Efecte dels ultrasons i solucions àcides en l'enfosquiment enzimàtic de la patata (Solanum tuberosum )

Abstract

Enzymatic browning in fresh vegetables (rich in phenolic compounds), is caused by the action of polyphenol oxidase (PPO) and peroxidase (POD) enzymes. The aim of the present work has been to determine the effect of ultrasound and different acid solutions on enzymatic browning inhibition in cut potato. An ultrasonic bath of 42Khz of frequency and 120W of power, has been used at different times (2, 5, 10 and 20 minutes) together with solutions (1%) of citric acid, ascorbic acid and both mixtures in 1:1 proportion. It has been studied the ultrasonic effect in solutions (pH, temperature and percentage of soluble solids) and potato samples. In case of the samples, the color was analyzed in CIE Lab Space (L*, C,* h* and IC) and enzymatic activity measuring its absorbance at λ=410nm for polyphenol oxidase and λ=420nm for peroxidase, from the reaction with catechol and guaiacol with hydrogen peroxide respectively, every 30 seconds for 10 minutes. The results indicate that the application of ultrasounds increments the bath temperature and soluble solids concentration of the solutions, but does not affect the pH values. Ultrasound, independently or together with acid treatments, decreases the polyphenol oxidase activity, but the sonication time affects differently depending on the solution applied. In peroxidase, the sonication increases its activity while the combination of ultrasounds with acid solutions decreases it, having different effect depending on the solution used. Different types of correlations have been found between treatments, sonication times and color and between PPO and POD activities. In conclusion, the most effective combination to inhibit the enzymatic activities in cut potato will be the ultrasound effect with citric acid 1% + ascorbic acid 1% (1:1) solution and 20 minutes of sonication in case of polyphenol oxidase and the combination of citric acid 1% solution and sonication during 20 minutes for peroxidase.

L'enfosquiment enzimàtic en vegetals frescos, rics en compostos fenòlics, és causat per l'acció dels enzims polifenol oxidasa (PPO) i peroxidasa (POD). L'objectiu del present treball ha sigut determinar l'efecte dels ultrasons i diferents solucions àcides en la inhibició de l'enfosquiment enzimàtic en patata tallada. S'ha utilitzat un bany d'ultrasons de 42kHz de freqüència i 130W de potència a diferents temps (2, 5, 10 i 20 minuts) conjuntament amb solucions (a l'1%) d'àcid cítric, àcid ascòrbic i la combinació dels dos en proporció 1:1. S'han estudiat els efectes dels ultrasons tant en les solucions (pH, temperatura i el % de sòlids solubles) com en les mostres de patata. En el cas de les mostres, s'ha analitzat el color en l'espai CIE Lab (L*, C* h* i IC) i l'activitat enzimàtica mitjançant la mesura de la seva absorbància a λ=410nm en el cas de la polifenol oxidasa i λ=420nm per la peroxidasa, a partir de la reacció amb catecol i guaiacol amb peròxid d'hidrogen respectivament, obtenint lectures cada 30 segons durant 10 minuts. Els resultats indiquen que l'aplicació d'ultrasons incrementa la temperatura del bany amb el temps de sonicació però no té efecte sobre el pH. Els ultrasons sols o conjuntament amb els tractaments àcids i les concentracions utilitzades, disminueixen l'activitat de la polifenol oxidasa, tot i que el temps de sonicació afecta de manera diferent segons la solució aplicada. En la peroxidasa, la sonicació augmenta la seva activitat mentre que la combinació dels ultrasons amb solucions àcides la disminueixen (en menor proporció que en la PPO), tenint diferent efecte segons la solució emprada. S'han trobat diferents tipus de correlacions entre tractaments, temps de sonicació i color i entre les activitats de PPO i POD. En conclusió, les combinacions més efectives per inhibir les activitats enzimàtiques en mostres de patata tallada resulten se l'efecte dels ultrasons conjuntament amb una solució d'àcid cítric 1% + ascòrbic 1% i 20 minuts de sonicació en el cas de la polifenol oxidasa, i la combinació de la sonicació durant 20 minuts en una solució d'àcid cítric 1% per la peroxidasa.

El pardeamiento enzimático en vegetales frescos, ricos en compuestos fenólicos, es causado por la acción de las enzimas polifenol oxidasa (PPO) y peroxidasa (POD). El objetivo del presente trabajo ha sido determinar el efecto de los ultrasonidos y diferentes soluciones ácidas en la inhibición del pardeamiento enzimático en patata cortada. Se ha usado un baño de ultrasonidos de 42kHz de frecuencia y 130W de potencia a diferentes tiempos (2, 5, 10 y 20 minutos) conjuntamente con soluciones (al 1%) de ácido cítrico, ácido ascórbico y la combinación de ambos en proporción 1:1. Se han estudiado los efectos de los ultrasonidos tanto en las soluciones (pH, temperatura y % de sólidos solubles) como en las muestras de patata. En el caso de las muestras, se ha analizado el color en el Espacio CIE Lab (L*, C*, h* y IC) y la actividad enzimática mediante la medición de su absorbancia a λ=410nm en el caso de la polifenol oxidasa y λ=420nm en la polifenol oxidasa, a partir de la reacción con catecol y guayacol con peróxido de hidrógeno respectivamente, con lecturas cada 30 segundos durante 10 minutos. Los resultados indican que la aplicación de ultrasonido incrementa la temperatura del baño con el tiempo de sonicación pero no tiene efectos sobre el pH. Los ultrasonidos solos o conjuntamente con los tratamientos ácidos y las concentraciones utilizadas, disminuyen la actividad de la polifenol oxidasa, aunque el tiempo de sonicación afecta de distinta manera según la solución aplicada. En la peroxidasa, la sonicación aumenta su actividad mientras que la combinación de los ultrasonidos con las soluciones ácidas la disminuyen (en menor proporción que en la PPO), teniendo un efecto diferente según la solución empleada. Se han encontrado diferentes tipos de correlaciones entre tratamientos, tiempos de sonicación y color y entre las actividades de PPO y POD. En conclusión, las combinaciones más efectivas para inhibir las actividades enzimáticas en muestras de patata cortada resultan ser los ultrasonidos juntamente con una solución de ácido cítrico 1% + ascórbico 1% y 20 minutos de sonicación en el caso de la polifenol oxidasa, y la combinación de la sonicación durante 20 minutos en una solución de ácido cítrico 1% para la peroxidasa.