลิแซ็กคาไรด์ . การศึกษาก่อนหน้านี้ ( redgwell เม&แบรช , 1988 ) ได้รายงานว่า ผนังเซลล์ของผลกีวีเขียวพันธุ์เครื่องเก็บเกี่ยว ) ที่ประกอบด้วยส่วนใหญ่ของ บริษัท บริษัท เวสเทิร์น สารเพคตินกาแลคแทน ( 40 - 50 % ) และเฮมิเซลลูโลส ( 15 - 25 % ) และเฮมิเซลลูโลสประกอบด้วยส่วนใหญ่ของไซโลกลูแคน . ความเข้มข้นของโพลีแซคคาไรด์เหล่านี้แตกต่างกันในแต่ละขั้นตอนของผู้ใหญ่เพราะการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ในระหว่างกระบวนการบ่ม ( redgwell &เพอร์ซี่ , 1992 )