Kara mürver (Sambucus nigra L.) pestili üretiminde yanıt yüzey yöntemi ile bileşen optimizasyonu: Fizikokimyasal özellikleri ve in vitro biyoerişilebilirliklerinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, farklı sükroz seviyeleri ile üretilen kara mürver pestilinde sıcak hava kurutma proses koşullarının yanıt yüzey yöntemi kullanılarak optimize edilmesi ve elde edilen ürünlerin toplam fenolik madde (TFM), toplam antioksidan kapasite (TAK) ve toplam monomerik antosiyanin (TMA) miktarlarının ortaya konularak, bu biyoaktif özelliklerin in vitro gastrointestinal sindirim süreci boyunca incelenmesi ve biyoerişilebilirliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Üretim koşullarının optimizasyonu için Box-Behnken deney tasarımı kullanılmış olup; bağımlı değişkenler TFM ve TAK (DPPH, CUPRAC, FRAP yöntemleri ile); bağımsız değişkenler ise sırasıyla kurutma sıcaklığı (60, 65, 70°C), sükroz miktarı (%12, %14, %16) ve pestil kalınlığı (2, 3, 4 mm) olarak belirlenmiştir. Deneysel olarak elde edilen pestillerin toplam fenolik içerik değerleri 145,62 ile 160,68 mg GAE/100 ka aralığında bulunmuştur. Meyvenin pestile işlenmesi sonucunda TFM değerinde ve TMA değerinde sırasıyla %62- %66 ve %2,7-%23,5 oranında azalma meydana gelmiştir. Benzer azalmalar DPPH, CUPRAC ve FRAP ile belirlenen TAK değerinde de sırasıyla %54-72, %48–75 ve %26–80 oranlarında bulunmuştur. İn vitro gastrointestinal sindirim sonucunda TFM, TMA ve TAK değeri sindirilmemiş pestil örneklerine kıyasla azalmıştır. Ayrıca, sükroz miktarı arttıkça sadece DPPH mide sindirimi sonrasında bir artma gözlemlenmiştir. Bununla birlikte sıcaklık arttıkça sindirilmemiş pestil örneklerinin TAK değeri (DPPH, CUPRAC, FRAP) ve mide sindirimi sonrası TAK (CUPRAC, FRAP) değerlerinde artış bulunmuştur. Pestil örneklerinin mide sindirimi sonrasındaki TFM değeri sıcaklıkla artarken; sindirilmemiş ile bağırsak sindirimi sonrasındaki örneklerin TFM değerleri sıcaklıkla azalmıştır. Ayrıca TFM (sindirilmemiş, mide ve bağırsak sindirimi) değeri sükroz içeriğiyle azalmıştır. Tüm pestil örneklerinde L* ve hueº değeri artarken; a*, b* ve kroma değerleri azalmıştır. Duyusal analiz sonuçlarına göre pestil örnekleri arasında renk, görünüm, koku, tat ve genel kabuledilebilirlik açısından anlamlı farklılık bulunmazken (p>0,05), çiğnenebilirlik ve yapışkanlık açısından istatiksel olarak anlamlı fark bulunmuştur(p<0,05). Yanıt yüzeyi yöntemi kullanılarak yanıtlar (TAK, TFM ve in-vitro gastrointestinal sindirim) ile değişkenler arasındaki ilişki, yüksek R2 değerlerine sahip indirgenmiş kübik, indirgenmiş kuadratik ve kuadratik modellerine en iyi şekilde uymuştur. Elde edilen tüm yanıtlar için 0,655 bileşik arzu edilebilirliğe sahip optimum koşul: 70°C kurutma hava sıcaklığı, %15,6 sükroz içeriği ve 4 mm dilim kalınlığı olarak belirlenmiştir.

This study aimed to optimize the hot air drying process conditions of elderberry pestil produced with different sucrose levels using response surface methodology and to determine the total phenolic content (TPC), total antioxidant capacity (TAC), and total monomeric anthocyanin (TMA) contents of the obtained products. Additionally, the bioactive properties were evaluated throughout the in vitro gastrointestinal digestion process, and their bioaccessibility was determined. For the optimization of production conditions, the Box-Behnken experimental design was used; dependent variables were TPC and TAC (measured by DPPH, CUPRAC, FRAP methods), and independent variables were determined as drying temperature (60, 65, 70°C), sucrose content (12%, 14%, 16%), and pestil thickness (2, 3, 4 mm). The total phenolic content of the pestil samples obtained experimentally was found to range from 145.62 to 160.68 mg GAE/100 g. Processing the fruit into pestil resulted in reductions in TPC and TMA values by 62-66% and 2.7-23.5%, respectively. Similar reductions were observed in TAC values, determined by DPPH, CUPRAC, and FRAP methods, at rates of 54-72%, 48-75%, and 26-80%, respectively. After in vitro gastrointestinal digestion, TPC, TMA, and TAC values decreased compared to undigested pestil samples. Additionally, an increase in DPPH was observed after stomach digestion only with increasing sucrose content. Moreover, as the temperature increased, the TAC values (DPPH, CUPRAC, FRAP) of undigested pestil samples and the TAC (CUPRAC, FRAP) values after stomach digestion increased. The TPC values after stomach digestion increased with temperature, whereas TPC values of undigested and intestinally digested samples decreased with temperature. Additionally, TPC values (undigested, stomach, and intestinal digestion) decreased with increasing sucrose content. In all pestil samples, L* and hueº values increased, while a*, b*, and chroma values decreased. According to sensory analysis results, there were no significant differences among pestil samples in terms of color, appearance, odor, taste, and overall acceptability (p>0.05), whereas significant differences were found in chewiness and stickiness (p<0.05). Using response surface methodology, the relationship between responses (TAC, TPC, and in vitro gastrointestinal digestion) and variables best fit the reduced cubic, reduced quadratic, and quadratic models with high R2 values. The optimal conditions for all responses with a composite desirability of 0.655 were determined as 70°C drying air temperature, 15.6% sucrose content, and a slice thickness of 4 mm.