Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Școala de Agricultură, Universitatea din Venda, Private Bag X5050, Thohoyandou, 0950 Provincia Limpopo, Africa de Sud

acesteia

Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Școala de Agricultură, Universitatea din Venda, Private Bag X5050, Thohoyandou, 0950 Provincia Limpopo, Africa de Sud

Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Școala de Agricultură, Universitatea din Venda, Private Bag X5050, Thohoyandou, 0950 Provincia Limpopo, Africa de Sud

Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Școala de Agricultură, Universitatea din Venda, Private Bag X5050, Thohoyandou, 0950 Provincia Limpopo, Africa de Sud

Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Școala de Agricultură, Universitatea din Venda, Private Bag X5050, Thohoyandou, 0950 Provincia Limpopo, Africa de Sud

Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Școala de Agricultură, Universitatea din Venda, Private Bag X5050, Thohoyandou, 0950 Provincia Limpopo, Africa de Sud

rezumat

Se estimează că producția de tărâțe de grâu (BM) pentru consumul uman este de aproximativ 90 de milioane de tone pe an. BM este o sursă ieftină și abundentă de fibre dietetice, care a fost legată de îmbunătățirea sănătății intestinului și de posibila prevenire a unor boli, cum ar fi cancerul de colon. De asemenea, conține minerale, vitamine și compuși bioactivi, cum ar fi acizi fenolici, arabinoxilani, alchilresorcinol și fitosteroli. Acești compuși au fost sugerați ca un ajutor în prevenirea bolilor netransmisibile, cum ar fi bolile cardiovasculare. Acest articol discută extracția WB, proprietățile sale nutritive, beneficiile potențiale pentru sănătate, efectele asupra calității și proprietățile senzoriale ale unor alimente din cereale și aplicarea sa în unele produse coapte, precum și în gustări prăjite din cereale, ca aditiv pentru reducerea uleiului și îmbogățirea fibrelor.

Introducere

Extragerea tărâțelor de grâu

Compoziția nutrițională a tărâțelor de grâu

Componenta tărâțului Gama de referință % dm
Fibre dietetice 33,4–63,0 Curti și colab. (2013)
Umiditate 8.1–12.7 Curti și colab. (2013)
Frasin 3.9–8.10 Curti și colab. (2013)
Proteină 9.60–18.6 Curti și colab. (2013); Yan și colab. (2015)
Glucide totale 60.0–75.0 Javed și colab., 2012;
Amidon 9.10–38.9 Curti și colab. (2013); Yan și colab. (2015)
Fitochimicale μg g −1
Alchilresorcinol 489–1429 Lutria și colab. (2015)
Fitosteroli 344–2050 Fardet (2010)
Acid ferulic 1376–1918 Kim și colab. (2006); Browns și colab. (2012)
Compus fenolic legat 4.73–2020 Kim și colab. (2006); Berar și colab. (2014)
Flavonoide 3000–4300 Fardet (2010); Berar și colab. (2014)
Micronutrienți mg la 100 g
Fosfor 900–1500 Fardet (2010); Browns și colab. (2012)
Magneziu 530–1030 Browns și colab. (2012)
Zinc 8.3–14.0 Browns și colab. (2012)
Fier 1.9–34.0 Fardet (2010); Browns și colab. (2012)
Mangan 0,9-10,1 Fardet (2010); Browns și colab. (2012)
Vitamina E (tocoferoli/tocotrienol) 0,13-9,5 Fardet (2010)
Vitamine B
Tiamina (B1) 0,51-1,6 Fardet (2010)
Riboflavină (B2) 0,20–0,80 Fardet (2010); Browns și colab. (2012)
Piridoxină (B6) 0,30-1,30 Browns și colab. (2012)
Folat (B9) 0,088-0,80 Fardet (2010)

