Vitamin C increase in aerated potato slices

Abstract

Increasing the vitamin C content in potato slices by aeration prior to the pre-cooking water blanching step in the production of dehydrated potato granules was investigated as a possible means of offsetting the high losses experienced in the process.

Slices of 6 mm thickness of Netted Gem variety that were aerated overnight at 22°C in a dark and moist atmosphere increased their apparent vitamin C content by 38.5%, while longer aeration for up to 52 h brought about a linear increase of close to 4% per hour. Beyond 52 h the rate of vitamin gain was slower, and was accompanied by objectionable browning. The gains were dependent on the length of time the tubers were stored before use, the presence of oxygen, and the thickness of the slices.

Overnight aeration at 4°C resulted in a gain that was one fifth that found for the corresponding time at 22°C, while a longer period decreased this factor to one ninth. Slices aerated under water did not show a change in vitamin content.

The vitamin C increase in aerated slices is due to actualde novo biosynthesis of L-ascorbic acid and not to reductones, amino acid — sugar interaction products, or to the presence of dehydroascorbic acid. This was proven by titration with 2,6-dichlorophenolindophenol, and by the 2,4-dinitrophenylhydrazine method in which a thin layer chromatographic purification of the vitamin C osazone was carried out. Additional confirmation came from polarographic recordings of the ascorbic acid anodic wave, and of the cathodic wave of the vitamin C — o-phenylenediamine condensation products, with or without chloroform extraction.

Electron spin resonance spectra of the juices from the slices also confirmed the findings. Pure 1 or 100 mM aqueous L-ascorbic acid, when oxygenated at pH 5.6, the pH of the potato, or at pH 8.2, gave a hyperfine structure with a splitting constant for the doublet of 1.8 Gauss. However, potato juice did not give a spectrum that could be resolved to that degree. The spectra characteristic of radicals from triose reductone or reductic acid were absent. Potato peel and scalp had a high apparent vitamin C content, and gave strong radical signals that had lifetimes of 48 h or longer, but their behavior and position did not coincide with the signal for pure vitamin C.

The finding that true vitamin C is in fact synthesized by aeration of slices may not only be beneficial in the household, but also may have potential practical application in the processing of potatoes in which destruction of vitamin C can occur to an unacceptable extent.

Zusammenfassung

Um die, bei der Herstellung von dehydriertem Kartoffelpulver auftretenden hohen Verluste an Vitamin C auszugleichen wurden die Kartoffelschnitze vor dem Blanchieren belüftet und die Bildung von Vitamin C untersucht.

Der scheinbare Vitamin C-Gehalt von 6 mm dicken Schnitzen der Sorte ‘Netted Gem’, welche bei 22°C und feuchter Atmosphäre über Nacht belüftet wurden nahm um 38, 5% zu, während bei längerer Belüftungszeit bis zu 52 Std die Vitamin C-Bildung um 4% stündlich zunahm. Oberhalb 52 Std war die Bildungsrate des Vitamins geringer und ging mit dem Auftreten einer unerwünschten Bräunung einher. Die Vitamin Zunahmen waren abhängig von der Lagerungsdauer der Kartoffeln, dem Vorhandensein von Sauerstoff und von der Dicke der Schnitze.

Eine über Nacht-Belüftung bei 4°C bewirkte eine Zunahme, welche ein Fünftel derjeniger bei 22°C ausmachte, während bei längerer Zeitdauer dieser Faktor ein Neuntel betrug. Keine Änderung in ihrem Vitamin-Gehalt wurde bei Schnitzen beobachtet, die unter Wasser belüftet wurden.

Die Vitamin C-Zunahme in belüfteten Schnitzen ist auf einede novo-Synthese von L-Ascorbinsäure zurückzuführen und nicht auf Reduktone, Aminosäure-Zucker Reaktionsprodukte oder auf das Vorhandensein von Dehydroascorbinsäure. Dies wurde belegt durch Titration mit 2,6-Dichlorphenolindophenol und mithilfe der 2,4-Dinitrophenylhydrazin Methode bei welcher das Vitamin C-Osazon durch Dünnschichtchromatographie gereinigt wurde. Eine zusätzliche Bestätigung lieferten polarographische Aufzeichnungen der anodischen Ascorbinsäure und der kathodischen Vitamin C — o-Phenylendiamin -Kondensationsprodukte, mit und ohne Chloroform — Extraktion.

