1 UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA FACULATEA DE ȘTIINȚA ȘI TEHNOLOGIA ALIMENTELOR ŞCOALA DOCTORALĂ ING. VLAIC ROMINA ALINA CERCETĂRI PRIVIND EVALUAREA COMPUȘILOR BIOCHIMICI ÎN TIMPUL DEZVOTǍRII FRUCTELOR LA TREI SOIURI DE PRUN (REZUMAT AL TEZEI DE DOCTORAT) CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: PROF. UNIV. DR. SEVASTIȚA MUSTE CLUJ-NAPOCA -2015-
52
Embed
ING. VLAIC ROMINA ALINA · Principiul metodei constă în titrarea cu o soluţie volumetrică standard de NaOH 0,1N în prezenţă de fenolftaleină ca şi indicator. 2.2.4 Determinarea
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
CAP. II MATERIAL ȘI METODE ............................................................................................. 6 2.1 MATERIALUL BIOLOGIC ................................................................................................. 6
2.2 METODE UTILIZATE PENTRU DETERMINAREA INDICILOR FIZICO-CHIMICI
DE CREȘTERE AI PRUNELOR ............................................................................................... 7
2.2.1 Determinarea masei şi a diametrului ......................................................................... 7
2.4 METODE UTILIZATE PENTRU DETERMINAREA COMPUȘILOR VOLATILI ȘI A
ZAHARURILOR DIN PRUNE .................................................................................................. 8
2.4.1 Determinarea compușilor volatili prin metoda GC-MS ............................................. 8
2.4.2 Determinarea zaharurilor prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) 8
2.4.3 Determinarea zaharurilor prin FTIR........................................................................... 8
CAP. III REZULTATE ȘI DISCUȚII ........................................................................................ 8 3.1 CONDIȚIILE CLIMATICE ÎN PERIOADA RECOLTĂRII PROBELOR ........................ 8
3.2 VARIAŢIA INDICILOR FIZICO-CHIMICI DE CREŞTERE PENTRU FRUCTELE A
TREI SOIURI DE PRUN ............................................................................................................ 9
3.3 PROPRIETĂȚILE ANTIOXIDANTE ȘI EVOLUȚIA COMPUȘILOR BIOACTIVI PE
PARCURSUL DEZVOLTĂRII FRUCTELOR A TREI SOIURI DE PRUN ......................... 11
3.3.1 Variația conținutului total de polifenoli din pielița și pulpa fructelor de prun pe
parcursul creșterii și dezvoltării lor ................................................................................... 11
3.3.2 Efectul fazei de recoltare, soiului și poziției în coroană asupra conținutului de
polifenoli totali din pielița și pulpa fructelor de prun ........................................................ 14
3.3.3 Variația conținutului total de flavonoide din pielița și pulpa fructelor de prun pe
parcursul creșterii și dezvoltării lor ................................................................................... 15
3.3.4 Efectul fazei de recoltare, soiului și poziției în coroană asupra conținutului de
flavonoide din pielița și pulpa fructelor de prun ............................................................... 17
3.3.5 Variația conținutului în antociani al fructelor de prun pe parcursul creșterii și
dezvoltării lor .................................................................................................................... 17
3.3.6 Influența fazei de recolatre, soiului și a poziției în coroană asupra acumulării
2009). Având în vedere evaluarea acumularii şi transformării compuşilor biochimici din
trei soiuri de prun pe parcursul creşterii şi dezvoltării acestora, putem stabili momentul
5
optim de extracţie al diferiţilor compuşi biochimici de interes și valorificarea fructelor
imature care se pierd o dată cu căderile fiziologice.
1.1.2 Scopul tezei
Scopul acestei teze este evaluarea trasabilității principalilor compuşilor
biochimici în timpul dezvoltării fructelor la trei soiuri de prun (Stanley,
Vânăt de Italia, Tuleu Gras).
1.1.3 Obiectivele tezei
Determinarea și evaluarea indicilor fizici și chimici de creştere pe parcursul
dezvoltării fructelor a trei soiuri de prun;
Determinarea și evaluarea proprietăților antioxidante și a pigmenților clorofilieni,
antociani și flavonoidizi, pe parcursul creșterii și dezvoltării acestora;
Determinarea și evaluarea compușilor volatili în timpul creșterii și dezvoltării
fructelor a trei soiuri de prun;
Determinarea și evaluarea concentrațiilor de zaharuri prin metoda HPLC, precum
și evaluarea aplicabilităţii spectroscopiei infraroşu şi a chemometriei la
determinarea concentraţiilor de zaharuri din fructele a trei soiuri de prun.
1.2 DESIGNUL EXPERIMENTAL
Soiurile de prun luate în studiu sunt Stanley, Vânăt de Italia și Tuleu Gras, și au
fost recoltate identic, în anul 2013, pe parcursul creșterii și dezvoltării lor, de la Ferma
Steluța din Cluj Napoca, din aceeași pomi, la șase intervale de timp diferite, la o distanță
de 21 zile între fiecare recoltare, începând cu data de 27.05.2013 până la data de
09.09.2013. Prunele au fost recoltate atât din interiorul coroanei, cât și de la periferia
acesteia, iar dupa recoltare probele au fost vidate individual și depozitate la -18˚C, până
la realizarea analizelor.
În vederea realizării studiului de față au fost determinați indicii de creștere fizico-
chimici, proprietățile antioxidante, pigmenții clorofilieni, antocianici și flavonoizi,
compușii volatili, carbohidrații și zaharurile, pe parcursul creșterii și dezvoltării fructelor
a trei soiuri de prun.
O prezentare de ansamblu a designului experimental privind studiul dinamicii de
acumulare al principalilor compuşi biochimici din cele trei soiuri de prun luate în studiu
este reprezentată în Figura 1.1.
Pentru realizarea primului obiectiv propus, indicii fizici fundamentali determinați
au fost masa și dimantrul. Masa a fost determinată prin cântărire la balanța analitică, iar
diametrul a fost determinat prin măsurarea cu șublerul.
Indicii chimici principali determinați au fost umiditatea, aciditatea, pH-ul și
zahărul total. Umiditatea s-a determinat prin uscare la etuvă, aciditatea s-a stabilit prin
titrare, pH-ul s-a determinat prin măsurare cu pH-metrul automat, iar zahărul total a fost
determinat prin citire cu refractometrul.
Pentru îndeplinirea celui de-al doilea obiectiv propus - determinarea și evaluarea
proprietăților antioxidante și a pigmenților clorofilieni, antociani și flavonoizi, pe
parcursul creșterii și dezvoltării fructelor a trei soiuri de prun, mai întâi am determinat
conținutul de compuși fenolici totali prin metoda Folin – Ciocâlteu, iar capacitatea
antioxidantă prin metoda DPPH. Conținutul total de compuși fenolici totali și capacitatea
6
antioxidantă au fost determinate din extracții separate, atât din pielița fructelor, cât și din
pulpa acestora, având în vedere factorii experimentali luați în studiu: trei soiuri de prun
diferite, șase faze de recoltare și două poziții din coroană -interior și periferie de coroană.
Fig. 1.1 Prezentare de ansamblu a designului experimental privind studiul
dinamicii de acumulare a principalilor compuşi biochimici din fructele prun
Stabilirea conţinutului de pigmenţi antocianici, flavonoizi și clorofilieni din cele
trei soiuri de prun a fost realizată prin metode spectrofotometrice, fiind analizată pieliţa
de prune recoltate atât de la periferia coroanei, cât şi din interiorul coroanei pe întreaga
perioadă de creştere şi dezvoltare a fructului, dar și pulpa fructului pentru determinarea
pigmențiilor antocianici și flavonoizi.
Realizarea celui de-al treilea obiectiv propus cuprinde cercetări privind
determinarea compușilor volatili prin metoda propusă de Louw și colab. (2012).
Pentru îndeplinirea ultimului obiectiv – evaluarea concentrațiilor de zaharuri prin
metoda HPLC, precum și evaluarea aplicabilităţii spectroscopiei infraroşu şi a
chemometriei la determinarea concentraţiilor de zaharuri din fructele a trei soiuri de prun
– a fost analizat sucul de prune obţinut din fiecare soi în parte, recoltate pe parcursul
celor șase faze de creștere și dezvoltare, având în vedere și poziția din interiorul și
periferia coroanei conform designului experimental.
CAP. II MATERIAL ȘI METODE
2.1 MATERIALUL BIOLOGIC
Materialul biologic luat în studiu este reprezentat de trei soiuri de prun Stanley,
Vânăt de Italia și Tuleu Gras, recoltate pe parcursul a șase faze de recoltare, în timpul
creșterii și dezvoltării fructelor (Figura 2.1).
7
Fig. 2.1 Prunele Soiurilor Stanley, Vânăt de Italia și Tuleu Gras recoltate pe parcursul
creșterii și dezvoltării fructelor
2.2 METODE UTILIZATE PENTRU DETERMINAREA INDICILOR FIZICO-
CHIMICI DE CREȘTERE AI PRUNELOR
2.2.1 Determinarea masei şi a diametrului
Masa probelor a fost determinată prin cântărire cu ajutorul unei balanţe analitice
Shimadzu. Diametrul probelor a fost stabilit prin măsurare cu ajutorul şublerului.
2.2.2 Determinarea umidității
Umiditatea a fost determinată conform Metodei Oficiale AOAC. Această
determinare s-a efectuat prin uscare la etuvă, la 103oC ± 2
oC timp de 3 ore, operație
repetată până la masă constantă. Probele au fost răcite într-un exicator timp de o oră, iar
apoi au fost cântărite (AOAC, 1999).
2.2.3 Determinrea acidității titrabile
Principiul metodei constă în titrarea cu o soluţie volumetrică standard de NaOH
0,1N în prezenţă de fenolftaleină ca şi indicator.
2.2.4 Determinarea pH-ului
Măsurarea pH-ului s-a realizat cu ajutorul unui pH-metru Hanna Instruments care
în prealabil a fost calibrat cu soluţii tampon având pH 4.0, respectiv pH 7.0.
2.2.5 Determinarea conţinutul de solide solubile – metoda refractometrică
Indicele de refracţie determinat cu ajutorul unui refractometru Carl Zeiss este
corelat cu cantitatea de substanţe solide solubile (exprimarea fiind realizată de
concentraţia de zaharoză) fiind folosit tabelul de conversie sau prin citire directă pe scala
refractometrului (ISO 2173: 2003).
2.3 METODE UTILIZATE PENTRU DETERMINAREA POLIFENOLILOR TOTALI,
PROPRIETĂȚILOR ANTIOXIDANTE ȘI A PIGMENȚILOR DIN PRUNE
2.3.1 Determinarea polifenolilor totali prin metoda Folin-Ciocâlteu Conținutul polifenolilor totali din pieliţa şi din pulpa fructului de prun au fost
determinate prin metoda Folin-Ciocâlteu și a fost exprimat în echivalenţi de acid galic,
mg de GAE/ 100 g FW (Sconţa, 2012), aplicată asupra extractelor metanolice
(MUREȘAN și colab., 2012).
2.3.2 Determinarea capacităţii antioxidante prin metoda DPPH
Capacitatea antioxidantă a fost determinată prin evaluarea efectului de eliminare a
radicalilor liberi (Free Radical Scavenging effect) asupra radicalului 1,1-diphenyl-2-
picrylhydrazyl (DPPH), conform metodei propuse de Odriozola-Serrano și colab. (2008).
8
2.3.3 Determinarea pigmenţilor antociani
Pigmenţii antociani au fost extraşi din pieliţa și pulpa fructelor de prun conform
metodei descrisă de SCONŢA (2012), iar estimarea conţinutului total de antociani a fost
determinată prin metoda pH-ului diferenţiat (AOAC, 2005).
2.3.4 Determinarea pigmenţilor flavonoizi
Conținutul total de flavonoide din extractele din pielița și pulpa fructelor de prun a
fost determinată prin metoda colorimetrică (Kim și colab., 2003b).
