Potato Research

, Volume 23, Issue 1, pp 57–74 | Cite as

Lipid distribution in potato tubers

  • W. H. Pun
  • A. A. Khan
  • I. Chung
  • M. Haydar
  • D. Hadziyev
Article

Summary

To elaborate on off-flavour development in dehydrated potato granules, lipids in subcellular particles and membrane systems of the tuber were investigated. Lipid acyl-hydrolase and lipoxygenase activities were suppressed in tuber homogenates by a buffer isolation medium of pH 7.8 containing nupercaine which minimized the breakdown of phospho- and galactolipids. Phospholipid, glycolipid and neutral lipid constitutents, their fatty acid composition, and unsaturation ratios were reported for amyloplasts, cell wall, microsomes, mitochondria, peroxisomes, and plasmalemma.

Additional key-words

membrane lipids subcellular organelles starch enzymic breakdown 

Zusammenfassung

Analysen von Kartoffelknollen wurden durch lipidabbauende Enzyme, Lipidacylhydrolase (LAH) und Lipoxygenase (LOX) behindert. Die LOX-Aktivität in handelsüblicherzugten Kartoffeln war hoch (Tabelle 1) und konnte durch gewöhnliche Inhibitoren nicht beeinflusst werden (Tabelle 2). Die LAH-Aktivität, die mit Phospholipiden (PL) und Galactolipiden als Substrate hoch war, wurde durch Nupercaine in verschiedenem Ausmass unterdrückt (Tabelle 3), dessen Weglassung während der Lipidanalyse von Kartoffelmembranen und subzellularen Partikeln hohe Lipidverluste verursachen könnte (Tabelle 4).

Lipidergebnisse für mikrosomale Präparate, Mitochondrien, Peroxisomen, Plasmalemmen und Stärkekörner (Tabellen 5–9) wurden wiedergegeben: nach Isolation bei pH 7,2, wenn die LOX-Aktivität nicht gehemmt war (Verfahren A); in einer Puffersubstanz von pH 7,8 ohne Nupercaine, wenn wohl die Aktivität von LOX unterdrückt war, nicht aber jene von LAH (Verfahren B); und bei pH 7,8 mit Nupercaine, wenn die Aktivität beider Enzyme unterdrückt war (Verfahren C). In den meisten Analysen zeigte die Lipidzusammensetzung, wenn die Aktivität beider Enzyme nicht unterdrückt wurde, eine entsprechende Anreicherung von PL, Sterollipiden und freien Fettsäuren (FFA) und ihrer Abbauprodukte sowie eine Abnahme im Gehalt an Galactolipiden. Kleine Mengen von Lipiden wurden in Form von Lipidpartikeln und verbunden mit Knollenzellwänden gefunden (Tabelle 10).

Die Fettsäurezusammensetzung des Gesamtlipids und einige besondere Lipidbestandteile und ihr Nichtsättigungsverhältnis (UR) wurden nur für Verfahren C berechnet. Wenn dieses Verfahren weggelassen wurde, wie dargestellt mit Hilfe der Stärkelipid-Zusammensetzung, ergab sich nicht nur ein Verlust von Membran-PL und Galactolipiden. Fast die Hälfte der zurückgebliebenen neutralen Lipidfraktion war in Form von FFA in verschiedenen Graden oxydiert (Tabelle 9). Das UR der Gesamtlipide (TL) schwankte zwischen 0,4 und 2,9. Es war niedrig in der Zellwand, höher im Plasmalemma und am höchsten innerhalb der Zytoplasmamembranen. Das UR nahm dann bei den Vacuolen mit Stärkekörnern ab. Die Bedeutung der Ergebnisse für die Bestimmung der Funktion von Lipiden in einem handelsüblichen Verfahren zur Herstellung von Püreepulver wirdt diskutiert.

Résumé

La dégradation enzymatique des lipides par la lipide acyl hydrolase (LAH) et par la lipoxygénase (LOX) génait l’analyse biochimique des tubercules de pomme de terre. L’activité de la LOX était importante dans les pommes de terre cultivées pour la commercialisation (tableau 1) et n’était pas affectée par les inhibiteurs courants (tableau 2). L’activité de la LAH, qui était forte avec les phospholipides (PL) et les galactolipides, était inhibée sur différents substrats par la nupercaïne (tableau 3); l’absence de cette dernière durant l’analyse de la membrane et des organites intracellulaires du tubercule causait de fortes pertes en lipides (tableau 4).

Les résultats obtenus avec les lipides des préparations de microsomes, mitochondries, peroxysomes, plasmalemme et de grains d’ amidon (tableaux 5 à 9) sont exposés; après isolement à pH 7,2 sans inhibition de l’activité de la LOX (procédé A); dans une solution tampon à pH 7,8 sans nupercaïne alors que l’activité de la LOX est inhibée mais non celle de la LAH (procédé B); et à pH 7,8 avec nupercaïne et inhibition de l’activité des deux enzymes (procédé C). Dans le cas où l’activité des deux enzymes n’était pas inhibée, la composition en lipides montrait un enrichissement relatif en PL, stérols, acides gras libres (FFA) et en leurs produits de dégradation ainsi qu’une diminution de la teneur en galactolipides. Une petite quantité de lipides était retrouvée sous la forme de particules lipidiques associées aux membranes cellulaires (tableau 10).

L’étude de la composition en acides gras des lipides totaux et de quelques constituants lipidiques ainsi que la mesure de leur taux d’insaturation (U.R.) ont été effectuées seulement pour le procédé C. Quand ce procédé n’était pas employé, comme l’illustre la composition en lipides de l’amidon, il y avait non seulement une perte de PL et galactolipides membranaires mais la moitié de la fraction lipidique neutre retenue se trouvait sous la forme de FFA oxydés à différents degrés (tableau 9). L’U.R. des lipides totaux (TL) variait de 0,4 à 2,9; il était bas dans les membranes cellulaires, plus élevé dans le plasmalemme et le plus haut dans les membranes cytoplasmiques. L’U.R. diminuait dans les vacuoles contenant des grains d’amidon.

L’intérêt de cette découverte pour la détermination des lipides au cours de la fabrication industrielle de granules de pomme de terre est discuté.

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Copyright information

© Kluwer Academic Publishers 1980

Authors and Affiliations

  • W. H. Pun
    • 1
  • A. A. Khan
    • 1
  • I. Chung
    • 1
  • M. Haydar
    • 1
  • D. Hadziyev
    • 1
  1. 1.Food Science DepartmentUniversity of AlbertaEdmontonCanada

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