Triterpene Saponins as Bitter Components of Beetroot

• Autorzy: Katarzyna Mikołajczyk-Bator , Dariusz Kikut-Ligaj

Warianty tytułu

Saponiny triterpenowe jako gorzkie składniki buraka ćwikłowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Many varieties of beetroots (Beta vulgaris L.) are valued for their productivity as well as their content of nutrients and pigments from a group of betalains that have strong antioxidant properties. On the other hand, the strong bitterness of roots of several beet varieties is a frequent reason for their being not accepted by consumers. The hitherto published studies describe too vaguely the diversity of beetroot varieties in terms of their bitter taste. Up to now, it is still not clear, which of the secondary metabolites that naturally occur in beetroots is responsible for their bitter taste and aftertaste. The objective of this study was to determine the group of compounds that caused that beetroots had a bitter taste and bitter aftertaste of a high intensity level. The first stage in the research study was to select the most bitter beetroot cultivars based on the sensory characteristics of fresh beet roots (of their flesh and skin) of six cultivars ('Nochowski', 'Chrobry', 'Noe 21', 'Rywal', 'Opolski', and 'Wodan'). The sensory profile of the analysed group of beets showed that the flesh and skin of the 'Nochowski', 'Chrobry', and 'Noe 21' cultivars were characterized by the most intense bitterness. The 'Rywal', 'Opolski', and 'Wodan' cultivars were marked by a relatively low intensity level of the bitterness notes. A mixture of triterpene saponins was isolated from a lyophilisate in the roots of the 'Nochowski' cultivar that, according to the sensory evaluation results, was classified into the group with the strongest bitterness traits. The results of sensory analyses of the saponin mixture of the 'Nochowski' cultivar, its concentration being C = 1.3515 g/dm3, confirmed that the group of those compounds had a strong bitter taste comparable to that of the quinine solution at a C2 = 6.6 × 10-3 g/dm3 concentration. It was also proved that the beetroot extracts tested were a mixture composed exclusively of saponin compounds, which varied in their chemical structure. (original abstract)

Wiele odmian buraka ćwikłowego (Beta vulgaris L.) jest cenionych ze względu na plenność, zawartość składników odżywczych oraz barwników z grupy betalain, wykazujących silne właściwości przeciwutleniające. Z drugiej strony silna goryczka korzeni szeregu odmian buraków ćwikłowych jest częstą przyczyną ich nieakceptowania przez konsumentów. Dotychczas przedstawiane prace zbyt ogólnie charakteryzują zróżnicowanie odmian buraka ćwikłowego pod względem cech goryczkowych. Obecnie niewiadome jest również, które z naturalnie występujących metabolitów wtórnych korzeni buraka ćwikłowego odpowiadają za jego smak i posmak gorzki. Celem pracy było określenie grupy związków powodujących wysoką intensywność smaku i posmaku gorzkiego buraka ćwikłowego. Pierwszy etap badań dotyczył selekcji najbardziej gorzkich odmian buraków na podstawie ich cech smakowych (miąższu i skórek sześciu odmian ('Nochowski', 'Chrobry', 'Noe 21', 'Rywal', 'Opolski' i 'Wodan') świeżych korzeni buraka ćwikłowego. Charakterystyka sensoryczna badanej grupy buraków ćwikłowych wykazała, że najbardziej intensywną goryczką zarówno w miąższu, jak i w skórce odznaczają się odmiany 'Nochowski', 'Chrobry' i 'Noe 21'. Z kolei odmiany takie, jak: 'Rywal', 'Opolski' i 'Wodan' charakteryzowały się stosunkowo niską intensywnością cech goryczkowych. Mieszaninę triterpenowych saponin wyizolowano z liofilizatu korzeni odmiany 'Nochowski', zaklasyfikowanej wg ocen sensorycznych do grupy o najsilniejszych cechach goryczkowych. Wyniki badań sensorycznych wyizolowanej mieszaniny saponin o stężeniu C = 1,3515 g/dm3 z odmiany 'Nochowski' potwierdziły, że grupa tych związków wykazuje silny smak gorzki, porównywalny do roztworu chininy o stężeniach C2 = 6,6x10-3 g/dm3. Dowiedziono również, że badane ekstrakty buraka ćwikłowego stanowią mieszaninę złożoną wyłącznie ze związków saponinowych o zróżnicowanej strukturze chemicznej. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Vegetables; Food commodities; Food research; Food quality

PL

Warzywa; Towaroznawstwo żywności; Badanie żywności; Jakość żywności

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 23 (2016)
• Numer: nr 1 (104)
• Strony: 128--141

