Physicochemical properties of pomegranate sour anthocyanins encapsulated with alginate based hydrogel

Yıl 2024, Cilt: 28 Sayı: 2, 280 - 292, 21.06.2024

Elif Aykın Dinçer , Cüneyt Dinçer , Osman Topuz

https://doi.org/10.29050/harranziraat.1377267

Öz

In this study, microcapsules were produced by gelation method by using alginate coating material with four different ratios of pomegranate sour added as 2, 8, 16 and 32 (w/v) %. Some physicochemical properties such as dry matter content, water activity (aw) and L*, a*, b* color values, capsule diameter, bulk density, anthocyanin content and FTIR scanning were comparatively examined in the produced microcapsules. It was determined that as the ratio of pomegranate sour added in the production of microcapsules increased, dry matter (9.71 - 22.31%), capsule diameter (1.72 - 2.81 mm), a*(-0.44 - 6.99), b*(-1.34 - 6.09) color values and anthocyanin content (0.042 - 0.981 mg/kg) increased, while water activity (0.97 - 0.99), bulk density (0.47 - 0.54 g mL-1) and L* color value (31.64 - 42.60 ) decreased. Although the desired color intensity and anthocyanin content were found to be higher in the samples with 32% pomegranate sour added, it was observed that the capsule shape was distorted.

Anahtar Kelimeler

Pomegranate sour, Encapsulation, Anthocyanin, Microcapsule

Aljinat bazlı hidrojelle enkapsüle edilmiş nar ekşisi antosiyaninlerinin fizikokimyasal özellikleri

Öz

Bu çalışmada %2, 8, 16 ve 32 (w/v) olmak üzere dört farklı oranda nar ekşisi eklenmiş aljinat kaplama materyali kullanılarak jelleşme yöntemi ile mikrokapsüller üretilmiştir. Üretilen mikrokapsüllerde kuru madde içeriği, su aktivitesi (aw) ve L*, a*, b* renk değerleri, kapsül çapı, yığın yoğunluğu, antosiyanin içeriği ve FTIR taraması gibi bazı fizikokimyasal özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Mikrokapsüllerin üretiminde eklenen nar ekşisi oranı arttıkça kuru madde (%9.71 - 22.31), kapsül çapı (1.72 - 2.81 mm), a*(-0.44 - 6.99), b*(-1.34 - 6.09) renk değerleri ve antosiyanin içeriğinin (0.042 - 0.981 mg/kg) arttığı su aktivitesi (0.97 - 0.99), yığın yoğunluğu (0.47 - 0.54 g mL-1) ve L* (31.64 - 42.60 ) renk değerinin ise azaldığı belirlenmiştir. %32 oranında nar ekşisi eklenen örneklerde arzu edilen renk yoğunluğu ve antosiyanin içeriği daha yüksek bulunmasına rağmen, kapsül şeklinin bozulduğu gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Nar ekşisi, enkapsülasyon, antosiyanin, mikrokapsül

