DOI: https://doi.org/10.3390/antiox15020264
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41750644
تاريخ النشر: 2026-02-20
المؤلف: Lucia Francesca Vuono وآخرون
الموضوع الرئيسي: المركبات النباتية والأنشطة المضادة للأكسدة
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة آثار البسترة الحرارية التقليدية على الخصائص الفيزيائية والكيميائية، والتركيب النشط حيوياً، والقدرة المضادة للأكسدة، وأنشطة تثبيط الإنزيمات لعصائر خمسة أصناف من الحمضيات الكبرى من صقلية: توداري، ماكسيما، بيريفورميس، تشادوك، وتيراكسياني. تكشف الأبحاث أن البسترة تؤدي إلى تقليصات تعتمد على الصنف في إجمالي البوليفينولات (حتى ~40%)، والفلافونويدات (حتى ~45%)، والكاروتينات (حتى ~25%)، مما يؤثر بالتالي على قدرة التقاط الجذور الحرة وقوة الاختزال. ومن الملاحظ أن النارينجين ظهر كالفلافانون السائد، حيث تسبب المعالجة الحرارية في ظواهر كل من التحلل والإفراج التي تختلف حسب الصنف. أظهرت العصائر الطازجة أنشطة تثبيط إنزيمية أقوى، خاصة ضد α-أميلاز وα-غلوكوزيداز.
تشير النتائج إلى أن تأثير البسترة الحرارية على المركبات النشطة حيوياً ليس موحداً عبر الأصناف، مما يبرز تفاعل ديناميكي بين إفراز المركبات والتحلل. على سبيل المثال، بينما أظهر توداري زيادة في إفراز الفلافونويدات المرتبطة بالمصفوفة بعد البسترة، عانت أصناف مثل ماكسيما وتيراكسياني من خسائر كبيرة بسبب التحلل المائي والتحول. حدد تحليل HPLC الفلافونويدات الرئيسية، كاشفاً أن تشادوك حافظ على مستويات أعلى من الإريوسيتريين والاستقرار بعد البسترة، بينما كانت ماكسيما أكثر حساسية حرارياً. بشكل عام، بينما تؤثر البسترة على الجودة الغذائية والوظيفية لعصائر الحمضيات الكبرى، يمكن أن تحافظ المعالجة الحرارية المعتدلة على النشاط المضاد للأكسدة، مما يشير إلى الحاجة لاستراتيجيات معالجة محددة للصنف لتحسين كل من السلامة الميكروبية والاحتفاظ بالنشاط الحيوي.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة جنس الحمضيات، مع التركيز بشكل خاص على الأهمية الاقتصادية لمختلف الأنواع مثل الليمون، واللايم، والبرتقال، مع التركيز على الحمضيات الكبرى (L.) أوسبيك، المعروف باسم البوميلو. تُلاحظ هذه الأنواع لحجمها ومحتواها الغني من المركبات النشطة حيوياً، بما في ذلك الفلافونويدات، والكاروتينات، وفيتامين C، والتي تعتبر مفيدة للصحة. يتم التأكيد على زراعة الحمضيات، خاصة في صقلية، بسبب تنوعها البيولوجي ووجود أصناف تقليدية تعمل كخزان جيني لإنتاج عصير عالي الجودة وابتكار الأغذية الوظيفية.
تهدف الدراسة إلى معالجة الفجوة في الأبحاث المتعلقة بتأثيرات البسترة الحرارية على عدة أصناف من C. grandis المزروعة تحت ظروف مشابهة. بينما تعتبر البسترة ضرورية لضمان الاستقرار الميكروبي في عصائر الفاكهة، إلا أنها يمكن أن تؤثر سلباً على الفيتوكيميائيات الحساسة للحرارة. أظهرت الدراسات السابقة نتائج غير متسقة بناءً على الصنف ومعلمات المعالجة، مما يبرز الحاجة إلى تقييمات محددة للجينوم. توفر هذه الأبحاث تحليلاً شاملاً للخصائص الفيزيائية والكيميائية، والتركيب الفيتوكيميائي، والقدرة المضادة للأكسدة، وأنشطة تثبيط الإنزيمات لعصائر خمسة أصناف من C. grandis الصقلية (توداري، ماكسيما، بيريفورميس، تشادوك، وتيراكسياني) تحت ظروف معالجة موحدة. من خلال مقارنة الاحتفاظ بالمركبات النشطة حيوياً والنشاط البيولوجي بعد البسترة، تقدم الدراسة رؤى حول الاستقرار الحراري لأصناف مختلفة، مما يوجه اختيار تلك الأنسب لإنتاج العصير الصناعي مع جودة وظيفية محسنة.
الطرق
في هذه الدراسة، تم حصاد خمسة أصناف من الحمضيات الكبرى L. أوسبيك، تحديداً توداري (رقم 107982)، ماكسيما (رقم 107983)، بيريفورميس (رقم 107984)، تشادوك (رقم 107985)، وتيراكسياني (رقم 107986)، في مارس 2019 من باليرمو، صقلية، إيطاليا. شملت معايير اختيار الفواكه الحجم الموحد، والمظهر الخارجي، وغياب العيوب المرئية. لضمان التنوع البيولوجي، تم جمع ثلاث دفعات مستقلة من عشرة فواكه من كل صنف.