2.3.5 Determinarea pigmenţilor clorofilieni Extracţia clorofilei din pieliţa fructelor de prun a fost efectuată conform metodei
descrisă de Lancaster și colab. (1994), cu unele modificări.
2.4 METODE UTILIZATE PENTRU DETERMINAREA COMPUȘILOR VOLATILI
ȘI A ZAHARURILOR DIN PRUNE
2.4.1 Determinarea compușilor volatili prin metoda GC-MS
Identificarea compușilor volatili a fost realizată prin compararea masei spectrale
obținute cu biblioteca NIST27 și NIST147, conform metodei descrise de Louw și colab.
(2012), cu unele modificări.
2.4.2 Determinarea zaharurilor prin cromatografie lichidă de înaltă performanță
(HPLC)
Determinarea concentraţiilor de zaharuri din sucurile de prun obţinute din probele
luate în studiu au fost realizate conform Harmonised Methods of the International Honey
Commission (2002).
2.4.3 Determinarea zaharurilor prin FTIR
Determinarea concentraţiilor de zaharuri prin FT-MIR au fost realizată conform
metodei descrise de Mureșan și colab. (2015).
CAP. III REZULTATE ȘI DISCUȚII
3.1 CONDIȚIILE CLIMATICE ÎN PERIOADA RECOLTĂRII PROBELOR
Un rol deosebit de important în creșterea și dezvoltarea fructelor de prun îl
reprezintă condițiile climatice.
Pentru a putea observa diferențele climatice pe perioada creșterii și dezvoltării
fructelor de prun luate în studiu, am consultat informațiile meteorologice furnizate de
către Administrația Națională de Meteorologie, CMR Transilvania Nord, stația
meteorologică Cluj Napoca.
După cum se obsevă și în Figura 3.1 (A), temperatura a înregistrat fluctuații pe
toată perioada desfășurării studiului, atingând cele mai ridicate valori la sfârstul lunii iulie
și începutul lunii august, urmând ca acestea să scadă până în ultima fază de recoltare.
Cantitatea de precipitații este prezentată în Figura 3.1 (B), fiind mai abundentă în
prima parte a studiului, dar prezentă și spre finalul acestuia.
Variația temperaturii și a precipitațiilor influențează atât caracteristicile fizico-
chimice, cât și dinamica acumulării compușilor în fruct.
9
Fig. 3.1 Variația temperaturii(A) și a precipitațiilor (B) înregistrate în perioada Mai –
Septembrie 2013
3.2 VARIAŢIA INDICILOR FIZICO-CHIMICI DE CREŞTERE PENTRU FRUCTELE
A TREI SOIURI DE PRUN
Analiza variației indicilor fizico-chimici de creștere ai fructelor de prun a fost
realizată pe parcursul a șase faze de creștere și dezvoltare. Probele au fost recoltate la
distanțe de 21de zile între ele mai exact: F1 – 25.05.2013, F2 – 17.06.2013, F3 –
08.07.2013, F4 – 29.07.2013, F5 – 19.08.2013, F6 – 09.09.2013 pentru toate cele trei
soiuri luate in studiu (Stanley, Vânăt de Italia și Tuleu Gras) (Tabelul 3.1).
Masa și diametrul fructelor de prun au avut o evoluție ascendentă pe parcursul
creșterii și dezvoltării lor, reprezentată în Figura 3.2 și în Figura 3.3, în timp ce
umiditatea prezintă oscilații în funcție de soi sau faza de recoltare. Valorile înregistrate
pentru aciditatea probelor luate în studiu au avut un parcurs descendent în timpul creșterii
și dezvoltării fructelor de prun.
În ceea ce privește conținutul în substanțe solide totale (TSS), precum și valorile
pH-ului, acestea au crescut liniar pe toată perioada creșterii și dezvoltării fructelor (Vlaic
și colab., 2014).
654321
40
30
20
10
0
654321
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recoltare
Ma
sa
fru
ctu
lui [g
]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
654321
40
30
20
10
0
654321
40
30
20
10
0
(a) Stanley
Faza de recoltare
Ma
sa
fru
ctu
lui [g
]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B
Fig. 3.2 Variația în masă a trei soiuri de prun: Stanley, Vânăt de Italia, Tuleu Gras pe parcursul a
șase faze (F1, F2, F3, F4, F5, F6) și două poziții de recoltare (interior de coroană și periferie de
coroană); Reprezentări diferite: (A) – reprezentare în funcție de poziția în coroană, (B) – reprezentare în funcție de soi
10
654321
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
654321
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recoltare
Dia
me
tru
l fr
uctu
lui [c
m]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
654321
5.4
4.8
4.2
3.6
3.0
654321
5.4
4.8
4.2
3.6
3.0
(a) Stanley
Faza de recoltare
Dia
me
tru
l fr
uctu
lui [c
m]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B
Fig. 3.3 Variația în diametru a trei soiuri de prun: Stanley, Vânăt de Italia, Tuleu Gras pe
parcursul a șase faze (F1, F2, F3, F4, F5, F6) și două poziții de recoltare (interior de coroană și
periferie de coroană); Reprezentări diferite: (A) – reprezentare în funcție de poziția în coroană,
(B) – reprezentare în funcție de soi
Tabel 3.1
Variația indicilor fizico-chimici a trei soiuri de prun pe parcursul creșterii și dezvoltării
lor în funcție de faza de recoltare și poziția lor în coroană (media±abaterea standard)1
Soiul
Variety
Faza de
recoltare
Harvesting
phases
Poziția
în
coroană
Positions
in the
crown
Umiditatea (%)
Moisture (%)
Aciditatea (%)
Acidity (%)
Solubile totale2
(˚Brix)
Total soluble
content (˚Brix)
pH
ST
AN
LE
Y
F1
I3 85.46
AbB± 0.14 1.27
AaA± 0.009 6.40
FbC ± 0.14 3.14
EaA± 0.01
P4 88.52
AaA± 0.39 1.24
AaA± 0.009 7.85
DaB ± 0.07 3.13
EaA± 0.01
F2
I 84.31ABaB
± 0.48 1.20BaB
± 0.005 7.75EbA
±0.21 3.18EaA
± 0.01
P 83.50BaB
± 0.84 1.18BaB
± 0.009 8.45DaAB
± 0.07 3.19DEaA
± 0.02
F3
I 83.62BaB
± 0.57 1.13CaA
± 0.005 9.50DbB
± 0.14 3.24DaA
± 0.01
P 81.50BCaB
± 0.61 1.05CbC
± 0.009 11.90CaB
± 0.14 3.17CDbB
± 0.01
F4
I 85.67AaA
± 0.17 1.14CaA
± 0.009 11.05CbC
± 0.07 3.36CaB
± 0.02
P 83.04BbA
± 0.55 1.04CbA
± 0.009 12.50CbB
± 0.14 3.23CbB
± 0.01
F5
I 84.42ABaA
± 0.08 0.96DaA
± 0.009 16.50BbB
± 0.00 3.60BaA
± 0.01
P 82.05BCbA
± 0.42 0.92DbA
± 0.005 17.30BaC
± 0.28 3.59BaA
± 0.01
F6
I 81.53CaA
± 0.79 0.79EaB
± 0.005 17.75AbC
± 0.21 3.76AaB
± 0.01
P 79.97CaA
± 0.62 0.78EaA
± 0.004 21.30AaB
± 0.28 3.74AaB
± 0.01
VÂ
NĂ
T D
E I
TA
LIA
F1
I 87.80AaA
± 0.62 1.28AaA
± 0.009 7.05EbB
± 0.07 2.72FaC
± 0.01
P 84.80AaB
± 0.83 1.27AaA
± 0.009 8.20FaAB
± 0.14 2.96DbB
± 0.01
F2
I 82.07BaC
± 0.28 1.19BaB
± 0.009 6.60FbB
± 0.14 2.98EbC
± 0.01
P 82.17ABaB
±0.50 1.16BaB
± 0.009 8.90EaA
± 0.14 3.20CaA
± 0.01
F3
I 78.46CaC
± 1.57 1.15CaA
± 0.009 11.15DbA
± 0.07 3.24DaA
± 0.03
P 81.85BaB
± 0.99 1.16BaA
± 0.009 13.05DaA
± 0.07 3.25CaA
± 0.01
F4
I 78.32CaB
± 0.15 1.06DaB
± 0.012 12.05CbB
± 0.07 3.44CaA
± 0.01
P 75.84DbB
± 0.15 1.01CaC
± 0.009 15.30CaB
± 0.14 3.46BaA
± 0.02
F5
I 78.44CaB
± 0.60 0.98EaA
± 0.009 19.18BbA
± 0.14 3.56BaA
± 0.01
P 79.10CaA
± 0.63 0.92DbA
± 0.005 22.55BbA
± 0.07 3.53BaA
± 0.03
F6
I 79.04BCaA
± 0.59 0.86FaA
± 0.005 19.60AbB
± 0.11 3.78AaB
± 0.01
P 76.46CDaB
± 0.68 0.80DaA
± 0.009 23.35AaA
± 0.07 3.76AaAB
± 0.03
TU
LE
U
GR
AS
F1
I 82.56BaC
± 0.49 1.28AaA
± 0.005 8.95EaA
± 0.07 2.97FaB
± 0.02
P 83.03BaB
± 0.28 1.27AaA
± 0.009 8.55EbA
± 0.07 2.98EaB
± 0.01
F2
I 90.02AaA
± 0.72 1.27AaA
± 0.009 7.55FaA
± 0.07 3.06EaB
± 0.01
P 89.05AaA
± 0.92 1.25AaA
± 0.009 8.00EaB
± 0.14 3.08DaB
± 0.01
11
F3
I 88.85AaA
± 0.89 1.13BaA
± 0.009 10.80DaA
± 0.14 3.19DaA
± 0.02
P 86.88AaA
± 0.35 1.11BaB
± 0.004 11.25DaB
± 0.21 3.10DaC
± 0.02
F4
I 84.42BaA
± 0.64 1.01CaC
± 0.005 15.55CbA
± 0.07 3.49CaA
± 0.01
P 80.84BCbA
± 0.93 0.98CaB
± 0.009 17.80CaA
± 0.28 3.25CbB
± 0.02
F5
I 82.55BaA
± 0.55 0.92DaB
± 0.004 19.05BbA
± 0.07 3.60BaA
± 0.01
P 80.89BCaA
± 1.66 0.91DaB
± 0.005 20.75BaB
± 0.21 3.55BaA
± 0.01
F6
I 79.85CaA
± 0.65 0.75DaAB
± 0.004 21.70AbA
± 0.42 3.94AaA
± 0.01
P 78.10CaAB
± 0.45 0.80EbA
± 0.004 23.95AaA
± 0.21 3.83AbA
± 0.01 1Majuscule identice pentru fiecare soi și fiecare poziție în coroană indică diferențe nesemnificatv statistice (p>0.05); Literele
mici identice pentru fiecare soi și pentru fiecare fază de recoltare indică diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); Majusculele identice scrise cu italic pentru fiecare poziție în coroană și pentru fiecare fază de recoltare indică diferențe nesemnificativ
statistice (p>0.05).2Analiză efectuată pe sucul obținut din fiecare probă de prun. 3Interior de coroană/Inside of the three crown; 4Periferie de coroană/ Periphery of the crown.
3.3 PROPRIETĂȚILE ANTIOXIDANTE ȘI EVOLUȚIA COMPUȘILOR BIOACTIVI
PE PARCURSUL DEZVOLTĂRII FRUCTELOR A TREI SOIURI DE PRUN
3.3.1 Variația conținutului total de polifenoli din pielița și pulpa fructelor de prun
pe parcursul creșterii și dezvoltării lor Variația conținutului total de polifenoli (CTP) din pielița și pulpa a trei soiuri de
prun (Stanley, Vânăt de Italia, Tuleu Gras), recoltate la șase faze diferite de creștere și
dezvoltare, din diferite poziții ale coroanei pomului (interior de coroană și periferie de
coroană) sunt prezentate în Tabelul 3.2.
