© Borgis - Postępy Fitoterapii 3/2016, s. 172-178
*Agnieszka Siembida1, Ewa Cieślik1, Maciej Bilek2
Zawartość anionów nieorganicznych w pędach szparaga lekarskiego (Asparagus officinalis L.) w zależności od metody ich obróbki hydrotermicznej
Inorganic anions’ content in Asparagus officinals L. shoots depending on their hydrothermal treatment’s method
1Katedra Technologii Gastronomicznej i Konsumpcji, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Kierownik Katedry: prof. dr hab. inż. Ewa Cieślik
2Katedra Inżynierii Produkcji Rolno-Spożywczej, Wydział Biologiczno-Rolniczy, Uniwersytet Rzeszowski
Kierownik Katedry: prof. dr hab. inż. Stanisław Sosnowski
Streszczenie
Wstęp. Potencjalnie niekorzystne oddziaływania nieorganicznych anionów, tj. Cl-, NO3-, NO2-, PO43-, SO42- na organizmy żywe stwarza w środowisku naturalnym konieczność monitorowania ich ilości. Instrumentalną techniką analityczną przeznaczoną do jednoczesnej wieloanionowej analizy różnorodnych materiałów jest wysokosprawna chromatografia jonowa (HPIC). Technika ta umożliwia oznaczenie cząsteczek o charakterze jonowym na niskich poziomach stężeń m.in. w roztworach otrzymanych po ich ekstrakcji z badanych materiałów.
Cel pracy. Celem badań było określenie zawartości anionów nieorganicznych w pędach szparaga lekarskiego (Asparagus officinalis L.) w zależności od zastosowanej metody obróbki hydrotermicznej.
Materiał i metody. W badaniu wykorzystano białe oraz zielone pędy szparaga lekarskiego odmiany Geynlim, pozyskane z gospodarstwa rolnego położonego koło Warszawy.
Wyniki. W badanych próbkach pędów szparaga nie stwierdzono zawartości azotanów (III) i azotanów (V). Średnia zawartość chlorków, fosforanów (V) oraz siarczanów (VI) w badanych próbkach szparaga kształtowała się na poziomie (odpowiednio): 2,84; 2,80 oraz 1,39 mg/g suchej masy pędu.
Wnioski. Gotowanie tradycyjne jest najlepszą metodą obróbki hydrotermicznej białych pędów szparaga lekarskiego, gdyż w największym stopniu obniża w nich zawartość zarówno fosforanów (V), jak i siarczanów (VI). Z kolei w przypadku zielonych pędów szparaga lekarskiego gotowanie przy użyciu kuchenki mikrofalowej jest zalecaną metodą ich obróbki hydrotermicznej, gdyż w większym stopniu obniża w nich zawartość wymienionych anionów nieorganicznych.
Summary
Introduction. Potential adverse effects of inorganic anions such as Cl-, NO3-, NO2-, PO43-, SO42- on organisms in the environment creates the need to monitor their quantity. Instrumental analytical technique designed for simultaneous multi-anion analysis of different materials is the High Performance Ion Chromatography (HPIC). This technique allows the determination of ionic molecules at low concentration levels include in the solutions obtained after the extraction of the tested materials.
Aim. The aim of the study was to determine the content of inorganic anions in the shoots of asparagus (Asparagus officinalis L.) depending on the method of hydrothermal treatment.
Material and methods. The study used the white and green shoots of asparagus Geynlim varieties obtained from agricultural holding located near Warsaw.
Results. Test samples of asparagus shoots did not contain nitrites and nitrates. The average content of chlorides, phosphates and sulfates in the tested samples of asparagus was at the level (as appropriate): 2.84; 2.80 and 1.39 mg/g dry weight.
Conclusions. Traditional cooking is the best method of white asparagus shoots’ hydrothermal treatment because they decreases in them both content of phosphates and sulfates. In turn, the microwave cooking is the best method of green asparagus shoots’ hydrothermal treatment because they decreases in them content of all determined inorganic anions.
