Food Chemistry
Volume 190, 1 January 2016, Pages 755–762
Cover image
Influence of fermentation on glucosinolates and glucobrassicin degradation products in sauerkraut
Kalpana Palania, , , Britta Harbaum-Piaydaa, Diana Meskeb, Julia Katharina Kepplera, Wilhelm Bockelmannb, Knut J. Hellerb, Karin Schwarza
Show more
doi:10.1016/j.foodchem.2015.06.012
Get rights and content
Highlights
•
The influence of fermentation time on glucosinolates (GLS) was monitored for the first time.
•
Fermentation leads to complete degradation of GLS and decreased content of indole-3-acetonitrile.
•
Fermentation increases ascorbigen and indole-3-carbinol content, and storage period decreases their content.
Abstract
A systematic investigation was carried out on the influence of fermentation on glucosinolates and their degradation products from fresh raw cabbage, throughout fermentation at 20 °C and storage at 4 °C. Glucosinolates were degraded dramatically between Day 2 and 5 of fermentation and by Day 7 there was no detectable amount of glucosinolates left. Fermentation led to formation of potential bioactive compounds ascorbigen (13.0 μmol/100 g FW) and indole-3-carbinol (4.52 μmol/100 g FW) with their higher concentrations from Day 5 to Day 9. However, during storage indole-3-carbinol slowly degraded to 0.68 μmol/100 g FW, while ascorbigen was relatively stable from Week 4 until Week 8 at 6.78 μmol/100 g FW. In contrast, the content of indole-3-acetonitrile decreased rapidly during fermentation from 3.6 to 0.14 μmol/100 g FW. The results imply a maximum of health beneficial compounds after fermentation (7–9 days) in contrast to raw cabbage or stored sauerkraut.
Keywords
Fermentation; White cabbage; Sauerkraut; Glucosinolates; Glucobrassicin degradation products; Ascorbigen; Indole-3-carbinol; Indole-3-acetonitrile; Bioactive compounds; Lactic acid bacteria
1. Introduction
Epidemiological studies have shown that regular consumption of Brassica vegetables including cabbage, broccoli, cauliflower, Brussels sprouts and kale decrease the risk of various cancers ( Verhoeven et al., 1996 and Wu et al., 2009). The inverse association between consumption of Brassica vegetables and risk of cancer is mainly due to the presence of a unique family of secondary metabolites called glucosinolates ( Verhoeven et al., 1997 and Zhang and Talalay, 1994). Glucosinolates are characterised by a core sulfated isothiocyanate group, conjugated to β-thioglucose and a side-chain of diverse range (alkyl, aromatic, indole). To date approximately 200 distinct glucosinolates have been reported ( Clarke, 2010). Though glucosinolates themselves are not bioactive, during disruption of plant cells the coexisting enzyme myrosinase hydrolyses glucosinolates with a loss of glucose moiety to an unstable intermediate, which then further degrades to form various products, such as isothiocyanates, thiocyanates, nitriles, epithionitriles. Various degradation products act as anticancer agents by influencing phase I and phase II enzymes: for example the isothiocyanates sulforaphane and iberin, and indoles, such as indole-3-carbinol (I3C), ascorbigen (ABG) ( Ernst et al., 2013, van Poppel et al., 1999, Wagner and Rimbach, 2009 and Zhang and Talalay, 1994). Antimicrobial, antioxidant and anti-inflammatory activities of isothiocyanates and other sulphur compounds originating from Brassica vegetables have also been reported ( Kyung and Fleming, 1997, Lin et al., 2008 and Mastelić et al., 2010). However, some of the glucosinolate degradation products exhibit deleterious effects in the diet, especially the nitrile compounds such as indole-3-acetonitrile (I3A) ( Agerbirk, de Vos, Kim, & Jander, 2009).
The glucosinolate content in Brassica vegetables varies considerably with pre-harvest conditions such as soil type, fertiliser, light, temperature, and post-harvest conditions, like storage, cutting, blanching and cooking ( Verkerk et al., 2009). Post-harvest processing especially fermentation results in extended shelf life of the product and produces several potentially beneficial breakdown products. Among the fermented Brassica products, sauerkraut is a well-known traditional food made from shredded, brined white cabbage and it is commonly consumed in Europe. Ciska and Tolonen reported that fermentation results in complete degradation of glucosinolates and increased contents of health-promoting compounds, including sulforaphane, ABG and I3C ( Ciska and Pathak, 2004 and Tolonen et al., 2004). In addition, fermentation increased the antioxidant potential in Chinese Pak Choi ( Harbaum, Hubbermann, Zhu, & Schwarz, 2008), red cabbage ( Hunaefi, Akumo, & Smetanska, 2013) and white cabbage ( Kusznierewicz et al., 2008 and Peñas et al., 2012).
There are a few studies available about the effect of storage time and pasteurisation on glucosinolate content (Ciska and Honke, 2012, Ciska and Pathak, 2004 and Peñas et al., 2013). However, the influence of fermentation time on glucosinolates content has not yet been studied. Particularly, information is lacking on how glucosinolates are changed during the entire fermentation period starting from raw cabbage to sauerkraut. Therefore, specific analytical methods were developed in order to profile the changes in glucosinolates and glucobrassicin degradation products continuously from the beginning of fermentation until the end of storage. In addition, the change in microbiological content (lactic acid bacteria) has been closely monitored to see if there is a correlation between glucosinolate degradation and microbial population. The results obtained provide new insights on the importance of fermentation time to obtain health-promoting compounds and the importance of raw materials selection to obtain good end-products.
