BAZI OKTOPLOİD VE DİPLOİD ÇİLEKLERİN FİTOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ, ANTİOKSİDAN KAPASİTESİ VE MİNERAL MİKTARLARININ BELİRLENMESİ Mehmet AKBULUT 1, Çetin ÇEKİÇ 2, Ahmet ÜNVER 1 1 Selçuk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Gıda Mühendisliği Böl. 42031 Kampüs-KONYA 2 Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bahçe Bitkileri Böl. 60250-TOKAT ÖZET Tokat ölgesinden toplanan 4 farklı çilek (Gökal1, Gökal2, Maraline ve F.vesca) ve Konya-Akşehir bölgesinden toplanan 1 çilek çeşidinin (Fragaria arten) fitokimyasal özellikleri, antioksidan kapasitesi ve mineral madde dağılımları belirlenmiştir. Çileklerde en yüksek antosiyanin miktarı 273,89 mg/kg ile F.arten den tespit edilirken en düşük değer 96,86 mg/kg ile Gökal 1 de bulunmuştur. Askorbik asit ve fenolik madde bakımından da zengin olan çileklerin en yüksek askorbik asit miktarına 75,47 mg/100 g ile F.vesca (Dağ Çileği) da rastlanmıştır. Toplam fenolik madde içerikleri ise 955,14 mg/kg (Gökal 1)-3579,42 mg/kg (F.arten) arasında bulunmuştur. Antioksidan kapasitesi bakımından da zengin olan çileklerin içerisinde en yüksek antioksidan kapasiteye sahip çilek çeşidi F.arten tesbit edilmiştir. Meyveler mineral bakımından da zengin olup en yüksek mineral maddeler sırasıyla K, P, Ca, Mg, Na ve Fe olarak belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Yabani çilek, fitokimyasal özellikler, Antioksidan Kapasitesi (DPPH), Mineral madde DETERMINATION OF PHYTOCHEMİCAL PROPERTİES, ANTIOXİDANT CAPACITY AND MINERAL CONTENTS OF SOME OCTOPLOID AND DIPLOID STRAWBERRIES ABSTRACT Phytochemicals, antioxidant capacity and minerals of 4 different varieties of wild strawberry obtained from Tokat regions and one variety of strawberry (Fragaria arten) abtained from Konya-Akşehir region in Turkey were determined. While the highest anthocyanin content in strawberries was determined as 273,89 mg/kg for F.arten variety, the less anthocyanin content in strawberries was determined as 96,86 mg/kg for Gökal 1. All of strawberry varieties have potential for the ascorbic acid and phenolics. The highest ascorbic acid content were determined as 75,47 mg/kg for F.vesca (wild strawberry). Total phenolic contents of the strawberries were found between 955,14 mg/kg to 3579,42 mg/kg. The highest minerals were determined as K, P, Ca, Mg, Na and Fe, respectively. Key Words: Wild strawberry fruits, phytochemical properties, Antioxidant capacity, Mineral contents GİRİŞ Günümüzde dietlerde mevcut olan fitokimyasalların antioksidan aktivitelerine karşı artan bir ilgi vardır. Epidemiyolojik çalışmalar yüksek fenolik miktarına sahip meyve ve sebzelerin tüketiminin kardio- ve serebro-vaskular hastalıkların ve kanser ölümlerinin üzerinde azaltıcı bir etkisinin olduğunu göstermektedir (Hertog ve ark., 1997a,b).Fenolik bileşikler, özellikle antosiyaninler serbest radikalleri tutarak faydalı etkilerde bulunabilmektedirler. Meyve ve sebze dietlerinden elde edilen önemli bir yarar karotenoitler, askorbatlar, tokoferoller ve fenolikleride dahil antioksidan tüketimini artırabilirler (Ames ve ark., 1993). Bir fenolik gurubu olan flavonoitler güçlü in vitro antioksidanlardır (Rice-Evans ve ark., 1996; Wang ve ark. 1997) ve flavonlar, izoflavonlar, flavononlar, kateşinler ve antosiyanin olarak bilinen kırmızı, mavi ve mor pigmentler gibi bileşikleri kapsamaktadır (Mazza ve Miniati, 1993). Wang ve ark. (1996) vitamin C nin, meyvelerdeki