Twórcy

autor

Katarzyna Mikołajczyk-Bator

• Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

autor

Dariusz Kikut-Ligaj

• Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Bibliografia

• [1] Apers S., Baronikova S., Sindambiwe J.B., Witvrouw M., De Clercq E., Van Den Berghe D., Van Marck E., Vlietinck A.J., Pieters L.: Antiviral, haemolytic and molluscicidal activities of triterpenoid saponins from Maesa lanceolata: Establishment of structure-activity relationships. Planta Med., 2001, 67, 528-532.
• [2] Atamanova A.S., Brezhneva A.T., Slivkin I.A., Nikolaevskii A.V., Selemenev F.V., Mironenko V.N.: Isolation of saponins from table beetroot and primary evaluation of their pharmacological activity. Pharm. Chem. J., 2005, 39, 650-652.
• [3] Bader G.: Pharmacology and biopharmaceutics of triterpenoid saponins. Pharmazie, 1994, 49, 391- 400.
• [4] Bartoshuk L.M.: Comparing sensory experiences across individuals: Recent psychophysical advances illuminate genetic variation in taste perception. Chem. Senses, 2000, 25 (4), 447-460.
• [5] Baryłko-Pikielna N., Matuszewska I.: Sensoryczne badanie żywności. Podstawy. Metody. Zastosowania. Wyd. Nauk. PTTŻ, Kraków 2009.
• [6] Biegańska-Marecik R., Czapski J., Błaszczyk P.: Określenie wpływu odmiany i procesu technologicznego na występowanie smaku gorzkiego w buraku ćwikłowym. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2007, 52 (3), 62-70.
• [7] Chołuj A., Janiszowska W.: Allelopathic activity of saponin fraction from Beta vulgaris. Acta Biochim. Pol., 2006, 53, 58.
• [8] Copaja S.V., Blackburn C., Carmona R.:. Variation of saponin contents in Quillaja saponica Molina. Wood Sci. Technol., 2003, 37, 103-108.
• [9] Deterre S., Delarue J., Innocent C., Giampaoli P.: Evaluation of bitterness intensity of citrus products by an untrained panel using relative-to-reference rating. Food Nutr. Sci., 2012, 3, 80-88.
• [10] Dinehart M.E., Hayes J.E., Bartoshuk L.M., Lanier S.L., Duffy V.B.: Bitter taste markers explain variability in vegetable sweetness, bitterness, and intake. Physiol. Behav., 2006, 87 (2), 304-313.
• [11] Kidoń M., Czapski J.: Wpływ obróbki termicznej na zawartość barwników betalainowych i zdolność przeciwutleniającą buraka ćwikłowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2007, 50 (1), 124- 131.
• [12] Klewicka E.: Betacyjany - biodostępność i biologiczna aktywność. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2012, 81 (2), 5-21.
• [13] Kujawska M., Ignatowicz E., Murias M., Ewertowska M., Mikołajczyk K., Jodynis-Liebert J.: Protective effect of red beetroot against carbon tetrachloride- and N-nitrosodiethylamine-induced oxidative stress in rats. J. Agric. Food Chem., 2009, 57 (6), 2570-2575.
• [14] Le Berrre E., Boucon C., Knoop M., Dijksterhuis G.: Reducing bitter taste through perceptual constancy created by an expectation. Food Qual. Prefer., 2013, 28 (1), 370-374.
• [15] Li X.X., Davis B., Haridas V., Gutterman J.U., Colombini M.: Proapoptotic triterpene electrophiles (avicins) form channels in membranes: Cholesterol dependence. Biophys. J., 2005, 88 (4), 2577- 2584.
• [16] Lu G., Fellman J.K., Edwards C.G., Mattinson S.D., Narazio J.: Biosynthetic origin of geosmin in red beet. J. Agric. Food Chem., 2003, 51, 1026-1029.
• [17] Lu G., Fellman J.K., Edwards C.G., Mattinson S.D., Narazio J.: Quantitative determination of geosmin in red beets (Beta vulgaris L.) using headspace solid-phase microextraction. J. Agric. Food Chem., 2003, 51, 1020-1025.
• [18] Mikołajczyk-Bator K., Błaszczyk A., Czyżniejewski M., Kachlicki P.: Characterization and identification of triterpene saponins in the roots of red beet (Beta vulgaris L.) using two HPLC-MS systems. Food Chem., 2016, 192, 979-990.
• [19] Mroczek A., Kapusta I., Janda B., Janiszowska W.: Triterpene saponin content in the roots of red beet (Beta vlgaris L.) cultivars. J. Agric. Food Chem., 2012, 60, 12397-12402.
• [20] Oleszek W.A.:. Chromatographic determination of plant saponins. J. Chrom. A., 2002, 967, 147- 162.
• [21] PN-EN ISO 8586:2014-03. Analiza sensoryczna. Ogólne wytyczne wyboru, szkolenia i monitorowania wybranych oceniających i ekspertów oceny sensorycznej.
• [22] PN-EN ISO 8589:2010. Analiza sensoryczna. Ogólne wytyczne dotyczące projektowania pracowni analizy sensorycznej.
• [23] Sparg S.G., Light M.E., Van Staden J.: Biological activities and distribution of plant saponins. J. Ethnopharmacol., 2004, 94, 219-243.
• [24] Vongsangnak W., Gua J., Chauvatcharin S., Zhong J.: Towards efficient extraction of notoginseng saponins from cultured cells of Panax notoginseng. Biochem. Eng. J., 2004, 18,115-120.
• [25] Yoshikawa M., Murakami T., Kadoya M., Yamahara J., Matsuda H.: Medical Foodstuffs. III. Sugar Beet. (1): Hypoglycemic oleanolic acid oligoglycosides, betavulgarosides I, II, III, and IV, from the root of Beta vulgaris L. (Chenopodiaceae). Chem. Pharm. Bull., 1996, 44, 1212-1217.
• [26] Yoshikawa M., Murakami T., Kadoya M., Yamahara J., Matsuda H.: Medical Foodstuffs. XV. Sugar Beet. (2): Structures of betavulgarosides V, VI, VII, VIII, IX and X from the roots and leaves of sugar beet (Beta vulgaris L., Chenopodiaceae). Chem. Pharm. Bull., 1998, 46, 1758-1763.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2016/104/107