Βιοχημική ανάλυση και μελέτη της διατροφικής αξίας καινοτόμων αρτοπαρασκευασμάτων

Abstract

Introduction: Wheat-flour crackers represent a staple snack option, although they lack nutritional value. Agricultural by-products such as olive and grape seeds, cereals such as barley and legumes such as lupine and chickpea are rich in bioactive compounds. Purpose: Therefore, it was investigated whether flours obtained from those could represent a better option for bakery products fortification. Methodology: Ιnitially the general purchasing habits and preferences of Greek consumers in terms of flour and bakery products were investigated; to what extent their sum of demographic characteristics affects their purchasing decisions, attitude towards functional food products and perception of the nutritional value of bakery products. This was followed by the evaluation of total phenolic content and antioxidant activity before and after baking of wheat crackers enriched with 10–30% olive seed, 10–30% grape seed, 10–40% lupine, 10–30% barley and 20–60% and 80% chickpea flours. Crackers and doughs were processed and analyzed using Folin–Ciocâlteu and ferric reducing antioxidant power (FRAP) assays, respectively. In parallel, evaluation of total phenolic content, antioxidant activity and quantification of certain phenolic compounds were performed in olive seed powder and grape seed flour through Folin–Ciocâlteu and ferric reducing antioxidant power (FRAP) assays as well as UPLC. Crackers with the highest properties were subjected to in vitro gastrointestinal digestion, using 100% wheat flour crackers as a control. Finally, the acute effect of crackers enriched with either 10% grape seed flour or 40% barley flour with added β-glucan along with a high-fat and high-carbohydrate meal was then investigated on biomarkers of postprandial glycemia, lipidemia, and oxidative stress in 12 healthy volunteers. Results: A certain number of demographic characteristics did seem to affect the purchasing decisions and attitude towards functional food products as well as the perception of the nutritional value of bakery products. Baking resulted in an increase in total phenolics and antioxidant activity in the majority of crackers; while in the raw materials, phenolic and antioxidant potential as well as targeted phenolic profiles were demonstrated. 30% olive and 10%-30% grape seed flour crackers demonstrated the highest antioxidant properties and were subjected to in vitro digestion. Following in vitro digestion, 30% olive seed flour crackers retained the majority of polyphenols and antioxidant activity. Finally enriched cracker consumption did not significantly affect the selected markers at the postprandial state, although better serum glucose and lipid levels, similar to baseline values were maintained. Conclusions: The incorporation of olive and grape seed flours into crackers improves their phenolic and antioxidant content, while the incorporation of crackers enriched with either grape seed flour or barley flour with β-glucan into a meal seems to have a positive effect on postprandial glycemia and lipidemia.

