Changes in the content of betalain pigments and their antioxidative capacity during storage

Katarzyna Mikołajczyk-Bator , Janusz Czapski

Abstract

Background. The red beet is an important source of natural colourants and antioxidants in the diet, such as betalain pigments (betacyanins and betaxanthins). Betalain pigments are commonly used in the food industry for colouring food products. Material and methods. The authors of this study analysed changes in the content of betalain pigments and their antioxidative capacity during the 12-month storage of a betalain preparation (pH 7.0) made from red beet (Beta vulgaris L.) in a laboratory. Additionally, the HPLC technique was used to isolate individual betalain pigments from the preparation and to assess their antioxidative activity. Results. During the storage (12 months at 20°C) of the dry preparation (pH 7.0) red pigments decomposed almost completely. The loss of their content amounted to 94%, and their antioxidative capacity decreased only by 31%. The content of yellow pigments, which was measured spectrophotometrically using Nilsson’s method, increased over two times. Neobetanin (5-O-β-D- -glucopyranosyl neobetanidin) was identified in the mass spectrum of the betalain preparation. Neobetanin is a degradation product of betacyanins. The antioxidative activity of neobetanin was found to be about 2.5 times greater than the antioxidative activity of betanin, which is the most abundant pigment in the red beet. The antioxidative activity of betanidin was also greater (1.9 times per 1 mg) than the antioxidative activity of betanin. Moreover, the antioxidative activity of isobetanin was slightly greater than that of betanin. After 24-hour storage in light and at room temperature neobetanin in an aqueous solution was found to be almost completely degraded. Conclusions. The storage of the dry betalain preparation (pH 7.0) proved that betanin transformed into yellow-orange neobetanin, which exhibited very high antioxidative activity, but, due to the low stability of the pigment during storage, it cannot be used for food colouring.
Author Katarzyna Mikołajczyk-Bator (WT / KPPJ)
Katarzyna Mikołajczyk-Bator,,
- Department of Natural Science and Quality Assurance
, Janusz Czapski - Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, MNiSW [80]
Janusz Czapski,,
-
Other language title versionsZmiany zawartości barwników betalainowych i zdolności antyoksydacyjnej w czasie przechowywania
Journal seriesNauka Przyroda Technologie, ISSN 1897-7820, (B 9 pkt)
Issue year2018
Vol12
No1
Pages113-129
Publication size in sheets0.5
Keywords in Polishburak ćwikłowy, przechowywanie, neobetanina, zdolność antyoksydacyjna
Keywords in Englishred beet, storage, neobetanin, antioxidative capacity
Abstract in PolishWstęp. Buraki ćwikłowe są ważnym źródłem naturalnych barwników i przeciwutleniaczy w diecie, takich jak betalainy (betacyjaniny i betaksantyny). Barwniki betalainowe są powszechnie stosowane w przemyśle spożywczym. Materiał i metody. Badano preparat barwników betalainowych o zwiększonej wartości pH (7,0) uzyskanych laboratoryjnie z buraka ćwikłowego (Beta vulgaris L.). Stosując preparatywną chromatografię HPLC, wyizolowano z preparatu poszczególne barwniki i określono ich aktywność antyoksydacyjną, a także oceniono zmiany ich zawartości w preparacie podczas 12-miesięcznego przechowywania.Wyniki. W czasie 12-miesięcznego przechowywania suchego preparatu o pH 7,0 w temperaturze 20°C nastąpił niemal całkowity rozkład barwników czerwonych. Straty ich zawartości wyniosły 94%, z jednoczesnym spadkiem zdolności antyoksydacyjnych tylko o 31%. Zawartość barwników żółtych badana spektrofotometrycznie metodą Nilssona wzrosła ponad dwukrotnie. Stosując spektrometrię mas, zidentyfikowano na widmie masowym przechowywanego preparatu neobetaninę (5-O-β-D-glukopiranozyloneobetanidynę), która jest produktem degradacji betacyjanin. Wykazuje ona około 2,5 razy większą aktywność antyoksydacyjną niż betanina, występująca w burakach ćwikłowych w największych ilościach. Również aktywność antyoksydacyjna betanidyny jest większa (1,9 razy na 1 mg) niż aktywność antyoksydacyjna betaniny. Także aktywność antyoksydacyjna izobetaniny jest nieco większa niż betaniny. Przechowywanie neobetaniny przez 24 h w roztworze wodnym w temperaturze pokojowej z dostępem światła spowodowało niemal całkowitą degradację tego barwnika. Wnioski. Stwierdzono, że przechowywanie suchego preparatu betalain o pH 7,0 powoduje przekształcenie betaniny w żółto-pomarańczową neobetaninę, która wykazuje bardzo dużą aktywność przeciwutleniającą, jednak mała stabilność tego barwnika w czasie przechowywania wyklucza jego stosowanie do barwienia żywności.
DOIDOI:10.17306/J.NPT.00232
URL https://www.npt.up-poznan.net/pub/art_12_10.pdf
Languageen angielski
Score (nominal)9
Score sourcejournalList
ScoreMinisterial score = 9.0, 14-04-2020, ArticleFromJournal
Citation count*
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?