CTP din pielița fructelor de prun prezintă oscilații pe toată perioada desfășurării
studiului. Pentru soiul Stanley CTP din pieliță a înregistrat valori cuprinse între 200.58
mg EAG/100 g și 568.32 mg EAG/100 g, pentru soiul Vânăt de Italia valorile înregistrate
au fost cuprinse între 201.61 mg EAG/100g și 1244.49 mg EAG/100 g, iar pentru soiul
Tuleu Gras între 201.22 mg EAG/100 g și 378.35 mg EAG/100 g (Figura 3.4).
CTP din pulpa fructelor de prun studiate a scăzut semnificativ statistic (p<0.05) o
data cu creșterea și maturarea fructelor de prun din soiurile Stanley și Tuleu Gras. Astfel,
pentru soiul Stanely valorile au scăzut de la 340.16 mg EAG/100 g la 89.75 mg EAG/100
g, iar pentru soiul Tuleu Gras valorile au scăzut de la 378.35 mg EAG/100 g la 60.30 mg
EAG/100 g. Pentru soiul Vânăt de Italia CTP din pulpă a înregistrat oscilații cuprinse
între valorile 699.92 mg EAG/100 g și 182.45 mg EAG/100 g (Figura 3.5).
Sunt interesant de observant, și tot odată greu de explicat oscilațiile înregistate
pentru pielița celor trei soiuri de prun și pulpa soiului Vânăt de Italia. Acestea pot fi
corelate cu condițiile climimatice din anul de studiu 2012 (Secțiunea 3.1), precum și cu
valorile ridicate ale conținutului de antociani (Secțiunea 3.3.5 - cele mai ridicate valori
sunt înregistate atât în pielița, cât și în pulpa fructelor soiului Vânăt de Italia. Doar pentru
acest soi se observă o creștere a conținutului de antociani în pulpa fructelor pe parcursul
creșterii și dezvoltării lor), și cu rezultatele obținute pentru flavonoide (Secțiunea 3.3.3).
Polifenolii din prune pot varia în funcție de climat, soi, condițiile de depozitare și
de prelucrare, între 30.8 - 97.6%, iar din acestia flavonoidele pot varia între 1.6 - 19%, iar
antocianii pot varia între 12.6 - 50.3% (Kim și colab., 2003a).
La finalul experimentului (ultima fază de recoltare) conținutul în polifenoli din
pielița fructelor de prun studiate este de 2 până la 6 ori mai mare decât în pulpă.
12
654321
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
654321
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recoltare
Po
life
no
li p
ielit
a [
mg
GA
E/
10
0 g
]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
654321
1200
900
600
300
0
654321
1200
900
600
300
0
(a) Stanley
Faza de recoltare
Po
life
no
li p
ielit
a [
mg
GA
E/
10
0 g
]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B Fig. 3.4 Variația conținutului total de polifenoli din pielița a trei soiuri de prun: Stanley,
Vânăt de Italia, Tuleu Gras pe parcursul a șase faze (F1, F2, F3, F4, F5, F6) și două
poziții de recoltare (interior de coroană și periferie de coroană); Reprezentări diferite: (A)
– reprezentare în funcție de poziția în coroană, (B) – reprezentare în funcție de soi
13
Tabel 3.2
Variația conținutului total de polifenoli a trei soiuri de prun (Stanley,Vânăt de Italia,Tuleu Gras) pe parcursul creșterii și dezvoltării lor
Faza de recoltare/ Harvesting phases
Polifenoli
pieliță/pulpă
Phenolic peel/flesh
Soiul
Variety
Poziția în
coroană
Position in the
crown
F1 F2 F3 F4 F5 F6
Conținutul de polifenoli totali [mg EAG8/100 g]
7
Total phenolic content [mg EAG/100 g]
Polifenoli pieliță
Phenolic
peel
S1
I4 204.58BbA±3.35 219.18
BbB±3.02 553.76AaA±23.41 200.58
BbB±9.58 208.02BbB±9.91 568.32
AaA±18.38
P5 340.16CaA±4.44 472.01
BaA±19.77 601.48AaA±25.69 351.43
CaB±13.05 361.32CaB±12.91 548.76
AaB±26.07
V2
I 201.61EbB±7.50 216.14
EbB±8.92 312.25DbB±14.99 384.85
CbA±13.38 452.01BbA±18.89 567.35
AbA±26.83
P 289.36DaB±11.73 536.69
CaA±24.23 589.41BCaA±23.22 692.51
BaA±26.68 672.84BaA±27.60 1244.49
AaA±55.34
T3
I 318.24AaA±12.43 288.58
BaA±10.52 206.36CbC±8.49 336.34
ABaA±12.75 233.28CbB±9.95 201.22
CbB±8.67
P 378.35AaA±15.55 320.28
BaB±12.61 308.86BaB±10.61 361.28
ABaB±16.95 338.78ABaB±16.32 308.94
BaC±10.87
Polifenoli pulpă
Phenolic
flesh
S I 204.58
AbB±3.35 198.64AaB±7.08 137.39
BbB±4.42 122.57BbB±5.29 88.95
CbB±3.66 89.75CbB±3.39
P 340.16AaA±4.44 219.34
BaB±9.88 187.24CaB±9.07 160.79
CaB±7.84 127.11DaB±5.87 109.11
DaB±4.54
V I 201.62
BCbB±7.50 233.83BbA±10.60 513.34
AbA±16.95 237.24BbA±11.34 190.42
CbA±6.93 182.45CbA±8.63
P 289.36CaB±11.73 543.31
BaA±25.37 699.92AaA±24.61 567.14
BaA±20.96 532.84BaA±23.36 508.81
BaA±17.60
T I 318.24
AaA±12.43 132.79BbC±4.90 102.79
BCbB±5.00 108.69CbB±5.13 98.31
CaB±4.17 60.31DbC±2.86
P 378.35AaA±15.55 204.89
BaB±9.38 133.79CaB±6.27 142.09
CaB±6.74 108.87CDaB±4.97 75.25
DaB±2.84
1Stanley; 2 Vânăt de Italia; 3Tuleu Gras; 4Interiorul coroanei/Inside the crown; 5Periferia coroanei/Crown periphery; 6F1 - F6 fazele de recoltare (F1, F2, F3, F4, F5, F6); 7 Majusculele identice ale fiecarui soi și
poziție în coroană indica diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); Literele mici identice fiecarui soi și fiecarei faze de recoltare indică diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); Majusculele
identice scrise cu italic fiecarei poziții în coroană și fiecarei faze de recoltare indică diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); 8Concentrația de polifenoli este exprimată în mg de acid galic (EAG)
14
654321
700
600
500
400
300
200
100
0
654321
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recoltare
Po
life
no
li p
ulp
a [
mg
GA
E/
10
0 g
]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
654321
600
450
300
150
0
654321
600
450
300
150
0
(a) Stanley
Faza de recoltare
Po
life
no
li p
ulp
a [
mg
GA
E/
10
0 g
]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B
Fig. 3.5 Variația conținutului total de polifenoli din pulpa a trei soiuri de prun: Stanley,
Vânăt de Italia, Tuleu Gras pe parcursul a trei faze (F1, F2, F3, F4, F5, F6) și două
poziții de recoltare (interior de coroană și periferie de coroană); Reprezentări diferite: (A)
– reprezentare în funcție de poziția în coroană, (B) – reprezentare în funcție de soi
În concluzie fluctuațiile conținutului total de polifenoli sunt datorate condițiilor
climatice, precipitațiilor, intensitații luminii, a fazei de recoltare al fructului, soiului,
poziției în coroană și a variației compușilor care intră în componența fenolilor în timpul
dezvoltării și maturării lor.
3.3.2 Efectul fazei de recoltare, soiului și poziției în coroană asupra conținutului de
polifenoli totali din pielița și pulpa fructelor de prun Efectele principale Faza de recolare, Soiul și Poziția explică 19.01%, 18.55%,
17.28% din variabilitatea totală a conținutului total de polifenoli din pielița fructelor de
prun. Se poate observa și importanța deosebită pe care o are interacțiunea Soiul*Faza de
recoltare 29.83%, în timp ce restul interacțiunilor adună împreună 8.23%.
Analiza varianței tri-factorială a polifenolilor totali din pulpa (Figura 3.6 (B))
fructelor de prun, cuprind factorii: faza de recoltare, soi și poziție, precum și
interacțiunile, iar mărimile relative ale efectelor factorilor studiați precum și interacțiunile
lor asupra conținutului total de polifenoli din pielița fructelor de prun sunt reprezentate în
Figura 3.6 (A).
Efectele principale Faza de recolare, Soiul și Poziția explică 8.13%, 44.23%,
12.72% din variabilitatea totală a conținutului total de polifenoli din pulpa fructelor de
prun, cel mai important factor fiind reprezentat de soi. Se poate observa și importanța
deosebită pe care o are interacțiunea Soiul*Faza de recoltare 21.25%, în timp ce restul
interacțiunilor adună împreună 3.4%.
Fig. 3.6 Mărimile relative ale efectelor factorilor studiați și ale interacțiunilor lor (Eta
pătrat) asupra conținutului total de polifenoli din pielița (A) și pulpa (B) fructelor de prun
15
3.3.3 Variația conținutului total de flavonoide din pielița și pulpa fructelor de prun
pe parcursul creșterii și dezvoltării lor
Variația conținutului total de flavonoide din pielița și pulpa a trei soiuri de prun
(Stanley, Vânăt de Italia, Tuleu Gras), recoltate la șase faze diferite de creștere și
dezvoltare, din diferite poziții ale coroanei pomului (interior de coroană și periferie de
coroană) sunt prezentate în Tabelul 3.3.
Ca urmare a analizelor efectuate s-a constatat că cea mai mare cantitate de
flavonoide a fost înregistrată în pielița fructelor de prun din soiul Vânăt de Italia, în F6 de
recoltare, de la periferia coroanei.
Cantitatea de flavonoide din fructele de prun analizate a scăzut semnificativ
statistic (p<0.05) o dată cu creșerea și maturarea fructelor de prun, excepție făcând pielița
fructelor soiului Vânăt de Italia (Figura 3.7, Figura 3.8).
654321
400
300
200
100
0
654321
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recoltare
Fla
vo
nid
e p
ielit
a [
mg
QE/
10
0 g
]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
654321
400
300
200
100
0
654321
400
300
200
100
0
(a) Stanley
Faza de recoltare
Fla
vo
nid
e p
ielit
a [
mg
QE/
10
0 g
]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B Fig. 3.7 Variația conținutului de flavonoide din pielița a trei soiuri de prun: Stanley,
Vânăt de Italia, Tuleu Gras pe parcursul a șase faze de recoltare (F1, F2, F3, F4, F5, F6)
și două poziții de recoltare (interior de coroană și periferie de coroană); Reprezentări
diferite: (A) – reprezentare în funcție de poziția în coroană, (B) – reprezentare în funcție
de soi
654321
250
200
150
100
50
0
654321
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recolatre
Fla
vo
no
ide
pu
lpa
[m
g Q
E/
10
0 g
]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
654321
240
180
120
60
0
654321
240
180
120
60
0
(a) Stanley
Faza de recoltare
Fla
vo
no
ide
pu
lpa
[m
g Q
E/
10
0 g
]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B Fig. 3.8 Variația conținutului de flavonoide din pulpa a trei soiuri de prun: Stanley, Vânăt
de Italia, Tuleu Gras pe parcursul a șase faze de dezvoltare (F1, F2, F3, F4, F5, F6) și
două poziții de recoltare (interior de coroană și periferie de coroană); Reprezentări
diferite: (A) – reprezentare în funcție de poziția în coroană, (B) – reprezentare în funcție
de soi
Comparând cele trei soiuri între ele în funcție de poziția fructului în coroana
pomului (Figura 3.7 A, Figura 3.8 A), putem observa diferențe semnificativ statistic
(p<0.05) cu un conținut mai ridicat de flavonoide pentru fructele soiului Vânăt de Italia,
urmat de soiul Stanley și soiul Tuleu Gras pentru pulpa fructelor. Pentru pielița fructelor
diferențele sunt semnificativ statistic (p<0.05) mai ridicate pentru soiul Vânat de Italia,
indiferent că vorbim despre fructele recoltate din interiorul coroanei sau de la periferia
acesteia, comparativ cu restul fructelor studiate din celelalte soiuri. Diferențe
nesemnificativ statistic (p>0.05) au fost înregistrate și între fructele soiului Stanley
(interior și periferie de coroană) și fructele din interiorul coronamentului soiului Tuleu
Gras și semnificativ statistic (p<0.05) mai scăzute pentru fructele soiului Tuleu Gras
recoltate de la periferia coroanei.
