17 minute read
Application and benefi ts of fruits fl ours embedded in rye bakery products
Илиана Лазова- Борисова, Петя Иванова
Advertisement
Резюме Резюме
Проведено е проучване на хранителни загуби (брашна) от плодове, получени от производството на плодови сокове от малини, арония, черен касис и червен касис. Изсушени са в термопомпена сушилня, при начална температура 45°С и циркулиращ въздух с начално влагосъдържание 8-10% при постоянна (4,6m/s) и променяща се скорост (от 4,6m/s на 3,6m/s след първите 90min), в тънък слой, при напречно ориентиран въздушен поток спрямо слоя продукт. Изсушените хранителни загуби са смлени в каменна мелница под формата на плодови брашна, предназначени за влагане в хранителни продукти с цел придаване на специфичен вкус и повишаване на биологична ценност.
Проведени са анализи по физикохимични показатели – сухо вещество (тегловно), %; влага,%; антиоксидантна активност определена по DPPH метода и съдържание на общи полифеноли.
Брашна от плодове, получени от хранителните загуби на преработвателната промишленост, представляват богат източник на биологично активни вещества и могат да се използват в разработването на хранителни продукти с добавена хранителна и биологична стойност. Изразената антиоксидантна активност е с високи стойности при плодовото брашно от черен касис. Влагането на плодови брашна по 40% от малини, арония, черен касис и червен касис към пълнозърнесто ръжено брашно води до получаване на продукти с висока биологична стойност.
Ключови думи: ръжено брашно, ръжена закваска, хранителни загуби, плодове, малини, арония, червен касис, черен касис
Application and benefits of fruits flours embedded in rye bakery products
Iliana Lazova-Borisova, Petya Ivanova Agriculture Academy, Institute of Cryobiology and Food Technology – Sofi a, Bulgaria Agriculture Academy, Institute of Food Canning and Quality – Plovdiv, Bulgaria
Corresponding author: Ph.D. Iliana Lazova-Borisova Agriculture Academy, Institute of Cryobiology and Food Technology – Sofi a, Bulgaria Е-mail: iliana_lazova@abv.bg Tel:++359879165553
Abstract Abstract
A study of nutritional losses (fl ours) from fruits obtained from the production of fruit juices from raspberries, chokeberries, black currants and red currants was conducted. They are dried in a heat pump dryer, at an initial temperature of 45 ° C and circulating air with an initial moisture content of 8-10% at constant (4.6 m / s) and variable speed (from 4.6 m / s to 3.6 m / s after the fi rst 90 min) , in a thin layer, with transversely oriented air fl ow relative to the product layer. The dried food losses are ground in a stone mill in the form of fruit fl ours, intended for use in food products in order to give a specifi c taste and increase biological value.
Analyzes were performed on physicochemical indicators - dry matter (by weight),%; moisture,%; antioxidant activity determined by DPPH method and content of total polyphenols. The fruits fl ours obtained from food losses of the processing industry are a rich source of biologically active substances and can be used in the development of food products with added nutritional and biological value. The pronounced antioxidant activity is high in the fruits black currants fl our. The addition of fruits fl ours with 40 % from raspberries, chokeberries, black currants and red currants to whole grain rye fl our leads to products of high biological value.
Key words: rye fl our, rye sourdough, food loss, fruits, raspberries, chokeberries, black currants and red currants
Въведение Въведение
Производството на хляб за специфични здравословни нужди заема голям дял от общото производство (Ferreira et.al, 2013 ; Makris et.al, 2007; Mihalkova et. al., 2013; Каradjov et.al, 2007). Това е хляб, който освен нормалната си хранителна стойност, убедително показва, че има здравословен ефект върху една или повече функции на организма. Съществува друга голяма група от хора, която консумира хляб с ниско съдържание на въглехидрати. На диабетиците се препоръчва хляб с повишено съдържание на влакнини и ниско съдържание на лесно усвояеми въглехидрати, обикновенно така наречения черен хляб – пълнозърнест пшеничен, ръжено-пшеничен и многозърнест хляб. Във формулите на този вид хляб често се използват подобрители като захар и ензими, които разграждат част от въглехидратите до захари и всъщност при консумация на този хляб се повишава кръвната захар (Mihalkova et.al, 2014; Mihalkova et.al, 2009; Martins et.al, 2011; Antonova et.al, 2003). Подходът към търсене на най-успешните формули за този хляб трябва да бъде чрез повишаване съдържанието на влакнини в готовите продукти да се намалява въглехидратната част. За да се гарантира производството на здравословен хляб с високо съдържание на влакнини и без използване на изкуствени подобрители може да се използва технологията за приготвяне на хляб с добавка на брашна, богати на влакнини, каквито са зеленчуковите. Хранителните загуби /фибри са богат източник на биологично-активни вещества: фибри, каротеноиди, антоциани, витамини, полифеноли и др. (Figuerola et аl., 2005; Makris et al., 2007) и с влагането им в хранителни продукти те подобряват не само сензорните им качества, но и обогатяват биологичната им стойност.
