Przetwarzanie odpadów z produkcji cebuli w żywność funkcjonalną

• Autorzy: Piechowiak Tomasz , Józefczyk Radosław , Balawejder Maciej

Identyfikatory

DOI

10.15584/pjsd.2020.24.1.11

Warianty tytułu

EN

Processing waste from onion production in the functional food

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W prezentowanej pracy przedstawiono przegląd dotychczasowego stanu prac badawczych związanych z wykorzystaniem łuski cebuli w produkcji żywności funkcjonalnej. Opisano dotychczasowe metody wyodrębniania związków bioaktywnych z łuski cebuli, wpływ antyoksydantów na właściwości funkcjonalne i prozdrowotne żywności oraz ich rolę w prewencji chorób cywilizacyjnych. Łuska cebuli jest odpadem powstającym podczas produkcji cebuli. Jak się okazuje, materiał ten, charakteryzuje się wysoką zawartością związków o charakterze antyoksydacyjnym, głównie flawonoidów (2-10 g/kg łupiny).

EN

In the paper a review of the current state of research works described in the literature and related to use of onion skins in the production of so-called functional food, is presented. The review was started by discussing the impact of antioxidants on the functional properties and health benefits of food and their role in the prevention of civilization diseases. Onion skin is waste generated during onion processing in the food industry and agriculture. As it turns out, this material has a high content of antioxidant compounds, mainly flavonoids (2-10 g / kg of onion skins). In the review current methods of the separation antioxidants, including those used in our own work, from the abovementioned skin, are discussed.

Słowa kluczowe

PL

cebula; antyoksydanty; flawonoidy; żywność funkcjonalna

EN

onion; antioxidants; flavonoids; functional food

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej w Rzeszowie, Oddział Południowo-Wschodni ; Polskie Towarzystwo Gleboznawcze Oddział w Rzeszowie
• Czasopismo: Polish Journal for Sustainable Development
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 24, cz. 1
• Strony: 103--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 51 poz., tab.

Twórcy

autor

Piechowiak Tomasz

• Zakład Chemii i Toksykologii Żywności, Instytut Technologii Żywności i Żywienia, Uniwersytet Rzeszowski

autor

Józefczyk Radosław

• Zakład Chemii i Toksykologii Żywności, Instytut Technologii Żywności i Żywienia, Uniwersytet Rzeszowski

autor

Balawejder Maciej

• Zakład Chemii i Toksykologii Żywności, Instytut Technologii Żywności i Żywienia, Uniwersytet Rzeszowski

