Zastosowanie proszku z liści brokuła w chlebie bezglutenowym: innowacyjne podejście do poprawy jego potencjału bioaktywnego i jakości technologicznejⅡ

3. Wyniki i dyskusja

3.1. Proksymalny skład chemiczny i wartość energetyczna doświadczalnych chlebów bezglutenowych

Zastosowany w niniejszej pracy BLP został wcześniej scharakteryzowany pod kątem proksymalnego składu chemicznego oraz profilu związków bioaktywnych [24] i okazał się dobrym źródłem białka. Ponadto niedawne badanie przeprowadzone przez Sedlara i in. [7] wskazały, że spośród analizowanych produktów ubocznych pochodzenia roślinnego największą zawartością białka charakteryzowały się liście brokuła. W porównaniu z GFC, włączenie BLP do GFB spowodowało znaczące (p < 0.05) increase in the protein content (Table 2); jednak w praktyce był to wzrost stosunkowo niewielki (1,16 g/100 g). Poza białkami BLP obfitował w związki mineralne [24]; zatem znaczna (p < 0.05) enrichment in minerals was determined in experimental GFB, compared with GFC (Table 2). Uzyskane wyniki są zgodne z badaniami Ranawany i in. [33], którzy badali wpływ dodatku liofilizowanego proszku roślinnego na właściwości odżywcze i fizykochemiczne pieczywa pszennego. Autorzy wskazali, że dodatek brokułów liofilizowanych istotnie (p < 0.05) increased the protein, fat, and total mineral contents in oil-free wheat bread. According to Betoret and Rosell [34] wielkość cząstek proszku roślinnego wpływa istotnie na jego właściwości fizykochemiczne. Stężenie makroskładników (białka i tłuszczu) w proszkuBrassica napobrassicaodchodzi stopniowowzrasta wraz ze zmniejszaniem się wielkości cząstek (<125 µm); conversely, a fraction of larger particle size (>1 mm) było bogate w błonnik pokarmowy. Użyte w badaniach liście brokułów, po liofilizacji i zmieleniu, przesiano w celu uzyskania jednorodnego proszku o średniej wielkości cząstek poniżej 0,60 mm. Dlatego nawet jeśli właściwości fizyczne BLP mogłyby mieć wpływ na wartość odżywczą wzbogaconego produktu, BLP mógłby być rekomendowany jako składnik wzbogacający GF w związki odżywcze, na co podobnie wskazują Sedlar i in. [7]. Wartość energetyczna GFB była wyższa niż niesuplementowanego GFC (tab2), głównie ze względu na wyższą zawartość tłuszczu dostarczaną przez BLP [7]. Liście brokuła są bogatym źródłem przede wszystkim wielonienasyconych kwasów tłuszczowych kwasy -linolenowy, linolowy i palmitynowy [35,36], co jest ich dodatkową ważną wartością odżywczą. Jednak profil kwasów tłuszczowych nie był analizowany w tym badaniu i wymaga dalszego potwierdzenia.

