Abstract

Scopul acestui studiu a fost de a spori calitatea și caracteristicile senzoriale ale pâinii obținute din aluat înghețat. S-au folosit atât făină albă, cât și făină integrală. Pentru a îmbunătăți rezistența și stabilitatea aluatului în timpul depozitării congelate, probele au fost completate cu gluten vital din grâu la niveluri de 2%, 4%, 5% și 6% din greutatea făinii. Caracteristicile probelor coapte au fost determinate prin scăderea în greutate, volumul specific, crusta și culoarea firimii, textura și evaluarea senzorială. Comportamentul aluatului la temperaturi sub zero a fost examinat în continuare pentru probele martor și probele cu gluten de 6% folosind calorimetria diferențială de scanare (DSC), în timp ce conținutul lor scăzut de zahăr molecular (fructoză, glucoză, zaharoză) a fost măsurat utilizând cromatografie lichidă de înaltă presiune (HPLC), deoarece poate fi asociat cu viabilitatea drojdiei și cu depresia punctului de îngheț al aluatului. Probele cele mai stabile au fost cele cu 4% și 6% gluten (pentru făina albă) și cele cu 4% și 5% gluten (pentru făina integrală de grâu). Adăugarea de gluten a ridicat punctul de îngheț al probelor de aluat și a păstrat producția de zahăr cu molecule mici după depozitare prelungită.

1. Introducere

Depozitarea la temperaturi scăzute este o metodă de conservare aplicabilă pe scară largă în industria alimentară, deoarece întârzie temporar procesele fizico-chimice sau biologice care duc la degradarea calității alimentelor. Produsele de panificație, în special, atunci când sunt depozitate în condiții de îngheț, pot rămâne stabile săptămâni sau luni [1]. Pe lângă alungirea termenului de valabilitate, congelarea produselor de panificație facilitează și manipularea, comercializarea și capacitatea de vânzare cu amănuntul a acestora [2,3].

Cu toate acestea, depozitarea congelată prelungită afectează inevitabil caracteristicile de calitate ale aluatului [4]. Ca urmare, viabilitatea drojdiei și capacitatea de producere a gazelor scad, iar stabilitatea rețelei de gluten și capacitatea de reținere a CO2 scad [5,6].

Pentru a minimiza pierderile de calitate și a păstra proprietățile aluatului în timpul congelării, s-a sugerat ajustarea condițiilor de procesare sau utilizarea diferiților aditivi/ingrediente [7]. În studiul actual, a fost studiată încorporarea glutenului vital din grâu în probele de pâine preparate din aluat congelat. Acest lucru a fost impulsionat de faptul că se raportează că glutenul vital din grâu crește randamentul aluatului și al pâinii și îmbunătățește toleranța la amestecare și textura firimitului de pâine, îmbunătățind în același timp nivelul proteinei și, prin urmare, valoarea nutritivă a produsului [8,9,10]. În plus, grâul este unic printre alte boabe datorită proteinelor sale (în principal gliadine și glutenine), care, atunci când sunt hidratate, sunt perturbate și transformate în gluten. Acest lucru are ca rezultat generarea unei rețele de aluat coezive capabile să prindă și să rețină gazele formate în timpul fabricării pâinii (amestecare, fermentare, coacere) și extindere [11,12,13]. Prin urmare, glutenul este considerat esențial pentru furnizarea de produse de panificație cu caracteristici de calitate superioară [14,15].

Obiectivul acestei cercetări a fost studierea efectului adăugării de gluten vital din grâu, la diferite niveluri, asupra caracteristicilor fizice și senzoriale ale produselor din aluat de pâine congelate, în timpul depozitării.

2. Materiale și metode

2.1. Materii prime

Materiile prime utilizate pentru prepararea aluatului au fost: făina de grâu albă puternică (conținut de gluten: 14%) și făina de grâu integrală (conținutul de gluten: 13%) de la „Sarantopoulos Flourmill” (Keratsini, Grecia), acid ascorbic (alimentar - Merck, Germania) și zahăr, sare, drojdie uscată și scurtare de legume disponibile în comerț. Glutenul de grâu vital a fost obținut de la „Roquette Italia S.p.A.” (Cassano Spinola, Alessandria) și avea următoarele specificații: conținut de proteine ​​(bază uscată) 8%, dimensiunea particulelor (reziduu pe 200 μm)> 1%.