16
Tabel 3.3
Variația conținutului de flavonoide a trei soiuri de prun (Stanley,Vânăt de Italia,Tuleu Gras) pe parcursul creșterii și dezvoltării lor
Faza de recoltare/ Harvesting phases
Flavonoide
pieliță/pulpă
Flavonoids
peel/flesh
Soiul
Variety
Poziția în
coroană
Position in
the crown
F1 F2 F3 F4 F5 F6
Conținutul de flavonide [mg QE8/100 g]
7
Flavonoids content [mg QE/100 g]
Flavonoide
pieliță
Flavonoids
peel
S1
I4 156.81AbB± 6.29 142.72
AaB ± 5.86 87.14BbB± 3.55 72.82
BCbB± 2.12 67.95CbB± 2.87 55.32
CbB± 4.24
P5 190.27AaB± 8.94 150.94
BaB± 3.28 145.66BaB± 6.07 129.49
BCaB± 5.89 119.42CDaB± 5.80 99.17
DaA± 4.93
V2
I 181.84CbA± 6.34 236.11
BbA± 5.01 269.29AaA± 8.44 203.59
CbA±7.45 198.29CbA± 8.16 201.74
CbA± 4.99
P 254.46CaA± 8.34 281.43
BCaA± 7.23 298.73BaA± 8.25 291.79
BCaA± 13.39 287.86BCaA± 9.55 383.86
AaA± 12.02
T3
I 94.65AbC± 3.73 90.73
ABbC± 4.07 83.45ABbB± 3.11 78.79
BCbB± 3.07 67.32CDaB± 2.76 64.38
DaB± 2.06
P 133.45AaC± 5.40 133.89
AaB± 6.55 109.99BaC± 4.77 108.37
BaB± 3.88 60.58CaC± 2.75 63.89
CAC± 2.87
Flavonoide
pulpă
Flavonoids
flesh
S
I 156.81AbB± 6.29 133.48
BaB± 3.94 130.17BaA± 3.13 51.82
CbB± 2.55 29.90DbB± 1.54 29.15
DbB± 1.36
P 190.27AaB± 8.94 138.65
BaB± 4.22 137.45BaB± 4.50 67.51
CaB± 2.63 55.93CDaB± 2.68 45.31
DaB± 1.48
V
I 181.84AbA± 6.34 149.35
BbA± 4.00 83.48CbB± 3.01 71.54
CDbA± 3.25 64.61DbA± 1.92 57.46
DbA± 2.69
P 254.46AaA± 8.34 191.80
BaA± 7.69 174.85BCaA± 6.82 169.41
BCaA± 5.97 153.80CaA± 6.24 124.93
DaA± 5.23
T
I 94.65AbC± 3.73 80.60
BaC± 2.45 67.38CaC± 3.01 42.58
DaB± 1.47 19.23EaC± 0.94 11.24
EaC± 1.43
P 133.45AaC± 5.40 87.42
BaC± 3.95 55.49CbC± 2.08 47.61
CaC± 1.92 20.35DaC± 1.64 16.64
DaC± 1.87
1Stanley; 2 Vânăt de Italia; 3Tuleu Gras; 4Interiorul coroanei/Inside the crown; 5Periferia coroanei/Crown periphery; 6F1 - F6 fazele de recoltare (F1, F2, F3, F4, F5, F6); 7 Majusculele identice ale
fiecarui soi și poziție în coroană indica diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); Literele mici identice fiecarui soi și fiecarei faze de recoltare indică diferențe nesemnificativ
statistice (p>0.05); Majusculele identice scrise cu italic fiecarei poziții în coroană și fiecarei faze de recoltare indică diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); 8Concentrația de
flavonoide este exprimat în mg de echivalenti quercitin (QE)
17
3.3.4 Efectul fazei de recoltare, soiului și poziției în coroană asupra conținutului de
flavonoide din pielița și pulpa fructelor de prun
Mărimile relative ale efectelor factorilor studiați, precum și interacținile acestora
asupra conținutului de flavonide sunt prezentate în Figura 3.9 (A) și (B). Efectele
principale Soiul, Poziția și Faza de recoltare explică 75.1 %, 8.64 % și respective 2.9 %
din variabilitatea totală a conținutului de flavonoide din pielița fructelor de prun, și
44.23%, 12.72% și respective 8.13 % din variabilitatea totală a conținutului de flavonoide
din pulpa fructelor de prun studiate, indicând astfel importanța deosebită a Soiului. Din
interacțiuni cea mai importantă este Interacțiunea Soiul*Faza de recoltare înregistrând
7.08 % din variabilitatea conținutului de flavonoide din pielița fructelor, respectiv 21.25
% din variabilitatea conținutului de flavonoide din pulpa fructelor de prun, în timp ce
restul interacțiunlor adună împreună 6% pentru conținutul de flavonoide din pielița
fructelor și mai puțin de 14% pentru conținutul de flavonoide din pulpa fructelor.
Fig. 3.9 Mărimile relative ale efectelor factorilor studiați și ale interacțiunilor lor (Eta
pătrat) asupra conținutului de flavonoide din pielița (A) și pulpă (B) fructelor de prun
3.3.5 Variația conținutului în antociani al fructelor de prun pe parcursul creșterii și
dezvoltării lor
Dinamica acumulării conținutului de antociani din pielița și pulpa fructelor a trei
soiuri de prun (Stanley, Vânăt de Italia și Tuleu Gras) recoltate pe parcursul creșterii și
maturării lor, din diferite poziții ale coroanei pomului (interior și periferie de coroană), a
fost determinată începând cu apariția primelor pete de culoare mov (F4, F5, F6).
Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 3.4.
Concentrația antocianilor acumulați în pielița fructelor de prun a înregistrat valori
crescătoare indiferent de faza de recoltare, soi sau poziție.
654
300
250
200
150
100
50
0
654
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recoltarre
An
tocia
ni p
ielit
a [
mg
CE/
10
0 g
]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
654
300
200
100
0
654
300
200
100
0
(a) Stanley
Faza de recoltare
An
tocia
ni p
ielit
a [
mg
CE/
10
0 g
]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B
Fig. 3.10 Variația conținutului de antociani din pielița a trei soiuri de prun: Stanley,
Vânăt de Italia, Tuleu Gras pe parcursul a trei faze (F4, F5, F6) și două poziții de
recoltare (interior de coroană și periferie de coroană); Reprezentări diferite: (A) –
reprezentare în funcție de poziția în coroană, (B) – reprezentare în funcție de soi
18
Tabel 3.4
Variația conținutului de antociani a trei soiuri de prun (Stanley, Vânăt de Italia, Tuleu Gras) pe parcursul creșterii și dezvoltării lor
1Stanley; 2 Vânăt de Italia; 3Tuleu Gras; 4Interior de coroană/Inside of the three crown; 5Periferie de coroană/Periphery of the three crown; 6F4-F6 fazele de recoltare (F4, F5, F6); 7Majuscule identice pentru fiecare
soi și fiecare poziție în coroană indică diferențe nesemnificatv statistice (p>0.05); Literele mici identice pentru fiecare soi și pentru fiecare fază de recoltare indică diefrențe nesemnificativ statistice (p>0.05); Majusculele identice scrise cu italic fiecare poziție în coroană și pentru fiecare fază de recoltare indică diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); 8Concentrația de antociani este
exprimată în mg de cyaniding 3-glucoside (CE)
Conținutul de antociani din pieliță [mg CE8/100 g]
7 Conținutul de antociani din pulpă [g CE/100 g]
Anthocyanin content of peel [mg CE/100 g] Anthocyanin content of flesh [g CE/100 g]
P 49.45A± 1.15 45.08AB± 1.65 40.40B± 1.61 41.63BC± 2.09 34.58CD± 1.34 33.29D± 1.37 1Stanley; 2 Vânăt de Italia; 3Tuleu Gras; 4Interior de coroană/Inside of the three crown; 5Periferie de coroană/Periphery of the three crown; 6F1-F6 fazele de recoltare (F1, F2, F3, F4, F5, F6); 7Majuscule identice pentru fiecare soi și fiecare poziție în coroană indică diferențe nesemnificatv statistice (p>0.05);8Capacitatea antioxidantă este exprimată în procent
22
În consecință variațiile capacității antioxidante ale fructelor de prun sunt tipice
pentru aceste fructe și se datoreză soiului, maturității fructului, a fazei de recolatare a
acestuia, precum și a factorilor de mediu.
3.3.8 Efectul fazei de recoltare, soiului și poziției în coroană asupra capacității
antioxidante din pielița și pulpa fructelor de prun
Efectele principale pentru capacitatea antioxidantă din pielița fructelor: Soiul, Faza
de recoltare și Poziția în coroană explică 29.48%, 12.21 % și respective 6.49%, indicând
astfel importanța deosebită a Soiului. Totodată această analiză statistică explică influența
atât de ridicată 38.76% a interacțiunii Soiul*Faza de recoltare din variabilitatea
capacitătii antioxidante din pielița fructelor de prun, în timp ce restul interacțiunilor
adună mai puțin de 5.7% (Figura 3.15 A).
În ceea ce privește efectele principale pentru capacitatea antioxidantă din pulpa
fructelor, Soiul explică 52.81%, indicând importanța deosebită pentru variabilitatea
acesteia, urmată de Faza de recolatre cu 20.57% și Poziția în coroană cu 5.8%. Și în acest
caz Interacțiunea Soiul*Faza de recoltare explică cea mai mare pondere 15.03% dintre
interacțiuni, urmând ca restul să adune împreună mai puțin de 1.8% (Figura 3.15 B).
Fig. 3.15 Mărimile relative ale efectelor factorilor studiați și ale interacțiunilor lor (Eta
pătrat) asupra capacității antioxidante din pielița (A) și pulpa (B) fructelor de prun
3.3.9 Variația conținutului în clororfilă al fructelor de prun pe parcursul creșterii și
dezvoltării lor
Estimarea conținutului de Clorofilă a (Ca), Clorofilă b (Cb) și Clorofilă Totală
(CT) din pielița celor trei soiuri de prun (Stanley, Vânăt de Italia și Tuleu Gras) recoltate
în șase faze de dezvoltare și două poziții ale coroanei pomului sunt prezentate în Tabelul
3.6.
Comparând cele trei soiuri (Figurile 3.16; 3.17; 3.18; Tabelul 3.6), în funcție de
faza de recoltare a fructului de prun în coroana pomului se observă diferențe semnificativ
statistic (p<0.05) începând cu prima fază de recolatre, până la ultima fază, având un
parcurs descendent. Cea mai mare cantitate de Ca, Cb și CT se găsește în prima fază de
recoltare, iar cea mai mică în ultima fază de recoltare, indiferent de soi. O scădere cu
41% în 12 zile a conținutului de pigmenți clorofilieni a fost raportată și pentru coaja
prunelor Qingnai (Prunus salicina Lindl.), o data cu maturarea fructelor, proces ce
influențează totodată culoarea fructelor (Luo și colab., 2009).