3.2. Parametry technologiczne doświadczalnego chleba bezglutenowego

Wpływ BLP na parametry technologiczne eksperymentalnych GF pokazano w tabeli3. Ponadto różnice w wyglądzie między GFC i GFB można dostrzec na rysunku1. Określona objętość GFC określona w niniejszym badaniu była podobna do wyników podanych wcześniej [26]; jednak w porównaniu z pieczywem pszennym wartość tego parametru była istotnie niższa [37]. Objętość właściwa tradycyjnego chleba pszennego wynosiła od 3,5 do 5,5 cm3/g [38,39], podczas gdy jego wartość dla GF była istotnie zmniejszona i oscylowała wokół 2 cm3/g, w zależności od użytych składników [26,40]. Zastosowanie BLP w eksperymentalnym preparacie GF wpłynęło na parametry technologiczne GFB. W porównaniu z GFC objętość właściwa GFB wzrosła o około 30 procent (Tabela3). Poza tym wykryto znaczny spadek strat wypiekowych w GFB. Objętość właściwa jest jednym z najważniejszych parametrów technologicznych jakości pieczywa; nie może być jednak sam w sobie uważany za najważniejszy czynnik jakości. W pieczywie wypiekanym w formach wymagane są wysokie wartości objętości właściwej, zwykle związane z odpowiednim napowietrzeniem bochenków chleba, aby otrzymać produkty mogące zadowolić konsumentów [41]. Dlatego odpowiednie uwięzienie pęcherzyków gazu wraz ze stabilizacją struktury pianki są również niezbędne do uzyskania akceptowalnej tekstury, w której powstałe pory powinny być małe, regularne i równomiernie rozmieszczone w miękiszu. Z drugiej strony zmiany wyznaczane w obu parametrach mogły wynikać z charakterystyk BLP jako parametrów fizycznych pieczywa w zależności od rodzaju i ilości białka użytego w recepturze ciasta oraz jego interakcji ze skrobią. Niedawne badanie przeprowadzone przez Sedlara i in. [7] wykazali, że białka otrzymane z liści brokułu wykazują ważne właściwości użytkowe, w tym wysoką rozpuszczalność w środowisku alkalicznym, korzystne zdolności emulgujące i wchłaniania wody, a także zdolność do pienienia i stabilność. Dlatego możliwe jest, że BLP, ze względu na wysoką zawartość białka, może wpływać na stabilność ciasta podczas pieczenia. W związku z tym możliwe jest, że białka BLP mogą potencjalnie tworzyć stabilną sieć, nieco naśladującą właściwości glutenu. Jednak badanie przeprowadzone przez Ranawana i in. [33] dały przeciwne wyniki, wskazując, że chleb pszenny z dodatkiem liofilizowanych brokułów w proszku (10 proc.) wykazywał słaby stopień zakwaszenia i dlatego byłnajmniejszy w porównaniu z bochenkami chleba z innymi proszkami roślinnymi. Autorzy wyjaśnili zmniejszoną objętość pieczywa brokułowego aktywnością enzymów obecnych w warzywach kapustowatych [42]. W niniejszym badaniu BLP przygotowano z liści poddanych wstępnej obróbce termicznej (blanszowanych). Tym samym enzymy te uległy inaktywacji, stwarzając optymalne warunki do fermentacji drożdży, co zaowocowało poprawą jakości technologicznej GFB.

Tabela 3.Parametry technologiczne doświadczalnego chleba bezglutenowego

Wyniki instrumentalnej analizy kolorów eksperymentalnych GF przedstawiono w tabeli3. Zastosowanie BLP istotnie wpłynęło (p < 0.05) all the analyzed parameters of color in the experimental bread. Both the crust and crumb of GFB were much darker (50.41 and 34.92, respectively) than the crust and crumb of GFC (75.89 and 71.58, respectively), which were pale and whitish. The crust and crumb color strongly influence consumer choices [43]. Dlatego ciemnienie skrobiowych GF jest pożądane i korzystne, ponieważ zazwyczaj mają one jasną skórkę [26], które w porównaniu z odpowiednikami z mąki pszennej postrzegane są jako nieatrakcyjne. Wizualna różnica koloru między typowo kremowym GFC a zielonkawo-brązowym GFB (ryc1) potwierdzono analizą kolorymetryczną. Wbrew pozytywnemua* wartości wskazującej na lekko czerwonawy kolor GFC, dla skorupy wyznaczono ujemną wartość tej współrzędnej (−3.65 ± 0.31) i okruchy (−1.47 ± 0.14) GFB, wskazując na jego zazielenienie. Wartościb* współrzędne były dodatnie dla obu eksperymentalnych GF; jednak GFB - w szczególności jego skorupa - był znacznie bardziej żółty niż GFC (Tabela3). Różnice w wybarwieniach doświadczalnych GF wynikały z zastosowanego liofilizowanego BLP, który charakteryzował się intensywnym zielonym odcieniem (a* = −9.10 ± 0.03; b* = 27.67 ± 0.14). Spośród różnych technik suszenia, liofilizacja przyczynia się do zachowania koloru i wyglądu oraz minimalizuje degradację związków termolabilnych, z których wiele odpowiada za aromat i wartość odżywczą warzyw [44]. W wielu badaniach wykazano, że zastosowanie pigmentowanych produktów ubocznych przetwórstwa warzyw w piekarniczych wyrobach bezglutenowych wpłynęło na parametry barwne produktu końcowego [12,13]. Dlatego oczekiwano, że zielony BLP zastosowany w niniejszym badaniu nada cechy barwne uzupełnionego GFB. Podobnie nasze poprzednie badanie, w którym BLP zastosowano do częściowego zastąpienia skrobi kukurydzianej i ziemniaczanej w bezglutenowym cieście biszkoptowym, dało produkt końcowy o żywej zieleni [23]. Natomiast w wyrobie cukierniczym żywozielona barwa biszkoptu z dodatkiem BLP została utrzymana głównie dzięki dużej zawartości cukru, natomiast w GFB, ze względu na znacznie niższą zawartość cukru, uzyskano produkt bardziej brązowawy.