2. Materials and methods
2.1. Chemicals
Pottasium salt of glucobrassicin, glucoiberin, glucoraphanin were bought from PhytoLab GmbH &Co, KG (Vestenbergsgreuth, Germany). I3C, I3A and sinigrin hydrate were bought from Sigma–Aldrich. ABG was synthesised in our laboratories. Solvents were from Carl Roth GmbH & Co. KG (Karlsruhe, Germany).
2.2. Fermentation
White cabbage heads (Brassica oleracea L. var. capitata) cv. Storema RZ and cv. Lennox, which had been grown under standard conditions and harvested in October 2012, were donated by Rijk Zwann Company, Marne, Germany. Three cabbage heads were used from each cultivar, after removing core and outer layers, the cabbage heads were shredded into 2–3 mm thick slices using a food processor (Major Classic KM 800, Kenwood). The shredded plant material was mixed well with 0.9% salt and transferred into fermentation pots (150 mL glass containers with lid). The salted cabbage material was tightly pressed into the pots, pots were closed and placed into vacuum desiccators and kept under vacuum for 5 min to remove residual air. The pots were kept at 19–20 °C throughout fermentation and when a pH value of about 4.0 was reached (Day 9), the pots were stored in a refrigerator and continuously analysed.
2.3. Sampling
The fermentation experiment was carried out in 30 parallel pots, opening 3 pots at each sampling time. Sampling was done at Days 0, 2, 5, 7, 9, 14, 21, 28, 42 and 56; pH was measured immediately after opening the fermentation pots. Thereafter, fresh samples (containing cabbage strips with fermentation liquid) were taken for microbiological analysis and for extraction of volatiles and ABG content. Remaining samples were frozen with liquid nitrogen, dried in a freeze dryer, milled to fine powder and stored in a dessicator in the dark until glucosinolate analyses.
2.4. pH measurement and microbial analysis
The pH was measured directly from the fermentation pot containing shredded cabbage and juice by a pH meter (WTW Inolab IDS Multi 9420). Three fermentation pots were opened at each time point and each pot was measured three times.
For microbial analysis, five different media were applied for measuring growth by enumeration of colony-forming units (cfu) per g sauerkraut (drained weight). Total mesophilic, aerobic bacteria were determined on plate count (PC) agar, total lactic acid bacteria (LAB) on DeMan–Rogosa–Sharp (MRS) agar (De Man et al., 1960), peroxide-producing LAB on MRS agar supplemented with Prussian Blue (MRS-P) (Saito, Seki, Iida, Nakayama, & Yoshida, 2007), Enterobacteriaceae on violet red bile dextrose (VRBD) agar ( Mossel, Mengerink, & Scholts, 1962), and yeasts on yeast extract glucose chloramphenicol (YGC) agar. For each sample, 10 g of sauerkraut were filled into sterile stomacher bags and after mixing with 90 mL sterile Ringer’s solution homogenised for 1 min in a stomacher (Bagmixer 400; Interscience, St Nom, France) set at level 4. Appropriate decimal dilutions in ¼ strength Ringer’s solution were made and 0.1 mL of the dilutions were plated onto agar plates in duplicates. After aerobic incubation at 30 °C for 72 h (PC), 25 °C for 72 h (YGC), 37 °C for 24 h (VRBD), and anaerobic incubation at 30 °C for 72 h (MRS and MRS-PB), respectively, cfu were counted.