ESR-Spektren vom Saft der Schnitze bestätigten ebenfalls die obigen Ergebnisse. Reine 1-oder 100-mM wässerige L-Ascorbinsäure oxydiert bei pH 5,6 beim pH der Kartoffel oder bei pH 8.2 ergab eine hyperfeine Struktur mit einer Abspalt Konstante für das Doublet von 1,8 G. Kartoffelsaft hingegen, ergab kein Spektrum, das bis zu diesem Grad aufgelöst werden konnte. Die Spektrums — Charakteristik des Trioseredukton oder Reduktinsäure Radikale war nicht vorhanden. Die Kartoffelschalen ergaben einen hohen scheinbaren Vitamin C-Gehalt und starke Radikalsignale, welche eine Lebensdauer von 48 Std und länger aufwiesen. Aber ihr Verhalten und ihre Position stimmten ebenfalls nicht mit dem Signal für reines Vitamin C überein.

Der Befund, dass wahres Vitamin C durch Belüftung von Kartoffelschnitzen synthetisiert wird, kann nicht nur für den Haushalt nützlich sein, sondern kann auch eine praktische Bedeutung in der Kartoffelverarbeitung erlangen, in welcher Vitamin C-Verluste in einem unannehmbaren Ausmass auftreten können.

Résumé

L'étude de l'accroissement du contenu en vitamine C de pommes de terre en tranches par aération avant l'étape de cuisson-blanchiement dans la production de granules de pommes de terre déhydratés comme un moyen possible de diminuer les pertes élevées en vitamin C du procédé fait l'objet de ce rapport.

Des tranches de pommes de terre (variété Netted Gem) d'une épaisseur de 6 mm aerées pendant la nuit à 22°C dans l'obscurité et en atmosphère humide ont vu leur contenu en vitamine C s'accroitre de 38.5% et une aération subséquente jusqu'à 52 h entraine un acroissement linéaire de presque 4% par heure. Au delà de 52 h l'acroissement est plus lent et est accompagné d'un brunissement non acceptable. L'augmentation totale dépend de la durée de stockage du tubercule avant expérience, de la présence d'oxygène et de l'épaisseur des trances.

Le même traitement, mais a 4°C, a donné des résultats 5 fois plus faibles qu'à 22°C, et une exposition prolongée contribue à une diminution supplémentaire allant jusqu'a 1/9. Les tranches aerées dans l'eau ne montrent aucun changement.

L'acroissement de la vitamine C dans les tranches aerées est du à une biosynthese effectivede novo d'acide l-ascorbique et non aux réductones provenant des interactions acide amine — sucre, ou à la présence d'acide déhydroascorbique. Ceci est prouvé par titration au 2,6-dichlorophénolindophénol, et par la méthode au 2,4-dinitrophénylhydrazine dans laquelle on a réalisé la purification de l'osazone de la vitamine C par chromatographie en couche mince. Une preuve supplémentaire a été obtenue à partir des enregistrements polarographiques de l'onde anodique de l'acide ascorbique, et de l'onde cathodique des produits de condensation vitamin C — o-phénylène-diamine avec ou sans extraction au chloroform.

Les spectres de résonnance paramagnetique électronique du jus des tranches confirment les résultats précédents. Des solutions aqueuses d'acide l-ascorbique de concentration 1 ou 100 mM oxygénées à pH 5.6, pH normal de la pomme de terre, ou à pH 8.2 ont donné une structure hyperfine avec une constante de couplage pour le doublet de 1.8 Gauss. Cependant, le jus de pomme de terre de fournit pas un spectre susceptible d'une telle résolution. Les spectres caractéristiques des radicaux de triose réductone et acide réductique sont absents. Les épluchures de pomme de terre ont un contenu apparent élevé en vitamin C et ont donné des signaux pour les radicaux très important avec une durée de 48 h ou plus, mais leur comportement et position ne correspondent pas avec le signal de la vitamin C pure.

La découverte de la synthèse de véritable vitamine C par aération des tranches ne peut qu'être bénéfique au niveau du consommateur, mais offre aussi la possibilité d'une utilisation pratique dans le traitement industriel de la pomme de terre au cours duquel la destruction de vitamine C peut se produire en proportions inacceptables.