antioksidan kapasitesinin temel kaynağı olduğunu gözlemlemişlerdir. Kahkönen ve ark. (1999) fenolik madde içeren bir çok meyve ekstraklarının antioksidan aktivitelerini incelemiş ve bu meyvelerden çileklerin fenolik madde miktarı ve antioksidan aktivitesinin bir çok meyveden düşük olduğunu rapor etmişlerdir. Fakat bunun aksine Wang ve ark. (1996) taze çilek ekstraklarının trolox dan 15 kez daha yüksek toplam antioksidan kapasitesine sahip olduğunu ve erik gibi birçok meyveden daha büyük aktiviteye sahip olduğunu rapor etmişlerdir. Bu çalışmanı önemi fitokimyasal özellikleri, antioksidan aktiviteleri ve mineral miktarları tesbit edilen çilekler üzerine herhangi bir çalışmaya rastlanılmamasıdır. Bu çalışma aynı zamanda çilkelerin antioksidan kapasitesinin belirlenmesinin yanı sıra antioksidan kapasitesini etki adebilecek fenolik maddeler, antosiyaninler, C vitamini ve diğer bazı fitokimyasal maddeler geniş bir mineral madde gurubunun tesbit edilmesi açısından son derece önemlidir. MATERYAL VE METOT: Materyal: Araştırmada materyal olarak Tokat bölgesinden toplanan 4 farklı yabani çilek çeşidi (Gökal1, Gökal2, Maraline, Fragaria vesca) ve Konya-Akşehir bölgesinden alınan 1 kültür çilek çeşidi (Fragaria arten) kullanılmıştır. Çilek çeşitleri hasat edilir edilmez -18 o C de dondurularak laboratuvara ulaştırılmış ve -18 o C deki derin dondurucuda analiz anına kadar muhafaza edilmiştir. Metot: Fizikokimyasal özelliklerden ph, titrasyon asitliği, suda çözünebilir katı madde (Briks), toplam şeker, invert şeker ve sakkaroz Cemeroğlu (1992); ham protein, kül, kuru madde AOAC (1984); ham yağ, Doğan ve Başoğlu (1985) na göre belirlenmiştir. Toplam fenolik madde, toplam antosiyanin miktarlarını ve antioksidan kapasitesi belirlenmesi için meyveler öncelikle ekstraksiyona tabi tutuldu. Ekstraksiyon için 14 g örnek üzerine 40 ml metanol ilave edilerek bir homojenizatörde 5 dakika süreyle homojenize edildi. Metanol ile ekstarkte edilen örnekler yüksek devirli bir santrifüjden geçirilerek sanrifüj edildi. Santrifüj sonunda üstte kalan berrak sıvı alınarak başka bir kaba konuldu ve analiz anına kadar -18 o C de derin dondurucuda muhafaza edildi (Kim ve Padilla-Zakour, 2004) Toplam fenolik madde ekstrakte edilen örneklerden Folin-Ciocalteu kimyasalı kullanılarak kolorimetrik olarak spektrofotometrik yöntem ile belirlenmiştir (Spanos ve Wrolstad, 1992). Toplam antosiyanin miktarı ph diferansiyel metodu yöntemi ile belirlenmiştir (Giusti ve Wrolstad, 2001). Antioksidan kapasitesi ölçümü için metanolde çözünebilen yaygın olarak mevcut olan serbest radikal (DPPH.