تم توثيق الخصائص الشكلية لكل صنف: يتميز صنف توداري بفواكه متوسطة إلى كبيرة، مستديرة مع لب حامض قليلاً؛ يتميز صنف ماكسيما بفواكه كبيرة جداً، أسطوانية مع لب عصاري، عطري، أصفر-وردي؛ يحتوي صنف بيريفورميس على فواكه متوسطة-صغيرة، على شكل كمثرى مع لب حامض بشكل واضح؛ يقدم صنف تشادوك فواكه كبيرة، مسطحة قليلاً مع لب وردي، عصاري، ومر قليلاً؛ ويتميز صنف تيراكسياني بفواكه صغيرة، بيضاوية مع لب طعمه حامض، أصفر باهت. تم تحديد ثمرة تمثيلية من كل صنف بواسطة البروفيسور روزاريو شيكي وتم تخزينها في متحف جامعة باليرمو (رقم القسيمة 107982-107986).
النتائج
يقدم قسم النتائج نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية وآثارها. تكشف التحليلات عن ارتباطات كبيرة بين المتغيرات قيد البحث، مع اختبارات إحصائية تشير إلى قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر البيانات اتجاهًا واضحًا في العلاقة بين المتغيرات المستقلة والتابعة، مما يدعم الفرضيات الأولية المقترحة في البحث.
علاوة على ذلك، تتناول المناقشة آثار هذه النتائج، موضحة سياقها ضمن الأدبيات الحالية. تساهم النتائج في فهم أعمق للظاهرة المدروسة، مما يشير إلى طرق محتملة للبحث المستقبلي. يتم الاعتراف بحدود الدراسة، بما في ذلك حجم العينة والقيود المنهجية، التي قد تؤثر على إمكانية تعميم النتائج. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية العلاقات التي تم التحقيق فيها وملاءمتها للمجال الأوسع للدراسة.
المناقشة
في هذا القسم، تناقش الأبحاث المنهجيات والنتائج المتعلقة بالتحليل الفيزيائي والكيميائي لعصير الحمضيات الكبرى، مع التركيز على تأثير البسترة على جودة العصير واحتفاظ المركبات النشطة حيوياً. استخدمت الدراسة مواد كيميائية ومذيبات متنوعة لتحضير العينات وتحليلها، بما في ذلك HPLC لتحديد كميات المركبات الفينولية، والفلافونويد، والكاروتين. شمل عملية استخراج العصير العصر اليدوي، والترشيح، والطرد المركزي، تلاها بسترة عند 90 درجة مئوية لمدة 10 دقائق. تضمنت المعلمات الفيزيائية والكيميائية المقاسة pH، وإجمالي المواد الصلبة القابلة للذوبان (TSS)، ومحتوى حمض الأسكوربيك، مما يكشف أن البسترة لم تغير بشكل كبير هذه الخصائص عبر الأصناف، على الرغم من ملاحظة بعض التباينات في مستويات حمض الأسكوربيك.
أشارت تحليل معلمات جودة العصير إلى علاقة عكسية بين سمك القشرة وعائد العصير، حيث كانت الفواكه الصغيرة تعطي المزيد من العصير. وجدت الدراسة أن البسترة بشكل عام حافظت على سلامة حمض الأسكوربيك، على الأرجح بسبب التثبيط الحراري لإنزيم أكسيداز الأسكوربات وتأثيرات الحماية للمركبات الفينولية. ومع ذلك، لوحظت تخفيضات كبيرة في إجمالي محتوى الفينولات (TPC) وإجمالي محتوى الفلافونويد (TFC) في بعض الأصناف بعد البسترة، مع استجابات تعتمد على الصنف تبرز تأثير العوامل الجينية على الاستقرار الحراري. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية اختيار الصنف في تطبيقات المعالجة، حيث تظهر أصناف مختلفة حساسية متفاوتة للمعالجة الحرارية، مما يؤثر على الجودة الغذائية والوظيفية للعصير.
DOI: https://doi.org/10.3390/antiox15020264
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41750644
Publication Date: 2026-02-20
Author(s): Lucia Francesca Vuono et al.
Primary Topic: Phytochemicals and Antioxidant Activities
Overview
This study investigates the effects of conventional thermal pasteurization on the physicochemical properties, bioactive composition, antioxidant capacity, and enzyme inhibitory activities of juices from five Sicilian Citrus grandis cultivars: Todarii, Maxima, Pyriformis, Chadock, and Terracciani. The research reveals that pasteurization leads to cultivar-dependent reductions in total polyphenols (up to ~40%), flavonoids (up to ~45%), and carotenoids (up to ~25%), which correspondingly affects radical scavenging capacity and reducing power. Notably, naringin emerged as the predominant flavanone, with thermal processing causing both degradation and release phenomena that varied by cultivar. Fresh juices exhibited stronger enzyme inhibitory activities, particularly against α-amylase and α-glucosidase.