Bibliografia

• 1. Albishi T., John A., Al-Khalifa A., Shahidi F. 2013. Antioxidative phenolic constituents of skins of onion varieties and their activities. Journal of Functional Foods. 5. 1191-1203.
• 2. Alkhatib A., Tsang C., Tiss A., Bahorun T., Arefanian H., Barake R., Khadir A., Tuomilehto J. 2017. Functional foods and lifestyle approaches for diabetes prevention and management. Nutrients. 9 (12). 1310.
• 3. Apel K., Hirt H. 2004. Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress, and signal transduction. Annual Review of Plant Biology. 55. 3730399.
• 4. Balawejder M., Piechowiak T. 2018. Sposób otrzymywania ekstraktu z łupin cebuli oraz ekstrakt z łupin cebuli otrzymany tym sposobem. Patent Application. P. 424683.
• 5. Benitez V., Molla E., Martin-Cabrejas M., Aguilera Y., Andreu F., Cools K., Terry L., Esteban R. 2011. Characterization of industrial onion wastes (Allium cepa L.): dietary fibre and bioactive compounds. Plant Foods Human Nutrition. 66. 48-57.
• 6. Boots A., Haenen G., Bast A. 2008. Health effects of quercetin: From antioxidant to nutraceutical. European Journal of Pharmacology. 585 (2-3). 325-337.
• 7. Campone L., Celano R., Piccinelli A., Pagano I., Carabetta S., Di Sanzo R., Russo M., Ibanez E., Cifuentes A., Rastrelli. 2018. Response surface methodology to optimize supercritical carbon/co-solvent extraction of brown onion skin by-product as source of nutraceutical compounds. Food Chemistry. 296. 495-502.
• 8. Czaja A., Gertchen M., Wyspiańska D., Czubaszek A. 2016. Wpływ dodatku mikrokapułkowanych ekstraktów z łuski cebuli na wybrane właściwości pieczywa pszennego. Nauki Inżynierskie i Technologie. 1 (20). 10-19.
• 9. Czaplińska M., Czepas J., Gwoździński K. 2012. Budowa, właściwości przeciwutleniające i przeciwnowotworowe flawonoidów. Postępy Biochemii. 58 (3). 235-244.
• 10. Dach J., Niżewski P. 2008. Badania technologii kompostowania łuski cebulowej. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. 53 (2). 88-92.
• 11. Das A., Goud V., Das C. 2019. Microencapsulation of anthocyanin extract from purple rice bran using modified rice starch and its effect on rice dough rheology. International Journal of Biological Macromolecues. 124. 573-581.
• 12. Deither B., Nott, K., Fauconnier M. 2013. (Bio)synthesis, extraction and purification of garlic derivstices showing therapeutic properties. Comm. Appl. Biol. Sci. 20 (10). 1-7.
• 13. Edwards R.L., Lyon T., Litwin S., Rabovsky A., Symons J., Jalili T. 2007. Quercetin reduces blood pressure in hypertensive subjects. Journal of Nutrition. 137 (11). 2405-11.
• 14. Eghbaliferiz S., Iranshahi M. 2016. Prooxidant activity of polyphenols, flavonoids, anthocyanins, and carotenoids: updated rewiev of mechanism and catalyzing metals. Phytother. Res. 30 (9). 1379-91.
• 15. Fossen O., Andersen I. 2003. Anthocyanins from red onion, Allium cepa, with novel aglycone. Phytochemistry. 62 (8). 1217-1220.
• 16. Gawlik-Dziki U., Kaszuka K., Piwowarczyk K., Świeca M., Dziki D., Czyż J. 2015. Onion skin- Raw material for the production of suplement that enhances the health-beleficial properties of wheat bread. Food Research International. 73. 97-106.
• 17. Gawlik-Dziki U., Świeca M., Dziki D., Baraniak B., Tomiło J., Czyż J. 2013. Quality and antioxidant properties of breads enriched with dry onion skin. Food Chemistry. 138. 1621-1628.
• 18. Griffiths G., Trueman L., Crowther B., Thomas B., Smith T. 2002. Onion- a global benefit to health. Phytotherapy Research. 16 (7).
• 19. Gumul D., Korus J., Achremowicz B. 2005. Wpływ procesów przetwórczych na aktywność przeciwutleniającą surowców pochodzenia roślinnego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość. 4 (45). 41-48.
• 20. Han H., Koh B. 2011. Effect of phenolic acids on the rheological properties and proteins of hard wheat flour dough and bread. Journal of Science of Food and Agriculture. 91 (13). 2495-9. doi: 10.1002/jsfa.4499
• 21. Hashemzaei M., Far A., Yari A., Heravi R., Tebrizian K., Taghdisi S., Sadegh S., Tsarouhas K., Kouretas D., Tznakakis G., Niktovic D., Anisimov N., Spandidos D., Tsatsakis A., Rezaee R. 2017. Anticancer and apoptosis-inducing effects of quercetin in vitro and in vivo. Oncology reports. 38 (2). 819-828.
• 22. Hasler C. 2002. Functional foods: benefits, concerns and challenger – a position paper from the American Council on Science and Health. The Journal of Nutrition. 132 (12). 3772-3781.
• 23. Hugel H.M., Jackson N., May B. 2016. Polyphenol protection and treatment of hypertension. Phytomedicine. 23. 220-231.
• 24. Jin E., Kim S., Lim S., Choi Y. 2011. Optimization of various extraction methods for quercetin from onion skin using response surface methodology. Food Science and Biotechnology. 20 (6). 1727-1733. doi: 10.1007/s10068-011-0238-8.
• 25. Kaufmann B., Christen P. 2002. Recent extraction techniques for natural products: Microwave-assisted extraction and pressurised solvent extraction. Phytochemical Analysis. 13 (2). 105-113.
• 26. Kerry N., Abbey M. 1997. Red wine and fractionated phenolic compounds prepared from red wine inhibit low density lipoprotein oxidation in vitro. Atherosclerosis. 135. 93-102.