Mineralele găsite în WB includ fier (Fe), zinc (Zn), mangan (Mn), magneziu (Mg) și fosfor (P). Aproximativ 80% din P din semințele de cereale mature sunt depozitate ca fitați care formează complexe cu alte minerale precum Fe, Zn și Mg. Această formațiune complexă reduce biodisponibilitatea acestor minerale. De-a lungul anilor, încercările reușite de a reduce acidul fitic în BM includ tratamentul hidrotermal, reducerea dimensiunii, tratamentul enzimatic, malțierea, înmuierea și fermentarea (Aivaz și Mosharraf, 2013; Coda și colab., 2014). Acțiunea fitazei endogene în cereale și fitaza exogenă din fermentarea drojdiei și a aluatului poate elibera, de asemenea, mineralele complexate cu acid fitic (Brouns și colab., 2012).

Proprietăți funcționale și potențiale pentru sănătate ale tărâțelor de grâu

Tărâțul joacă un rol cheie în beneficiile generale asupra sănătății cerealelor integrale. Deși nu este elucidat, BM în studiile clinice și în studiile epidemiologice arată că consumul de alimente bogate în fibre a fost legat de riscul redus de boli precum cancerul de colon, diabetul, obezitatea și bolile cardiovasculare probabil datorate produselor fitochimice (acizi fenolici, steroli, alchilresorcinol) ., vitamina E, minerale) și fibre care sunt încorporate în tărâțe (Andersson și colab., 2014; Prückler și colab., 2014). Acești compuși bioactivi din țesuturile BM variază din cauza cultivarului, a factorilor genetici și de mediu (Hossain și colab., 2013). Studiile au arătat că WB este una dintre tărâțele de cereale cu puternic efect anticancerigen (Prinsen și colab., 2014; Sang & Zhu, 2014). Modul de acțiune al BM în prevenirea cancerului este mai mult decât conținutul de fibre sau un anumit fitochimic, ci mai degrabă efectul cumulativ al diverselor fitochimice bioactive din tărâțe (Liu și colab., 2012). Unele componente ale BM sunt discutate mai jos, iar beneficiile lor potențiale pentru sănătate sunt evidențiate în Tabelul 2.

Funcționalitatea componentelor Impactul asupra sănătății Referință
Fibre dietetice Vâscozitate crescută în intestin și răspuns glicemic postprandial redus Efect laxativ, scăderea nivelului de colesterol din sânge. Prevenirea cancerului de colon. Javed și colab. (2012).
Arabinoxilan Efect estrogen/proprietăți antitumorale Risc redus de boli cardiovasculare și diabet de tip II Wang și colab. (2015)
Lignani Proprietăți anticarcinogene și antioxidante. Inhibarea oxidării LDL Risc redus de cancer de sân și de prostată Andersson și colab. (2014)
Compuși fenolici Inhibă absorbția colesterolului în intestinul subțire Risc redus de cancer de colon și boli cardiovasculare Sang & Zhu (2014); Lutria și colab. (2015)
Fitosteroli, tocoferoli Inhibă absorbția colesterolului Reducerea colesterolului plasmatic Fardet (2010); Javed și colab. (2012)

Fibre dietetice

Alimentele din cereale integrale sunt un stoc bogat de fibre dietetice (DF) - un compus complex format din polimeri de celuloză, hemiceluloză și pentozan pe bază de xiloză și arabinoză atașate proteinelor (Aproximativ. și colab., 2013). DF a fost definit ca resturi de polizaharide de celule vegetale comestibile, lignină și alte substanțe care scapă de digestia enzimatică hidrolitică în tractul gastrointestinal superior. Este carbohidrații nedigerabili de origine vegetală cu o structură chimică eterogenă, rezistentă la efectele enzimelor digestive în intestinul uman (Almeida și colab., 2013). BM este ridicat în DF și variază de la 33,4% la 63,0%; poate fi clasificat ca „fibre dietetice solubile” sau „insolubile” pe baza solubilității lor în apă. Fibrele dietetice solubile (SDF) în WB sunt 2012). Recent a fost dezvoltat un proces de extrudare cu sablare, iar această operație a fost aplicată la WB cu scopul de a-și crește conținutul SDF (Yan și colab., 2015). Autorii au raportat o creștere semnificativă de 70% SDF și o capacitate îmbunătățită de reținere a uleiului, capacitatea de retenție a apei și capacitatea de umflare a SDF din acest proces. Funcționalitatea WB ar putea, prin urmare, să se aplice în alimentele în care absorbția uleiului în alimentele din cereale prăjite și în care capacitatea mare de umflare sunt importante.