23
654321
200
150
100
50
0
654321
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recoltare
Co
nti
nu
tul C
loro
fila
a [
µg
/g
]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
654321
200
150
100
50
0
654321
200
150
100
50
0
(a) Stanley
Faza de recoltare
Co
nti
nu
tul C
loro
fila
a [
µg
/g
]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B Fig. 3.16 Variația conținutului de Clororfilă a la trei soiuri de prun: Stanley, Vânăt de
Italia, Tuleu Gras pe parcursul a șase faze (F1, F2, F3, F4, F5, F6) și două poziții de
recoltare (interior de coroană și periferie de coroană); Reprezentări diferite: (A) –
reprezentare în funcție de poziția în coroană, (B) – reprezentare în funcție de soi
654321
100
80
60
40
20
0
654321
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recoltare
Co
nti
nu
tul C
loro
fila
b [
µg
/g
]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
654321
100
75
50
25
0
654321
100
75
50
25
0
(a) Stanley
Faza de recoltare
Co
nti
nu
tul C
loro
fila
b [
µg
/g
]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B Fig. 3.17 Variația conținutului de Clororfilă b la trei soiuri de prun: Stanley, Vânăt de
Italia, Tuleu Gras pe parcursul a șase faze (F1, F2, F3, F4, F5, F6) și două poziții de
recoltare (interior de coroană și periferie de coroană); Reprezentări diferite: (A) –
reprezentare în funcție de poziția în coroană, (B) – reprezentare în funcție de soi
642
300
250
200
150
100
50
642
(1) Interiorul Coroanei
Faza de recoltare
Co
nti
nu
tul C
loro
rfila
To
tala
[µ
g/
g]
(2) Periferia Coroanei(a) Stanley
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
Soi
A
642
250
200
150
100
50
642
250
200
150
100
50
(a) Stanley
Faza de recoltare
Co
nti
nu
tul C
loro
rfila
To
tala
[µ
g/
g]
(b) Vanat de Italia
(c) Tuleu Gras
(1) Interiorul Coroanei
(2) Periferia Coroanei
Pozitie
B
Fig. 3.18 Variația conținutului de clororfilă totală la trei soiuri de prun: Stanley, Vânăt de
Italia, Tuleu Gras pe parcursul a șase faze (F1 – 25.05.2013, F2 – 17.06.2013, F3 –
08.07.2013, F4 – 29.07.2013, F5 – 19.08.2013, F6 – 09.09.2013) și două poziții de
recoltare (interior de coroană și periferie de coroană); Reprezentări diferite: (A) –
reprezentare în funcție de poziția în coroană, (B) – reprezentare în funcție de soi
În ceea ce privește poziția fructului în coroana pomului pentru fiecare soi în parte
1Stanley; 2 Vânăt de Italia; 3Tuleu Gras; 4Interiorul coroanei/Inside the crown; 5Periferia coroanei/Crown periphery; 6F1 - F6 fazele de recoltare (F1, F2, F3, F4, F5, F6); 7 Majusculele identice ale fiecarui soi și
poziție în coroană indica diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); Literele mici identice fiecarui soi și fiecarei faze de recoltare indică diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); Majusculele
identice scrise cu italic fiecarei poziții în coroană și fiecarei faze de recoltare indică diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05); 8-nu există difetențe semnifictiv statistice între pentru fiecare soi și pentru
fiecare fază de recoltare în parte ; 9Clorofila este exprimată în µg/g pieliță prun
25
3.3.10 Efectul fazei de recoltare, soiului și poziției în coroană asupra clorofilei totale
din pielița fructelor de prun
Mărimile relative ale efectelor factorilor studiați, precum și interacțiunile lor
asupra conținutului în CT sunt reprezentate în Figura 3.19.
Efectele principale Faza de recoltare, Soiul și Poziția explică 81.95%, 9.66%,
1.72%, din variabilitatea totală a CT, indicând astfel importanța deosebită a Fazei de
recoltare, care după cum se observă reprezintă 81.95%. Totodată această analiză statistică
ne indică influența relativ scăzută a Soiului (explică 9.66 % din variabilitate) și
importanța scăzută a poziției (explică 1.72% din variabilitate). Dintre interacțiuni cu cea
mai mare importanță s-a dovedit a fi Soiul*Faza de recoltare ce înregistrează 6.02% din
variabilitatea totală, în timp ce restul interacțiunilor adună împreună mai puțin de 0.6%.
Fig. 3.19 Mărimile relative ale efectelor factorilor studiați și ale interacțiunilor lor
(Eta pătrat) asupra conținutului în clorofilă totală din pielița fructelor de prun
3.4 EVALUAREA TRASABILITĂȚII COMPUȘILOR VOLATILI PE PARCURSUL
DEZVOLTĂRII FRUCTELOR A TREI SOIURI DE PRUN
Stabilirea amprentei gaz-cromatografice a probelor studiate a fost efectuată prin
tehnica ITEX/GS-MS, această metodă fiind utilizată cu succes și în alte experimente
pentru identificarea și cuantificarea compușilor volatili din alte soiuri de prune sau alte
matrici vegetale (Louw și colab., 2012; Socaci și colab., 2014).
Identificarea compușilor volatili a fost realizată prin compararea masei spectrale
obținute cu biblioteca NIST 27 și NIST 147 ale soft-ului, precum și pe baza indicilor de
retenție Kovacs din bazele de date www.thegoodscentscompany.com,
www.pherobase.com și www.flavornet.org.
Pentru stabilirea interrelațiilor dintre diferite soiurile analizate și faza de și
interpretarea similitudinilor și diferențele caracteristice probelor analizate s-a utilizat
metoda chemometrică numită analiza componentelor principale (PCA) (Figurile 3.21,
Figura 3.22, Figura 3.23). Această analiză s-a efectuat prin utilizarea programului
În ceea ce privește conținutul de cetone, acestea se găsesc în cantități mici, care diferă în
funcție de soi sau faza de recoltare, sau alți parametrii.
În final este dificil de stabilit un model general pentru a descrie profilul de aromă al
prunelor pe parcursul creșterii și maturării lor. Transabilitatea compușilor volatili diferă foarte
mult în funcție de soi, faza de recoltare, dar și de poziția fructului în coronametul pomului. Acest
studiu permite stabilirea compușilor volatili, ce reflectă complexitatea reacțiilor ce au loc în
timpul dezvoltării fructelor.
În figurile 3.24 este prezentat profilul senzorial al probelor fiecărui soi studiat.
Fig. 3.24 Profilul senzorial al probelor studiate
3.5 DETERMINAREA CONCENTRAȚIILOR DE ZAHARURI ÎN TIMPUL
MATURĂRII FRUCTELOR A TREI SOIURI DE PRUN
3.5.1 Analiza cantitativă prin metoda HPLC a zaharurilor din sucul obținut din
fructele de prun recoltate pe parcursul creșterii și dezvoltării fructelor Zaharurile identificate și cunatificate în timpul creșterii și dezvoltării fructelor de
prun luate în studiu (Stanley, Vânăt de Italia, Tuleu Gras), pe parcursul a șase faze de
recoltare au fost fructoza, glucoza și zaharoza, prin metoda HPLC. Analizele au fost
efectuate individual pentru fiecare carbohidrat în parte și pentru fiecare soi luat în studiu,
poziția în coroană și faza de recoltare. Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 3.8, iar
semnificațiile statistice sunt prezentate prin caracterele notate la exponent.
Conținutul fructelor de prun în fructoză are o tendință generală de creștere pe
parcursul creșterii și dezvoltării în cele șase faze de recoltare, cu mici fluctuații
înregistate în fazele 2 și 6 de recoltare (Tabelul 3.8 și Figurile 3.25, 3.26 și 3.27).
Conținutul de glucoză a crescut semnificativ statistic (p<0.05) pentru fructele recoltate pe
parcursul celor șase faze, cu mici oscilații (Tabelul 3.8 și Figurile 3.25, 3.26 și 3.27).
Concentrația de fructoză a fost considerabil mai mică decât concentrația de
glucoză pe întreaga perioadă de creștere a fructelor de prun din studiul de față, concluzie
la care a ajuns și Wu și colab. (2005b).
Conținutul în zaharoză al fructelelor de prun analizate a crescut pe toată perioada
desfașurării studiului (Tabelul 3.8 și Figurile 3.25, 3.26 și 3.27). În primele faze de
recoltare zaharoza a crescut încet, nesemnificativ statstice (p>0.05), urmând ca în
ultimele două faze, creșterile sa fie mai ridicate, semnificativ statistic (p<0.05).
Datorită fluctuațiilor neregulate a conținutului de zaharoză din fructele luate în
studiu pe parcursul creșterii și dezvoltării lor este greu de realizat o clasificare a soiurilor
32
în funcție de dinamica acumulării zaharozei. Putem observa însă, că în ultima fază de
recoltare cea mai mare cantitate de zaharoză este înregistrată la fructele soiului Stanley
atât la interior de coroană, cât și la periferia acestia. Acest clasament este urmat de soiul
Vânăt de Italia care a înregistrat valori mai mari pentru fructele recoltate din interiorul
coroanei decât fructele soiului Tuleu Gras, iar valorile înregistrate la fructele recoltate de
la periferia coroanei sunt nesemnificativ statistice (p>0.05).
A B
Fig. 3.25 Separarea prin metoda HPLC a zaharurilor simple FR (frucoză), GL (glucoză),
ZA (zaharoză) din sucul obținut din fructele de prun soiul Stanley recoltate din (A)
interiorul coroanei (I) și (B) periferia coroanei (P)
A B
Fig. 3.26 Separarea prin metoda HPLC a zaharurilor simple FR (frucoză), GL (glucoză),
ZA (zaharoză) din sucul obținut din fructele de prun soiul Vânăt de Italia recoltate din
(A) interiorul coroanei (I) și (B) periferia coroanei (P)
A B
Fig. 3.27 Separarea prin metoda HPLC a zaharurilor simple FR (frucoză), GL (glucoză),
ZA (zaharoză) din sucul obținut din fructele de prun soiul Tuleu Gras recoltate din (A)
interiorul coroanei (I) și (B) periferia coroanei (P)
3.5.2 Efectul fazei de recoltare, soiului și poziției în coroană aspura conținutului în
zaharuri din fructele de prun Mărimile relative ale efectelor factorilor studiați și a interacțiunii acestora asupra
conținutului de zaharuri sunt reprezentate în Figura 3.28.
Variabiltatea totală a conținutului de fructoză are ca efecte principale Faza de recoltare
reprezentând 47.84% , Soiul 36.89% și Poziția în coroană 1.2%. Totodată această analiză
statistică ne arată importanța interacțiunii Soiul*Faza de recoltare ce înregistrează 12.5 %
din variabiltatea conținutului de fructoză, în timp ce restul interacțiunilor însumează
valori mai mici de 2 %.