+ - 2,2 dipheyl-1- picrylhydrayl) kullanıldı (Brand-Williams ve ark., 1995) ve antioksidan aktivitesi spektrofotometrede 515 nm dalga boyundaki azalmayla ölçülmüştür. Renk, MINOLTA CR 400 (Japonya) model kolorimetre ile L (100: beyaz, 0: siyah), a (+: kırmızı; -: yeşil) ve b (+: sarı; -: mavi) değerleri ölçülerek belirlenmiştir. Ölçümden önce cihaz beyaz referans bir tabaka (No: 14533046) ile kalibre edildi. Mineral madde analizi için yaklaşık olarak 0,5 g kurutulmuş çilek yakma kabının içerisine konuldu ve 15 ml saf HNO 3 ilave edildi. Örnekler MARS 5 mikrodalga içerisinde 200 o C de yakılarak kül haline getirildi ve daha sonra çözünmüş kül ultra saf su ile belirli hacime kadar seyreltildi. Konsantrasyonlar aşağıdaki koşullarda ICP-AES ile tayin edildi (Skujins, 1998). ICP-AES in çalışma koşulları : Alet ICP-AES (Varian-Vista 0,7-1,2 kw) (1,2-1,3 kw, Axial) Plazma gaz akış hızı (Ar) 10,5-15 l/dk (radyal) 15 l/dk (axial) Yardımcı gaz akış hızı (Ar) 1,5 l/dk. Görüntüleme yüksekliği 5,12 mm Kopyalama ve okuma süresi 1-5 s (max. 60 s) Kopyalama süresi 3 s (max 100 s)
BULGULAR VE TARTIŞMA Bazı oktoploid ve diploid çileklerin fitokimyasal özelliklerine ilişkin bulgular Çizelge 1 de verilmektedir. Suda çözünür kuru madde bakımından en yüksek değer % 9,6 olarak Gökal dağ çileğinde (Fragaria vesca) çileğinde, en düşük değer ise % 7,9 olarak Gökal1, Gökal 2 ve Fragaria arten den rastlanmıştır. Toplam kuru madde bakımından en yüksek değer % 9,8 ile Maraline çilek örneğinde görülmüş ve bunu sırasıyla % 9,4 ile F.vesca, % 8,9 ile Gökal2, % 8,75 ile Gökal1 ve % 8,3 ile F.arten örneklerinde belirlenmiştir. ph bakımından çeşitler arasında önemli farklılıklar görülmemiştir (3,47-3,66). En yüksek ph 3,66 ile F.vesca, en düşük ph ise 3,47 ile Gökal1 de görülmüştür. ph ya bağlı olarak toplam asitlikte de belirgin farklılıklar ortaya çıkmıştır. En yüksek titrasyon asitliği %2,46 ile Maraline, en düşüğü ise % 0,32 ile F.arten de görülmüştür. ph düştükçe çilek örneklerinin titrasyon asitliği miktarları artış göstermiştir. Toplam fenolik madde bakımından en zengin çilek 3579,42 mg/kg ile F.arten olduğu gözlemlenmiştir. Bunu sırasıyla 3246,66 mg/kg ile F.vesca, 1263,06 mg/kg ile Maraline, 995,44 mg/kg ile Gökal2 ve 955,14 mg/kg ile Gökal1 izlediği görülmüştür. Tüm çilek örneklerinde antosiyanin varlığına rastlanmıştır. En yüksek değere 273,89 mg/kg ile F.arten de rastlanmıştır. F.arten den sonra en yüksek antosiyanin miktarı 162,64 mg/kg olarak dağ çileğinde (F.vesca) belirlenmiştir. Antosiyanin bakımından çilekler diğer bazı meyvelere göre düşük olduğu görülmektedir. Kim ve Padilla-Zakour (2004), vişne, erik ve ahududu üzerine yaptıkları bir araştırmada vişne çeşitlerinde antosiyanin miktarlarının 450-671 mg/kg (taze ağırlık), eriklerde 309-467 mg/kg (taze ağırlık) arasında ahudududa ise 549 mg/kg (taze ağırlık) olduğunu belirlemişlerdir. Askorbik asit açısından meyveler arasında önemli farklılıklar gözlemlenmiştir. Askorbik asit miktarı Gökal 1 de 52,56 mg/100 g, Gökal 2 de 58,76 mg/100 g, Maraline de 56,44 mg/100 g, F.vesca da 75,47 mg/100 g ve F.arten örneğinde ise 66,41 mg/100 g olarak belirlenmiştir. Özcan ve Akbulut (1998) mersin meyveleri ile yaptıkları bir araştırmada mersin meyvelerinin askorbik değerlerinin 111,0-116,1 mg/kg olarak belirlemişlerdir. Diğer meyvelerle karşılaştırıldığında çilekleri oldukça iyi bir askorbik asit kaynağı olduğu söylenebilir. Çileklerin