В настоящата работа са изследвани хранителните загуби от плодове по физикохимични показатели сухо вещество и влага, и е оценена антиоксидантната активност с определянето на радикалоулавящата способност по DPPH метода и съдържанието на общите полифеноли.
Растителните загуби/пресовки (брашна) са богати на основни хранителни вещества и достъпни за потребление от населението, те се прилагат като хранителни съставки при разработката на функционални хранителни продукти (Sun-Waterhouse, D. 2011; Ferreira et al.,2013 ; Brand- Williams et al.,1995).
В този аспект на изследването се характеризира брашното, получено от хранителни загуби / пресовки от преработката на плодове по отношение на антиоксидантен капацитет (DPPH анализ).
МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ
1. Суровини
Хранителните загуби са получени като твърд остатък от производството на плодови сокове (Martins et al., 2011). Плодовете – малини, арония, черен касис и червен касис са закупени от магазинната мрежа в град Пловдив. Суровини и материали: ръжено брашно, готварска сол, питейна вода, суха мая, суха ръжена закваска, брашно от плодове (проба 1 с вложени 40% брашно от малини, проба 2 с вложени 40% брашно от арония, проба 3 с вложени 40% брашно от черен касис, проба 4 с вложени 40% брашно от червен касис). Използвани са суровини от търговската мрежа за контрола и пробите 1, 2, 3 и 4. Пълнозърнестото ръжено брашно тип 1150, с което сa извeдени експериментите е доставено от фирма „Топаз Мел“ ООД – гр. Карнобат. Използвана e суха хлебна мая на фирмата-производител „д-р А. Йоткер Нарунгсмител КД“ – Германия, вносител: „д-р Йоткер България“ ЕООД. Използваната готварска сол е закупена от търговската мрежа. Всички суровини са с придружаващи документи за произход и качество. Питейната вода е годна за употреба по Наредба 9/2001 г. за качеството на водата.
2. Метод на сушене.
Сушенето е проведено в термопомпена сушилня, разработена от колектив на ИККХ-Пловдив при начална температура 45°С и циркулиращ въздух с начално влагосъдържание 8-10% при постоянна (4,6m/s) и променяща се скорост (от 4,6m/s на 3,6m/s след първите 90min), в тънък слой, при напречно ориентиран въздушен поток спрямо слоя продукт. В процеса на сушене е измервана масата на пробата в първите час и половина на всеки 10 min, след това на 30min. За край на сушенето се приема трикратно измерени еднакви стойности на масата на продукта.
3. Смилане на изсушените хранителни загуби.
След процеса сушене, пробите се смилат в каменна мелница с големина на брашнените частици 900 μm. Пробите смлени зеленчукови брашна са опаковани в полиетиленови пликове без вакуум по 50 g.