Majoritatea beneficiilor WB pentru sănătate sunt asociate, dar nu se limitează la conținutul său DF. Umflarea apei, reținerea (2,8-3,6 g g -1) și capacitățile de retenție ale DF în WB au fost asociate cu alte funcții de sănătate, și anume reducerea colesterolului plasmatic, capacitatea laxativă și reducerea glicemiei (Patel, 2015). Mai mult, DF poate ajuta la menținerea sănătății pozitive la nivelul intestinului, la reglarea poftei de mâncare și la sațietate prelungită. Christensen și colab. (2010) în studiul lor au arătat că subiecții care au mâncat pâine integrală au crescut sațietatea în comparație cu omologii lor care au consumat pâine de grâu rafinată. Acest semn de plenitudine sau sațietate poate fi atribuit creșterii vâscozității și densității scăzute a energiei (Ötles & Ozgoz, 2014). Motivele pentru acestea includ absorbția mare a apei DF vâscoasă, timpul de tranzit intestinal redus, viscozitatea crescută a digestei în intestinul subțire, creșterea volumului scaunului și producția de acizi grași cu lanț scurt, în colon, datorită fermentării fibrelor (Almeida și colab., 2013). Deși au existat sugestii că fibra WB ajută la reglarea greutății, după examinarea mai multor studii, EFSA (2010) concluzionează că pare să nu existe suficiente dovezi care să stabilească faptul că fibra WB ajută la reglarea sau menținerea greutății normale a corpului uman.

Arabinoxilani

Proprietăți fitochimice și antioxidante

Capacitatea de inhibare a radicalilor liberi a WB poate fi măsurată prin teste de putere antioxidantă reductoare ferice, difenilpicrilhidrazil și teste de capacitate de absorbție a radicalilor de oxigen (Brewer și colab., 2014). S-a sugerat că WB are proprietăți antiinflamatorii. Acest lucru a fost demonstrat în studiul Price și colab. (2012) în care subiecții consumau produse bogate în aleuronă sau produse rafinate. Rezultatele au relevat o reducere semnificativă a proteinei C - reactive - un marker al inflamației, precum și un factor de risc pentru bolile cardiovasculare. Deși studiul a fost pe termen scurt; se poate deduce că consumul continuu de alimente din cereale integrale sau din cereale îmbogățite cu WB poate ajuta la prevenirea bolilor cardiovasculare.

De asemenea, a fost investigată măsurarea acidului fenolic la om ca urmare a consumului de alimente din grâu integral. Fenolicii WB pot ameliora starea antioxidantă la om, după cum a arătat într-un studiu randomizat încrucișat de Price și colab. (2008). Efectul antioxidant al fenolicilor din tărâțe de grâu neprelucrate a fost testat la 17 adulți. Consumul de 93 g tărâțe de grâu a crescut în mod semnificativ potențialul antioxidant și fenolici totali în urină și plasmă la subiecți. De asemenea, într-un studiu clinic efectuat recent de Vitaglione și colab. (2015), evaluarea biomarkerilor metabolici ai acidului fenolic a fost determinată la probe de fecale, ser și urină de optzeci de subiecți sănătoși obezi/supraponderali pe o perioadă de 8 săptămâni, unde toate produsele rafinate din grâu pe care le consumă în mod normal au fost înlocuite cu 70 g întregi - Produs din grâu din cereale zilnic (7,1 g pe zi de DF). Evaluările au evidențiat o creștere de 4‐ și de 2 ori a concentrației serice de acid dihidoferulic și, respectiv, a acidului ferulic fecal, însoțită de o reducere a factorului de necroză tumorală plasmatică - α. Prin implicare, WB procesat sau neprelucrat poate fi utilizat ca supliment alimentar funcțional.

