Flavonoid Changes In Industrially Processed And Stored Onions

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011Flavonoidler sağlığa yararlı etkileri ile bilinen biyoaktif bileşiklerdir. Başta meyve ve sebzeler olmak üzere birçok gıda yüksek miktarda flavonoid içerir. Flavonoid içeren bu gıdaların tüketilmesinin kanser, kalp- damar hastalıkları ve yaşlanmaya bağlı görülen hastalıklara karşı koruyucu özellik gösterdiği düşünülmektedir. Flavonoidler gıdalarda serbest formda ya da glikozit formda bulunabilirler ve çeşitli kimyasal reaksiyonlar farklı yapısal formlarının, dolayısıyla birçok farklı flavonoidin oluşmasına sebep olur. Besinsel önemlerine göre flavonoidler; flavonlar, flavonoller, flavanonlar, isoflavonlar, flavanoller (kateşin ve taninler), ve antosiyaninler olmak üzere altı alt sınıftan oluşmaktadır. Soğan dünya genelinde yaygın olarak tüketilen bir sebze iken aynı zamanda besinsel flavonoidlerin en zengin ve en fazla tüketilen kaynağıdır. Soğandaki başlıca flavonoidler flavonollerdir. Quercetin mono- ve diglukozitler soğanda bulunan başlıca flavonoller iken kaempferol, isorhamnetin and myricetin de soğanda çeşitli miktarlarda bulunabilmektedir. Aynı zamanda quercetin 3,4’-diglukozit ve quercetin 4’-monoglukozit soğandaki başlıca flavonollerdir. Meyve sebzeler hasat edildikten sonra mutfaktaki hazırlama koşulları sırasında ya da endüstrideki üretim aşamalarında çeşitli işlemlere maruz kalmaktadır. Bu işlem koşulları besinsel flavonoidlerin miktarında bazen artışa neden olsa genellikle flavonoid miktarında önemli ölçüde azalma gözlenir. Yapılan çalışmanın amacı, endüstriyel işlem gören, farklı atmosferik koşullarda paketlenen ve sıcaklık, süre ve ışık etkisi bakımından farklı depolama koşullarında depolanan soğanlardaki flavonoid maddelerin değişimlerinin incelenmesidir. Bu amaçla sebze halinden alınan soğanlar, dilimleme ve dilimlenmiş soğanları yağda kızartma olmak üzere iki farklı endüstriyel işleme tabi tutulmuştur. Dilimlenmiş soğanlara atmosferik, nitrojen ve vakum paketleme uygulanmış, paketlenen soğanlar oda sıcaklığında aydınlık ve karanlık ortam koşullarında, +5 °C ve -18 °C sıcaklıkta ise sadece karanlık ortam koşullarında 1 gün, 1 hafta, 2 hafta ve 3 haftada boyunca depolanmıştır. Dilimlenmiş soğanlara yağda kızartma işlemi endüstriyel uygulamadaki proses koşulları göz önüne alınarak 141 °C’de 30 saniye boyunca gerçekleştirilmiştir ve soğanları kızartmak için kolza yağı kullanılmıştır. Yağda kızartılmış soğanlar, oda sıcaklığında aydınlık ve karanlık ortam koşullarında hava içeren paketlerde sadece 1 hafta; azot içeren ve vakumlanmış paketlerde ise 1 hafta ve 3 hafta boyunca depolanmıştır. Kızartılmış soğanlar, +5 °C ve -18 °C sıcaklıkta da sadece karanlık ortam koşullarında hava içeren, azot içeren ve vakumlanmış paketlerde 1 hafta, 2 hafta ve 3 hafta boyunca depolanmıştır. Soğanda aglikon ve glikozit formda bulunan flavonoidlerin tayini ve miktarlarının belirlenmesi için foto diyot dizisi dedektörlü (PDA) ultra performanslı sıvı kromatografisi (UPLC) ile analiz yapılmıştır. Soğanda bulunan flavonoidler UPLC analizi sonucu elde edilen piklerin alıkonma zamanlarının ve UV spectra görüntülerinin mevcut ticari standartlarınkilerle karşılaştırılması sonucu belirlenmiştir. Bu flavonoidlerin miktarı ise pik alanlarının, miktarı bilinen quercetin standardının pik alanı ile karşılaştırılması sonucu quercetin eşdeğeri cinsinden kuru madde bazında hesaplanmıştır. Yapılan analizler sonucunda dilimlenmiş soğanlar için hazırlanan kontrollerdeki toplam flavonol içeriği 1569±176 µg q.e./g k.m., Q-3,4’-diglu. değeri 926±105 µg q.e.d./g k.m. ve Q-4’-glu. değeri 564±64 µg q.e.d./g k.m. olarak bulunmuştur. Kızartılmış soğanlar için hazırlanan kontrol örneklerinin toplam flavonol içeriği 1521±154 µg q.e.d./g k.m, Q-3,4’-diglu. içeriği 866±93 µg q.e.d./g k.m. ve Q-4’-glu. içeriği 576±60 µg q.e.d./g k.m. olarak bulunmuştur. Dilimlenmiş ve dilimlenip kızartılmış soğanların referans örneklerinde, quercetin aglikon çok az miktarda bulunurken, bu örneklerin hiçbirinde kaempferol ve isorhamnetin aglikonları bulunmamıştır. Genellikle dilimlenmiş soğanların toplam flavonoid içeriği oda sıcaklığında artan depolama süresi ile birlikte azalmıştır. Depolama süresindeki artışla