Kaynakça

• AOAC. (2000). Association of Official Analytical Chemists, Official Methods of Analysis, 17th edition. AOAC, Washington DC
• Apaydin, E. (2008). Nar suyu konsantresi üretim ve depolanma sürecinde antioksidan aktivitedeki değişimler (Yüksek Lisans Tezi). Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Arriola, N. D. A., Chater, P. I., Wilcox, M., Lucini, L., Rocchetti, G., Dalmina, M., ... & Amboni, R. D. D. M. C. (2019). Encapsulation of stevia rebaudiana Bertoni aqueous crude extracts by ionic gelation–Effects of alginate blends and gelling solutions on the polyphenolic profile. Food Chemistry, 275, 123-134. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.09.086
• Aykın-Dinçer, E., Özdemir, M., & Topuz, A. (2021). Quality characteristics of bone broth powder obtained through Refractance Window™ drying. LWT-Food Science and Technology , 147, 111526. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111526
• Baysal, Z. (2019). Nar ekşisi üretiminde durultma maddeleri dozajlarının kaliteye etkisi (Yüksek Lisans Tezi). Mersin Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mersin.
• Belščak-Cvitanović, A., Bušić, A., Barišić, L., Vrsaljko, D., Karlović, S., Špoljarić, I., ... & Komes, D. (2016). Emulsion templated microencapsulation of dandelion (Taraxacum officinale L.) polyphenols and β-carotene by ionotropic gelation of alginate and pectin. Food Hydrocolloids, 57, 139-152. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.01.020
• Budak, N. H., Ertekin-Filiz, B., Seydim, A. C., Koşkan, Ö., & Guzel-Seydim, Z. B. (2013). Comparison of antioxidant properties of traditional and commercial pomegranate sours. Journal of Food, Agriculture & Environment, 11(3&4), 368-371. https://doi.org/10.1234/4.2013.4663
• Çam, M., İçyer, N. C., & Erdoğan, F. (2014). Pomegranate peel phenolics: Microencapsulation, storage stability and potential ingredient for functional food development. LWT-Food Science and Technology, 55(1), 117-123. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2013.09.011
• Çoruhli, T. (2013). Kara dut antosiyaninlerinin iyonik jelasyon yöntemi ile enkapsülasyonu ve enkapsülasyon parametrelerinin tepki yüzeyi metodu ile optimize edilmesi (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• da Silva Carvalho, A. G., da Costa Machado, M. T., Barros, H. D. D. F. Q., Cazarin, C. B. B., Junior, M. R. M., & Hubinger, M. D. (2019). Anthocyanins from jussara (Euterpe edulis Martius) extract carried by calcium alginate beads pre-prepared using ionic gelation. Powder Technology, 345, 283-291. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.01.016
• Dallabona, I. D., de Lima, G. G., Cestaro, B. I., de Souza Tasso, I., Paiva, T. S., Laureanti, E. J. G., ... & Jorge, R. M. M. (2020). Development of alginate beads with encapsulated jabuticaba peel and propolis extracts to achieve a new natural colorant antioxidant additive. International Journal of Biological Macromolecules, 163, 1421-1432. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.07.256
• Đorđević, V., Balanč, B., Belščak-Cvitanović, A., Lević, S., Trifković, K., Kalušević, A., ... & Nedović, V. (2015). Trends in encapsulation technologies for delivery of food bioactive compounds. Food Engineering Reviews, 7, 452-490. https://doi.org/10.1007/s12393-014-9106-7
• Gil, M. I., Tomás-Barberán, F. A., Hess-Pierce, B., Holcroft, D. M., & Kader, A. A. (2000). Antioxidant activity of pomegranate juice and its relationship with phenolic composition and processing. Journal of Agricultural and Food chemistry, 48(10), 4581-4589. https://doi.org/10.1021/jf000404a
• Gökmen, S., Palamutoğlu, R., & Sarıçoban, C. (2012). Gıda endüstrisinde enkapsülasyon uygulamaları. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 7(1), 36-50.
• Güzel, N. (2010). Nar suyu konsantresi üretim aşamalarında prosiyanidinlerdeki değişimler (Yüksek Lisans Tezi). Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Karabiyikli, S., & Kisla, D. (2012). Inhibitory effect of sour pomegranate sauces on some green vegetables and kisir. International Journal of Food Microbiology, 155(3), 211-216. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2012.02.006
• Koç, M., Sakin, M., & Kaymak-Ertekin, F. (2010). Mikroenkapsülasyon ve Gıda Teknolojisinde Kullanımı. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 16(1).
• Kulkarni, A. P., & Aradhya, S. M. (2005). Chemical changes and antioxidant activity in pomegranate arils during fruit development. Food Chemistry, 93(2), 319-324. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2004.09.029
• Lansky, E. P., & Newman, R. A. (2007). Punica granatum (pomegranate) and its potential for prevention and treatment of inflammation and cancer. Journal of ethnopharmacology, 109(2), 177-206. https://doi.org/10.1016/j.jep.2006.09.006
• Öztan, T. (2006). Mor havuç, konsantresi, şalgam suyu, nar suyu ve nar ekşisi ürünlerinde antioksidan aktivitesi tayini ve fenolik madde profilinin belirlenmesi (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Ray, S., Raychaudhuri, U., & Chakraborty, R. (2016). An overview of encapsulation of active compounds used in food products by drying technology. Food Bioscience, 13, 76-83. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2015.12.009
• Robert, P., Gorena, T., Romero, N., Sepulveda, E., Chavez, J., & Saenz, C. (2010). Encapsulation of polyphenols and anthocyanins from pomegranate (Punica granatum) by spray drying. International Journal of Food Science & Technology, 45(7), 1386-1394. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2010.02270.x
• Tarone, A. G., Cazarin, C. B. B., & Junior, M. R. M. (2020). Anthocyanins: New techniques and challenges in microencapsulation. Food Research International, 133, 109092. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109092
• Tavlaşoğlu, M. (2016). Kara havuç ekstraktının soğuk jelleşme yöntemiyle pektin ve/veya Na-aljinat ile enkapsülasyonu (Doktora Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Toprakçı, İ., Torun, M., & Şahin, S. (2022a). Development of an encapsulation method for trapping the active materials from sour cherry biowaste in alginate microcapsules. Foods, 12(1), 130. https://doi.org/10.3390/foods12010130
• Toprakçı, İ., Torun, M., Torun, F. B., & Şahin, S. (2022b). Alginate-based hydrogels for trapping the polyphenols of Hibiscus sabdariffa: use of a statistical experimental design approach. Biomass Conversion and Biorefinery, 1-11. https://doi.org/10.1007/s13399-022-03421-0
• Toprakçı, İ., Torun, M., & Şahin, S. (2023). Encapsulation of plum biowaste extract: design of alginate beads by response surface approach. Journal of Food Measurement and Characterization, 17(3), 2676-2687. https://doi.org/10.1007/s11694-023-01826-7
• Topuz, O. K., Aygün, T., & Ural, G. N. (2020). Caviar-like hydrogel beads containing different concentrations of NaCl and melanin-free squid ink. Food Bioscience, 36, 100652. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100652
• Turkmen, F. U., Takci, H. M., Saglam, H., & Sekeroglu, N. (2019). Investigation of some quality parameters of pomegranate, sumac and unripe grape sour products from Kilis markets. Quality Assurance and Safety of Crops & Foods, 11(1), 61-71. https://doi.org/10.3920/QAS2018.1293
• Tutun, S., & Yurdakul, O. Enkapsülasyon ve Gıda Teknolojisinde Kullanımı. Veteriner Farmakoloji ve Toksikoloji Derneği Bülteni, 13(2), 99-119. https://doi.org/10.38137/vftd.1096571
• Wang, W. D., & Xu, S. Y. (2007). Degradation kinetics of anthocyanins in blackberry juice and concentrate. Journal of Food Engineering, 82(3), 271-275. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.01.018