بهینه سازی تأثیر اسانس‌های طبیعی حاصل از میخک، زیره و رازیانه در غیر فعال‌سازی آنزیم پراکسیداز سیب درختی (گلدن دلیشز) با روش سطح پاسخ

نویسندگان
امیر دارایی گرمه خانی 1
نرجس آقاجانی 2
1 استادیار، گروه مهندسی ‌علوم و صنایع غذایی، دانشکده فنی و منابع طبیعی تویسرکان، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.
2 استادیار، گروه مهندسی ‌علوم و صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی بهار، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.
10.52547/fsct.18.111.67
چکیده
میوه‌ها و سبزیجات به علت دارا بودن آب زیاد و فعالیت آنزیمی بالا محصولاتی فساد پذیر هستند و سالانه مقدار زیادی از آن‌ها قبل از مصرف از بین می‌روند. برای کاهش ضایعات محصولات غذایی روش‌های مختلفی نظیر استفاده از حرارت یا نگه‌دارنده‌های شیمیایی مرسوم است اما افزایش تقاضای مصرف کنندگان به استفاده از مواد غذایی تازه و یا کمتر فرآوری شده باعث افزایش تحقیق در زمینه روش‌های نگهداری جایگزین شده است. در این مطالعه توانایی اسانس­های میخک، زیره و رازیانه (غلظت‌های 50، 75، 100 و ppm 200( در کاهش فعالیت آنزیم پراکسیداز (به عنوان یکی از عوامل مهم فساد بیو‌شیمیایی) در سیب درختی بررسی شد. اسانس میخک خالص و غلظت‌های 75 و ppm 100 اسانس میخک باعث کاهش 67/66 درصدی و غلظت‌های 50 و ppm 200 اسانس میخک به ترتیب باعث کاهش 15/48 و 97/62 درصدی فعالیت آنزیم پراکسیداز در نمونه سیب درختی شده است. اسانس زیره در کلیه غلظت‌های مورد استفاده منجر به کاهش 67/66 درصدی فعالیت آنزیم پراکسیداز در نمونه سیب درختی شده است. همچنین استفاده از غلظت‌های 50، 75 و ppm 100 اسانس رازیانه باعث کاهش 97/62 درصدی فعالیت آنزیم پراکسیداز در نمونه سیب درختی شده است در حالیکه با افزایش غلظت رازیانه اثر ممانعت کنندگی از فعالیت آنزیم پراکسیداز آن کاهش می‌یابد به طوری که استفاده از اسانس خالص رازیانه و غلظت ppm 200 آن به ترتیب باعث کاهش 52/18 و 56/55 درصدی فعالیت آنزیم پراکسیداز در نمونه سیب درختی شده است. نتایج بهینه سازی با روش سطح پاسخ نشان داد که کم‌ترین فعالیت آنزیم پراکسیداز برای اسانس‌های میخک، زیره و رازیانه به ترتیب در غلظت اسانس و زمان فعالیت آنزیمی ppm 200 و 40 ثانیه برای اسانس میخک، ppm 146 و 112 ثانیه برای اسانس زیره و ppm 130 و 183 ثانیه حاصل می‌شود.
کلیدواژه‌ها
سیب درختی
اسانس‌های طبیعی
آنزیم پراکسیداز
روش سطح پاسخ

موضوعات

عنوان مقاله English

Response surface optimization of the effect of natural essential oils from clove, cumin and fennel in golden delicious apple fruit peroxidase inactivation

نویسندگان English

Amir Daraei Garmakhany 1
Narjes Aghajani 2
1 Assistant professor of Bu- Ali Sina university
2 Assistant professor of Bu- Ali Sina university
چکیده English

Fruits and vegetables are perishable products due to their high water content and high enzymatic activity, and large amounts of them are deteriorated each year before consumption. Different methods such as the use of heat or chemical preservatives are common to reduce food waste, but increasing consumer demand for fresh or minimal processed foods has led to increased research for finding alternative preservation methods. In this study, the ability of clove, cumin and fennel essential oils (concentrations of 50, 75, 100 and 200 ppm) in reducing peroxidase enzyme activity (as one of the main factors of biochemical deterioration) in apple fruit was investigated. Clove essential oil in pure state and in concentrations of 100 and 75 ppm reduced 66.67% of the peroxidase enzyme activity while concentrations of 200 and 50 ppm of clove essential oil reduced 62.97 and 48.15% of the peroxidase enzyme activity in apple fruit respectively. Cumin essential oil in all applied concentrations led to a 66.67% reduction in peroxidase enzyme activity in apple fruit samples. Also, the use of concentrations of 100, 75 and 50 ppm of fennel essential oil has reduced 62.97% of peroxidase enzyme activity in apple fruit samples, while increasing the fennel essential oil concentration reduces its inhibitory effect on peroxidase enzyme activity so that the application of pure state and concentration of 200 ppm of fennel essential oil reduced 18.52 and 55.56% of peroxidase enzyme activity in apple fruit, respectively. The results of response surface optimization method showed that the lowest peroxidase enzyme activity for clove, cumin and fennel essential oils were obtained in essential oil concentration and enzyme activity time of 200 ppm and 40 seconds for clove essential oil, 146 ppm and 112 seconds for cumin and 130 ppm and 183 seconds for fennel essential oil respectively.