Kliknij, aby uzyskać Cistanche Food Addictive dla antyutleniaczy

3.3. Właściwości teksturalne świeżego i przechowywanego eksperymentalnego chleba bezglutenowego

Profil tekstury miękiszu świeżych (2 godziny po upieczeniu) i przechowywanych (24 i 72 h) eksperymentalnych GF przedstawiono w tabeli4. Świeże GFC i GFB były podobnie miękkie (13,21 iodpowiednio 13,80 N); jednakże świeży GFB był znacząco (p < 0.05) springier and more cohesive than GFC. Besides, the chewiness of the GFB was over 50% higher compared with the GFC (Table 4). Żucie informuje o czasie potrzebnym do przeżucia kawałka pokarmu przed jego połknięciem. Włączenie BLP do preparatu bezglutenowego wydłużyło czas żucia miękiszu GFB.

Ogólnie rzecz biorąc, przechowywanie wpłynęło negatywnie na właściwości tekstury GF, niezależnie od BLP (Tabela4). Po 24 h miękisz doświadczalnych GF był ponad dwukrotnie twardszy w porównaniu z miękiszem świeżym. Dłuższe przechowywanie (72 h) skutkowało dalszym znaczącym (p < 0.05) increase in the hardness of the GFC and GFB. Moreover, both stored GFs were signifificantly less cohesive, and their resilience was lower than in the case of the fresh samples (Table 4). Zastosowanie BLP w preparacie bezglutenowym spowodowało istotne zmniejszenie sprężystości miękiszu; w ten sposób GFB stał się bardzo kruchy. Jednak w porównaniu ze świeżym GFB żujność przechowywanych miękiszów nie zmieniła się istotnie, w przeciwieństwie do GFC przechowywanego przez 72 h (tab.4). Ranawana i in. badali wpływ dodatku warzyw liofilizowanych (marchew, pomidor, burak, brokuł) na właściwości przechowalnicze pieczywa pszennego z [45] i bez oleju [33]. Autorzy wskazali, że wśród analizowanych pieczywa warzywnego pieczywo brokułowe było istotnie (p < 0.05) harder compared to the control wheat bread both on the day of baking and during storage. However, the deterioration in texture attributes was more pronounced in the oil-free wheat bread [33]. Zazwyczaj GF charakteryzuje się zwartym miękiszem o małej spoistości i elastyczności, a co za tym idzie, dużej kruchości [46]. Na właściwości tekstury GF duży wpływ mają użyte składniki. Tak więc w przypadku braku glutenu, polepszacze (hydrokoloidy, gumy, enzymy) stają się obowiązkowym elementem naśladującym jego funkcje [47,48], dając GF o zadowalającej jakości technologicznej. Wśród nich można rozważyć składniki naśladujące tłuszcz w celu poprawy tekstury, właściwości sensorycznych i trwałości wypieków [49].

3.4. Zdolność przeciwutleniająca eksperymentalnego chleba bezglutenowego

Wynikizdolność antyoksydacyjnaBLP i eksperymentalnych GF przedstawiono w tabeli5. Współczynnik GFC charakteryzował się stosunkowo niskimaktywność antyoksydacyjnaoceniane przy użyciu wszystkich testów. Przeciwnie, BLP uznano za dobre źródło TFC, w konsekwencji wywołując hajzdolność antyoksydacyjna.Liofilizacja, której użyto do przygotowania BLP, jest dobrze znaną metodą pozwalającą na zachowanie wartości odżywczych surowca, w tym związków bioaktywnych [25]. Dlatego, zgodnie z oczekiwaniami, fortyfikacja GF z BLP znacznie (p < 0.05) increased thepotencjał antyoksydacyjnyeksperymentalnego GFB. Spośród części brokuła tkanka liściowa miała najwyższą TFC iaktywność antyoksydacyjna(DPPH), w porównaniu z kwiatami i łodygami [19]. Testy ABTS, DPPH i PCL-ACW są związane z aktywnością związków hydrofilowych, takich jak polifenole, które mają potwierdzenie w TFC. Z kolei test PCL-ACL informuje o aktywności związków lipofilowych, takich jak witaminy rozpuszczalne w tłuszczach i karotenoidy. Wyniki uzyskane przez Ranawana i in. [33,45] wykazały, że liofilizowane brokuły znacznie zwiększyły poziom witaminy E ( - I -tokoferoli) w pieczywie brokułowym w porównaniu z pieczywem pszennym. Ponadto autorzy wykazali, że chleb brokułowy zawierał -karoten i luteina które charakteryzują się silnym działaniemaktywność antyoksydacyjna. BLP charakteryzowała się bardzo wysoką aktywnością PCL-ACL, w związku z czym test ten był najwyższy spośród wszystkich analizowanych w GF, co sugeruje, że BLP może być dobrym źródłem związków lipofilowych, co podobnie sugerowali inni autorzy [50]. Jednak nie zostało to przeanalizowane w tym badaniu i wymaga dalszych badań.