The findings indicate that the impact of thermal pasteurization on bioactive compounds is not uniform across cultivars, highlighting a dynamic interplay between compound release and degradation. For instance, while Todarii showed enhanced release of matrix-bound flavonoids post-pasteurization, cultivars like Maxima and Terracciani experienced significant losses due to hydrolysis and isomerization. HPLC analysis identified key flavonoids, revealing that Chadock maintained higher levels of eriocitrin and stability after pasteurization, whereas Maxima was more thermally sensitive. Overall, while pasteurization affects the nutritional and functional quality of Citrus grandis juices, moderate thermal treatment can preserve antioxidant activity, suggesting the need for cultivar-specific processing strategies to optimize both microbial safety and bioactive retention.
Introduction
The introduction of the paper discusses the Citrus genus, particularly highlighting the economic significance of various species such as lemons, limes, and oranges, with a focus on Citrus grandis (L.) Osbeck, commonly known as pomelo. This species is noted for its size and rich content of bioactive compounds, including flavonoids, carotenoids, and vitamin C, which are beneficial for health. The cultivation of Citrus, especially in Sicily, is emphasized due to its biodiversity and the presence of traditional cultivars that serve as a genetic reservoir for high-quality juice production and functional food innovation.
The study aims to address the gap in research regarding the effects of thermal pasteurization on multiple cultivars of C. grandis grown under similar conditions. While pasteurization is essential for ensuring microbial stability in fruit juices, it can adversely affect thermolabile phytochemicals. Previous studies have shown inconsistent results based on cultivar and processing parameters, underscoring the need for genotype-specific evaluations. This research provides a comprehensive analysis of the physicochemical properties, phytochemical composition, antioxidant capacity, and enzyme-inhibitory activities of juices from five Sicilian C. grandis cultivars (Todarii, Maxima, Pyriformis, Chadock, and Terracciani) under standardized processing conditions. By comparing the retention of bioactive compounds and biological activity post-pasteurization, the study offers insights into the thermal stability of different cultivars, guiding the selection of those best suited for industrial juice production with enhanced functional quality.
Methods
In this study, five cultivars of Citrus grandis L. Osbeck, specifically Todarii (No. 107982), Maxima (No. 107983), Pyriformis (No. 107984), Chadock (No. 107985), and Terracciani (No. 107986), were harvested in March 2019 from Palermo, Sicily, Italy. The selection criteria for the fruits included uniform size, external appearance, and the absence of visible defects. To ensure biological variability, three independent batches of ten fruits from each cultivar were collected.
The morphological characteristics of each cultivar were documented: cv. Todarii features medium to large, round fruits with a mildly acidic pulp; cv. Maxima is distinguished by its very large, cylindrical fruits with juicy, aromatic yellow-pink pulp; cv. Pyriformis has medium-small, pear-shaped fruits with distinctly sour pulp; cv. Chadock presents large, slightly flattened fruits with pink, juicy, and slightly bitter pulp; and cv. Terracciani is characterized by small, oval fruits with sour-tasting, pale yellow pulp. A representative fruit from each cultivar was identified by Prof. Rosario Schicchi and stored in the University of Palermo Herbarium (Voucher No. 107982-107986).
Results
The results section presents the findings of the study, highlighting key outcomes and their implications. The analysis reveals significant correlations between the variables under investigation, with statistical tests indicating a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant. Additionally, the data demonstrate a clear trend in the relationship between the independent and dependent variables, supporting the initial hypotheses proposed in the research.
Furthermore, the discussion elaborates on the implications of these findings, contextualizing them within the existing literature. The results contribute to a deeper understanding of the phenomenon studied, indicating potential avenues for future research. Limitations of the study are acknowledged, including sample size and methodological constraints, which may affect the generalizability of the findings. Overall, the results underscore the importance of the investigated relationships and their relevance to the broader field of study.
Discussion
In this section, the research discusses the methodologies and findings related to the physicochemical and phytochemical analysis of Citrus grandis juice, focusing on the impact of pasteurization on juice quality and bioactive compound retention. The study utilized various reagents and solvents for sample preparation and analysis, including HPLC for quantifying phenolic, flavonoid, and carotenoid compounds. The juice extraction process involved manual squeezing, filtration, and centrifugation, followed by pasteurization at 90°C for 10 minutes. The physicochemical parameters measured included pH, total soluble solids (TSS), and ascorbic acid content, revealing that pasteurization did not significantly alter these attributes across cultivars, although some variations were noted in ascorbic acid levels.
The analysis of juice quality parameters indicated an inverse relationship between peel thickness and juice yield, with smaller fruits yielding more juice. The study found that pasteurization generally preserved the integrity of ascorbic acid, likely due to the thermal inactivation of ascorbate oxidase and the protective effects of phenolic compounds. However, significant reductions in total phenolic content (TPC) and total flavonoid content (TFC) were observed in certain cultivars post-pasteurization, with cultivar-dependent responses highlighting the influence of genetic factors on thermal stability. Overall, the findings underscore the importance of cultivar selection in processing applications, as different cultivars exhibit varying sensitivities to thermal treatment, affecting the nutritional and functional quality of the juice.