33
Tabel 3.8
Schimbările conținutului de zaharuri a trei soiuri de prun pe parcursul creșterii și dezvoltării lor
Faza de recoltare
Zaharuri Soiul Poziţia
în
coroană
F16
F2 F3 F4 F5 F6
Conținutul [g/100g suc]
FRUCTOZĂ
S1
I4 0.4926
CbC ± 0.02 0.4310
CbC ± 0.02 0.6174
CbB ± 0.02 1.6831
ABaB ± 0.06 1.5170
BaB ± 0.07 1.7454
AaB ± 0.02
P5 0.6034
DaC ± 0.01 0.5026
DaC ± 0.01 0.9383
CaB ± 0.02 1.8768
AaB ± 0.07 1.4866
BaB ± 0.03 1.7776
AaB ± 0.07
V2
I 0.7060CbB
± 0.01 0.5776CbB
± 0.02 0.6630CbB
± 0.03 1.2135ABbC
± 0.04 1.1680BaC
± 0.04 1.3162AbC
± 0.01
P 0.9983DaB
± 0.02 0.7218EaB
± 0.02 0.8357DEaB
± 0.03 1.4341BaC
± 0.06 1.2568CaC
± 0.06 1.7824AaB
± 0.05
T3
I 1.3363CaA
± 0.05 0.8181DbA
± 0.01 1.5515CaA
± 0.06 3.0875ABbA
± 0.14 2.9652BbA
± 0.08 3.3580AaA
± 0.08
P 0.2650CDaA
± 0.06 0.9681DaA
± 0.03 1.4768CaA
± 0.05 3.9373AaA
± 0.16 3.4156BaA
± 0.06 3.7368ABaA
± 0.16
GLUCOZĂ
S1
I4 1.4630
EbB ± 0.01 1.8832
EbA ± 0.02 2.7361
DbB ± 0.04 4.6376
CbC ± 0.01 5.5668
BbB ± 0.05 6.3580
AbC ± 0.31
P5 1.6651
FaC ± 0.04 2.2721
EaB ± 0.07 4.0906
DaB ± 0.04 5.3468
CaC ± 0.03 6.6226
BaC ± 0.06 6.9622
AaC ± 0.11
V2
I 1.9006EbA
± 0.02 1.5332FbB
± 0.02 4.0286DbA
± 0.04 5.3463CbB
± 0.05 7.0884BbA
± 0.13 8.9562AbA
± 0.06
P 2.5507FaA
± 0.03 3.4392EaA
± 0.04 5.3993DaA
± 0.03 7.8137CaA
± 0.04 11.2350BaA
± 0.16 12.1064AaA
± 0.01
T3
I 2.0998EaA
± 0.09 1.3424FbC
± 0.02 2.6985DbB
± 0.04 6.3580CbB
± 0.05 6.9368BbA
± 0.04 8.0614AbB
± 0.04
P 1.9943EaB
± 0.03 1.6663FaC
± 0.02 3.0315DaC
± 0.04 7.6869CaB
± 0.01 8.4378BaB
± 0.13 9.2692AaB
± 0.04
ZAHAROZĂ
S1
I4 0.0102
DaA ± 0.00 0.0274
DaB ± 0.00 0.3569
CbB ± 0.02 0.5258
CbC ± 0.02 5.2806
BaB ± 0.04 9.8306
AbA ± 0.11
P5 0.0085
EaA ± 0.00 0.0342
EaA ± 0.00 0.7290
DaB ± 0.01 1.1877
CaC ± 0.02 5.4140
BaB ± 0.04 10.1902
AaA ± 0.15
V2
I 0.0067DaA
± 0.00 0.0243DaB
± 0.00 0.1491DbC
± 0.00 0.9646CbB
± 0.03 4.4798 BbC
± 0.13 6.7694AbB
± 0.04
P 0.0087EaA
± 0.00 0.0266EaA
± 0.00 0.3167DaC
± 0.01 1.5560CaB
± 0.02 6.1550BaA
± 0.11 7.4416AaB
± 0.06
T3
I 0.0069EaA
± 0.00 0.0399EaA
± 0.00 0.5754DbA
± 0.02 2.1327CbA
± 0.04 5.8014BaA
± 0.03 6.1546AbC
± 0.04
P 0.0117EaA
± 0.00 0.0258EbA
± 0.00 0.9026DaA
± 0.01 2.7731CaA
± 0.01 5.7286BaB
± 0.07 7.6392AaB
± 0.02 1Stanley; 2Vânăt de Italia; 3Tuleu Gras; 4Interior de coroană/Inside of the three crown; 5Periferie de coroană/Periphery of the three crown; 6F1-F6 fazele de recoltare (F1, F2, F3, F4, F5, F6 ); 7Majuscule identice pentru
fiecare soi și fiecare poziție în coroană indică diferențe nesemnificatv statistice (p>0.05); Literele mici identice pentru fiecare soi și pentru fiecare fază de recoltare indică diefrențe nesemnificativ statistice (p>0.05);
Majusculele identice scrise cu italic fiecare poziție în coroană și pentru fiecare fază de recoltare indică diferențe nesemnificativ statistice (p>0.05).
34
Fig. 3.28 Mărimile relative ale efectelor factorilor studiați și ale interacțiunilor lor (Eta
pătrat) asupra conținutului în fructoză (A), glucoză (B) și zaharoză (C) al prunelor
Variabiltatea totală a conținutului de glucoză are ca efecte principale Faza de
recoltare reprezentând 80.99% , Soiul 6.44 % și Poziția în coroană 4.62%. Totodată
această analiză statistică ne arată importanța interacțiunii Soiul*Faza de recoltare ce
înregistrează 4.59 % din variabiltatea conținutului de glucoză, în timp ce restul
interacțiunilor însumează împreună 3.29 %.
Variabiltatea totală a conținutului de zaharoză are ca efecte principale Faza de
recoltare reprezentând 94.69 % , Soiul 0.4 % și Poziția în coroană 0.38 %. Totodată
această analiză statistică ne arată importanța interacțiunii Soiul*Faza de recoltare ce
înregistrează 3.91 % din variabiltatea conținutului de zaharoză, în timp ce restul
interacțiunilor însumează împreună valori sub 1 %.
Fig. 3.30 Spectrele FT-MIR de soluţii standard ale zaharurilor. (A) Spectrele FT-MIR ale celor 30 mix - uri de soluţii standard de glucoză, fructoză şi zaharoză;
(B) Spectrele FT-MIR de soluţii de glucoză (15% - linia albastră), fructoză (5% - linia roșie) şi zaharoză (15% - linia verde); (C) Zona spectrală 900 – 1500 cm-
1 caracteristică de glucide pentru soluţiile de glucoză (15% - linia albastră), fructoză (5% - linia roşie) şi zaharoză (15% - linia verde)
C
B A
991
1033
1080
1105
1151
1361
964 1063
1247
1157
1083
997
1055
1138
1429 1317
1211
38
A B
C D
Fig. 3.31 Spectrele FT-MIR pentru sucurile de prune obţinute din fructele a trei soiuri de prun
recoltate pe parcursul creșterii și maturării lor: (A) fără pre-tratament; (B) pre-tratamentul
Standard normal variate (SNV); (C) pre-tratamentul SNV urmat de prima derivată Savitzky
Golay - d1 (7, 2); (D) pre-tratamentul SNV urmat de derivata a doua Savitzky Golay - d2 (9, 2)
(Notă: F1- F6 fazele de recoltare; S- Stanley; T – Tuleu Gras; V – Vânăt de Italia; I - Interiorul
coroanei; P - Periferia coroanei)
3.5.3.2 Selectarea zonei spectrale şi a pre-tratamentelor optime pentru previzionarea
concentraţiilor de zaharuri ale sucurilor obţinute din fructele a trei soiuri de prun pe
parcursul creșterii și dezvoltării lor
Regresia celor mai mici pătrate (PLS – din eng. „Parțial least squares”) a fost
realizată pentru a evalua caracteisticile predictive pentru modelele de calibrare. Tehnica
validării încrucișate totale (din eng. „leave one aut/ cross validation”) a fost utilizată mai
întâi pentru validarea modelelor cu scopul de a obține numărul optim al variabilelor
latente și determinarea probelor de tip „outlier” (la fiecare set de calibrare o probă nu este
inclusă, iar modelul obținut cu celelalte probe este utilizat la previzionarea probei care nu
a fost utilizată la crearea modelului; acest procedeu se reia pentru fiecare probă în parte).
Modelele obținute au fost examinate pentru a previziona concentrațiile zaharurilor din
sucurile probelor de prune, aferente seturilor validării independente.
Modelele cu cele mai bune caracteristici au fost validate pe baza mai multor
criterii. Coeficienții de determinare cu cele mai ridicate valori au fost utilizați pentru
calibrarea și validarea încrucișată (Rcal2 și Rcval
2) și validarea independentă (Rp
2), precum
și cele mai scăzute erori standard ale previzionării (SEP), calibrării (SEC) și validării
încrucișate (SECV). Un alt criteriu important utilizat a fost raportul de performanță al
deviației (RPD – din eng. „ratio of performance of deviation”), ilustrat de raportul dintre
abaterea standard (AS) și SEP. Acest raport indică performanța unui model de a
previziona viitoarele rezultate. Este cunoscut faptul că pentru verificări curente de tip
„screening” un model trebuie sa aibă valoarea RPD peste 3, iar pentru controlul calității
produselor, modelele trebuie să aibă valoarea peste 5 (Williams, 2001 şi Fearn, 2002;
citaţi de Cozzolino și colab., 2005).
39
Utilizând metoda PLS (validarea încrucișată) pentru spectrele de sucuri ale
probelor de prune (N=36) recoltate pe parcursul creșterii și dezvoltării fructelor în
vederea obținerii modelului cu caracteristicile cele mai performante, în prima fază s-a
realizat selectarea zonei spectrale optime (Tabel 3.10). Variabilitatea concentrațiilor de
glucide este mare datorită paletei largi a design-ului de recoltare al probelor (trei soiuri
diferite de prune Stanley, Vânăt de Italia, Tuleu Gras; șase faze diferite de recoltare, a
câte două poziții din coronamentul pomului).
Aplicarea analizelor pentru sucurile de prun, asupra unei asemenea varietăți de
probe oferă un vast interval al concentrațiilor fructozei (0.43 – 3.94%), glucozei (1.34 –
12.11%) și zaharozei (0.006 – 10.19%) oferind în același timp o bază de date spectrală
caracteristică acestor fructe, cu concentrații de zaharuri de la cele mai scăzute , până la
cele mai ridicate. Totodată aceste rezultate conferă un grad ridicat de originalitate
(majoritatea studiilor efectuate până în prezent sunt focusate pe analiza sucurilor de prune
obținute din fructele recoltate de la maturitate tehnologică și/sau de la maturitate de
consum). Prima etapă pentru realizarea și implementarea unei metode rapide de tip FT-
MIR pentru analiza prunelor în dinamica creșterii și dezvoltării fructelor este de
verificare a fezabilității metodelor de calibrare.
În vederea optimizării modelelor de calibrare au fost selectate diferite regiuni
spectrale. În bazele coeficienților de regresie ale modelelor PLS realizate pentru întregul
spectru (650 – 4000 cm-1
) ce nu au fost supuse vreunui tratament pentru fiecare zahar în
parte, au fost propuse pentru realizarea modelelor de calibrare cu rezultate superioare,
ținând cont de intervalele numerelor de undă ale acestora (cm-1
). În vederea previzionării
fructozei pe baza spectrului original FT-MIR este prezentată importanța zonei ce conține
corelate cu spectrul soluției standard de fructoză (Figura 3.30 C), iar în Figura 3.32 sunt
prezentați grafic coeficienții de regresie caracteristici modelului PLS. Pentru realizarea
modelelor de calibrare unul dintre factorii esențiali este reprezentat de numerele de undă
caracterizate de coeficienții regresiei cu valoare absolută ridicată și un impact major
pentru variabilele de raspuns Y (valori de referință) (Liu și colab., 2008 citat de Ścibisz și
colab., 2011). Totodată au fost eliminate din model zonele dominate de fluctuațiile
(„noise”) pentru coeficienții de regresie. Această analiză a fost utilizată pentru fiecare tip
de zahar în parte în vederea selectării regiunii spectrale relevante.
Cele mai ridicate valori pentru spectrele originale (fără pre-tratamente) ale Rcal2,
Rcval2 și RPD, și respectiv cele mai scăzute ale SEC și SECV s-au realizat pentru
regiunea spectrală 800 – 1600 cm-1
în cazul fructozei, 800 – 1600 cm-1
în cazul glucozei,
și respectiv 915 – 1145 cm-1
în cazul zaharozei (Tabelul 3.10).
În continuarea studiului, în Tabelul 3.11, este prezentat pre-tratamentul optim al
datelor spectrale pentru fiecare tip de zahar în parte. În cazul acestui tip de pre-tratament
s-a testat SNV (din eng. „Standard Normal Variate”), d1 (7, 2) (derivata întâi Savitzky
Golay 7 puncte de netezire și polinomul de ordinul 2) și d2 (9, 2) (derivata a doua
Savitzky Golay). Conform evaluării modelelor de calibrare realizate (valori ridicate ale
Rcal2, Rcval
2 și RPD; valori scăzute ale SEC și SECV) s-a ajuns la concluzia ca pre-
tratamentul adecvat spectrelor din acest studiu pentru fructoză este d1 (7, 2), pentru
zaharoză d2 (9, 2), iar pentru glucoză pre-tratamentul a dus la rezultate mai puțin
satisfăcătoare.