Podobne odkrycie zwiększonej zdolności przeciwutleniającej po włączeniu BLP uzyskano w naszym poprzednim badaniu z mini biszkoptami wzmocnionymi BLP [24]. Ponadto w literaturze wielokrotnie opisywano wysoką zdolność antyoksydacyjną brokułów i ich produktów ubocznych [21,51]. Lefarga i in. wskazali, że pieczywo pszenne wzbogacone brokułowymi produktami ubocznymi charakteryzowało się istotnie zwiększoną TFC i pojemnością antyoksydacyjną w porównaniu z pieczywem kontrolnym bez spulchniania jakości sensorycznej [21]. Co ciekawe, autorzy stwierdzili, że TFC i zdolność antyoksydacyjna wzrosły po trawieniu in vitro, co sugeruje, że prozdrowotny potencjał produktów wzbogaconych brokułowymi produktami ubocznymi jest jeszcze większy. Ponieważ jakość odżywcza GF jest stosunkowo niska, podjęto kilka udanych prób poprawy potencjału nutraceutycznego tych produktów, w tym również ubocznych produktów pochodzenia roślinnego [12,52]. Nasze badania potwierdziły również, że niedoceniane produkty uboczne przetwórstwa brokułów mogą być cennym dodatkiem do GF poprawiającym jego jakość odżywczą i funkcjonalną.

3.5. Aktywność przeciwstarzeniowa eksperymentalnego chleba bezglutenowego

Obecność związków fenolowych, oprócz poprawy potencjału antyoksydacyjnego, może przyczynić się także do innych aktywności bioaktywnych. Produkty końcowe zaawansowanej glikacji (AGE) powstają w organizmie człowieka w sposób ciągły, a intensywność powstawania AGE zwiększa się w wyniku hiperglikemii i stresu oksydacyjnego [53]. Co więcej, wykazały badania że dietetyczne AGE są ważnymi składnikami puli AGE powstającej w organizmie człowieka [54]. Stąd wyzwaniem jest ocena produktów żywnościowych zawierających naturalne inhibitory powstawania AGEs. Aktywność hamującą AGE monitorowano w dwóch układach modelowych BSA-MGO i BSA-glukoza i przedstawiono na rycinie2. Stwierdziliśmy, że ekstrakty BLP miały wysoką aktywność przeciwko formacjom AGE (83,53 procent) w badaniu BSA-MGO, prawie taką samą jak materiał odniesienia aminoguanidyny (84,03 procent). Uzyskane dane były zgodne z Sotokawauchi i in. [55], którzy zauważyli, że pozytywny wpływ kiełków brokułów zmniejszył się w formacji AGE. Dodatkowo odnotowano wysoką skuteczność przeciwko tworzeniu się AGE w GF po dodaniu BLP (77,60 proc.) w porównaniu z kontrolą (67,47 proc.). Dlatego włączenie BLP spowodowało 1,15-krotnie wyższą aktywność przeciwstarzeniową zaprojektowanego produktu bezglutenowego. W tym badaniu zaobserwowaliśmy również, że BLP wykazywał silne działanie przeciwglikacyjne (p < 0.05) in a BSA-glucose system, as is demonstrated in Figure 2. Podobnie w tym modeluprzeciw starzeniuaktywność BLP była wysoka i stanowiła 82,37 proc. Nie zaobserwowano istotnej różnicy między próbkami GFC i GFB, osiągając odpowiednio 49,97 i 49,20 proc.

