Δράση ενζύμων και διαιτητικών ινών στα ποιοτικά χαρακτηριστικά αρτοσκευασμάτων

Abstract

The objective of this study was to examine the effect of addition of various sources of dietary fiber on the quality characteristics, nutritive value and shelf life of a widely consumed bakery product (cake) and a bakery product targeted to celiac patients (gluten free bread). Incorporation of isolated dietary fiber and wheat bran resulted to cakes with superior quality characteristics, while oat and rice bran addition resulted to defective products. Oat and rice bran, were further studied, due to the fact that they are low cost appealing to consumers sources of dietary fiber. Thus, they were treated with different levels (0, 70 and 700 ppm) of an endoxylanase enzyme. The water binding and holding capacity of brans were decreased with endoxylanase treatment while their soluble dietary fiber content was increased. The enzyme treatment was found to be effective in reducing the initial crumb firmness and water activity and in increasing the batter viscosity, gelatinization temperature, specific volume, porosity and sensorial characteristics of the cakes. No differences were observed in the batter’s specific gravity and the cake crumb’s moisture content and Browning Index. The optimum cake characteristics were obtained when oat bran treated with 70 ppm endoxylanase was used. Regarding the staling of the cakes, oat bran containing cakes exhibited improved characteristics compared to rice bran ones throughout 7-days storage. Endoxylanase treatment of brans delayed changes in crumb moisture content, amylopectin retrogradation enthalpy and crumb firmness, in the respective cakes. In addition, degrading of the sensorial characteristics was slower for the cakes containing endoxylanase treated brans. The level of endoxylanase treatment did not differentiate significantly (P<0.05) the functional properties of the brans, the quality characteristics of the cakes or any of the cake staling attributes. Regarding gluten free breads, optimized products were achieved by using 6% maize fibre. Overall, this study mainly focused on developing fiber enriched products which provide a healthy balance of fiber, not normally found in cakes, by using isolated or unprocessed sources of fiber. The results of the study proved that underutilized sources of bran after enzymatic modification can be properly incorporated in baked goods, improving their nutritional value, quality characteristics and shelf life.

Tο αντικείμενο της παρούσας διατριβής ήταν ο εμπλουτισμός δύο αρτοσκευασμάτων, κυρίως κέικ (ως τρόφιμο ιδιαίτερα αρεστό στους καταναλωτές) και δευτερευόντως άρτου ελεύθερου γλουτένης (λόγω μειωμένης πρόσληψης διαιτητικών ινών των ασθενών με κοιλιοκάκη).Ο σκοπός ήταν η μελέτη της επίδρασης της προσθήκης διάφορων πηγών διαιτητικών ινών στα ποιοτικά και διατροφικά χαρακτηριστικά και στη διατηρησιμότητα των συγκεκριμένων αρτοσκευασμάτων, και ακολούθως η βελτιστοποίηση των αντίστοιχων εμπλουτισμένων προϊόντων. Η ενσωμάτωση απομονωμένων πηγών διαιτητικών ινών, είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή κέικ με μεγάλο όγκο, χαμηλή σκληρότητα ψίχας και βέλτιστα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, ενώ τα κέικ με πίτυρα βρώμης και ρυζιού παρουσίασαν υποδεέστερα χαρακτηριστικά. Λόγω όμως του ότι τα πίτυρα ρυζιού και βρώμης αποτελούν πηγές ινών χαμηλού κόστους, με οικεία γεύση στους καταναλωτές, η προσθήκη τους διερευνήθηκε περαιτέρω. Ειδικότερα, τα πίτυρα επεξεργάστηκαν με ενδοξυλανάση (0, 70 and 700 ppm) και ενσωματώθηκαν σε κέικ (30 %). Η ενζυμική επεξεργασία αύξησε το ποσοστό των διαλυτών διαιτητικών ινών, ενώ μείωσε την ικανότητα συγκράτησης και δέσμευσης νερού των πιτύρων. Η προσθήκη ενζυμικά επεξεργασμένων πιτύρων προκάλεσε αύξηση του ιξώδους και της θερμοκρασίας ζελατινοποίησης και μείωση της ενεργότητας νερού της ζύμης, σε σχέση με τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά της ζύμης με μη επεξεργασμένα πίτυρα. Επίσης, η ενζυμική επεξεργασία των πιτύρων καθυστέρησε την παλαίωση των κέικ, επιβραδύνοντας το ρυθμό απώλειας υγρασίας και αναδιαμόρφωσης του αμύλου, που είχε ως αποτέλεσμα την επιβράδυνση της σκλήρυνσης της ψίχας του κέικ και της υποβάθμισης των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών του. Τέλος, το επίπεδο της ενδοξυλανάσης που χρησιμοποιήθηκε κατά την ενζυμική επεξεργασία των πιτύρων, δεν διαφοροποίησε σημαντικά ούτε τις ιδιότητες των πιτύρων, ούτε τα χαρακτηριστικά των κέικ και την εξέλιξη των ιδιοτήτων των κέικ κατά την αποθήκευση. Όσον αφορά τον εμπλουτισμό του άρτου ελεύθερου γλουτένης, η προσθήκη 6.5 % ινών καλαμποκιού έδωσε τα καλύτερα αποτελέσματα στον οργανοληπτικό έλεγχο (κυρίως όσον αφορά την εμφάνιση, το χρώμα και την υφή της ψίχας των δειγμάτων), στον ειδικό όγκο, στη σκληρότητα ψίχας και στο χρώμα ψίχας. Γενικά, τα αποτελέσματα της διατριβής έδειξαν ότι μη χρησιμοποιούμενες πηγές διαιτητικών ινών, ύστερα από ενζυμική επεξεργασία μπορούν να ενσωματωθούν επιτυχώς σε αρτοσκευάσματα, βελτιώνοντας τα ποιοτικά και διατροφικά χαρακτηριστικά τους, καθώς και το χρόνο ζωής τους.