کلیدواژه‌ها English

Apple fruit
Natural essential oils
Peroxidase enzyme
Response surface method
[1] Rahemi, M. 2005. Post harvest physiology. an introduction to the physiology handling of fruit regetables arnamentals, 4th ed, Shiraz University press, 437 pp.
[2] Holley, R. A., and Patel, D. 2005. Improvement in shelf- life and safety of perishable foods by plant essential oils and smoke antimicrobials. Food Microbiology, 22: 273-292.
[3] Maskoki, A. M. 1998. The technology of essential oils and medicinal products production from medical herbs. Reported research at Iranian Research Organization for Science and Technology, Mashhad Unit (in Persian).
[4] Boyraz, N, and Ozcan, M. 2005. Inhibition of phytopathogenic fungi by essential oil, hydrosol, ground material and extract of summer savory (Satureja hortensis L.) growing wild in Turkey. International Journal of Food Microbiology, 1: 1-5.
[5] Lanciotti, R, Gianotti, A, Patrignani, F, Belletti, N, Gverzoni, M E, and Gardini, F. 2004. Use of natural aroma compound to improve shelf life and safety of minimally processed fruit. Trends in Food Science and Technology, 15: 201-208.
[6] Shahedi, M., and Kadivar, M. 1995. Principle of fruit and vegatables preservation. 1th ed, Shahr Kord University press, 318 pp.
[7] Fatemi, H. 2014. Principle of fruit and vegatables preservation. 12th ed, Sahami enteshar press, 480 pp.
[8] Sahari, M. A. 2002. Chemistry of bronian reaction in foods. 1th ed, Andishmand press, 128 pp.
[9] Ponec, AG, Del Valle, CE, and Roura, SI. 2004. Natural essential oil as reducing agents of perroxidase activity in leafy vegetable. LWT, 37: 199-204.
[10] Mohseni, M., Daraei Garmakhany, A., and Mohamadi Sani, A. 2018. Study of the effect of thyme essential oil on the reduction of peroxidase enzyme activity in black Spanish radish and green bean. Food Science and Technology, 15 (82): 63-71.
[11] Mohseni, M, Mohamadi Sani, and A, Daraei Garmakhani, A. 2015. An investigation on the effects of clove essence on deactivation of horseradish peroxidase. International journal of biology, pharmacy and allied science (IJBPAS), 4(7): 4891-4897.
[12] Shahabi Ghahfarrokhi, I., Daraei Garmakhany, A, Kashaninejad, M, and Dehghani, A. A. 2013. Estimation of Peroxidase Activity in red cabbage by Artificial Neural Network (ANN). ‎Quality Assurance and Safety of Crops and Foods, 5(2): 163-167.
[13] Daraei Garmakhany A, Aghajani N, Gohari Ardabili A. Optimization of Non-thermal Inactivation of Celery’s Peroxidase Enzyme by the Use of Response Surface Methodology. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology. 2017; 12 (1) :99-108
[14] Hemeda, HM, and Klein, BP. 1990. Effects of naturally occurring antioxidants on peroxidase activity of vegetable extracts. Journal of Food Science, 55: 184-186.
[15] Daraei Garmakhany, A, Mirzai, HO, Aghajani, N, and kashiri, M. 2010. Investigation of natural essential oil antioxidant activity on peroxidase enzyme in selected vegetable. Journal of Agricultural Science and Technology, 4 (3): 78-84.
[16] Kashaninejad, M, and Daraei Garmakhany, A. 2013. Application of essential oils as natural antioxidant in reduction of peroxidase enzyme activity. Reported research at Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resources, (in Persian).
[17] Nikos Gand Tzortzakis, A. 2007. Maintaining postharvest quality of fresh produce with volatile compounds. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 8: 11-116.
[18] Ercan, S. S, and Soysal, C. 2011. Effect of ultrasound and temperature on tomato peroxidase. Ultrasonics Sonochemistry, 18: 689-695.