Εισαγωγή: Τα κράκερ από αλεύρι σίτου αποτελούν μια βασική επιλογή σνακ, αν και δεν διαθέτουν υψηλή θρεπτική αξία. Τα γεωργικά παραπροϊόντα όπως οι πυρήνες ελιάς και σταφυλιού, τα δημητριακά όπως το κριθάρι και τα όσπρια όπως το λούπινο και το ρεβύθι είναι πλούσια σε βιοδραστικές ενώσεις. Σκοπός: Επομένως διευρενήθηκε εάν τα άλευρα που λαμβάνονται από αυτές τις πρώτες ύλες θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύουν μια καλύτερη επιλογή για τον εμπλουτισμό των προϊόντων αρτοποιίας όπως τα κράκερ. Μεθοδολογία: Στην παρούσα μελέτη αρχικά αξιολογήθηκαν οι γενικές αγοραστικές συνήθειες και προτιμήσεις των Ελλήνων καταναλωτών όσον αφορά τα άλευρα και τα αρτοσκευάσματα, κατά πόσον το σύνολο των δημογραφικών χαρακτηριστικών επηρεάζει τις αγοραστικές τους αποφάσεις καθώς και η στάση τους απέναντι σε καινοτόμα προϊόντα διατροφής και η αντίληψή τους για τη θρεπτική αξία των αρτοσκευασμάτων. Ακολούθησε η διερεύνηση της συνολικής περιεκτικότητας σε φαινολικά συστατικά και της αντιοξειδωτικής δράσης πριν και μετά το ψήσιμο κράκερ σίτου εμπλουτισμένων με 10–30% αλεύρι πυρήνων ελιάς, 10–30% αλεύρι πυρήνων σταφυλιού, 10–40% αλεύρι λούπινου, 10–30% αλεύρι κριθαριού και 20–60% και 80% αλεύρι ρεβυθιού. Τα κράκερ και οι ζύμες υποβλήθηκαν σε επεξεργασία και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας τις δοκιμασίες Folin-Ciocâlteu και FRAP αντίστοιχα. Διερευνήθηκε παράλληλα η περιεκτικότητα σε φαινολικά συστατικά, η αντιοξειδωτική δράση και ποσοτικοποιήθηκαν συγκεκριμένες φαινολικές ενώσεις σε σκόνη πυρήνων ελιάς και αλεύρι πυρήνων σταφυλιού κάνοντας χρήση των τεχνικών Folin-Ciocâlteu, FRAP και UPLC. Τα κράκερ που εμφάνισαν τις υψηλότερες τιμές υποβλήθηκαν σε in vitro προσομοιωμένη γαστρεντερική πέψη, χρησιμοποιώντας τα κράκερ με 100% αλεύρι σίτου ως μάρτυρα. Τέλος, διεξήχθη κλινική μελέτη και διερευνήθηκε η οξεία επίδραση των κράκερ εμπλουτισμένων είτε με 10% αλεύρι από πυρήνες σταφυλιού είτε με 40% αλεύρι κριθαριού και προσθήκη β-γλυκάνης μαζί με ένα γεύμα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά και υδατάνθρακες σε βιοδείκτες μεταγευματικής γλυκαιμίας, λιπιδαιμίας και οξειδωτικού στρες σε 12 υγιείς εθελοντές. Αποτελέσματα: Ορισμένα δημογραφικά χαρακτηριστικά επηρέασαν τις αγοραστικές αποφάσεις και τη στάση απέναντι στα λειτουργικά τρόφιμα, καθώς και την αντίληψη για τη θρεπτική αξία των προϊόντων αρτοποιίας. Παράλληλα, το ψήσιμο είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση των συνολικών φαινολικών και αντιοξειδωτικής δράσης στην πλειονότητα των κράκερ, ενώ στις πρώτες ύλες αναδείχτηκε το φαινολικό και αντιοξειδωτικό δυναμικό καθώς και στοχευμένο φαινολικό προφίλ. Τα κράκερ από 30% αλεύρι πυρήνων ελιάς και 10%-30% αλεύρι πυρήνων σταφυλιού επέδειξαν τις υψηλότερες αντιοξειδωτικές ιδιότητες και υποβλήθηκαν σε in vitro προσομοιωμένη γαστρεντερική πέψη. Μετά την πέψη, τα κράκερ με 30% αλεύρι πυρήνων ελιάς διατήρησαν την πλειονότητα των πολυφαινολών και την αντιοξειδωτική τους δράση. Τέλος, η κατανάλωση εμπλουτισμένων κράκερ δεν επηρέασε σημαντικά τους υπό εξέταση βιοδείκτες στην μεταγευματική κατάσταση, συνδέθηκε όμως με τη διατήρηση καλύτερων επιπέδων γλυκόζης και λιπιδίων ορού, παρόμοια με τις προγευματικές τιμές. Συμπεράσματα: Η ενσωμάτωση αλεύρων από πυρήνες ελιάς και σταφυλιού σε κράκερ βελτιώνει το φαινολικό και αντιοξειδωτικό προφίλ τους, ενώ η ενσωμάτωση σε γεύμα κράκερ εμπλουτισμένων με αλεύρι πυρήνων σταφυλιού ή κριθαριού με β-γλυκάνη φαίνεται να έχει θετική επίδραση στη μεταγευματική γλυκαιμία και λιπιδαιμία.