4. Методи
4.1. Физикохимични анализи:
Сухо вещество, (тегловно),%- БДС EN 12145;
Влага, %- БДС EN 12145 . 4.2. Съдържанието на общите полифеноли в плодови брашна е определено по метода на Singleton and Rossi, (1965) в следната модификация: В мерителна епруветка от 10ml се дозират последователно 0,1ml екстракт от пробата, ~ 7ml дестилирана вода, 0,5ml Folin - Ciocalteu – реактив (разреден 1:4 с дестилирана вода) и 1,5ml 7,5% (w/v) воден разтвор на натриев карбонат. Долива се до марката с дестилирана вода. След престой в покой за 2 часа при температура 20 - 25°C е измерена абсорбцията на реакционната смес при 750nm. Аналогично е приготвена празна проба с използване на дестилирана вода вместо екстракт. Получените резултати са представени като еквиваленти на галова киселина (GAE) за 100 g екстракт. 4.3. Определяне на радикалоулавяща способност (DPPH-тест). Радикалоулавящата способност е определена по метода на Brand - Williams et al. (1995) в следната модификация: В кювета са дозирани последователно 2250μl разтвор на DPPH (2,4mg DPPH в 100ml метанол ) и 250μl екстракт от пробата, разреден предварително с дестилирана вода в обемно отношение 1:3. Аналогично е приготвена празна проба с използване на метанол вместо екстракт. След престой на затворените кювети на тъмно в продължение на 15 min при температура 20-25°C е измерена абсорбцията на реакционната смес при 515nm. Получените резултати са представени като еквиваленти Trolox (TE) за 100g екстракт. 4.4. Математико-статистическа обработка. Всички
анализи бяха проведени най-малко в три повторения и резултатите са представени като средна стойност. 4.5. Определяне съдържанието на влакнини в хляба – БДС ISO 5498:1999. 4.6. Определяне на пепелно съдържание на хляба –
БДС ISO 2171: 1999. 4.7. Пробно лабораторно изпичане – еднофазен метод на замесване на тестото (Караджов, 2007). 4.8. Определяне на обема и цвета на хляба – метод, описан от Караджов, 2007. 4.9. Определяне на съдържанието на общ белтък в хляба – метод по Келдал (БДС 13490-76). 4.10. Определяне на съдържанието на мазнини в хляба – апарат „Soxtec“ (БДС 1671-89). 4.11. Безазотните екстрактни вещества в хляба са изчислени на базата на химичния състав. 4.12. Енергийна стойност на 100 g продукт kJ/ kcal/ –изчисляване на базата на химичния състав. 4.13. Макро- и микроелементите са определени с помощта на Атомно-емисионен фотометър ICP-MS „Agilent“ 8900.
Фигура 1. Влага на плодовите брашна (%) Figurе 1. Moisture of fruit fl ours (%)
РЕЗУЛТАТИ И ОБСЪЖДАНЕ РЕЗУЛТАТИ И ОБСЪЖДАНЕ
Данните от проведените анализи за влага на плодовите брашна са представени на фигура 1, а сухото вещество е представено на фигура 2 .
При провеждането на анализи относно физикохимичните показатели, стойностите на сухите вещества на изследваните брашна от плодовете са определени тегловно(таблица 2). При брашната от плодовете, с най-ниска статистически различима стойност на влагата е при брашно от арония (фигура 1).
Антиоксидантна активност на плодовете, определена чрез DPPH метода и съдържанието на общите полифеноли са представени на таблица 1. Те показват, че с най-висока стойност на антиоксидантна активност са плодовите брашна от черен касис, следвани от брашната на плодовете на червен касис и малини. С най-ниска стойност при този показател е брашното от арония. По отношение на съдържанието на общи полифеноли, данните от проведеното изследване показват, че водещо място има брашното от аронията, следвано от черният касис, а с най-ниско съдържание е брашното от малини.
Представените резултатите от проведените анализи на радикалоулавяща способност на пробите от плодове. Установи се, че с най-висока радикалоулавяща способност са брашната от плодовете на черният и червеният касис, съответно 9056,2mg Trolox /100 g и 7347,5mg Trolox /100 g. С най-ниска стойност са плодовите брашна от арония 6186,4 mg Trolox /100 g.
Технологична подготовка
Направена е предварителна подготовка на ръжената закваска като се заливат с 30 ml вода с температура 380С, престояват 10 минути, за да хидратират. Замесва се тесто от брашната и останалите компоненти с температура на водата 380С.
