Impact of Different Pasteurization Techniques and Subsequent Ultrasonication on the In Vitro Bioaccessibility of Carotenoids in Valencia Orange (Citrus sinensis (L.) Osbeck) Juice

Abstract

The effects of traditional pasteurization (low pasteurization, conventional pasteurization, hot filling) and alternative pasteurization (pulsed electric fields, high pressure processing), followed by ultrasonication on the carotenoid content, carotenoid profile, and on the in vitro carotenoid bioaccessibility of orange juice were investigated. There was no significant difference in the total carotenoid content between the untreated juice (879.74 µg/100 g juice) and all pasteurized juices. Significantly lower contents of violaxanthin esters were found in the high thermally-treated juices (conventional pasteurization, hot filling) compared to the untreated juice, owing to heat-induced epoxy-furanoid rearrangement. The additional ultrasonication had almost no effects on the carotenoid content and profile of the orange juices. However, the in vitro solubilization and the micellarization efficiency were strongly increased by ultrasound, the latter by approximately 85.3–159.5%. Therefore, among the applied processing techniques, ultrasonication might be a promising technology to enhance the in vitro bioaccessibility of carotenoids and, thus, the nutritional value of orange juice.

Research of Carotenoids in Orange Juices and Nectars

“…В последние годы возрос научный интерес к исследованию каротиноидов пищевых продуктов растительного происхождения, что связано с их антиоксидантными свойствами, и делает их ценными для здоровья [7,8]. В апельсиновом соке каротиноиды обеспечивают не только красивую окраску, но и об-Технология продовольственных продуктов ИССЛЕДОВАНИЕ КАРОТИНОИДОВ АПЕЛЬСИНОВЫХ СОКОВ И НЕКТАРОВ… Нилова Людмила Павловна, Малютенкова Светлана Михайловна , Арсирий Анастасия Григорьевна и другие ладают высокой биодоступностью, биологической активностью (α-и β-каротины, β-криптоквантин) и антиоксидантными свойствами (лютеин, зеаксантин), проявляя защитное действие от синглентного кислорода 1 О 2 [7].…”

“…На долю β-каротина приходится лишь 8-10% [2, 9] с одновременным присутствием α-каротина в таком же количестве. Современные аналитические методы позволили Etzbach с соавторами [8] в апельсиновых соках обнаружить 92 каротиноида, из которых 61 были идентифицрованы.…”

“…Количественный и качественный состав каротиноидов апельсинового сока зависит от вида и сорта апельсинов, региона произрастания, технологии производства, что снижает их содержание от сока прямого отжима до восстановленного сока [12]. В апельсиновом соке прямого отжима общее содержание каротиноидов может составлять 9-22 мг/л, а в соке из красных апельсинов «Cara Cara» в 2-3 раза больше [2, [8][9][10][11]13]. При пастеризации сока потери каротиноидов могут составлять 13,4%, а при изготовлении концентрата сока -17,5% [9].…”

“…Высокие температуры во время обработки, такие как традиционная пастеризация и горячий розлив, могут вызвать нестабильность полиеновой цепи каротиноидов, приводящей к их деградации в результате изомеризации, окисления и расщепления. Так, по данным [8] при использовании низких температур пастеризации общее количество каротиноидов, мкг/ 100 мл, в апельсиновом соке составило 954,1, при традиционных температурах пастеризации 759,95, а с горячим розливом -815,3. В целом различия довольно низкие, и наблюдаемые потери могут быть невысокими, что актуально для конечного продукта с точки зрения потребителя.…”

“…Модификацию пробоподготовки проводили на примере апельсинового нектара «Фруктовый сад». Полученные данные суммарного количества каротиноидов в апельсиновых соках и нектарах сравнивали с литературными данными [8][9][10][11]13].…”