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Fruits
Volume 67, Number 5, September-October 2012
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Page(s) | 377 - 386 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/fruits/2012032 | |
Published online | 26 September 2012 |
Original article
Analysis of selected primary metabolites and phenolic profile of ‘Golden Delicious’ apples from four production systems
Analyse de certains métabolites primaires et du profil phénolique de pommes 'Golden Delicious' issues de quatre systèmes de production
Análisis de ciertos metabolitos primarios y del perfil fenólico de manzanas 'Golden Delicious' procedentes de cuatro sistemas de producción
1
Biotech. Fac., Agron. Dep., Jamnikarjeva 101, SI-1000
Ljubljana,
Slovenia
Jerneja.Jakopic@bf.uni-lj.si
2
Agric. Inst. Slovenia, Hacquetova ulica 17, SI-1000
Ljubljana,
Slovenia
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Correspondence and reprints
Received: 6 October 2011
Accepted: 12 December 2011
Introduction. Apple fruit contains many compounds with positive effects on human health but even small pesticide residues from integrated production cause many food safety issues for consumers. Materials and methods. The apple fruits from different types of production: organic, integrated and two combined systems were analyzed. Their contents of sugars and organic acids were quantified with the use of HPLC with RI and UV detectors, and phenolic contents from apple skin and pulp were detected with HPLC-MS. Apple quality was also determined in terms of weight, firmness and color. Results. Organically produced fruits had 14% lower weight than integrated fruits, as well as 15% higher firmness and less green skin color than apples from the other three treatments. Among primary metabolites, the sum of sugars (fructose, glucose, sucrose and sorbitol) as well as organic acids (malic and citric) was highest in the integrated production treatment. Among secondary metabolites, eighteen individual phenolic compounds were determined separately in apple peel and pulp. They were classified into four groups: hydroxycinnamic acids, flavan-3-ols, dihydrochalcones and flavonols. The majority of the identified compounds were dependent on the applied management system. Their concentrations were mainly highest in the organic treatment due to higher stress levels. The multivariate analysis of all monitored parameters placed organic production into one group and presented a similarity among the other three management systems.
Résumé
Introduction. La pomme contient de nombreux composés ayant des effets positifs sur la santé humaine, mais les résidus, même faibles, de pesticides issus de productions intégrées provoquent de nombreux problèmes de sécurité alimentaire pour le consommateur. Matériel et méthodes. Les pommes issues de différents types de production (biologique, intégré et deux systèmes combinés de production) ont été analysées . Leur teneur en sucres et en acides organiques ont été quantifiées par utilisation de l'HPLC avec des détecteurs RI et UV ; les contenus phénoliques de la peau et de la chair des pommes ont été détectés par une HPLC-MS. La qualité des pommes a été également déterminée en termes de poids, fermeté et couleur du fruit. Résultats. Les fruits produits de façon biologique ont présenté un poids inférieur de 14 % par rapport aux fruits produits par un système intégré; leur fermeté a été améliorée de 15 % et leur couleur de peau a été moins verte que celle des pommes en provenance des trois autres traitements. Parmi les métabolites primaires, la somme des teneurs en sucres (fructose, glucose, saccharose et sorbitol) ainsi que celle des teneurs en acides organiques (acide malique et citrique) ont été les plus élevées pour les pommes issues de la production intégrée. Parmi les métabolites secondaires, dix-huit composés phénoliques individuels ont été déterminés séparément dans la peau et la chair des pommes. Ils ont été classés en quatre groupes: les acides hydroxycinnamiques, les flavan-3-ols, les dihydrochalcones et les flavonols. La majorité des composés identifiés ont été affectés par le système de gestion appliqué. Leurs concentrations ont principalement été les plus élevées dans les pommes produites de façon biologique en raison de niveaux de stress plus élevés. L'analyse multivariée de tous les paramètres étudiés a classé les fruits issus de production biologique dans un groupe à part et mis en évidence une similarité pour les productions des trois autres systèmes de production.
Resumen
Introducción. La manzana contiene numerosos compuestos con efectos positivos en la salud del hombre, pero, por muy escasos que sean, los residuos de pesticidas procedentes de producciones integradas provocan numerosos problemas de seguridad alimentaria para el consumidor. Material y métodos. Se analizaron las manzanas procedentes de diferentes tipos de producción (biológica, integrada y dos sistemas combinados de producción). Se cuantificó su contenido en azúcares y ácidos orgánicos mediante uso de HPLC con detectores IR y UV; se detectaron los contenidos fenólicos de la piel y pulpa de las manzanas mediante HPLC-MS. Se determinó igualmente la calidad de las manzanas en términos de peso, firmeza y color del fruto. Resultados. Los frutos producidos de modo biológico presentaron un peso de un 14 % inferior en relación con los frutos producidos por un sistema integrado; su firmeza se mejoró de un 15 % y su color de piel fue menos verde que el de las manzanas procedentes de los otros tres tratamientos. Entre los metabolitos primarios, la suma de los contenidos en azúcares (fructosa, glucosa, sacarosa y sorbitol) así como la de los contenidos en ácidos orgánicos (ácido málico y crítico) fue la mayor para las manzanas procedentes de la producción integrada. Entre los metabolitos secundarios, se determinaron separadamente, en la piel y pulpa de las manzanas, diez y ocho compuestos fenólicos individuales. Fueron clasificados en cuatro grupos: los ácidos hidroxicinámicos, los flavan-3-oles, las dihidrochalconas y los flavonoles. La mayoría de los compuestos identificados fueron afectados por el sistema de gestión aplicado. Sus concentraciones fueron principalmente las más altas en las manzanas producidas de manera biológica, dados los mayores niveles de estrés. El análisis multivariado de todos los parámetros estudiados clasificó los frutos procedentes de la producción biológica en un grupo aparte y puso de manifiesto una similitud entre las producciones de los otros tres sistemas de producción.
Key words: Slovenia / Malus domestica / fruits / integrated plant production / organic agriculture / proximate composition / quality / Hplc
Mots clés : Slovénie / Malus domestica / Fruits / production végétale intégrée / agriculture biologique / composition globale / qualité / Hplc
Palabras claves : Eslovenia / Malus domestica / frutas / producción vegetal integrada / agricultura orgánica / composición aproximada / calidad / Hplc
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