Changes in triterpenoid content in cuticular waxes of selected edible fruits during ripening

Triterpenoidy i steroidy są powszechnie występującymi składnikami wosków kutykularnych owoców. Ich obecność w kutykuli owoców ma duże znaczenie ze względu na potencjalną rolę tych związków w ochronie przeciw stresowym czynnikom abiotycznym i biotycznym, włączając infekcje patogenami, a także dla mechanicznej wytrzymałości i spoistości skórki owoców, właściwości powierzchni, wyglądu oraz jakości i trwałości podczas przechowywania. Obecna praca dotyczy zmian zawartości triterpenoidów i steroidów w woskach kutykularnych podczas kolejnych stadiów rozwojowych kilku wybranych owoców należących do trzech różnych rodzin taksonomicznych oraz reprezentujących różne typy owoców. Badania dotyczyły analizy profilu (czyli składu chemicznego) wolnych i zestryfikowanych triterpenoidów pentacyklicznych i steroidów w woskach kutykularnych wybranych owoców należących do trzech rodzin: Caprifoliaceae (wiciokrzewu sinego Lonicera caerulea), Ericaceae (borówki czernicy Vaccinium myrtillus, borówki brusznicy Vacciunium vitis-idaea, poziomkowca Arbutus unedo) i Rosaceae (czarnej aronii Aronia melanocarpa, jabłka Malus domestica, róży pomarszczonej Rosa rugosa) metodą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektormetrią mas (GC-MS), oraz oznaczenia ilościowego tych związków w woskach kutykularnych owoców znajdujących się w różnych fazach rozwoju: młodych owoców; owoców rozwiniętych, ale nie dojrzałych, oraz owoców w pełni dojrzałych. Badania dotyczyły różnic w zawartości triterpenoidów i steroidów w woskach kutykularnych owoców różnych roślin oraz modyfikacji składu jakościowego i ilościowego tych grup związków zachodzących podczas wzrostu i rozwoju owoców. Przedyskutowano także możliwe znaczenie występowania triterpnoidów i steroidów w skórkach owoców dla trwałości i jakości owoców po zbiorze, oraz w potencjalnym recyklingu resztek owoców jako odpadów poprodukcyjnych przemysłu spożywczego.

Triterpenoids and steroids are commonly present in fruit cuticular waxes. Their occurrence in fruit cuticles can be significant due to their potential role in protection against abiotic and biotic stress factors, including pathogen infection, mechanical toughness and firmness of the fruit peel, surface texture, appearance, and post-harvest quality of fruit. The present study was designed to elucidate the content of triterpenoids and steroids accumulated in cuticular waxes during consecutive developmental stages of several fruits belonging to three distinct families and representing various fruit types. The studies included determination of the profile (i.e. chemical composition) of free and esterified pentacyclic triterpenoids and steroids in cuticular waxes of selected fruits from three families: Caprifoliaceae (edible honeysuckle Lonicera caerulea), Ericaceae (bilberry Vaccinium myrtillus, lingonberry Vacciunium vitis-idaea, strawberry tree Arbutus unedo) and Rosaceae (black chokeberry Aronia melanocarpa, apple Malus domestica, rugosa rose Rosa rugosa) by gas chromatography/mass spectrometry (GC-MS) method, as well as quantification of triterpenoids and steroids in cuticular waxes of fruits at different developmental stages: young fruits, developed but not matured fruits, and ripe fruits. The research concerned the various content of triterpenoids and steroids in cuticular waxes reflecting different patterns of accumulation of these compounds in surface layers of fruits, the evolution of triterpenoid content during fruit development and maturation; possible physiological and metabolic explanations of different accumulation pattern of triterpenoids and steroids in fruit cuticular waxes; possible significance of the occurrence of triterpenoids and steroids in fruit peels for fruit post-harvest quality as well as technological utilization of fruit-derived agro-wastes and recycling of industrial fruit residues.