Wstęp
W świetle dostępnych danych piśmiennictwa szparag lekarski (Asparagus officinalis L.) to jednoliścienna bylina należąca do rodziny Szparagowatych (Asparagaceae). Istnieje ponad 150 gatunków szparaga, jednak tylko szparag lekarski zaliczany jest do jadalnych (1). Szparag lekarski to roślina lecznicza o udowodnionym działaniu przeciwzapalnym i przeciwgrzybiczym (2), jednakże warzywo to cechuje również niska wartość energetyczna, a zarazem wysoka wartość odżywcza (3). W czasach gdy zauważalny jest znaczny wzrost zainteresowania społeczeństwa zdrową, zbilansowaną dietą, fakt ten może przyczynić się do spopularyzowania i zwiększenia spożycia tego warzywa. Szparag lekarski to bylina zasobna w wiele związków bioaktywnych, które mogą wzmacniać, osłabiać lub modyfikować funkcje fizjologiczne i metaboliczne organizmu (4). Wśród najważniejszych związków bioaktywnych obecnych w szparagach wyróżnić należy: fruktany, saponiny, sterole, składniki mineralne, witaminy, aminokwasy i białka (3).
Oprócz związków bioaktywnych, istotnym parametrem jakościowym oraz zdrowotnym warzyw i owoców jest zawartość w nich anionów nieorganicznych, tj. Cl–, NO3–, NO2–, PO43–, SO42–. Instrumentalną techniką analityczną zalecaną do jednoczesnej wieloanionowej analizy różnorodnych materiałów jest wysokosprawna chromatografia jonowa (ang. High Performance Ion Chromatography – HPIC). Technika ta umożliwia oznaczenie substancji na niskich poziomach stężeń, nie tylko bezpośrednio w środowiskowych próbkach płynnych, ale także w roztworach otrzymanych po ekstrakcji badanych materiałów (5).
Cel pracy
Celem niniejszej pracy było określenie zawartości anionów nieorganicznych w pędach szparaga lekarskiego (Asparagus officinalis L.) w zależności od zastosowanej metody obróbki hydrotermicznej.
Materiał i metody
Materiał badawczy stanowiły białe oraz zielone pędy szparaga lekarskiego (Asparagus officinalis L.) odmiany Geynlim pozyskane w sezonie wegetacyjnym 2013 (czerwiec) z wyspecjalizowanego gospodarstwa rolnego położonego koło Warszawy.
Przed przystąpieniem do właściwych analiz pędy szparaga zostały najpierw wymyte pod wodą i posortowane, gdyż do analizy wykorzystywano jedynie pędy o średnicy od 12 do 20 mm szerokości, a następnie poddane procesowi blanszowania (100°C, 4 min). W dalszej części badań pędy poddano procesowi obróbki kulinarnej, przy czym stosunek ilościowy materiału do wody w każdym przypadku stanowił 1:2. Z kolei czas obróbki stanowił odpowiednio 17 min dla gotowania tradycyjnego oraz 4 min dla gotowania w kuchence mikrofalowej. Materiał badawczy został następnie zamrożony w temperaturze -80°C celem poddania go procesowi liofilizacji oraz ponownie rozdrobniony w młynku elektrycznym. Tak otrzymany liofilizat został poddany dalszym analizom w kierunku oznaczenia suchej masy oraz zawartości anionów nieorganicznych, takich jak: chlorki, fosforany (V), siarczany (VI) oraz azotany (III) i (V). Wszystkie analizy przeprowadzono w dwóch powtórzeniach.
Celem oznaczenia zawartości anionów nieorganicznych w próbkach szparaga lekarskiego odważano 0,5 g surowca z dokładnością do 0,001 g i ekstrahowano 50 ml wody dejonizowanej na łaźni ultradźwiękowej w temperaturze 80°C przez 30 min. Następnie próbki wirowano z prędkością 4500 obr./min przez 20 min, ciecz znad osadu zlewano do kolbek miarowych i uzupełniano wodą dejonizowaną do objętości 50 ml. Analizę chromatograficzną poprzedzało przesączenie próbek ekstraktu przez filtry strzykawkowe MCE o średnicy porów 0,22 μm.
