Influence of processing design on the accessibility of phenolics in blueberry (vaccinium corymbosum L.) pure�s: the effect of hydration and microstructural properties
Creators: name: BRAMBILLA, ADA ELISABETTA
Publisher: name: Universit� degli Studi di Milano
Year: 2016

description: I frutti di mirtillo (Vaccinium corymbosum L.) costituiscono una importante fonte naturale di composti fenolici e puree congelate preparate da queste bacche possono essere considerate prodotti versatili a elevato valore aggiunto, ottenuti senza che ci siano perdite dovute a scarti di lavorazione e, quindi, potenzialmente ricchi di tutti i composti bioattivi che sono caratteristici della bacca. Colore, flavour e propriet� salutistiche rendono le puree di mirtillo congelate prodotti utili nel settore in crescita della ?frutta da bere? (smoothies). I prodotti liquidi a base di frutta e ortaggi sono percepiti dai consumatori come salutari e ?comodi?, poich� gi� pronti per il consumo. Tuttavia i fenomeni che legano i processi di lavorazione alle propriet� funzionali in questo tipo di matrici non sono ancora stati approfonditi. Per questo motivo negli ultimi anni � cresciuta la ricerca nel settore delle sospensioni alimentari, in particolare volta allo studio delle propriet� nutrizionali e funzionali di puree a base vegetale come salse, puree e zuppe. Per effetto dei trattamenti meccanici e termici, in queste matrici i tessuti vegetali originari perdono la loro continuit�, si origina un nuovo sistema costituito da particelle solide in liquidi viscosi e le molecole bioattive trovano una nuova ripartizione tra la fase liquida e il particolato. I polimeri delle pareti cellulari (CWM), interagendo sia con l?acqua che con i soluti, influenzano il destino alimentare dei componenti bioattivi dispersi nella nuova matrice. La ripartizione dei composti fenolici tra le componenti solida e liquida del prodotto vegetale costituisce quindi una variabile tecnologica e nutrizionale rilevante. Nonostante l?importanza di questi aspetti, esistono pochi studi che esplorino le relazioni tra processo di trasformazione, microstruttura e funzionalit� in matrici reali e, in particolare, nei prodotti da frutta derivati da mirtillo.. Nel presente progetto � stata studiata l?influenza dei trattamenti termici e meccanici sulla disponibilit� e accessibilit� dei composti fenolici in puree di mirtillo, considerando sia il contenuto totale dei composti fenolici bioattivi sia la proporzione tra costituenti fenolici legati alle particelle e dissolti, approfondendo, con un approccio complementare, gli aspetti biochimici, fisico-chimici e microstrutturali. Nel primo stadio di questa ricerca (Topic 1) si � redatto uno schema del processo di trasformazione per la produzione di omogenati di mirtillo combinando trattamenti meccanici e termici di intensit� crescente e pianificando i trattamenti termici prima o dopo le fasi di omogenizzazione. Agendo sui tempi di scottatura (BL) e di frullatura (H) e sull?ordine di queste fasi operative e replicando il piano di trasformazione in tre giorni consecutivi, si sono ottenute, da mirtilli previamente sottoposti a surgelazione rapida individuale, tre serie di 23 campioni di frutti/omogenati differenti. Nella seconda parte di questa ricerca (Topic 2) sono stati esaminati gli effetti dell?ordine e della durata delle operazioni di scottatura e omogenizzazione sulle propriet� chimico-fisiche e di idratazione dei prodotti. La forza con cui la matrice dell?omogenato trattiene la frazione liquida limita la mobilit� dei metaboliti bioattivi dissolti nella matrice e i fenomeni di sineresi, influenzando, quindi, le caratteristiche sensoriali, strutturali e nutrizionali del prodotto. � stata quindi misurata la quantit� di siero rilasciata dai campioni omogenati per gravit� (G), per effetto combinato di gravit� e capillarit� (FP) e per centrifugazione (C), come pure il volume alla massima idratazione delle particelle (SC, capacit� di rigonfiamento), l?attivit� dell?acqua (aw) e i principali parametri qualitativi. � emerso che per le puree la capacit� di trattenere i liquidi aumenta all?aumentare del tempo del blanching (BL). Le puree BL+H hanno quantit� maggiori di acqua intrappolata o debolmente legata delle puree H+BL, indicando che l?ordine delle operazioni agisce sull?acqua strettamente legata, mentre il tempo di BL agisce sull?acqua debolmente legata. L?effetto delle forze meccaniche sul volume dinamico del CWM � pi� pronunciato nei campioni BL+H, in quanto le fibre del frutto sono state allentate dal trattamento termico preliminare, mentre nelle puree H+BL il trattamento di omogenizzazione preliminare ha aumentato l? area superficiale dei CWM, ma non il loro volume dinamico (SC). La terza parte della ricerca (Topic 3) � stata dedicata a determinare l?influenza dello schema di trasformazione sulla composizione in antocianine e composti fenolici delle frazioni liquida (facilmente accessibili) e solida (scarsamente accessibile) dell?omogenato. I composti fenolici dissolti sono stati campionati nelle frazioni liquide separate per gravit� naturale o per centrifugazione dai prodotti, mentre i polifenoli associati alle particelle di tessuto sono state estratte con solventi selezionati. Le frazioni liquide e gli estratti sono stati analizzati per i composti fenolici totali (TPC), gli indici di colore e per gli antociani totali e individuali tramite tecniche spettrofotometriche e cromatografiche. La scottatura dei frutti intatti non ne modifica TPC e MAP, tuttavia aumenta il rilascio di TPC dai compartimenti originari del frutto e /o protegge gli stessi dalla degradazione ossidativa durante la successiva omogenizzazione. Ne consegue che TPC e MAP sono maggiori nelle puree BL+H che in quelle H+BL). Inoltre, nelle puree, il blanching preliminare delle bacche (BL+H) determina un maggior rilascio di MAP nella frazione liquida del prodotto mentre il blanching della matrice gi� omogenata (H+BL) determina un aumento della proporzione di TPC e MAP legati alla frazione solida. L?analisi HPLC-DAD ha indicato che il maggior recupero di composti antocianici nelle puree BL+H ripetto alle H+BL � collegato all?effetto protettivo nei confronti di delfinidine e petunidine del trattamento BL iniziale sulle bacche. Inoltre, negli omogenati, le delfinidine sono principalmete associate al CWM e le malvidine alla fase liquida. Una parte rilevante dei fenomeni chimico-fisici e biochimici studiati avviene a livello microscopico, fra pareti cellulari e membrane. Perci� l?ultima parte della ricerca (Topic 4) � stata dedicata allo studio della microstruttura dei campioni, separando per sedimentazione i componenti del particolato degli omogenati e analizzando tramite microscopia in fluorescenza le caratteristiche istochimiche sia dei frutti di mirtillo prima e dopo trattamento termico sia del particolato. Nei prodotti BL+H sono presenti cellule singole e la continuit� delle membrane e delle pareti � meglio preservata, ma l?ultrastruttura delle pareti cellulari � profondamente alterata, con fibrille di cellulosa ?strappate? dalla superficie della parete e un reticolo diffuso di cellulosa fibrillare che incrementa l?area superficiale attiva della matrice. Nei prodotti H+BL sono evidenti agglomerati di cellule pi� grandi e aggrovigliati nei quali la continuit� delle pareti cellulari e delle membrane � persa, producendo un minore volume della fase particolata e una maggiore quantit� di materiale citoplasmatico libero.