• 27. Khan M., Orhan I., Enol S. 2009. Cholinesterase inhibitory activities of some flavonoid derivatives and chosen xanthone and their molecular docking studies. Chem. Biol. Interact. 181. 383-389.
• 28. Ko J., Cheigh C., Cho S., Chung M. 2011. Subcritical water extraction of flavonol quercetin from onion skin. Journal of Food Engineering. 102 (4). 327-333.
• 29. Kumar P., Kumar S., Tripathi M., Mehta N., Ranjan R., Bhat Z., Pramod K. 2013. Flavonoids in the development of functional meat products: A review. Vet. World. 6 (8). 573-578.
• 30. Lee K., Park E., Lee H., Kim M., Cha Y., Kim J. Lee H. Shin M. 2011. Effects of daily quercetin-rich supplementation on cardiometabolic risks in male smokers. Nutrition research and Practice. 5 (1). 28-33.
• 31. Lemus-Alonso I., Morales B., Gutierrez D., Saenz L., Owen P., Varela F. 2019. Short communication: Onion skin waste-derived biocarbon as alternative non-noble metal electrocatalyst towards ORR in alkaline media. International Journal of Hydrogen Energy. 44 (24). 12409-124014.
• 32. Madeswaran A., Umamaheswari M., Asokkumar K. 2012. In-silico docking studies of cyclooxygenase inhibitory activity of commercially available flavonoids. Asian J. Pharm. Life Sci. 2. 174-181.
• 33. Martini D., Bo C., Porrini M., Ciappellano S., Risa P. 2017. Role of polyphenols and polyphenol-rich foods in the modulation of PON1 activity and expression. The Journal of Nutritional Biochemistry. 48. 1-8.
• 34. Milea S., Aprodu I., Vasile A., Barbu V., Rapeanu G., Bahrim G., Stanciuc N. 2019. Widen the functionality of flavonoids from yellow onion skins through extraction and microencapsulation in whey proteins hydrolysates and different polymers. Journal of Food Engineering. 251. 29-35.
• 35. Obidziński S., Joka M., Bieńczak A., Jadwisieńczak K. 2017. Tests of the post-production onion waste pelleting. J. of Research and Application in Agricultural Eng. 62 (2). 89-92.
• 36. Ohaneye I., Alamar M., Thompson A., Terry L. 2019. Fructans redistribution prior to sprouting in stored onion bulbs is a potential marker for dormancy break. Postharvest Biology and Technology. 149. 221-234.
• 37. Onal A. 1996. Extraction of dyestuff from onion (Allium cepa L.) and its application in the dyeing of wool feathered-leather and cotton. Turkish Journal of Chemistry. 20. 194-203.
• 38. Panche A., Diwan A., Chandra S. 2016. Flavonoids: an overview. Journal of Nutritional Science. 5 (47). 1-15).
• 39. Park J., Kim J. 2007. Onion flesh and onion peel enhance antioxidant status in aged rats, Jorunal of Nutritional Science and Vitaminology. 53. 21-27.
• 40. Pellejero G., Miglierina A., Aschakar G., Turcato M., Ballesta-Jimenez R. 2017. Effects of the onion residue compost as an organic fertilizer in a vegetanle culture in the Lower Valley of the Rio Negro. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture. 6 (2). 159-166.
• 41. Piechowiak T., Balawejder M. 2019. Onion skin extract as a protective agent against oxidative stress in Saccharomyces cerevisisae induced by cadmium. Journal of Food Biochemistry. 43 (7). 12872.
• 42. Piechowiak T., Grzelak-Błaszczyk K., Bonikowski R., Balawejder M. 2020. Optimization of extraction process of antioxidant compounds from yellow onion skin and their use in functional bread production. LWT. Food Science and Technology. 117. 108614.
• 43. Piovesan V., Rodrigues N., Mello R., Prestes R., Santos R., Vaucher R., Kubota E. 2017. Extraction of phenolic compounds and evaluation of the antioxidant and antimicrobial capacity of red onion skin (Allium cepa L.). Int. Food Res. J. 24 (3). 990-999.
• 44. Ray P., Huang B., Tsuji Y. 2012. Reactive oxygen species (ROS) homeostasis and redox regulation in cellular signaling. Cell Signal. 24 (5). 981-990.
• 45. Sayed H., Nahla M., Hassan M., EI khalek A. 2014. The effect of using onion skin powder as a source of dietary fiber and antioxidants on properties of dried and fried noodles. Current Science International. 3 (4). 468-475.
• 46. Shanmugan M., Muneeswaran M., Baskaran N. 2010. Chemopreventive efficacy of berberine in 7,12-dimethylbenz[a]anthracene (DMBA) induced skin carcinogenesis in Swiss albino mice. Int. Journal of Research in Pharmaceutical Sciences. 1 (4). 521-529.
• 47. Shi G., Yang J., Liu J., Liu S., Song H., En Z., Liu Y. 2016. Isolation of flavonoids from onion skins and their effects on K562 cell viability. Bangladesh Journal of Pharmacology. 11 (S1). 18-24.
• 48. Slimestad R., Fossen T., Vagen I.M. 2007. Onions: A source of unique dietary flavonoids. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 55 (25). 10067-10080.
• 49. Świeca M., Gawlik-Dziki U., Dziki D., Baraniak B., Czyż J. 2013. The influence of protein-flavonoid interactions on protein digestibility in vitro and the antioxidant quality of bread enriched with onion skin. Food Chemistry. 141. 451-458.
• 50. Umamaheswari M., Madeswaran A., Kuppusamy A. 2011. Discovery of potential xanthine oxidase inhibitors using in silico docking studies. Der Pharma Chemica. 3. 240-247.
• 51. Zubairu A., Mshelia Y.M. 2015. Effects of selected mordents on the application of natural dye from onion skin (Allium cepa). Science and Technology. 5 (2). 26-32.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).