birlikte oda sıcaklığında depolanan dilimlenmiş soğanlardaki Q-3,4’-diglu. ve Q-4’-glu. miktarında önemli bir azalma görülürken quercetin aglikon miktarı zamanla artmıştır. +5 °C and – 18 °C’de azot ve vakum paketleme koşullarında depolanan soğan örneklerinde flavonoid miktarlarında önemli değişimler ve quercetin aglikon miktarında önemli bir artış gözlenmemiştir. Kızartılmış soğanlardaki başlıca quercetin glukozit ve toplam flavonol miktarı, kızartılmamış, sadece dilimlenmiş soğanlardakinden az miktarda düşük olarak bulunmuştır. Oda sıcaklığında kızartılmış soğanlar için de zamanla Q-3,4’-diglu. ve Q-4’-glu. içeriğinde azalma ve quercetin aglikon miktarında artma gözlenmiştir. Genellikle her sıcaklıkta, kızartılmış soğanların toplam flavonol miktarlarında 7. Gün sonuçları kontrolden yüksek olarak bulunmuştur. Genellikle vakum paketleme uygulanan kızartılmış soğanlardaki toplam flavonol içeriği diğer paketleme koşullarından yüksek olarak bulunmuştur. Hem dilimlenmiş hem de kızartılmış soğanlarda, tüm paketleme koşullarında genelde ışık ortamında depolanan örnekler karanlık ortamdakilerden daha az flavonol içeriğine sahip olarak bulunmuş ve bunların quercetin aglikon miktarında artış gözlenmiştir. Bununla birlikte, ışık ortamında quercetin aglikon miktarındaki artış karanlıktakinden daha fazladır. Flavonoid içeriğinin korunması açısından taze soğanların oda sıcaklığında ve normal hava ile paketlenerek, ışıklı ya da karanlık ortamda kısa süreliğine depolanması tavsiye edilmektedir. Eğer tüketiciler açısından depolama süresinin ayarlanması mümkünse, daha yüksek toplam flavonol içeriğini elde etmek için, dilimlenmiş soğanlar kullanılmadan önce +5 °C’de ve hava koşulunda 21 gün boyunca depolanmalıdır. – 18 °C’de azot ya da vakum paketlerde depolanan dilimlenmiş soğanların hepsi depolama süresi gözetmeksizin toplam flavonol içeriği açısından ortalamanın üstünde değerlere sahiptir. Kızartılmış soğanlar açısından tüm depolama sıcaklıklarında vakum paketleme uygulamasının flavonoid içeriğini korumak açısından en uygun koşul olduğu bulunmuştur. Daha iyi toplam flavonol içeriği sağlamak açısından, kızartılmış soğanlar vakum paketlenerek +5°C’ de 7 gün depolandıktan sonra değerlendirilmelidir. Bununla birlikte, daha uzun depolama süreleri gerekliyse, kızartılmış soğanların -18°C’de vakum ya da hava koşullarında paketlenmesi tercih edilmelidir.Flavonoids are bioactive compounds which are known for their potential healthful effects. Most fruits and vegetables contain a lot of nutrients including high contents of flavonoids. Consumption of these foods including flavonoids presumably provides protective effects against cancer, coronary heart disease and age-related degenerative diseases. Flavonoids are found in nutrients in free state or glycoside forms, and different chemical interactions lead to formation of different structural forms hence formation of many different flavonoids. Flavones, flavonols, flavanones, isoflavones, flavanols (including catechins and tannins), and anthocyanins are the main six subclasses of flavonoids according to their dietary significance. While onion is a vegetable widely found and eaten all over the world, it is the richest and most commonly consumed source of dietary flavonoids. The main flavonoids in the onion are flavonols. Quercetin mono- and diglucosides are major flavonols in the onions, at the same time kaempferol, isorhamnetin and myricetin might also be available in different amounts. In addition, quercetin 3,4’-diglucoside and quercetin 4’- monoglucoside are the most abundant flavonoids in the onion. Fruits and vegetables are subjected to various process conditions during preparation at home usage and industrial production, after their harvest. These process conditions sometimes lead to increase in flavonoid content while generally they cause important decreases in flavonoid content. The aim of this study was to investigate flavonoid changes in onions that were industrially processed and then packed in different atmospheric conditions and finally stored at different storage conditions in terms of time, temperature, and light. For this purpose, onions purchased from a vegetable market hall were subjected to two different industrial processing