Wyniki uzyskane w tym badaniu są zgodne z innymi badaniami wykorzystującymi produkty uboczne w recepturze chleba w celu poprawy aktywności przeciwstarzeniowej. Badanie Penga i in. [56] wykazały, że włączenie pestek winogron może obniżyć poziom Nε- (karboksymetylo)lizyna (CML), powszechny produkt końcowy zaawansowanej glikacji w chlebie. Innym sposobem na obniżenie AGEs w pieczywie może być zastosowanie mąki bezglutenowej o podwyższonej zawartości związków bioaktywnych. Badanie Szawary-Nowak i in. [32] wykazali, że pieczywo gryczane ma silniejsze działanie hamujące powstawanie AGE niż pieczywo kontrolne.

Ponadto wykazano silną korelację między BSA-MGO a ACW i ACL (r=0,988 i 0,829), podczas gdy niższe współczynniki korelacji obliczono dla BSA-MGO vs. ABTS (r { {6}}}, 0,808), BSA-MGO vs. DPPH (r=0, 0,793) i BSA-MGO vs. TPC (r=0, 806) (Tabela6). Wyższą dodatnią korelację uzyskano między BSA-glukozą a aktywnością przeciwutleniającą mierzoną odpowiednio za pomocą ACL, ABTS, DPPH i r=0,995, 0,,998 i 0,999 , BSA-glukoza i TPC, r=0,998 (p < 0.05). A similar finding was reported by Szawara-Nowak et al. [32], którzy znaleźli silny związek między aktywnością anty-AGE a TFC. Dlatego wydaje się, że model BSA-glukoza mógłby być bardziej odpowiednim systemem do wykrywania aktywności hamującej AGEs produktów piekarniczych z liśćmi brokuła, ze względu na wysokąwspółczynniki korelacji między wartościami BSA-glukozy i TPC a aktywnością antyoksydacyjnąmierzone za pomocą DPPH, ABTS i ACW.

Tabela 6.Współczynniki korelacji dla albuminy surowicy bydlęcej-metyloglioksalu (BSA-MGO), BSA-glukozyIaktywność antyoksydacyjnai całkowita zawartość fenoli (TPC).

zweryfikować tę koncepcję i zweryfikować pozytywne skutki zdrowotne GFB i interwencji człowiekapotrzebne są studia.

Autorskie Wkłady:Konceptualizacja, UK-K. i ND; metodologia, UK-K., ND i MS;analiza formalna, UK-K.; dochodzenie, UK-K., ND, NB, K.Š., MS i TJ; zasoby, Wielka Brytania-K.;pisanie — opracowanie pierwotnego projektu, UK-K.; pisanie — recenzja i redagowanie, UK-K., ND i MS;wizualizacja, UK-K.; i nadzór, UK-K. Wszyscy autorzy przeczytali i zgodzili się na publikacjęwersja rękopisu.

Konflikt interesów:Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Bibliografia

1. Conte, P.; Fadda, C.; Piga, A.; Collar, C. Techno-funkcjonalna i odżywcza wydajność komercyjnego chleba dostępnego w Europie.Nauka o jedzeniu. Techno. Int.2016, 22, 621–633. [Odnośnik krzyżowy] [PubMed] 

2. Cabanillas, B. Zaburzenia związane z glutenem: celiakia, alergia na pszenicę i nadwrażliwość na gluten bez celiakii.Krytyk. Wielebny Nauka o Żywności. Nutr.2020, 60, 2606–2621. [Odnośnik krzyżowy] 

3. Matos, JA; Rosell, CM Zrozumienie ciasta bezglutenowego w celu uzyskania chleba o jakości fizycznej i równowadze żywieniowej.J.Sci. Rolnictwo spożywcze.2014, 95, 653–661. [Odnośnik krzyżowy] [PubMed] 4. Ronda, F.; Pérez-Quirce, S.; Villanueva, M. Właściwości reologiczne bezglutenowych ciast chlebowych: związek z jakością chleba. WPostępy w reologii żywności i jej zastosowaniach; Wydawnictwo Woodhead: Cambridge, Wielka Brytania, 2016; s. 297–334.

5. Zannini, E.; Jones, JM; Renzetti S.; Arendt, EK Funkcjonalne zamienniki glutenu.rok Wielebny Nauka o Żywności. Techno.2012, 3, 227–245. [Odnośnik krzyżowy] [PubMed] 

6. Conte, P.; Fadda, C.; Drabińska, N.; Krupa-Kozak, U. Wyzwania technologiczne i żywieniowe oraz nowość w wypieku chleba bezglutenowego: przegląd.pol. J. Żywność Nutr. nauka2019, 69. [Odnośnik krzyżowy]