Ферментацията е проведена за 20 минути при 36ºС,
Фигура 2. Сухо вещество на плодовите брашна (%) Figurе 1. Dry substance of fruit fl ours (%) Таблица 1. Общи полифеноли, антирадикалова активност и радикалоулавяща способност на фибри от малини, арония, черен и червен касис
Table 1. Total polyphenols, antiradical activity and radical scavenging ability of raspberry, chokeberry, black and red currant fi bers
Продукти Products премесване и ферментация за още 30 минути. Окончателната ферментация е 50 минути.
Общи полифеноли, mgGAE /100 g Total polyphenols, mgGAE /100 g Aнтирадикалова активност, mg TEAC/100g Antiradical activity, mg TEAC/100g Радикалоулавяща способност, mg TROLOX /100 g Radical scavenging, mg TROLOX /100 g
Фибри / Fiber Малини Raspberry 754,0 17 900,0 7058,3 Арония Chokeberry 2573,0 15 688,9 6186,4 Черен касис Black currant 2135,0 22 966,7 9056,2 Червен касис Red currant 1134,0 18 633,3 7347,5
Характеристика на тестата след замесване
Контрола – ръжено брашно, ръжена закваска,
суха мая, сол, вода: нормална консистенция, лепи, меко, бухнало тесто, светлобежов цвят;
Проба 1 – ръжено и брашно от малини 40%, ръ-
жена закваска, суха мая, сол, вода: нормална кон-
систенция, лепи, добре развито, светлобежов цвят с червен оттенък;
Проба 2 – ръжено и брашно от арония 40%, ръжена закваска, суха мая, сол,
вода: нормална консистенция, по-малко лепи от проба 1, добре развито, бледобежов цвят с червеникав оттенък;
Проба 3 – ръжено и брашно от черен касис 40%, ръжена закваска, суха мая,
сол, вода: нормална консистенция, по-малко лепи от проба 1, добре развито, тъмнобежов цвят;
Проба 4 – ръжено и брашно от червен касис 40%, ръжена закваска, суха мая,
сол, вода: нормална консистенция, по-малко лепи от проба 1, добре развито, тъмнобежов цвят с червен оттенък
На Таблица 2 е показана влагата на контролата и пробите 1, 2 и 3, които варират от 45,68% до 47,54%, с най-голяма маса е проба 3 (259,4 g), обемът на проба 3 е най-нисък 390 см3, а обемът на проба 1 е най-висок 500 см3 .
На Таблица 3 е показан физико-химичният състав на хляба. По отношение на киселинността с най-високо съдържание е контролата(6,2◦Н), а с най-ниско съдържание е проба 2 (5,9◦Н). Няма съществена разлика между различните проби. По отношение на протеините с най-високо съдържание е проба 1 (9,43%), респективно с най-ниско съдържание е контролата (5,95%), което е с 3,48% по-малко. По отношение на мазнините с най-високо съдържание e проба 1 (2,89%), а с най-ниско съдържание е контролата (0,66%). По отношение на влакнините с най-високо съдържание е проба 2 (6,84%), а с най-ниско съдържание е проба 1 (4,33%), което е 2,5 пъти по-малко. По отношение на пепелното съдържание с най-високо съдържание е проба 2 (1,92%), а с най-ниско съдържание е проба 1 (1,16%). Няма съществена разлика между различните проби. По отношение на въглехидратите с най-високо
Таблица 2. Качествена оценка на видовете хляб Table 2. Quality assessment of types of bread