2.2. Pregătirea aluatului

Materiile prime au fost cântărite în următoarele proporții: 500 g făină, 300 g apă (60% g/g - bază făină), 10 g drojdie uscată (2% g/g), 20 g zahăr (4% g/g), 15 g de scurtare vegetală (3% g/g), 10 g de sare (2% g/g) și 0,05 g de acid ascorbic (100 ppm). Glutenul de grâu vital a fost adăugat la niveluri de 2%, 4%, 5% și respectiv 6% din greutatea făinii (fără ajustarea greutății celorlalte ingrediente). Probele de control (fără gluten vital din grâu) au fost, de asemenea, pregătite pentru comparație. În fiecare lot, drojdia a fost pre-hidratată cu apă și toate ingredientele aluatului au fost plasate într-un blender de uz casnic „Kenwood” (Kenwood Chef KM400, Kenwood, Marea Britanie) și amestecate timp de 2 minute la o viteză mică (viteza 2) și timp de 8 min la o viteză medie (viteza 4). De îndată ce s-a format aluatul, acesta a fost separat în probe de 80 g, care au fost ușor rotunde în formă de mâini. Probele au fost plasate în tigăi de aluminiu cât mai curând posibil, învelite cu membrană de plastic, cântărite și plasate în congelator (Iberna SCO 50, Iberna, Italia) la -20 ± 2 ° C. Aceeași procedură a fost urmată de ambele pentru probele preparate din făină de grâu alb și integral.

2.3. Fabricarea pâinii

Probele au rămas în depozitare congelată timp de aproape patru luni (111 zile pentru probele din făină albă și 110 zile pentru cele din făina integrală de grâu). În fiecare eșantionare (la fiecare două săptămâni în medie) au fost extrase trei probe din congelator și plasate într-o cameră de incubație (Bekso EB1N, Bekso, Bruxelles, Belgia) la 25 ° C timp de 195 min pentru a se dezgheța (165 min) și a (30 minute). La scurt timp după ce s-a finalizat dezghețarea, caracteristicile texturii aluatului au fost numărate folosind una dintre probe, în timp ce restul au fost lăsate să se dovedească și au fost coapte într-un cuptor de laborator cu circulație a aerului la o temperatură de 180 ° C, timp de 35 de minute. După coacere, probele de pâine au fost lăsate să se răcească timp de aproximativ 30 de minute la temperatura ambiantă și au fost supuse următoarelor măsurători și analize.

2.4. Volum specific

Volumul specific de probe de pâine a fost determinat ca raport volum/greutate prin cântărirea probelor coapte și măsurarea volumului acestora folosind metoda AACC 10-05.01 de deplasare a semințelor de rapiță [16].

2.5. Măsurarea culorii

Crusta și culoarea firimitului probelor coapte au fost măsurate utilizând un cromatometru Minolta CR/200 (Compania Minolta, Chuo-ku, Osaka, Japonia), care afișează parametrii de culoare L *, a *, b *, pentru fiecare probă conform CIELAB sistem de măsurare a culorii [17]. Variația culorii (cromă) a fost estimată conform următoarei ecuații:

2.6. Analiza texturii

Fermitatea aluatului și a pâinii a fost determinată folosind un analizor de textură TA-XT2i (Stable Micro Systems Ltd., Godalming, Surrey, Marea Britanie). Probele de aluat, imediat după decongelare/corecție, așa cum s-a descris mai sus, au fost supuse unui test de compresie în două cicluri folosind sonda conică SMS P/45C (viteza de testare 3 mm/s, distanță 15 mm).

Probele de pâine întreagă/netăiată au fost supuse analizei texturii crustei și apoi sculptate în mijloc (vertical), folosind un cuțit cu felie dublă de 1 cm grosime. Feliile rezultate (trei părți) au fost utilizate pentru măsurarea fermității firimiturilor. În ambele cazuri (crustă și firimituri), a fost aplicat un test de tăiere cu ajutorul cuțitului de ambarcațiuni TA-45 (viteza de testare 3 mm/s, distanță 15 mm).

Toate măsurătorile/analizele de mai sus au fost efectuate în trei exemplare.

2.7. Evaluare senzoriala

Probele de pâine coaptă au fost evaluate pentru volumul, culoarea crustei și a firimii, fisurile, fermitatea crustei și elasticitatea firimii folosind Analiza descriptivă a profilului cantitativ (QDP). A fost utilizat un grup format din cinci evaluatori, instruiți în principiile de evaluare senzorială și în special în produsele coapte. Evaluatorii au fost îndrumați pentru a evalua eșantioanele cu o notare la scară de la 0 la 6 (în intensitatea crescândă a fiecărei caracteristici). Au fost efectuate două replici ale fiecărei probe, iar rezultatele au fost prezentate în diagrame de pânză de păianjen [8].