Alchilresorcinolii (AR) sunt denumiți și lipide fenolice și se găsesc din abundență în WB (Anson și colab., 2012). Deși cunoscut sub numele de biomarkeri pe termen scurt pentru aportul de grâu integral, secară și tărâțe, s-a sugerat recent că AR plasmatică poate fi utilizată ca biomarkeri stabili pe termen lung (Landberg și colab., 2013). Extracția AR din WB a fost analizată de solvenți precum ciclohexan, metanol și diclormetan folosind diferite metode cromatografice (Lutria și colab., 2015). Alchilresorcinolii găsiți în WB pot funcționa ca un antioxidant, protejând lipoproteinele cu densitate mică (LDL) de deteriorarea oxidării in vitro. Liu și colab. (2012) au raportat că patru din șapte compuși puri din fracțiunea AR a WB au avut un efect inhibitor ridicat împotriva celulelor adenocarcinomului prostatic uman (Lutria și colab., 2015).

Betaina, un donator de metil, care acționează și ca osmolit și lipotrop, este prezentă în abundență în stratul de aleuronă al WB și a fost recuperată în plasma umană după administrare. În timpul unui proces de intervenție de 4 săptămâni investigat de Price și colab. (2010), aleurona - chifle îmbogățite și cerealele gata de consum care conțin o doză zilnică de 27 g aleuronă au fost consumate de participanți. A existat o creștere semnificativă a concentrației de betaină și a concentrației plasmatice și o scădere simultană a homocisteinei plasmatice la persoanele care au consumat produs bogat în aleuronă în comparație cu grupul de control care a consumat produse rafinate. Această reducere a homocisteinei plasmatice (un factor de risc pentru bolile cardiovasculare) poate fi atribuită acțiunii de remetilare a betainei. Din aceste rezultate, WB poate fi sugerat ca un ingredient alimentar funcțional care are beneficii pozitive pentru sănătate. Incorporarea BM și/sau a extractelor sale bioactive în produse asemănătoare gogoșilor și efectele acestora asupra biodisponibilității fitochimice in vitro/in vivo poate fi studiat în continuare pentru a susține faptul că fitochimicalele de la BM au un impact pozitiv asupra sănătății umane, în special în țările în curs de dezvoltare unde aceste gustări prăjite sunt foarte consumate.

Efectul tărâțelor de grâu asupra proprietăților senzoriale și calității unor produse din cereale

Alte lucrări publicate care prezintă senzoriale și calitatea produselor îmbogățite cu WB sunt evidențiate în Tabelul 3. Se pare că nu s-au făcut eforturi semnificative pentru a îmbogăți gustări de cereale prăjite precum gogoși cu WB (Fig. 2). Literatura de specialitate arată că înlocuirea WB într-o gamă largă de produse alimentare are un efect asupra acceptării de către consumatori a produselor alimentare îmbogățite cu tărâțe. Această variație a acceptării consumatorilor depinde de tipul de mâncare la care s-a adăugat BM, așa cum a fost observat de Lebesi & Tzia (2011), Sozer și colab. (2014) și diferențele în preferințele consumatorilor. De exemplu, Almeida și colab. (2013) au raportat că pâinea îmbogățită cu WB a avut scoruri de acceptare mai mari în comparație cu alte fibre (gumă de salcâm și amidon rezistent la porumb) cu o substituție de 20%. Pe de altă parte, sâmbătă și colab. (2015) au concluzionat că până la 30% adaos de WB în paste a dat atribute senzoriale acceptabile comparabile cu pastele obținute din grâu dur cu cereale integrale.