Видове хляб Types of bread съдържание е контролата (39,96%), а с най-ниско съдържание е проба 1 (32,07%). При влагането на брашно от плодове въглехидратната компонента намалява. На Таблица 4 е отразена енергийната стойност, която варира от 204 kcal/100g продукт до 357kcal/100g продукт, като при контролата е най-ниска (204 kcal/100g продукт), а респективно при проба 2 с участието на брашно от арония 40% нараства до 357 kcal/100g продукт. На Таблица 5 е показан минералният състав в хляба (mg/kg). По отношение съдържанието на Fe в контролата е ниско (21,7mg/ kg), а с влагането на 40% брашно от арония нараства в проба 2 (32,5 mg/kg). Съдържанието на Zn в контролата е ниско (13,7mg/kg), а с влагането на 40% брашно от арония нараства в проба 2 (39,7mg/kg). Съдържанието на Mg в контролата е ниско (1,3mg/kg), а с влагането на 40% брашно от арония нараства в проба 2 (5,3mg/kg). Готовите продукти са богати на Fe, Zn, Mg. Те са с приятен вкус и аромат, както и със значими здравни ползи. Антиоксидантна активност на плодовете, определена чрез DPPH метода и съдържанието на общите полифеноли са представени на таблица 6. Те показват,
Маса
g Mass g
Обем
см3 Volume sm3
L mm
Н
mm W mm
Влага
% Moisture %
Сухо
вещество % Dry substance % Контрола Control 248,4 410 123 50 82 47,54 52,46 Проба 1 Sample 1 253,5 500 126 52 82 46,72 53,28 Проба 2 Sample 2 254,3 450 125 51 82 45,68 54,32 Проба 3 Sample 3 259,4 390 122 53 82 45,70 54,30 Проба 4 Sample 4 259,2 400 122 52 82 45,68 54,20
Таблица 3. Физико-химична характеристика на видовете хляб Table 3. Physico-chemical characteristics of the types of bread Видове хляб
Types of bread
Киселинност
◦Н Acidity ◦Н
Протеини
% Protein %
Мазнини
% Fat %
Влакнини
% Fiber %
Пепел
% Ash %
Въглехидрати
% Carbohydrates % Контрола Control 6,2 5,95 0,66 5,10 1,72 39,96 Проба 1 Sample 1 6,1 9,43 2,89 4,33 1,16 32,07 Проба 2 Sample 2 5,9 7,60 1,25 6,84 1,92 31,68 Проба 3 Sample 3 6,0 8,14 1,22 5,32 1,82 30,70 Проба 4 Sample 4 6,0 7,62 1,22 5,38 1,85 30,73
Таблица 4. Енергийна стойност на хляба (kcal/100 g продукт) Table 4. Energy value of the bread ( kcal/100g product) Видове хляб
Types of bread
Енергийна стойност
kcal/100g продукт Energy value kcal/100g product Контрола Control 204 Проба 1 Sample 1 282 Проба 2 Sample 2 357 Проба 3 Sample 3 257 Проба 4 Sample 4 250
Таблица 5. Минерален състав на хляба (mg/kg)
Table 5. Mineral composition of the bread (mg/kg)
Видове хляб Types of bread Mакроелементи, mg/kg Mаcroelements, mg/kg Mикроелементи, mg/kg Microelements, mg/kg
Ca K MgNa P B Ba Cu Fe Mn Zn
Контрола Control 38320201,317,41,30,160,403,3921,70,2113,7
Проба 1 Sample 1
Проба 2 Sample 2
Проба 3 Sample 3
Проба 4 Sample 4 35620222,318,31,50,210,343,5625,40,2218,7
47820795,320,62,52,210,253,7832,50,2039,7
38420204,418,61,50,210,253,7629,40,2023,6
38520204,318,61,60,220,253,7629,80,2123,8
ИЗВОДИ ИЗВОДИ
Брашна от плодове, получени от хранителните загуби на преработвателната промишленост, представляват богат източник на биологично активни вещества и могат да се използват в разработването на хранителни продукти с добавена хранителна и биологична стойност. Изразената антиоксидантна активност е с високи стойности при плодовото брашно от арония, следвано от брашно от черен касис.
Готовите продукти са богати на Fe, Zn, Mg и са без ГМО, изкуствени оцветители и консерванти. Новите асортименти са подходящи за масовите потребители и са със значими ползи за здравето им.
С разработването на нови продукти функционални храни се допълва производствената листа в страната ни.