conditions including slicing and deep frying of sliced onions. Sliced raw onions were packed under atmospheric, nitrogen and vacuum conditions, then these packed onions were stored at room temperature with light and dark conditions, at +5 °C and -18 °C with only dark conditions for 1 day, 1 week, 2 weeks and 3 weeks periods. Deep frying process for sliced onions was carried out by simulating industrial process conditions and 30 second deep frying at 141 °C was applied in rapeseed oil. Fried onions were stored at room temperature with light and dark conditions for 1 week in atmospheric, nitrogen and vacuum packages and for 3 weeks only in nitrogen and vacuum packages, while they were stored at +5 °C and -18 °C with only dark conditions for 1 week, 2 weeks and 3 weeks periods in atmospheric, nitrogen and vacuum packages. In order to identify and quantify flavonoids found in aglycon and glycoside forms in onions the flavonoids were extracted from freeze-dried samples by accelerated solvent extraction and subsequently determined by ultra performance liquid chromatography (UPLC) with photodiode array detector (PDA). Identification was carried out by comparison of the retention times and UV spectras of the peaks obtained from UPLC measurement of onion samples and commercial standards. At the same time quantificaion was completed by comparing peak areas of known amounts of quercetin standard with the peak areas of the onion flavonoids, and expressed as quercetin equivalents in dry weight of the sample Total flavonol content, Q-3,4’-diglu. and Q-4’-glu. contents found in the raw reference onion samples as 1569±176 µg q.e./g d.w., 926±105 µg q.e./g d.w. and 564±64 µg q.e./g d.w., respectively. In addition, fried onion samples had 866±93 µg q.e./g d.w. Q-3,4’-diglu., 576±60 µg q.e./g d.w. Q-4’-glu., and 1521±154 µg q.e./g d.w. total flavonol content. Q content was found in very small quantities while no K and I were detected both in fresh-cut and fried samples. In general total flavonoid content of fresh-cut onions decreased with increasing storage period at room temperature. Important decreases in main quercetin glucosides Q-3,4’-diglu. and Q-4’-glu. were detected with an increase in quercetin aglycone content at room temperature. Generally, there were no distinct changes in total flavonoid content of fresh-cut samples and no important increase in the content of quercetin aglycone at +5 °C and – 18 °C in nitrogen atmosphere and vacuum packaging conditions. Main glucosides and total flavonol content in fried onion samples weren’t markedly different than fresh-cut onions. For fried onions, decreases in Q-3,4’-diglu. and Q-4’-glu. contents with and increase in Q levels was observed at room temperature. From Day 0 to Day 7 increses in total flavonol contents were generally observed at all temperatures. Total flavonol content of vacuum packaged fried samples were usually higher than that of other packaging conditions. Light condition had lower flavonol content than dark condition with a quercetin aglycone production both for raw sliced and fried onions at each packaging atmosphere usually. Quercetin aglycone production was much more in light condition than dark condition during storage period both for raw sliced and fried onions. For preservation of the flavonoid content it is recommended to keep fresh-cut onions at normal air conditions and room temperature for short time under light or dark. If it is possible to adjust storage time for consumers before using fresh-cut onions, it is suggested to store samples at +5C and air atmospheres for 21 days for higher total flavonol contents. In addition, samples stored at -18°C and nitrogen atmosphere or vacuum packaging conditions had total flavonol contents above the average regardless storage time. Regarding fried onions, at all storing temperatures vacuum application was found to be the favorite atmospheric condition from the point of preserving flavonoid content. Fried onions should be utilized after 7 day storage +5°C by vacuum packaging application to provide better total flavonol content. However, for long term storage periods vacuum or air atmosphere packages and -18°C should be preffered for storage of fried onions.Yüksek LisansM.Sc