Do analiz stosowano chromatograf jonowy Dionex ICS 1000, sterowany przez program Chromeleon w wersji 6.8. Fazę ruchomą sporządzono, rozcieńczając 100-krotnie roztwór wyjściowy węglanu i wodorowęglanu sodu (0,8 mol Na2CO3/0,1 mol NaHCO3) i wprowadzono do kolumny analitycznej AS 14A. Stosowano przepływ izokratyczny o natężeniu przepływu strumienia fazy ruchomej 1 ml/min. Rozdzielenie chromatograficzne prowadzono na kolumnie analitycznej IonPack AS 14A firmy Thermo Scientific wraz z kolumną ochronną AS 14G. Kolumnę termostatowano w temperaturze 30°C. Stosowano detekcję konduktometryczną, a temperatura celki pomiarowej wynosiła 35°C. Do tłumienia przewodnictwa fazy zastosowano supresor ASRS-4 mm. Częstotliwość rejestracji danych ustalono na 5.0 Hz.
Chromatogramy opracowywano w programie Chromeleon 6.8. Analizę zawartości anionów nieorganicznych prowadzono w oparciu o własną, zwalidowaną procedurę analityczną. Określona została liniowość odpowiedzi detektora na określone stężenia roztworów wzorcowych w zakresie od 10 do 80,0 mg/l dla badanych anionów – chlorków, fosforanów (V), siarczanów (VI) oraz azotanów (III) i (V), przy jednoczesnym doświadczalnym wykazaniu liniowości wskazań detektora dla prognozy 25%. Precyzję opisanej metody analitycznej potwierdzano poprzez dwukrotne powtarzanie nastrzyku zestawu wzorców i każdej z próbek.
Swoistość metody została potwierdzona poprzez porównanie czasów retencji pików uzyskanych dla badanych próbek z czasami retencji wzorców siedmiu anionów nieorganicznych, w tym chlorków, fosforanów (V), siarczanów (VI) oraz azotanów (III) i (V). Przeprowadzoną analizę poprzedziło wykonanie kalibracji z użyciem zestawu wzorców siedmiu anionów nieorganicznych, w tym chlorków, siarczanów (VI), fosforanów (III) oraz azotanów (III) i (V) i wykreślenie pięciopunktowej krzywej kalibracyjnej. Dla każdej próbki nastrzyki powtarzano dwukrotnie.
Zgromadzone wyniki zostały opracowane statystycznie za pomocą analizy wariancji dwuczynnikowej (czynnikiem różnicującym grupy była odmiana szparagów oraz sposób zastosowanej obróbki technologicznej) przy wykorzystaniu programu Statistica v. 10.0. W dalszej części analizy statystycznej, w celu wskazania istotnych różnic pomiędzy badanymi odmianami zastosowano test post hoc typu Tukeya. Różnice uznano za istotne statystycznie przy p < 0,05.
Wyniki
W badanych próbkach pędów szparaga nie stwierdzono zawartości azotanów (III) i azotanów (V).
W tabeli 1 przedstawiono wyniki oznaczenia zawartości chlorków w białych pędach szparaga lekarskiego. Ze względu na stwierdzoną w pozostałych próbkach elucję chlorków z niezidentyfikowaną substancją, uniemożliwiającą ilościowe określenie ich stężenia, za wynik dodatni przyjęto obecność chlorków w badanym materiale. Nie odnotowano istotnie statystycznej zależności (p < 0,05) pomiędzy zawartością chlorków w świeżych oraz mrożonych białych pędach szparaga lekarskiego.
Tab. 1. Zawartość chlorków w badanych próbkach
| Rodzaj obróbki technologicznej | Odmiana | Zawartość chlorków
[mg/g suchej masy]
(n = 2) | Średnia ± SD
[mg/g suchej masy]
(n = 2) |
| Świeże gotowane tradycyjnie | białe | 2,88 | 2,89a ± 0,01 |
| 2,90 |
| Mrożone gotowane tradycyjnie | białe | 2,81 | 2,79a ± 0,04 |
| 2,76 |
| Średnia ± SD [mg/g suchej masy] (n = 4) | 2,84 ± 0,07 |
Te same litery (a-g) oznaczają brak statystycznie istotnych różnic pomiędzy grupami eksperymentalnymi (p > 0,05)
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Daningsih E. Crown development and related changes in morphology and physiology of asparagus plants associated with their productivity. Praca doktorska 2004. 2. Xiong G, Zhou M, Ye L i wsp. The change of functional components in Asparagus officinalis during storage period. Food Sci 2005; 26(9):537-9. 3. Cieślik E, Siembida A. Charakterystyka wartości odżywczej i właściwości prozdrowotnych szparaga lekarskiego (Asparagus officinalis L.). Post Fitoter 2011; 4:275-81. 4. Guaadaoui A, Benaicha S, Elmajdoub N i wsp. What is a bioactive compound? A combined definition for a preliminary consensus. Int J Nutr Food Sci 2014; 3(3):174-9. 5. Balcerzak M, Janiszewska J. Wieloanionowa analiza materiałów środowiskowych techniką chromatografii jonowej. Ochr Środ Zasob Natur 2011; 50:78-87. 6. Biegańska-Marecik R, Walkowiak-Tomczak D, Radziejewska-Kubzdela E. Zmiany zawartości azotanów (V) i (III) w szpinaku mało przetworzonym, pakowanym i przechowywanym w atmosferze modyfikowanej. Żywn Nauka Technol Jakość 2008; 4(59):251-60. 7. Gajewska M, Czajkowska A, Bartodziejska B. Zawartość azotanów (III) i (V) w wybranych warzywach dostępnych w handlu detalicznym regionu łódzkiego. Ochr Środ Zasob Natur 2009; 40:388-95. 8. Murawa D, Banaszkiewicz T, Majewska E i wsp. Zawartość azotanów (III) i (V) w wybranych gatunkach warzyw i ziemniakach dostępnych w handlu w Olsztynie w latach 2003-2004. Brom Chem Toksykol 2008; 41(1):67-71. 9. Raczuk J, Wadas W, Głozak K. Nitrates and nitrites in selected vegetables purchased at supermarkets in Siedlce, Poland. Roczniki PZH 2014; 65(1):15-20. 10. PN-92/A-75112. Owoce, warzywa i ich przetwory. Oznaczenie zawartości azotanów i azotynów. 11. Santamaria P. Nitrate in vegetables: Toxicity, content, intake and EC regulation. J Sci Food Agric 2006; 86:10-7. 12. Shalaby T, Sator C, Haneklaus S i wsp. Influence of variety and cultivation on mineral elements and protein content of asparagus (Asparagus officinalis L.). Acta Hort 2004; 629:313-9. 13. Ubyszewska M, Janiszewska J, Balcerzak M. Oznaczanie nieorganicznych anionów w próbkach warzyw techniką chromatografii jonowej. [W:] Michalski R (red.). Wybrane zastosowanie chromatografii jonowej. Wyd Śląskiej Wyższej Szkoły Zarządzania im Gen J Ziętka, Katowice 2010; 43-52. 14. Sowa A, Janiszewska J, Balcerzak M. Ziemniaki – chemicznie, nieorganicznie i jonowo. [W:] Michalski R (red.). Chromatografia jonowa. Wyd Śląskiej Wyższej Szkoły Zarządzania im Gen J Ziętka, Katowice 2011; 90-101. 15. Bilek M, Matłok M, Gorzelany J, Kaniuczak J. Zastosowanie metody HPLC-ELSD i HPIC-CD do oceny składu chemicznego owoców pomidora szklarniowego. Bromat Chem Toksykol 2014; 47(2):172-9.