40
Selecția zonelor spectrale optime și a pre-tratamentelor a condus la modele de
calibrare PLS cu rezultate acceptabile pentru glucoză (Rcval2=0.90; SECV=0.98;
RPD=3.03) (Figura 3.33). În cazul conținutului de fructoză al sucurilor de prune
analizate, încercarea optimizării pre-tratamentelor modelelor de calibrare, a condus la
modele cu performanțe mai puțin satisfăcătoare (Figura 3.34), RPD-ul înregistrat având
valori inferioare pragului necesar pentru încadrarea modelelor la analize de tip screening
(3), iar pentru zaharoză rezultatele sunt foarte bune (Rcval2=0.96; SECV=0.65;
RPD=4.9) (Figura 3.35).
Fig. 3.32 Coeficienţii regresiei pentru modelul PLS ce are la bază spectrul FT-MIR
original, cu regiunea spectrală 700 – 4000 cm-1
și realizat pentru previzionarea zaharozei
Fig. 3.33 Concentraţii ale fructozei din sucurile obținute din prunele recoltate pe
parcursul dezvoltării–valorile măsurate versus previzionate prin FT-MIR–model de
calibrare PLS (N=36 probe) bazat pe 3 variabile latente, utilizând regiunea 800-1600 cm-1
şi d1 (7, 2) (RPD = 2.77)
Fig. 3.34 Concentraţii ale glucozei din sucurile obținute din prunele recoltate pe parcursul
dezvoltării–valorile măsurate versus previzionate prin FT-MIR– model de calibrare PLS
(N=36 probe) bazat pe 3 variabile latente, utilizând regiunea 800-1600 cm-1
şi nici un
pre-tratament aplicat (RPD = 3.03)
41
Fig. 3.35 Concentraţii ale zaharozei din sucurile obținute din prunele recoltate pe
parcursul dezvoltării - valorile măsurate versus previzionate prin FT-MIR– model de
calibrare PLS (N=36 probe) bazat pe 2 variabile latente, utilizând regiunea 915-1145 cm-1
şi pre-tratamentul d2 (9, 2) (RPD = 4.90)
42
Tabelul 3.10
Performanţa modelelor de calibrare PLS realizate pentru spectrele originale (fără nici un pre-tratament aplicat) a setului de calibrare (N=36) alcătuit din
probele de suc obţinute din fructele a trei soiuri de prun recoltate pe parcursul creșterii și dezvoltării fructelor – selectarea regiunii spectrale optime
900-1200 3 0.96 0.66 0.94 0.79 4.03 1 Validare totală încrucişată „Full cross validation”; AS – abaterea standard / Standard deviation; Rcal
2 ,Rcval
2 – coeficienţii de determinare pentru calibrare şi validare încrucişată /
coefficients of determination; SEC – eroarea standard de calibrare / standard error of calibration; SECV –eroarea standard de validare încrucişată / standard error of cross-validation;
RPD – raportul de performanţă al deviaţiei / ratio of performance of deviation.
43
Tabelul 3.11
Performanţa modelelor de calibrare dezvoltate (Partial least squares) pentru regiunile spectrale optime (conform Tabelului 4.27, regiunea
spectrală optimă la fructoză 800-1600 cm-1, la glucoză 800-1600 cm-1 şi la zaharoză 915-1145 cm-1) a setului de calibrare (N=36) alcătuit din
probele de suc obţinut din fructele a trei soiuri de prun recoltate pe parcursul creșterii și dezvoltăriifructelor – selectarea pre-tratamentului optim
Calibrare / Calibration Validare încrucişată*1
/ Cross
validation
Parametru
Parameter
Regiunea spectrală
Spectral region
[cm-1
]
Pre-tratament
Pre-treatment
Nr. var.
latente
No. latent
var.
Rcal2 SEC Rcval
2 SECV RPD
Fructoză
Fructose 800 – 1600
SNV 3 0.89 0.31 0.81 0.43 2.25
d1 7 2 3 0.93 0.26 0.87 0.35 2.77
d2 9 2 3 0.87 0.35 0.8 0.44 2.20
Glucoză
Glucose 800 – 1600
SNV 3 0.93 0.79 0.84 1.20 2.48
d1 7 2 3 0.94 0.75 0.89 1.01 2.94
d2 9 2 3 0.89 0.96 0.84 1.22 2.43
Zaharoză
Sucrose 915 – 1145
SNV 3 0.95 0.73 0.93 0.90 3.54
d1 7 2 3 0.98 0.50 0.96 0.66 4.83
d2 9 2 2 0.97 0.56 0.96 0.65 4.90
*1 Validare încrucişată totală / Full cross validation; SNV – Standard Normal Variate; d1 / d2 – prima / a doua derivată / first / second derivative; Rcal
2 ,Rcval
2 – coeficienţii de
determinare pentru calibrare şi validare încrucişată / coefficients of determination; SEC –eroarea standard de calibrare / standard error of calibration; SECV – eroarea standard
de validare încrucişată / standard error of cross-validation; RPD – raportul de performanţă al deviaţiei / ratio of performance of deviation.
44
3.5.5.3 Previzionarea de concentraţii a zaharurilor din sucul fructelor a trei soiuri de
prun recoltate pe parcursul creșterii și dezvoltării lor – validarea externă
Pentru validarea modelelor de calibrare optimizate pentru fiecare tip de zahar în
parte s-a realizat un set de validări externe independente. Din cele 36 probe s-au obținut
două seturi: de calibrare (Calib_P24) alcătuit din 24 probe, reprezentând 66.7 % din
totalul de probe și de validare externă (Valid_P12) alcătuit din 12 probe , reprezentând
33.3 % din totalul de probe. Probele au fost împărțite aleatoriu, având ca și criteriu o
distribuție reprezentativă pentru toate probele și un interval cât mai vast de concentrații.
Astfel mediile, abaterile standard și intervalele setului de calibrare (N=24) sunt destul de
apropiate de valorile setului de validare (N=12) (Tabelul 3.12).
În vederea verificării fezabilității pentru modelele de calibrare realizate în baza
spectrelor celor 30 de mix-uri de soluții standard de zaharuri (set Calib_S30; N = 30), s-a
urmărit folosirea seturilor de probe (set Valid_P36; N = 36) a sucurilor de prune obținute
în urma recoltării acestora pe parcursul a șase faze diferite de creștere și dezvoltare.
Rezultatele previzionate au fost comparate cu cele obținute în urma analizelor prin
metode directe cromatografice de înaltă performanță, pentru fiecare tip de zahar în parte.
Rezultatele obținute (medii, abateri standard, intervalele seturilor) sunt prezentate în
Tabelul 3.12.
În urma ipotezei că un set alcătuit din mix-urile soluțiilor standard și sucurile de
prun autentice ar avea capacitatea predictivă ridicată, s-a realizat un set de calibrare
Calib_PS54 (N = 54) alcătuit din cele 30 de mix-uri de soluții standard și setul Calib_P24
format din cele 24 probe de suc autentic de prun. Pentru ca acest model să fie validat s-a
folosit setul Valid_P12 alcătuit din celelalte 12 probe de suc autentic, care nu au fost
folosite la setul de calibrare (Tabelul 3.12).
În tabelul 3.13 se prezintă sinteza rezultatelor obţinute pentru modelele de
calibrare PLS realizate pentru seturile Calib_P24, Calib_S30, și Calib_PS54, respectiv
performanţele acestora în cazul previzionării seturilor de validare externă Valid_P12 și
Valid_P36. Se observă acurateţea ridicată a modelelor de calibrare PLS elaborate pentru
spectrele mix-urilor de soluţii standard ale celor trei zaharuri studiate (set Calib_S30
haşurat în secţiunea Calibrare din Tabelul 3.13, pentru fructoză, glucoză şi zaharoză).
Indiferent de tipul de glucid, modelele obţinute pentru setul Calib_S30 prezintă
coeficienţi de determinare foarte apropiaţi de unitate (0.99 pentru fructoză, 0.99 pentru
glucoză şi 0.99 pentru zaharoză).
Rezultate foarte bune s-au obţinut şi pentru seturile Calib_P24 și Calib_PS54
utilizate la realizarea modelelor de calibrare pentru zaharoză (haşurat în secţiunea
Calibrare / Zaharoză din Tabelul 3.13), înregistrându-se valori ale Rcal2 de 0.99 şi 0.98,
pentru Calib_P24, respectiv Calib_PS54. De asemenea aceste seturi au obținut
performanțe bune și în cazul modelelor de calibrare pentru glucoză (Rcal2 de 0.95 şi 0.94,
pentru Calib_P24, respectiv Calib_PS54) și pentru fructoză (Rcal2 de 0.94 şi 0.91, pentru
Calib_P24, respectiv Calib_PS54).
Nici unul din seturile de validare externă utilizate în cazul fructozei nu a arătat
performanțe satisfăcătoare. Acest lucru poate fi explicat prin intervalul restrâns al
concentrațiilor de fructoză al sucurilor de prune recoltate pe parcursul dezvoltării
fructelor atât pentru seturile de calibrare cât și pentru cele de validare (interval
concentrații 0.43 – 3.94, abateri standard 0.93 – 0.97).
45
Rezultate cu performanţe satisfăcătoare, având RPD-ul 2.94 (aproape de pragul de
screening – 3) s-au obţinut şi în cazul previzionării concentraţiilor de glucoză ale setului
Valid_P36, utilizând modelul de calibrare creat pe baza setului de soluții standard
Calib_S30: RPD de 2.94, Rp2 a fost 0.72 şi SEP de 1.01 (Figura 3.36).
În cazul zaharozei, rezultatele realizate la previzionarea seturilor externe
(Valid_P12 și Valid_P36), au fost pozitive indiferent de setul de calibrare utilizat. Totuși,
la includerea în setul de calibrare, pe lângă soluţiile standard şi probele autentice (setul
Calib_PS54), se observă o îmbunătățire clară a modelului obținut: astfel pentru zaharoză,
utilizând modelul de calibrare PLS creat pe baza setului Calib_PS54, s-a obţinut pentru
setul de validare externă Valid_P12, un Rp2 de 0.97 şi SEP de 0.57 (Figura 3.37).
Pentru toate zaharurile analizate se remarcă o scădere semnificativă a capacității
productive a acestora în situația previzionării concentrațiilor de zaharuri pentru sucurile
de prun obținute din fructele recoltate pe pacrursul creșterii și dezvoltării lor, atunci când
modelul de calibrare a fost obținut pe baza spectrelor soluțiilor standard; pe lângă probe
autentice și soluții standard, la includerea în setul de calibrare, se poate observa o
ameliorare a rezultatelor.
Tabelul 3.12
Concentraţiile de zaharuri solubile ale seturilor de calibrare şi validare studiate -
Statistică descriptivă
CALIBRARE
CALIBRATION
VALIDARE EXTERNA
EXTERNAL VALIDATION
Denumire
set
Set name
Descriere
Description N
Parametru
Parameter
Media
Mean AS Interval
Denumire
set
Set name
N Parametru
Parameter
Media
Mean AS Interval
Calib_P24 Selectate aleatoriu
24
Fructoză
Fructose 1.54 1.01
0.43-
3.94
Valid_P12 12
Fructoză
Fructose 1.46 0.93
0.49-
3.42
Glucoză Glucose
5.01 3.15 1.53 - 12.11
Glucoză Glucose
5.04 2.71 1.34-8.96
Zaharoză
Sucrose 2.53 3.14
0.01 -
9.83
Zaharoză
Sucrose 2.72 3.43
0.01-
10.19
Calib_S30
mix-urile de
soluții de standard
30
Fructoză
Fructose 1.72 1.18 0 - 5.00
Valid_P36 36
Fructoză
Fructose 1.51 0.97
0.43-
3.94
Glucoză
Glucose 5.60 3.68
0 -
15.00
Glucoză
Glucose 5.02 2.97
1.34-
12.11
Zaharoză
Sucrose 3.30 4.07
0 -
15.00
Zaharoză
Sucrose 2.59 3.19
0.01-
10.19
Calib_PS54
mix-urile de
soluții de
standard +
Selectate aleatoriu
54
Fructoză Fructose
1.64 1.10 0 - 5.00
Valid_P12 12
Fructoză Fructose
1.46 0.93 0.49-3.42
Glucoză
Glucose 5.34 3.43
0 -
15.00
Glucoză
Glucose 5.04 2.71
1.34-
8.96
Zaharoză Sucrose
2.96 3.68 0 -
15.00
Zaharoză Sucrose
2.72 3.43 0.01-10.19
N – numărul de probe pentru fiecare set / number of samples of each set; AS - abaterea standard / standard
deviation.