2.8. Studii DSC

Comportamentul termic al anumitor probe (martor și gluten de 6% din făină albă) a fost monitorizat folosind un instrument Perkin Elmer DSC 6 (PerkinElmer Inc., Wellesley, MA, SUA) cu Pyris Manager Thermal Analysis Software. Instrumentul DSC a fost calibrat folosind indiu ca standard (Tm = 156,6 ° C, ΔHm = 28,5 J/g). Mostre (

30 mg) au fost plasate în tigăi DSC din aluminiu Perkin Elmer de 50 μL și sigilate ermetic. O tigaie etanșă goală a fost utilizată ca probă de referință. Azotul lichid a fost utilizat ca agent de răcire la o rată de 10 ° C/min, în timp ce azotul gazos (99,9% puritate) a fost utilizat pentru a minimiza condensarea apei în celula de măsurare. Intervalul de temperatură utilizat pentru analiza DSC a probelor de aluat a fost de la -50 la 50 ° C. Probele utilizate pentru analiza DSC, preparate așa cum s-a descris mai sus, au fost înghețate, depozitate peste noapte și decongelate în conformitate cu procedura standard.

2.9. Conținut scăzut de zahăr molecular

2.9.1. Pregătirea unei mostre

Probele de aluat (30 g) cu gluten de 6%, precum și probele martor, direct după decongelare/corecție descrisă mai sus, au fost aduse într-un balon volumetric de 100 ml și 5 ml de ferocianură de potasiu [Κ4 [Fe (CN) 6] · 3H2O] (Riedel-de Haen AG, Germania) soluție (dizolvarea a 10,6 g de sare în apă cu volumul final de 100 ml) și soluție de dizolvare a acetatului de zinc [Zn (CH3COO) 2 · 2H2O] (Fluka AG, Buchs, Elveția) de 2,19 g de sare și 3 mL de acid acetic în apă cu un volum final de 100 mL) s-au adăugat respectiv [18]. Volumul a fost umplut cu apă de calitate HPLC (Lab-Scan Analytical Sciences) la 100 ml. Probele au fost agitate temeinic, lăsate timp de 10 minute, filtrate și utilizate pentru analiza conținutului de zahăr cu HPLC.

2.9.2. Analiza HPLC

Conținutul de zaharoză, glucoză și fructoză din probele de aluat a fost determinat prin HPLC (HP 1100 - Hewlett Packard, Waldbronn, Germania) echipat cu un detector de indice de refracție (HP 1047Α). A fost utilizată o coloană Nucleosil Carbohydrate EC 250/4 (Macherey-Nagel, Duren, Germania) (debit 1,5 mL/min, volum de injecție 20 μL). Faza mobilă a fost acetonitril/apă (grad HPLC) la un raport de 80/20 [19]. Ca materiale de referință s-au folosit d (+) - zaharoză extra pură, d (-) - fructoză (Riedel-de Haen AG, Seelze, Germania) și d (+) - glucoză anhidră (Panreac Quimica SA, Castellar del Vallès, Spania).

Toate măsurătorile/analizele de mai sus au fost efectuate în trei exemplare.

2.10. Analize statistice

Elaborarea statistică a datelor (testul ANOVA și Duncan pentru diferențe semnificative) și analiza componentelor principale (PCA) au fost efectuate folosind Statistica 8.0 (StatSoft, Tulsa, OK, SUA).

3. Rezultate si discutii

Anumite caracteristici sunt determinante pentru calitatea produselor de panificație și au fost în mod obișnuit examinate de mai mulți cercetători [20,21,22]. În această lucrare, s-au evaluat pierderea în greutate, volumul specific, crusta și culoarea firimii, precum și caracteristicile texturale și senzoriale ale probelor, pentru a evalua impactul adăugării de gluten vital din grâu în produsele din aluat congelat.

3.1. Pierdere în greutate

tabelul 1

Valorile medii (în timpul depozitării de 111 zile pentru probele de făină albă și 110 zile pentru probele de făină integrală) ale fermității aluatului și crustei.