antioksidan kapasiteleri Çizelge 2 de belirtilmektedir. En yüksek antioksidan kapasiteye F.arten örneğinde rastlanılmıştır. Bunu sırasıyla F.vesca, Maraline, Gökal 1 ve Gökal 2 izlemektedir. Örneklerin antosiyanin ve fenolik madde miktarları artarken antioksidan kapasitelerinde de artış olduğu gözlenmiştir. Bazı araştırmacılar yaptıkları çalışmalarda antosiyanin ve fenolik maddelerin antioksidan kapasiteleri olduğunu rapor etmişlerdir (Richard ve ark., 2002; Maria ve ark., 2002). Kim ve Padilla-Zakour (2004) bazı meyveler üzerine yaptıkları çalışmalarda antosiyanin ve fenolik madde bakımından daha yüksek olan meyvelerde antioksidan kapasitelerinin de yüksek çıktığını rapor etmişlerdir. Çileklerin mineral madde miktarları Çizelge 3 de gösterilmiştir. Çoğu meyvelerde olduğu gibi çileklerde de hakim mineral potasyum bulunmuştur. En yüksek potasyum 2715,33 mg/kg ile dağ çileğinde (F.vesca) rastlanırken bunu sırasıyla Gökal 2 (1547,23 mg/kg), Maraline (1251,88 mg/kg), Gökal 1 (1227,89 mg/kg) ve F.arten (1174,73 mg/kg) izlemektedir. Ca, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Sr ve Zn bakımından en zengin çilek dağ çileği olmuştur. KAYNAKLAR Ames, B.M., Shigena, M.K., Hagen, T.M. 1993. Oxidants, antioxidants and the degenerative diseases of aging. Proc.Natl. Acad. Sci. U.S.A., 90: 7915-7922. AOAC, 1984. Official Methods of Analysis, 14 th edn. Assoc.Off.Anal.Chem., Arlington, VA. Brand-Williams, W., Cuvelier, M.E., Berset, C. 1995. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. Lebensm. Wiss. Technol, 28, 25-30. Cemeroğlu, B., 1992. Meyve ve Sebze İşleme Endüstrisinde Temel Analiz Metotları. Biltav Yayınları, Ankara. Doğan, A., ve Başoğlu, F. 1985. Yemeklik Bitkisel Yağ Kimyası ve Teknolojisi Uygulama
Kılavuzu. Ankara Üniv. Zir.Fak.Yay.No:951, Ankara. Fuzilov, Y.M. 1969. Cu and Fe contents of some fruits, vegetable and fruit and fruit and vegetable juices from the Fergana Valley, Voprosy Pitaniya, 28(4): 72-74. Gil, M.I., Tomas-Barberan, F.A., Hess-Pierce, B., and Kader, A.A., 2002. Antioxidant capacities, phenolic compounds, caretenoids, and vitamin C contents of nectarine, peach, and plum cultivars from California. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 4976-4982. Giusti, M.M. and Wrolstad, R.E. 2001. Characterization and measurement of anthocyanins by UV-visible spectroscopy. In: Wrolstad, R.E, Editor. Current protocols in food analytical chemistry. New York: John & Wiley, Inc. P F1.2.1-F1.2.13. Hertog, M.G.L., Sweetnam, P.M., Fehily, A.M., Elwood, P.C., Kromhout, D. 1997a. Antioxidant flavonols and ischhaemic heart disease in a Welsh population of men. The Caerpilly Study. Am. J.Clin. Nutr. 65: 1489-1494. Hertog, M.G.L., van Poppel, G., Verhoeven, D. 1997b. Potentially anticarcinogenic secondery metabolites from fruit and vegetables. In: Phytochemistry of Fruit and Vegetables. Tomas- Barberan, F.A., Robins, R.J., Eds., Clarendon Press: Oxford, pp. 313-329. Mazza, G. And Miniati, E. 1993. Anthocyanins in Fruits and Vegetables Grains; CRC Press: BocaRaton, FL. Moyer, R.A, Hummer, K.E., Finn, C.E, Frei, B. and Wrolstad, R.A., 2002. Anthocyanins, phenolics, and antioxidant capacity in diverse small fruits: Vaciannum, Rubus, and Ribes. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 519-525. Özcan, M.M.ve Akbulut, M. 1998. Mersin (Myrtus communis L) meyvesinin bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri. Gıda 2:121-123. Skujins, S. 1998. Handbook for ICP-AES (Varian-Vista). A short guide to Vista Series ICP-AES operation. Version 1.0, Varian Int. AG, Zug. Spanos, G.A. and Wrolstad, R.E. 1992. Phenolics of apple, pear and white grape juices and their changes with processing and storage-a review. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 40:1478-1487. Wang, H., Cao, G., Prior, R.L. 1997. Oxygen radical absorbing capacity of anthocyanins. J.Agric. Food Chem. 45:304-309. Wang, H., Cao, G., Prior, R.L. 1996. Total Antioxidant capacity of fruits. J.Agric. Food Chem. 44:701-705. Kahkönen, M.P., Hopia, A.I., Vuorola, H.J., Pihlaja, K., Kujala, T.J. and Heinonen, M. 1999. Antioxidant activity of plant extracts containing phenolic compounds. J.Agric. Food Chem. 47: 3954-3952. Kim, D.O.; Lee, K.W.; Lee, H.I. and Lee, C.Y. 2002. Vitamin C equivalent antioxidant capacity (VCEAC) of phenolic phytochemicals. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50:3713-3717. Kim, D.O. and Padilla-Zakour, O.I. 2004. Jam processing effect on phenolics and antioxidant capacity in anthocyanin-rich fruits:cherry, plum, and rasberry. Journal of Food Science 69(9): 395-400.
Çizelge 1. Farklı yabani ve kültür çilek tip ve çeşitlerinin fitokimyasal özellikleri Fitokimyasal Özellikler Gökal 1 Gökal 2 Maraline Fragaria vesca Nem (%) 91,25 91,1 90,2 91,06 Briks 7,9 7,9 8,1 9,6 ph 3,53 3,47 3,49 3,66 Toplam Kuru Madde (%) 8,75 8,9 9,8 9,4 Toplam Asitlik (%) 0,649 1,29 2,46 0,90 Toplam Fenolik Madde(mg/kg) 955,14 995,44 1263,06 3246,66 Toplam antosiyanin (mg/kg) 96,86 108,06 129,39 162,64 Renk L 30,01 33,20 28,57 24,01 a 24,46 18,94 29,38 18,96 b 6,72 6,85 5,54 3,00 Fragaria arten 90,7 7,9 3,62 8,3 0,32 3579,42 273,89 23,11 19,87-0,64 İnvert Şeker (%) Kül (%) Askorbik Asit (mg/100g) 6,97 0,9872 52,56 6,79 0,9225 58,76 5,54 2,4489 56,44 6,22 1,0278 75,47 5,10 1,1245 66,41 Çizelge 2. Farklı yabani ve kültür çilek tip ve çeşitlerinin antioksidan kapasiteleri Çilek Antioksidan Kapasitesi (mm) Gökal1 10,66 Gökal2 12,08 Maraline 13,53 Fragaria vesca 18,64 Fragaria arten 22,98
Çizelge 3. Bazı oktoploid ve diploid çileklerin mineral madde içerikleri Mineraller Gökal 1 Gökal 2 Maraline F.vesca F.arten Al (ppm) 49,52 49,72 9,67 39,64 6,82 B (ppm) 44,35 18,09 14,16 14,09 32,82 Ba (ppm) 0,83 0,80 0,64 1,66 2,16 Ca (ppm) 325,20 336,93 333,62 1172,78 381,60 Cr (ppm) 11,14 10,08 11,89 13,12 10,48 Cu (ppm) 1,05 0,82 0,49 1,80 0,66 Fe (ppm) 110,01 89,37 115,70 150,97 76,71 K (ppm) 1227,89 1547,23 1251,88 2715,33 1174,73 Li (ppm) 0,19 0,15 0,14 0,29 0,13 Mg (ppm) 176,16 168,12 167,04 447,25 156,52 Mn (ppm) 6,35 3,73 4,81 21,26 5,29 Na (ppm) 625,71 574,13 738,16 946,84 562,42 Ni (ppm) 6,41 5,76 6,61 7,70 6,04 P (ppm) 478,40 497,46 677,14 1455,58 449,31 Se (ppm) 0,64 0,22 0,12 0,02 0 Sr (ppm) 1,19 1,20 1,33 7,31 1,88 Zn (ppm) 4,03 2,07 1,40 4,91 1,49