Таблица 6. Общи полифеноли, антирадикалова активност и радикалоулавяща способност на хляб с добавени фибри от малини, арония, черен и червен касис Table 6. Total polyphenols, antiradical activity and radical scavenging ability of bread with raspberry, chokeberry, black and red currant fi bers
За контакти с авторите:
Илиана Лазова- Борисова1, Петя Иванова2 Селскостопанска академия, 1. Институт по криобиология и хранителни технологии - София, 2. Институт по консервиране и качество на храните - Пловдив, Тел.: +359 879 165 553; е-mail: iliana_lazova@abv.bg
Хляб Bread
Ръж +Малини Rye+Raspberry
Ръж +Арония Rye+Chokeberry
Ръж +Черен касис Rye+Black currant
Ръж+Червен касис Rye+Red currant
Общи полифеноли, mgGAE /100 g Total polyphenols, mgGAE /100 g Aнтирадикалова активност, mg TEAC/100g Antiradical activity, mg TEAC/100g
Фибри Fiber
че с най-висока стойност на антиоксидантна активност са ръжените видове хляб с брашна от черен касис, следвани от хляб с брашната на плодовете на червен касис и малини. С най-ниска стойност при този показател е ръженият хляб с брашното от аронията. По отношение на съдържанието на общи полифеноли, данните от проведеното изследване показват, че водещо място има хлябът с брашното от аронията, следвано от хлябът с черният касис, а с най-ниско съдържание е ръженият хляб с брашното от малини.
Представените резултатите от проведените анализи на радикалоулавяща способност на пробите на хлябовете с брашно от плодове. Установи се, че с най-висока радикалоулавяща способност са видовете хляб с добавка на брашната от плодовете на черният и червеният касис, съответно 9067,9mg Trolox /100 g и 7349,9mg Trolox /100 g. С най-ниска стойност са ръжените видове хляб с брашна от арония 6198,9mg Trolox /100 g.
Радикалоулавяща способност, mg TROLOX /100 g Radical scavenging, Използвана литература Аntonova N., M. Mangova (2003). Grain Biochemical Characterisation of Mina Naked oat. 10th Yugoslav Congress of Nutrition. Belgrade, 16-19 October. Journal “Zito-Hleb/ Cereal-Bread”. mg TROLOX /100 g Novi sad. Serbia. Vol.30, 2, 65-69 (Bulgaria). Brand-Williams, W., Cuvelier, M. E. and Berset, C.(1995). Use of a Free Radical method to evaluate antioxidant activity. Food Science and Technology-LebensmittelWissenschaft and 954,0 18 000,0 7058,3 Technologie 28(1): 25–30. Ferreira M. S. L., Santos M. C. P., Moro T. M. A., Basto G. J., Andrade R. M. S. and Gonçalves, 2593,0 16 898,9 6198,9 E. C. B. A.(2013). Formulation and characterization of functional foods based on fruit and vegetable residue fl our. Journal of Food Science and 2268,0 23 966,7 9067,9 Technology, DOI: 10.1007/s13197-013-1061-4. Figuerola, F., Hurtado, M. L., Estévez, A. 1240,0 18 766,5 7349,9 M., Chiff elle, I. and Asenjo, F.(2005). Fibre concentrates from apple pomace and citrus peel as potential fi bre sources for food enrichment. Food Chemistry 91(3): 395-401. Karadzhov G., R. Vassileva, M. Nikolova (2007). Bread, Bakery and Confectionery Technology, Sofi a, Matcom Ltd (Bulgaria). Makris, D. P., Boskou, G. and Andrikopoulos, N. K. (2007). Polyphenolic content and in vitro antioxidant characteristics of wine industry and other agri-food solid waste extracts. Journal of Food Composition and Analysis 20(6): 125-132. Martins R. C., Chiapetta S. C., Paula F. D. and Gonçalves E. C. B. A. (2011). Evaluation isotonic drink fruit and vegetables shelf life in 30 days. Brazilian Journal of Food and Nutrition 22(4): 623-629. Мihalkova N. (2009). Another scientifi c proof of the positive infl uence of bread on human health. Food industry. - No. 2, 50-52 (Bulgaria). Мihalkova N., S. Ivanova, I. Petrovа, G. Мarinovа(2013). Healthy Bread of Mixed Flour, Agriculture Plus, Nos. 6,18-21 (Bulgaria). Мihalkova N., S. Ivanova, L. Angelov (2014). Receiving Bread with Healthy Ingredients - a mixture of rye, oat and wheat fl our, Journal of Mountain Agriculture on the Balkans, vol. 17, 5, 1200-1219(Bulgaria). Sun-Waterhouse, D. (2011). The development of fruit-based functional foods targeting the health and wellnes market: a review. International Journal of Food Science & Technology 46(5)