For 16S rDNA sequencing, genomic DNA was extracted from cell material of purified single colonies with the aid of the ZR Bacterial/Fungal DNA Mini Kit (ZymoResearch, Freiburg, Germany) following the protocol of the supplier. Using primers 16Suni_27F and 16Suni_1492R (Lane, 1991), 16S rDNA was amplified by polymerase chain reaction (PCR) as follows: (1) 98 °C for 3 min; (2) 98 °C for 10 s; (3) 53 °C for 30 s; (4) 72 °C for 90 s; (5) 72 °C for 10 min. After completion of the program, samples were stored at 4 °C. PCR products were purified by Nucleospin® gel and PCR clean-up (Macherey–Nagel, Düren, Germany) following the protocol of the supplier. DNA sequences were determined at Eurofins Genomics (Ebersberg, Germany) using the same primers as for PCR. DNA sequences were subjected to BlastN analyses at the NCBI web site for species identification (Altschul, Gish, Miller, Myers, & Lipman, 1990
เคมีอาหารปริมาณ 190, 1 2016 มกราคม หน้า 755-762 ภาพปกอิทธิพลของการหมักในผลิตภัณฑ์ย่อยสลาย glucosinolates และ glucobrassicin ใน sauerkrautKalpana Palania,,, Britta Harbaum Piaydaa, Diana Meskeb จูเลีย Katharina Kepplera วิลเฮล์ม Bockelmannb, Knut J. Hellerb คาริน Schwarza ดูเพิ่มเติมdoi:10.1016/j.foodchem.2015.06.012ได้รับสิทธิและเนื้อหาไฮไลท์•อิทธิพลของเวลาหมักใน glucosinolates (GLS) ถูกตรวจสอบเป็นครั้งแรก•หมักให้สมบูรณ์ของ GLS และลดเนื้อหาของอินโดล-3-acetonitrile•หมักเพิ่ม ascorbigen และเนื้อหาอินโดล-3-carbinol และระยะเวลาการจัดเก็บลดเนื้อหาบทคัดย่อตรวจสอบระบบได้ดำเนินการกับอิทธิพลของหมัก glucosinolates และผลิตภัณฑ์ย่อยสลายจากสดดิบกะหล่ำปลี หมักที่ 20 ° C และเก็บที่ 4 องศาเซลเซียส Glucosinolates ที่เสื่อมโทรมอย่างมากระหว่างวันที่ 2 และที่ 5 ของการหมัก และ โดย 7 วัน มีจำนวน glucosinolates ซ้ายไม่สามารถตรวจสอบได้ หมักที่นำไปสู่การกำเนิดของการเกิดสารประกอบกรรมการก ascorbigen (13.0 μmol/100 g FW) และอินโดล-3-carbinol (4.52 μmol/100 g FW) กับความเข้มข้นสูงของพวกเขาจาก 5 วันถึง 9 วัน อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการเก็บอินโดล-3-carbinol ช้าลดลงเมื่อถึง 0.68 μmol/100 g FW, ascorbigen ที่ค่อนข้างมีเสถียรภาพจาก 4 สัปดาห์จนถึง 8 สัปดาห์ที่ 6.78 μmol/100 g FW ในทางตรงกันข้าม เนื้อหาของอินโดล-3-acetonitrile ลดลงอย่างรวดเร็วในระหว่างการหมักจาก 3.6 การ 0.14 μmol/100 g FW ผลลัพธ์เป็นสิทธิ์แบบสูงสุดของสารที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพหลังหมัก (7-9 วัน) ตรงข้ามกะหล่ำปลีดิบหรือ sauerkraut เก็บไว้คำสำคัญหมัก กะหล่ำปลีสีขาว Sauerkraut Glucosinolates ผลิตภัณฑ์ย่อยสลาย Glucobrassicin Ascorbigen อินโดล-3-carbinol อินโดล-3-acetonitrile สารกรรมการก แบคทีเรียกรดแลกติก1. บทนำEpidemiological studies have shown that regular consumption of Brassica vegetables including cabbage, broccoli, cauliflower, Brussels sprouts and kale decrease the risk of various cancers ( Verhoeven et al., 1996 and Wu et al., 2009). The inverse association between consumption of Brassica vegetables and risk of cancer is mainly due to the presence of a unique family of secondary metabolites called glucosinolates ( Verhoeven et al., 1997 and Zhang and Talalay, 1994). Glucosinolates are characterised by a core sulfated isothiocyanate group, conjugated to β-thioglucose and a side-chain of diverse range (alkyl, aromatic, indole). To date approximately 200 distinct glucosinolates have been reported ( Clarke, 2010). Though glucosinolates themselves are not bioactive, during disruption of plant cells the coexisting enzyme myrosinase hydrolyses glucosinolates with a loss of glucose moiety to an unstable intermediate, which then further degrades to form various products, such as isothiocyanates, thiocyanates, nitriles, epithionitriles. Various degradation products act as anticancer agents by influencing phase I and phase II enzymes: for example the isothiocyanates sulforaphane and iberin, and indoles, such as indole-3-carbinol (I3C), ascorbigen (ABG) ( Ernst et al., 2013, van Poppel et al., 1999, Wagner and Rimbach, 2009 and Zhang and Talalay, 1994). Antimicrobial, antioxidant and anti-inflammatory activities of isothiocyanates and other sulphur compounds originating from Brassica vegetables have also been reported ( Kyung and Fleming, 1997, Lin et al., 2008 and Mastelić et al., 2010). However, some of the glucosinolate degradation products exhibit deleterious effects in the diet, especially the nitrile compounds such as indole-3-acetonitrile (I3A) ( Agerbirk, de Vos, Kim, & Jander, 2009).เนื้อหา glucosinolate ในผักผักไปจนมาก มีเงื่อนไขก่อนการเก็บเกี่ยวชนิดดิน fertiliser แสง อุณหภูมิ และสภาพหลังการเก็บเกี่ยว เช่นเก็บ ตัด blanching และทำอาหาร (Verkerk et al., 2009) หลังเก็บเกี่ยวแปรรูปหมักโดยเฉพาะอย่างยิ่งผลขยายอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ และก่อให้เกิดประโยชน์อาจแบ่งหลายผลิตภัณฑ์ ในผลิตภัณฑ์ผักดอง sauerkraut เป็นอาหารดั้งเดิมรู้จักทำจากกะหล่ำปลีสีขาวที่หั่น brined และโดยทั่วไปได้ใช้ในยุโรป Ciska และ Tolonen รายงานว่า หมักผลย่อยสลายสมบูรณ์ glucosinolates และเนื้อหาที่เพิ่มขึ้นของการส่งเสริมสุขภาพสารประกอบ รวม sulforaphane, ABG และ I3C (Ciska และ Pathak, 2004 และ Tolonen et al., 2004) นอกจากนี้ หมักเพิ่มสารต้านอนุมูลอิสระมีศักยภาพในกะหล่ำปลีจีน Pak Choi (Harbaum, Hubbermann ซู & Schwarz, 2008), แดง (Hunaefi, Akumo, & Smetanska, 2013) และกะหล่ำปลีสีขาว (Kusznierewicz et al., 2008 และ Peñas et al., 2012)มีบางการศึกษาเกี่ยวกับผลของการเก็บข้อมูลเวลาและ pasteurisation glucosinolate ที่เนื้อหา (Ciska และ Honke, 2012, Ciska และ Pathak, 2004 และ Peñas et al., 2013) อย่างไรก็ตาม อิทธิพลของเวลาหมัก glucosinolates เนื้อหาได้ไม่ยังถูกศึกษา โดยเฉพาะ ข้อมูลขาดบนวิธีเปลี่ยน glucosinolates ช่วงหมักทั้งหมดเริ่มจากกะหล่ำปลีดิบ sauerkraut ดังนั้น วิธีวิเคราะห์เฉพาะถูกพัฒนาเพื่อการเปลี่ยนแปลงในผลิตภัณฑ์ย่อยสลาย glucosinolates และ glucobrassicin อย่างต่อเนื่องตั้งแต่เริ่มต้นหมักจนจบเก็บโพรไฟล์ การเปลี่ยนแปลงในเนื้อหาทางจุลชีววิทยา (แบคทีเรียกรดแลกติก) ได้ถูกอย่างใกล้ชิดตรวจสอบเพื่อดูว่า มีความสัมพันธ์ระหว่างประชากรจุลินทรีย์และลดประสิทธิภาพของ glucosinolate ผลได้รับให้ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับความสำคัญของการหมักได้รับสารการส่งเสริมสุขภาพและความสำคัญของวัตถุดิบตัวเลือกเพื่อให้ได้ชิ้นงานที่ดี2. วัสดุและวิธีการ2.1. เคมีภัณฑ์เกลือ Pottasium glucobrassicin, glucoiberin, glucoraphanin ถูกซื้อจาก PhytoLab GmbH & Co, KG (Vestenbergsgreuth เยอรมนี) ผับ/เลาจน์ I3C, I3A และ sinigrin ถูกซื้อจากซิก-Aldrich ABG มี synthesised ในห้องปฏิบัติการของเรา หรือสารทำละลายได้จาก Carl รอด GmbH & Co. KG (คาร์ลส์รูเออ เยอรมนี)2.2 การหมักสีขาวหัวกะหล่ำปลี (ผัก capitata เพียงตื่นสาย L.) พันธุ์ Storema RZ และพันธุ์เลน ซึ่งมีการเติบโตขึ้นภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน และเก็บเกี่ยวในเดือน 2012 ตุลาคม ได้บริจาค โดย บริษัท Rijk Zwann, Marne เยอรมนี สามหัวกะหล่ำปลีถูกใช้จากแต่ละ cultivar หลังเอาหลัก และชั้นนอก กะหล่ำปลีหัวถูกหั่นชิ้นหนา 2 – 3 มิลลิเมตรที่ใช้ประกอบอาหาร (หลัก 800 KM คลาสสิก เคนวูด) วัสดุโรงงานหั่นผสมกับเกลือ 0.9% และโอนเข้าหมักหม้อ (150 mL คอนเทนเนอร์แก้วพร้อมฝาปิด) วัสดุเค็มกะหล่ำปลีแน่นกดเข้าหม้อ หม้อถูกปิดอยู่ใน desiccators ดูด และถูกเก็บไว้ภายใต้สุญญากาศสำหรับ 5 นาทีเอาออกอากาศเหลือ กระถางถูกเก็บไว้ที่ 19 – 20 ° C ตลอดทั้งหมัก และเมื่อค่า pH ประมาณ 4.0 แล้ว (9 วัน), หม้อถูกเก็บไว้ในตู้เย็น และ analysed อย่างต่อเนื่อง2.3 การสุ่มตัวอย่างทดลองหมักถูกดำเนินในหม้อขนาน 30 เปิดหม้อ 3 ในแต่ละครั้งสุ่มตัวอย่าง สุ่มตัวอย่างภายในวันที่ 0, 2, 5, 7, 9, 14, 21, 28, 42 และ 56 ค่า pH ที่วัดทันทีหลังจากเปิดหม้อหมัก หลัง ตัวอย่างสด (ประกอบด้วยแถบกะหล่ำปลีกับของเหลวหมัก) ได้นำ การวิเคราะห์ทางจุลชีววิทยา และสกัด volatiles และ ABG เนื้อหา ตัวอย่างที่เหลือถูกแช่แข็ง ด้วยไนโตรเจนเหลว แห้งในการหยุดการทำเป่า ปลายให้ฝุ่นละออง และเก็บไว้ใน dessicator ในมืดจนวิเคราะห์ glucosinolate2.4 การวัดค่า pH และวิเคราะห์จุลินทรีย์PH ที่วัดได้โดยตรงจากหม้อหมักประกอบด้วยกะหล่ำปลีหั่นและน้ำ ด้วยเครื่องวัด pH (หลายรหัส Inolab WTW 9420) เปิดหม้อหมัก 3 จุดแต่ละครั้ง และแต่ละหม้อมีวัดสามครั้งสำหรับการวิเคราะห์จุลินทรีย์ สื่อต่าง ๆ ห้าถูกนำไปใช้สำหรับวัดการเจริญเติบโต โดยการแจงนับโคโลนีขึ้นหน่วย (cfu) ต่อ g sauerkraut (บรรจุ) รวม mesophilic แบคทีเรียแอโรบิกถูกกำหนดบนแผ่น agar จำนวน (พีซี) แบคทีเรียกรดแลคติรวม (LAB) ใน agar DeMan – Rogosa – คม (นาง) (เดคนร้อยเอ็ด al., 1960), เพอร์ออกไซด์ผลิตแล็บบน MRS agar เสริม ด้วย Prussian Blue (MRS-P) (Saito กิ อิอิดะ นะกะยะมะ และ Yoshida, 2007), Enterobacteriaceae ในน้ำดีสีแดงอมม่วง agar ขึ้น (VRBD) (มอสเซล Mengerink, & Scholts, 1962), และ yeasts เชื้อยีสต์สกัด agar chloramphenicol (YGC) กลูโคส สำหรับแต่ละตัวอย่าง g 10 ของ sauerkraut เต็มไป เป็นถุงใส่แผงประดับหน้าอก และหลัง จากผสม ด้วยโซลูชั่น 90 mL กอซ Ringer ของ homogenised ใน 1 นาทีในแผงประดับหน้าอก (Bagmixer 400 Interscience เซนต์นม ฝรั่งเศส) ได้ระดับ 4 ทำ dilutions ทศนิยมที่เหมาะสมในโซลูชันของ Ringer ¼แรง และ 0.1 mL ของ dilutions ที่ถูกเคลือบบนแผ่น agar ในสำเนา หลังจากบ่มแอโรบิกที่ 30 ° C สำหรับ h 72 (พีซี), 25 ° C สำหรับ h 72 (YGC), 37 ° C ใน 24 ชม (VRBD), และคณะทันตแพทยศาสตร์ไม่ใช้ที่ 30 ° C สำหรับ h 72 (นางและนาง PB), ตามลำดับ cfu นับได้For 16S rDNA sequencing, genomic DNA was extracted from cell material of purified single colonies with the aid of the ZR Bacterial/Fungal DNA Mini Kit (ZymoResearch, Freiburg, Germany) following the protocol of the supplier. Using primers 16Suni_27F and 16Suni_1492R (Lane, 1991), 16S rDNA was amplified by polymerase chain reaction (PCR) as follows: (1) 98 °C for 3 min; (2) 98 °C for 10 s; (3) 53 °C for 30 s; (4) 72 °C for 90 s; (5) 72 °C for 10 min. After completion of the program, samples were stored at 4 °C. PCR products were purified by Nucleospin® gel and PCR clean-up (Macherey–Nagel, Düren, Germany) following the protocol of the supplier. DNA sequences were determined at Eurofins Genomics (Ebersberg, Germany) using the same primers as for PCR. DNA sequences were subjected to BlastN analyses at the NCBI web site for species identification (Altschul, Gish, Miller, Myers, & Lipman, 1990
การแปล กรุณารอสักครู่..