Nivel de gluten Fermitate aluatului (N) Fermitate crustă (N)Făină albă Făină integrală de grâu Făină albă Făină integrală de grâu
0%0,755 a *2.313 a 13.951 a 57.661 a
2%1.038 b 2.532 a, b 12.761 a, b 57.060 a
4%1.039 b 2.573 ab 11.041 b 60.253 a
5%0,990 b 3.488 c 14.266 a 71.464 b
6%1.063 b 3.011 b 14.210 a 63.490 a

* Valorile marcate cu litere diferite în fiecare coloană sunt semnificativ diferite (p Figura 3 a, b). În majoritatea cazurilor, datele de evaluare senzorială coincid cu rezultatele măsurătorilor analitice. Scorul total a fost calculat ca medie a tuturor caracteristicilor măsurate (volumul și fisurile pâinii, culoarea și fermitatea crustei, elasticitatea și culoarea firimii).

vital

Caracteristicile senzoriale ale probelor de pâine fabricate din făină albă (A) și făină integrală de grâu (b) după depozitare înghețată timp de 111 și respectiv 110 zile.

3.6. Analiza componentelor principale

Pentru a studia influența generală a parametrilor de mai sus în comportamentul eșantioanelor, s-a efectuat analiza componentelor principale (PCA). PCA este o tehnică utilă de reducere a datelor care transformă variabilele originale într-un număr mai mic de variabile necorelate. Acest lucru facilitează interpretarea datelor și detectarea structurii sale interne în funcție de varianță. Numărul de factori a fost redus la 2 ceea ce explică 83% din varianța totală a datelor. Graficele care apar pentru variabilele testate sunt prezentate în Figura 4 .

Graficul variabilelor de analiză a componentelor principale (PCA) (firmă. Se referă la fermitate).

Rezultatele indică faptul că expansiunea obiectivă și senzorială a probelor sunt puternic corelate între ele. Acest lucru se aplică și culorii crustei. Evaluarea senzorială totală este mai strâns corelată cu culoarea crustei și pierderea în greutate cu fermitatea crustei (din evaluarea senzorială) și, respectiv, fermitatea feliei. În plus, pierderea în greutate este corelată negativ cu culoarea crustei și evaluarea senzorială totală, elasticitatea față de fermitatea firimiturilor și fermitatea aluatului la fisurile create în timpul coacerii și, respectiv, expansiunii cuptorului.

Din parcele (nereprezentate), se observă că probele obținute din diferite tipuri de făină sunt grupate distinct, indicând diferențe semnificative în comportamentul lor. Cu toate acestea, nu există o segregare evidentă între probe la diferite intervale de depozitare.

Studii DSC și HPLC

Pentru a investiga în continuare rolul glutenului vital din grâu în produsele de panificație congelate, s-au efectuat studii suplimentare pe probe selectate. Mai precis, analiza DSC și HPLC (conținut de zahăr) a fost efectuată în probe martor din făină albă, precum și probe care conțin 6% gluten de grâu vital.

3.7. Analiza DSC

Tranzițiile de fază și stare, care apar la temperaturi sub zero, sunt asociate cu rate de recristalizare a gheții și reacții controlate prin difuzie și pot afecta caracteristicile calității produselor [24,25]. Analiza termică diferențială utilizând DSC poate furniza informații utile, care, în cazul înghețării aluatului, sunt asociate cu stabilitatea stocării și optimizarea procesului/formulelor [19]. Vârful de topire a gheții pentru probele obținute din făină albă suplimentată cu gluten vital de grâu la nivelul de 6% s-a dovedit a avea debutul la -12 ° C în timp ce pentru probele martor la -23 ° C (Figura 5). Deși adăugarea de proteine ​​într-un sistem alimentar ar trebui să-i deprime punctul de îngheț, s-a constatat în acest studiu că probele îmbogățite cu gluten au înghețat mai rapid diminuând pierderea calității care apare în faza de îngheț. Acest lucru poate fi atribuit schimbării conținutului de apă congelabilă datorită absorbției ridicate de apă a glutenului. Ca și în studiul lui Laaksonen și Roos [19], care au studiat starea fizică a aluatului de grâu la temperaturi sub zero folosind DSC, Analiza dinamică-mecanică (DMA) și Dielectric Analysis (DEA), nu au fost observate alte tranziții în timpul DSC analiză.

Compararea diagramelor de calorimetrie de scanare diferențială (DSC) între probele obținute din făină albă completată cu 6% gluten și probe martor.