Processing of berries – Effects on functionality, stability and bioactivity of anthocyanins

Doktorsavhandling, 2019

Bär är naturligt rika på fenoliska föreningar, speciellt gruppen antocyaniner. Ett högt intag av antocyanin rika livsmedel har kopplats till gynnsamma effekter i form av minskad risk för kroniska sjukdomar såsom hjärt-kärlsjukdomar, typ-2 diabetes och neurodegenerativa sjukdomar. Antocyaniner är dock känsliga och kan brytas ned under processning, lagring samt i mag-tarmkanalen. Dess stabilitet påverkas bland annat av exponering för höga temperaturer, syre och höga pH-värden. Processning utan värme (icke-termisk) och andra milda processtekniker har visats vara lämpliga för att förlänga hållbarheten på bär samt bevara värdefulla ämnen.

I arbete har olika milda torkningstekniker och fraktionering av blåbärspresskaka utvärderats i syfte att återföra fenolrika ingredienser i sidoströmmar från juiceframställning till livsmedel. Dessa kan sedan användas som ingredienser i olika livsmedelsprodukter. Milda process tekniker (pulsade elektriska fält, osmotisk dehydrering, coating) användes för framställning av halvtorkade (semi-dried) jordgubbar och hela blåbär för att bevara bärens textur och utseende. Halten antocyaniner i processade bär utvärderades efter simulerad matspjälkning, för analyserna utvecklades en känslig LC-MS/MS metod. För att ta reda på om antocyaninextrakt från bär kan skydda levande celler från kraftig oxidativ stress genomfördes en studie med jäst (Saccharomyces cerevisiae) som utsatts för H2O2. I försöken utvärderades även hur själva matspjälknings processen påverkade antocyaninextraktens förmåga att skydda cellerna mot stress.

Vår forskning visar att blåbärspresskaka torkad med mild varmluftstorkning eller mikrovågstorkning resulterar i en bevarad antocyaninhalt. Malning av blåbärspresskakan till ett pulver med liten partikelstorlek (< 500 μm) gav ett pulver med det högsta antocyanin-innehållet. Under icke-termisk behandling, användning av pulsat elektriskt fält i kombination med osmotisk dehydrering samt coatning av jordgubbar med ett ätbart skyddande lager bevarade eller förbättrades stabiliteten av antocyaniner under in vitro matspjälkning. En påtaglig skyddande effekt mot oxidativ stress observerades när jäst fick tillväxa i närvaro av digererade (simulerad matspjälkning) bär-extrakt. Ingen effekt erhölls med motsvarande icke-digererade extrakt. Resultaten tyder på en biologisk effekt, dvs en förändring i fenotyp till mer stresståliga celler, orsakad av antocyaniner i former som kan erhållas vid matspjälkningen, snarare än en direkt kemisk effekt.

Doktorsarbetet visar att milda processer kan anpassas för att producera mervärdes-ingredienser från bär och för att stabilisera (poly)-fenoler under matspjälkningen. Under matspjälkningen förändras de fenoliska föreningarnas ursprungsstrukturer, förändringar som visat sig vara en viktig del vid utvärdering av biologiska effekter av antocyaninextrakt. Fortsatta studier behövs för att studera bioaktiviteten av antocyaniner och klargöra mekanismerna bakom de skyddande effekterna av digererade antocyaninrika extrakt.