เคมีอาหารปริมาณ 190 วันที่ 1 มกราคม 2016 หน้า 755-762 ปกภาพที่มีอิทธิพลต่อการหมักใน glucosinolates และผลิตภัณฑ์ย่อยสลาย glucobrassicin ในกะหล่ำปลีดอง Kalpana Palania,, Britta Harbaum-Piaydaa ไดอาน่า Meskeb จูเลีย Katharina Kepplera วิลเฮล์ Bockelmannb, คนุตส์เจ Hellerb เกริน Schwarza แสดงมากขึ้นดอย: 10.1016 / j.foodchem.2015.06.012 รับสิทธิและเนื้อหาไฮไลท์•อิทธิพลของเวลาในการหมักบนglucosinolates (แอลเอส) ได้รับการตรวจสอบเป็นครั้งแรก. •หมักนำไปสู่การดำเนินการย่อยสลายของแอลเอสและลดลงเนื้อหา. ของ indole-3-acetonitrile •หมักเพิ่ม ascorbigen และ indole-3-carbinol เนื้อหาและระยะเวลาการจัดเก็บลดลงเนื้อหาของพวกเขา. บทคัดย่อการตรวจสอบระบบได้รับการดำเนินการเกี่ยวกับอิทธิพลของการหมักใน glucosinolates และผลิตภัณฑ์ย่อยสลายของพวกเขาจากกะหล่ำปลีดิบสดใหม่ตลอด การหมักที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสและการเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส glucosinolates ถูกเสื่อมโทรมอย่างมากระหว่างวันที่ 2 และ 5 ของการหมักและ 7 วันไม่มีการตรวจพบปริมาณของ glucosinolates ซ้าย การหมักนำไปสู่การก่อตัวของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีศักยภาพ ascorbigen (13.0 ไมโครโมล / 100 กรัม FW) และ indole-3-carbinol (4.52 ไมโครโมล / 100 กรัม FW) ที่มีความเข้มข้นสูงของพวกเขาจากวันที่ 5 ถึง 9 วันอย่างไรก็ตามในช่วง indole-3 จัดเก็บข้อมูล carbinol ช้าเสื่อมโทรม 0.68 ไมโครโมล / 100 กรัม FW ขณะ ascorbigen ค่อนข้างมีเสถียรภาพจากสัปดาห์ที่ 4 จนถึงวันที่ 8 สัปดาห์ที่ 6.78 ไมโครโมล / 100 กรัม FW ในทางตรงกันข้ามกับเนื้อหาของ indole-3-acetonitrile ลดลงอย่างรวดเร็วในช่วงการหมัก 3.6-0.14 ไมโครโมล / 100 กรัม FW ผลที่ได้บ่งบอกถึงสูงสุดของสารที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพหลังจากการหมัก (7-9 วัน) ในทางตรงกันข้ามกับกะหล่ำปลีดิบหรือกะหล่ำปลีดองเก็บไว้. คำหมัก; ผักกาดขาว; กะหล่ำปลีดอง; glucosinolates; Glucobrassicin ผลิตภัณฑ์ย่อยสลาย; Ascorbigen; Indole-3-carbinol; Indole-3-acetonitrile; สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ; แบคทีเรียกรดแลคติก1 บทนำการศึกษาระบาดวิทยาได้แสดงให้เห็นว่าการบริโภคปกติของผักตระกูลกะหล่ำ ได้แก่ กะหล่ำปลีบรอกโคลีกะหล่ำดอกกะหล่ำปลีผักคะน้าและลดความเสี่ยงของโรคมะเร็งต่างๆ (Verhoeven et al., 1996 และ Wu et al., 2009) สมาคมผกผันระหว่างการบริโภคผักตระกูลกะหล่ำและความเสี่ยงของโรคมะเร็งเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการปรากฏตัวของครอบครัวที่เป็นเอกลักษณ์ของสารทุติยภูมิที่เรียกว่า glucosinolates (Verhoeven et al., 1997 และจางและ Talalay, 1994) glucosinolates มีลักษณะหลัก sulfated กลุ่ม isothiocyanate, ผันไปเบต้า thioglucose และด้านห่วงโซ่ของความหลากหลาย (คิลหอมอินโด) ในวันที่ประมาณ 200 glucosinolates ที่แตกต่างกันได้รับรายงาน (คล๊าร์ค 2010) แม้ว่า glucosinolates ตัวเองไม่ได้ออกฤทธิ์ทางชีวภาพในระหว่างการหยุดชะงักของเซลล์พืชเอนไซม์อยู่ร่วมกัน myrosinase hydrolyses glucosinolates กับการสูญเสียครึ่งหนึ่งกลูโคสที่จะเป็นสื่อกลางที่ไม่แน่นอนซึ่ง degrades ต่อไปในรูปแบบผลิตภัณฑ์ต่างๆเช่น isothiocyanates, thiocyanates, ไนตริล, epithionitriles ผลิตภัณฑ์ย่อยสลายต่าง ๆ ทำหน้าที่เป็นตัวแทนต้านมะเร็งโดยที่มีอิทธิพลต่อเฟสและเฟสที่สองเอนไซม์. เช่น sulforaphane isothiocyanates และ iberin และอินโดลเช่น indole-3-carbinol (I3C) ascorbigen (ABG) (เอิร์นส์ et al, 2013 รถตู้ Poppel et al., 1999, แว็กเนอร์และ Rimbach, 2009 และจางและ Talalay, 1994) ยาต้านจุลชีพกิจกรรมต้านอนุมูลอิสระและต้านการอักเสบของ isothiocyanates และสารประกอบกำมะถันอื่น ๆ ที่มาจากผัก Brassica ยังได้รับรายงาน (คยองและเฟลมมิ่ง 1997 หลิน et al., 2008 และMastelić et al., 2010) แต่บางส่วนของผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลาย glucosinolate แสดงผลอันตรายในอาหารโดยเฉพาะอย่างยิ่งสารไนไตรล์เช่น indole-3-acetonitrile (I3A) (Agerbirk เด Vos, คิมและ Jander 2009). เนื้อหา glucosinolate ในผักตระกูลกะหล่ำแตกต่างกันไป มากที่มีเงื่อนไขการเก็บเกี่ยวก่อนเช่นชนิดของดินปุ๋ยแสงอุณหภูมิและสภาพหลังการเก็บเกี่ยวเช่นการจัดเก็บข้อมูลการตัดลวกและการปรุงอาหาร (Verkerk et al., 2009) การประมวลผลหลังการเก็บเกี่ยวผลการหมักโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการยืดอายุการเก็บของผลิตภัณฑ์และการผลิตสินค้าหลายรายละเอียดที่เป็นประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้น ในผลิตภัณฑ์หมัก Brassica ที่กะหล่ำปลีดองเป็นอาหารแบบดั้งเดิมที่รู้จักกันดีที่ทำจากหั่นเค็มผักกาดขาวและเป็นที่นิยมบริโภคในยุโรป Ciska และ Tolonen รายงานว่าผลการหมักย่อยสลายสมบูรณ์ของ glucosinolates และเนื้อหาที่เพิ่มขึ้นของสารส่งเสริมสุขภาพรวมทั้ง sulforaphane, ABG และ I3C (Ciska และ Pathak 2004 และ Tolonen et al., 2004) นอกจากนี้การหมักเพิ่มศักยภาพสารต้านอนุมูลอิสระในภาษาจีนปากชอย (Harbaum, Hubbermann จู้ & Schwarz, 2008), กะหล่ำปลีแดง (Hunaefi, Akumo และ Smetanska 2013) และผักกาดขาว (Kusznierewicz et al., 2008 และPeñas et al., 2012). มีการศึกษาน้อยมีอยู่เกี่ยวกับผลกระทบของการเก็บรักษาและพาสเจอร์ไรซ์ในเนื้อหา glucosinolate มี (Ciska และ Honke 2012 Ciska และ Pathak 2004 และPeñas et al., 2013) อย่างไรก็ตามอิทธิพลของเวลาในการหมักกับเนื้อหา glucosinolates ยังไม่ได้รับการศึกษา โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อมูลที่ขาดเกี่ยวกับวิธี glucosinolates มีการเปลี่ยนแปลงในช่วงระยะเวลาการหมักทั้งหมดเริ่มต้นจากกะหล่ำปลีกะหล่ำปลีดองดิบ ดังนั้นวิธีการวิเคราะห์ที่เฉพาะเจาะจงได้รับการพัฒนาเพื่อให้รายละเอียดการเปลี่ยนแปลงใน glucosinolates และผลิตภัณฑ์ย่อยสลาย glucobrassicin อย่างต่อเนื่องจากจุดเริ่มต้นของการหมักจนถึงสิ้นการจัดเก็บข้อมูล นอกจากนี้การเปลี่ยนแปลงในเนื้อหาทางจุลชีววิทยา (แบคทีเรียกรดแลคติค) ได้รับการดูแลอย่างใกล้ชิดเพื่อดูว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างการย่อยสลาย glucosinolate และจำนวนประชากรของจุลินทรีย์ ผลที่ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ในความสำคัญของเวลาในการหมักเพื่อให้ได้สารที่ส่งเสริมสุขภาพและความสำคัญของการเลือกวัตถุดิบเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ดีในตอนท้าย. 2 วัสดุและวิธีการ2.1 สารเคมีเกลือ Pottasium ของ glucobrassicin, glucoiberin, glucoraphanin ถูกซื้อจาก PhytoLab GmbH & Co, KG (Vestenbergsgreuth, เยอรมนี) I3C, I3A และชุ่มชื้น sinigrin ถูกซื้อมาจาก Sigma-Aldrich ABG ถูกสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการของเรา ตัวทำละลายมาจากคาร์ลโรท GmbH & Co. KG (Karlsruhe, เยอรมนี). 2.2 หมักสีขาวหัวกะหล่ำปลี (Brassica oleracea L. var. capitata) พันธุ์ Storema RZ และพันธุ์ เลนน็อกซ์ซึ่งได้รับการเติบโตขึ้นภายใต้เงื่อนไขมาตรฐานและเก็บเกี่ยวในเดือนตุลาคม 2012 ได้รับบริจาคมาจาก Rijk Zwann บริษัท Marne เยอรมนี สามหัวกะหล่ำปลีถูกนำมาใช้จากพันธุ์แต่ละหลังจากลบหลักและชั้นนอกหัวกะหล่ำปลีหั่นฝอยถูกลงใน 2-3 มมชิ้นหนาโดยใช้การประมวลผลอาหาร (เมเจอร์คลาสสิก KM 800, เคนวูด) วัสดุที่โรงงานหั่นผสมดีเกลือ 0.9% และโอนเข้ามาในหม้อหมัก (150 มิลลิลิตรบรรจุภัณฑ์แก้วที่มีฝาปิด) วัสดุกะหล่ำปลีเค็มถูกกดแน่นลงไปในหม้อหม้อถูกปิดและวางลงใน Desiccators สูญญากาศและเก็บไว้ภายใต้สุญญากาศเป็นเวลา 