Enhancement of antioxidant content of Elderberry («sambucus nigra») fruit by pulsed ultraviolet light followed by spray drying of Elderberry juice

• Main Author: Murugesan, Ramesh
• Other Authors: Valerie Orsat (Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2010
• Subjects: Agriculture - Food Science and Technology
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=97250

Atoms or groups of atoms with unpaired numbers of electrons are called free radicals with the potential to damage cells by reacting with cell components and these damages may lead to diseases such as cancer and accelerate the aging process. Fruits and vegetables contain a variety of antioxidant compounds and these antioxidants are important free radical scavengers. Elderberries (Sambucus nigra) are gaining attention since many researchers have demonstrated their high polyphenols and anthocyanin content and their bioavailable antioxidant properties. Pulsed light treatments are mainly used for disinfection purposes. Considerable research has been done to enhance the nutritional value of fruits using continuous UV light; however the application of pulsed UV light technology in functional development in foods is in its budding stage. The changes in total phenolic compounds in elderberry (Sambucus nigra) treated with various pulsed ultraviolet rays (UV) were investigated. Four pulsed UV durations (i.e. 5, 10, 20, 30 seconds) at three energy dosages (i.e. 0.45, 0.6, 1.1 J/cm2/pulse) were considered for this research. The highest increment in total phenolics, around 50%, was found with 1.1J/cm2/pulse for a 10 seconds treatment. Even though most of the treatments indicated an increase in total polyphenols, some treatments resulted in a decrease in phenolics when compared to the control. Spray drying of elderberry juice was investigated with varying air inlet temperature and feed flow rate. These operating parameters were optimized in terms of total phenolic content retention, color and recovery percentage of spray dried powder. The inlet temperature of 80°C with feed flow rate of 180 mL/hr gave better phenolic content retention but lower recovery of the powder i.e. less than 50%. To increase the recovery percentage, the elderberry juice was spray dried with five different wall materials, namely gum acacia, maltodextrin, soya protein powder, soya milk powder and isolated soya protein. Wall materials were evaluated in terms of total phenolic content retention, color of the powder and recovery percentage. The gum acacia and maltodextrin gave better results and higher recovery percentage with more than 70% powder recovery. In the storage stability evaluation, gum acacia turned out to be the best wall material with high phenolic content retention and low degradation in powder color. === Les atomes ou groupes d'atomes avec un nombre impair d'électrons sont appelés des radicaux libres qui ont un fort potentiel dommageable sur les cellules et ces dommages peuvent conduire à de nombreuses maladies comme le cancer et peuvent accélérer le processus de vieillissement. Les fruits et les légumes contiennent une variété de composés antioxydants et ces antioxydants sont d'importants piégeurs de radicaux libres. La baie de sureau (Sambucus nigra) attire l'attention des chercheurs de par sa forte propriété antioxydante. Les traitements pulsés à la lumière UV sont principalement utilisés pour des fins de désinfection. De la recherche a été menée par plusieurs pour l'utilisation des rayons UV en continu pour l'amélioration de la valeur nutritive de fruits, cependant l'utilisation d'un traitement pulsé UV pour le développement fonctionnel des aliments n'en est qu'à ses débuts. La concentration en polyphénols de baies de sureau (Sambucus nigra) traitées par différents rayons ultraviolets pulsés (UV) a été étudiée. Quatre durées de traitement UV pulsé (soit 5, 10, 20, 30 secondes) à trois doses d'énergie (soit 0,45, 0,6, 1,1 J/cm2/pulse) ont été considérées. La plus forte augmentation du nombre de composés phénoliques totaux, soit environ 50%, a été notée avec un traitement de 1.1 J/cm2/pulse pendant 10 secondes. Même si la plupart des traitements ont indiqué une augmentation en polyphénols totaux, certains traitements ont amené une diminution des composés phénoliques par rapport au contrôle.Le séchage par atomisation a été étudié à différentes températures et débit d'alimentation pour le jus de baie de sureau. Ces paramètres de séchage ont été optimisés en fonction de la conservation des phénols totaux, de la couleur et du pourcentage de récupération de la poudre. La température d'entrée de 80 ° C avec un débit d'alimentation de 180 mL/h furent sélectionnés pour leur meilleure rétention des composés phénoliques, cependant la récupération de la poudre était inférieure à 50%. Pour augmenter le pourcentage de récupération de la baie de sureau, le jus a été séché par atomisation avec cinq différents matériaux d'enrobage, soit gomme acacia, maltodextrine, poudre de protéines de soja, poudre de lait de soja et protéines de soja isolées. Les matériaux d'enrobage ont été évalués en fonction de la conservation des contenus en phénols totaux, la couleur de la poudre et le pourcentage de récupération de la poudre. La gomme acacia et la maltodextrine ont donné de meilleurs résultats et les plus hauts pourcentages de récupération de la poudre à plus de 70%. Lors de l'étude de la stabilité des poudres, la gomme acacia s'est avérée offrir la meilleure protection pour les polyphénols du sureau.