46
Fig. 3.36 Concentraţii ale glucozei previzionate prin FT-MIR a sucurilor obţinute din
fructele de prun recoltate pe parcursul creșterii și dezvoltării versus valorile de referinţă
(determinate prin HPLC) – setul de validare extern Valid_P12 (N=12)
Tabelul 3.13
Performanța pentru modelele „Partial least squares” (PLS) realizate pentru seturile
diferite de calibrare şi validare studiate (descrise în Tabelul 3.12)
Parametru /
Caracteristicile
Calibrării
Parameter /
Calibration
characteristics
Calibrare
Calibration
Validare externă
External validation
CS*4 No. of
factors Rcal
2 SEC
VS*5 Rp2 SEP RPDp
Fructoză *1
Fructose
Calib_P24 3 0.94 0.24 Valid_P12 0.62 0.46 2.02
Calib_S30 3 0.99 0.11 Valid_P36 0.38 0.48 2.02
Calib_PS54 3 0.91 0.33 Valid_P12 0.79 0.33 2.81
Glucoză *2
Glucose
Calib_P24 3 0.95 0.71 Valid_P12 0.83 1.11 2.44
Calib_S30 3 0.99 0.32 Valid_P36 0.72 1.01 2.94
Calib_PS54 3 0.94 0.85 Valid_P12 0.75 1.33 2.03
Zaharoză *3
Sucrose
Calib_P24 3 0.99 0.35 Valid_P12 0.96 0.64 5.36
Calib_S30 2 0.99 0.12 Valid_P36 0.92 0.79 4.03
Calib_PS54 2 0.98 0.56 Valid_P12 0.97 0.57 6.01
*1 Regiunea spectrală / Spectral region 800-1600 cm-1; Pre-tratament / Pre-treatment: d1 7 2;
*2 Regiunea spectrală / Spectral region 800-1600 cm-1; Nici un Pre-tratament / No Pre-treatment;
*3 Regiunea spectrală / Spectral region 915-1145 cm-1; Pre-tratament / Pre-treatment: d2 9 2; *4CS - Setul de calibrare / Calibration set; *5 VS - Setul de validare / Validation set; Rp2 – coeficientul de determinare pentru
validare externă / Coefficient of determination for external validation; Toate celelalte abrevieri sunt similare cu cele din Tabelul
4.27/ All other abbreviations are similar with those from Table 3.10.
47
Fig. 3.37 Concentraţii ale zaharozei previzionate prin FT-MIR a sucurilor obţinute din
fructele de prun recoltate pe parcursul creșterii și dezvoltării versus valorile de referinţă
(determinate prin HPLC- Calib_PS54, mix-urile de soluții de standard + Selectate
aleatoriu) – setul de validare extern Valid_P12 (N=12)
48
CAPITOLUL IV
CONCLUZII, RECOMANDĂRI ȘI PERSPECTIVE
4.1 CONCLUZII GENERALE
Pe parcursul creșterii și maturării fructelor de prun luate în studiu, masa,
diametrul, conținutul de solubile totale și pH-ul au avut o evoluție ascendentă,
indiferent de soi sau poziția fructelor în coronamentul pomului.
Valorile înregistrate pentru aciditatea probelor luate în studiu au avut un parcurs
descendent în timpul creșterii și maturării fructelor de prun, în timp ce umiditatea
prezintă unele fluctuații.
Conținutul de polifenoli totali din pielița fructelor de prun au un parcurs relativ
ascendent, cu unele oscilații, în timpul creșterii și maturării fructelor de prun, în
timp ce conținutul de polifenoli totali din pulpa fructelor de prun au un parcurs
relativ descendent, cu unele oscilații. Același parcurs este reliefat și în cazul
capacității antioxidante.
Cantitatea de flavonoide din fructele de prun analizate a scăzut semnificativ
statistic (p<0.05) o dată cu creșterea și maturarea fructelor de prun, excepție
făcând pielița fructelor soiului Vânăt de Italia.
Concentrația antocianilor acumulați în pielița fructelor de prun a înregistrat valori
crescătoare indiferent de faza de creștere sau maturare, soi sau poziție, în timp ce
concentrația antocianilor din pulpa fructelor studiate au avut un parcurs
descendent pe parcursul desfășurării studiului.
Cea mai mare cantitate de Clorofilă a, Clorofilă b și Clorofilă Totală se găsește în
prima fază de creștere, urmând ca aceasta să scadă până în ultima fază de
maturare, indiferent de soi.
În urma analizei GC-MS a probelor studiate din cele trei soiuri de prune pe
parcursul creșterii și maturării lor, au fost separați și cuantificați un număr total de
99 compuși volatili reprezentativi pentru clasa alcoolilor, aldehidelor, cetonelor,
esterilor, terpenoidelor și lactonelor.
În urma analizei HPLC se observă o creștere a concentrațiilor zaharurilor studiate
(fructoză, glucoză, zaharoză), o dată cu creșterea și maturarea fructelor de prun,
analiza PCA pentru acești parametri prezentând o grupare clară a probelor în
funcție de faza de recoltare (F1→F6), însă nu afișează nici o grupare a probelor
legată de soiul de prun sau de poziția fructelor în coroana pomului.
Selecția zonelor spectrale optime și a pre-tratamentelor a dus la modele de
calibrare PLS cu rezultate foarte bune pentru zaharoză și acceptabile pentru
glucoză; în ciuda încercărilor de selectare și optimizare a pre-tratamentelor
modelelor de calibrare dezvoltate pentru fructoză, acestea au condus la modele cu
performanțe mai puțin satisfăcătoare.
Pentru zaharoză și glucoză, cele mai bune rezultate au fost obținute la
previzionarea seturilor externe, fiind obținute atunci când modelul se bazează pe
spectrele sucurilor de prune autentice; în cazul fructozei nu a putut fi folosit cu
succes nici un set de calibrare realizat la previzionarea concentrațiilor de fructoză
pentru seturile de validare externă.
49
4.2 ELEMENTE DE ORIGINALITATE, RECOMANDĂRI, PERSPECTIVE
Elemente de originalitate:
Studii privind monitorizarea trasabilității polifenolilor totali pe parcursul creșterii
și maturării fructelor de prun.
Studii privind monitorizarea trasabilității pigmenților clorofilieni, flavonoizi și
antocianici pe parcursul creșterii și maturării fructelor de prun.
Studii privind identificarea compușii de aromă a fructelor de prun pe parcursul
creșterii și maturării lor.
Studii privind identificarea, cuntificarea și monitorizarea dinamicii de acumulare a
zaharurilor din fructele de prun pe parcursul creșterii și maturării lor.
Studii privind selecția zonelor spectrale optime și a pre-tratamentelor în vederea
realizării modelelor de calibrare PLS pentru a obține previzionarea concentrațiilor
de zaharuri urmărite (FT-MIR).
Recomandări:
Fructele de prun imature, ce rezultă în urma căderilor fiziologice din primele faze
de creștere, dar și cele rezultate din căderile premature din ultimele faze de
maturare, pot fi utilizate pentru extracții de antioxidanți și coloranți naturali.
Fructele de prun rezultate în urma căderilor premature din ultimele faze de
maturare, pot fi utilizate pentru extracția de zaharuri simple (suc, concentrate,
siropuri).
Se recomandă utilizarea variabilității compoziținale a fructelor de prun pe
parcursul creșterii și dezvoltării lor, din punct de vedere al compușilor de aromă.
Pentru previzionarea concentrațiilor de zaharuri din fructele de prun recoltate pe
parcursul creșterii și dezvoltării lor, se recomandă a se utiliza cele mai
performante metode de calibrare dezvoltate în cadrul acestui studiu.
Aceste date ştiinţifice sunt utile pentru aplicarea tehnologiilor de cultură (forme
de coroana, fertilizare, irigare, sortiment), având ca obiectiv final o calitate buna a
materiei prime (fructe), stabilirea momentului optim de recoltare, în funcţie de
destinaţia de valorificare a fructelor.
Perspective:
Cercetările realizate în cadrul acestei teze de doctorat constituie un început pentru
a dezvolta noi direcții de cercetare în ceea ce privesc principiile bioactive
identificate și cunatificate din prune pe parcursul creșterii și dezvoltării lor.
Identificarea și cunatificarea de compuși fenolici individuali existenți în fructele
de prun pe parcursul creșterii și dezvoltării lor.
Identificarea și cuantificarea pigmenților flavonoizi și antocianici individuali din
fructele de prun pe parcursul creșterii și dezvoltării lor.
Determinarea pigmenților carotenoizi și identificarea acestora.
Determinarea si studierea trasabilitătii conținutului de amidon pe parcursul
creșterii și dezvoltării fructelor de prun.
Determinarea acizilor organici din fructele de prun pe parcursul creșterii și
dezvoltării lor, prin metoda HPLC și FT-MIR.
Identificarea căderilor fiziologice și premature (%), ținând cont de soi, condițiile
climatice, anul de cultură și faza de creștere și maturare.
Realizarea unui circuit de valorificare a fructelor rezultate din căderile fiziologice
și premature.
50
Realizarea și implementarea de noi ingredinete și produse ce au la bază fructe
imature de prun, rezultate în urma căderilor fiziologice (tincturi, coloranți naturali,
ceaiuri, paste, gemuri, siropuri, etc)
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ
1. BECEANU D, 1994, Meşteşugul distilării alcoolului în Ţările Române până în
perioada interbelică (Craft of alcohol distillation in the Romanian Countries until
before war period), Simpozionul XIV de Istorie şi Retrologie Agrară a României,
Bacău.
2. BUREAU, S., RUIZ, D., REICH, M., GOUBLE, B., BERTRAND, D., AUDERGON,
J.M., RENARD, C.M.G.C., 2009, Application of ATR-FTIR for a rapid and
simultaneous determination of sugars and organic acids in apricot fruit. Food Chem
115:1133-1140.
3. CIOBANU ANDI, 2009, Cercetări asupra comportării unor biosisteme altoi/portaltoi
la prunul cultivat în zona centrală a olteniei, Teză de doctorat, Universitae din
Craiova.
4. COZZOLINO, D., MURRAY, I., CHREE, A., SCAIFE, J.R., 2005, Multivariate
determination of free fatty acids and moisture in fish oils by partial least-squares
regression and near-infrared spectroscopy, Lwt-Food Sci Technol 38:821-828.
5. INFANTE R., RUBIO P., CONTADOR L., NOFERINI M., COSTA G., 2011,
Harvest maturity determination of D’Agen plums through the chlorophyll absorbance
index, Ciencia. Inv. Agr. 38.
6. JACQUES, R., FOUCHE, STEPHANIE C. ROBERTS, STEPHANIE J.E.
MIDGLEY and WILLEM J. STEYN, 2010, Peel Color and Blemishes in ‘Granny
Smith’ Apples in Relation to Canopy Light Environment, Hortscience 45:6, 899-905.
7. KIM, D.O., JEONG, S.W., LEE, C.Y., 2003a, Antioxidant capacity of phenolic
phytochemicals from various cultivars of plums. Food Chemistry, 81, 321–326.
8. KIM, D.O., CHUM, O.K., KIM, Y.J., MOON, H.Y., LEE, C.Y., 2003b,
Quantification of Polyphenolics and Their Antioxidant Capacity in Fresh Plums,
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51,6509-6515.
9. LANCASTER, J.E., E. JAN, E. GARANT, CAROLYN E. LISTER, 1994, Skin Color
in Apple – Influence of Copigmentation and Plastid Pigments on shade and Darkness
of Red Color in Five Genotypes, J. Amer. Soc. Hort. Sci. 119 (1), 63 – 69.
10. LUO Z., XIE J., XU T., ZHANG L., 2009, Delay ripening of ‘Qingnai’ plum (Prunus
salicina Lindl.) with 1-methylcyclopropene, Plant Science 177:705-709.