5 นาทีเพื่อขจัดอากาศที่เหลือ หม้อถูกเก็บไว้ที่ 19-20 องศาเซลเซียสตลอดทั้งการหมักและเมื่อมีค่าพีเอชประมาณ 4.0 ถึง (วันที่ 9) หม้อที่ถูกเก็บไว้ในตู้เย็นและวิเคราะห์อย่างต่อเนื่อง. 2.3 การสุ่มตัวอย่างการทดลองหมักได้ดำเนินการในวันที่ 30 หม้อขนานเปิด 3 กระถางในแต่ละช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่าง การเก็บตัวอย่างที่ได้กระทำในวันที่ 0, 2, 5, 7, 9, 14, 21, 28, 42 และ 56; วัดค่า pH ทันทีหลังจากเปิดหม้อหมัก หลังจากนั้นกลุ่มตัวอย่างสด (ที่มีแถบกะหล่ำปลีด้วยของเหลวหมัก) ถูกนำสำหรับการวิเคราะห์ทางจุลชีววิทยาและการสกัดสารระเหยและเนื้อหา ABG ตัวอย่างที่เหลือถูกแช่แข็งด้วยไนโตรเจนเหลวแห้งในเครื่องแช่แข็ง, บดเป็นผงละเอียดและเก็บไว้ใน dessicator ในที่มืดจน glucosinolate วิเคราะห์. 2.4 วัดค่า pH จุลินทรีย์และการวิเคราะห์ค่าpH วัดโดยตรงจากหม้อหมักบรรจุหั่นกะหล่ำปลีและน้ำผลไม้ตามมิเตอร์ค่า pH (WTW Inolab หลาย IDS 9420) สามหม้อหมักถูกเปิดในแต่ละจุดแต่ละเวลาและหม้อวัดสามครั้ง. สำหรับการวิเคราะห์จุลินทรีย์ห้าสื่อที่แตกต่างถูกนำไปใช้ในการวัดการเจริญเติบโตโดยการแจงนับอาณานิคมของหน่วยงานขึ้นรูป (cfu) ต่อกรัมกะหล่ำปลีดอง (น้ำหนักสะเด็ดน้ำ) mesophilic รวม, แบคทีเรียแอโรบิกได้รับการพิจารณาในการนับจาน (PC) วุ้นรวมแบคทีเรียกรดแลคติก (LAB) บน Deman-Rogosa ชาร์ป (MRS) วุ้น (เดอแมน et al., 1960), เปอร์ออกไซด์ที่ผลิต LAB ในอาหารเลี้ยงเชื้อ MRS เสริม ที่มีสีฟ้าปรัสเซีย (MRS-P) (ไซโตะเซกิอิดะ, ยามาและโยชิดะ, 2007) Enterobacteriaceae ในสีม่วงองุ่นน้ำดีสีแดง (VRBD) วุ้น (มอสเซล, Mengerink และ Scholts, 1962) และยีสต์ในกลูโคสสารสกัดจากยีสต์ chloramphenicol (YGC) วุ้น สำหรับตัวอย่างแต่ละ 10 กรัมกะหล่ำปลีดองที่เต็มไปลงในถุง Stomacher ผ่านการฆ่าเชื้อและหลังการผสมกับ 90 มิลลิลิตรผ่านการฆ่าเชื้อแก้ปัญหา Ringer ของ homogenised เวลา 1 นาทีใน Stomacher (ที่ Bagmixer 400; Interscience เซนต์ Nom ฝรั่งเศส) กำหนดไว้ที่ระดับ 4 เจือจางทศนิยมที่เหมาะสมใน ¼ความแข็งแรงของการแก้ปัญหา Ringer ถูกสร้างขึ้นมาและ 0.1 มิลลิลิตรเจือจางที่ถูกเคลือบลงบนแผ่นวุ้นในรายการที่ซ้ำกัน หลังจากการบ่มแอโรบิกที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 72 ชั่วโมง (PC) 25 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 72 ชั่วโมง (YGC) อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมง (VRBD) และบ่มเพาะกายที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 72 ชั่วโมง (MRS- และ MRS-PB ) ตามลำดับนับ cfu. สำหรับลำดับ 16S rDNA ดีเอ็นเอจีโนมถูกสกัดจากวัสดุเซลล์เดียวอาณานิคมบริสุทธิ์ด้วยความช่วยเหลือของ ZR แบคทีเรีย / เชื้อราดีเอ็นเอ Mini Kit (ZymoResearch, Freiburg, เยอรมนี) ดังต่อไปนี้โปรโตคอลของซัพพลายเออร์ การใช้ไพรเมอร์และ 16Suni_27F 16Suni_1492R (Lane, 1991), 16S rDNA ถูกขยายโดยวิธี Polymerase chain reaction (PCR) ดังต่อไปนี้ (1) 98 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 3 นาที; (2) 98 ° C เป็นเวลา 10 วินาที; (3) 53 ° C เป็นเวลา 30 วินาที; (4) 72 ° C เป็นเวลา 90 วินาที (5) 72 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 10 นาที หลังจากเสร็จสิ้นการโปรแกรมตัวอย่างที่ถูกเก็บไว้ที่ 4 องศาเซลเซียส ผลิตภัณฑ์ PCR ถูกทำให้บริสุทธิ์ด้วยเจลNucleospin® PCR และสะอาดขึ้น (Macherey-แจคกี้Düren, เยอรมนี) ดังต่อไปนี้โปรโตคอลของซัพพลายเออร์ ลำดับดีเอ็นเอที่ได้รับการพิจารณา Eurofins ฟังก์ชั่น (Ebersberg, เยอรมนี) โดยใช้ไพรเมอร์เดียวกับวิธี PCR ลำดับดีเอ็นเอถูกยัดเยียดให้วิเคราะห์กล่าวหาได้ที่เว็บไซต์ NCBI สำหรับการระบุสายพันธุ์ (Altschul กิชมิลเลอร์ไมเออร์สและลิปแมน 1990
การแปล กรุณารอสักครู่..
