PIENARŪGŠČIŲ BAKTERIJŲ ĮTAKA AKRILAMIDO FORMAVIMUISI PUSRUGINĖS DUONOS GAMINIUOSE BEI KVIETINIŲ KEPINIŲ KOKYBĖS PAGERINIMO GALIMYBĖS DEAKTYVUOTŲ MIELIŲ PRIEDU

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA

VETERINARIJOS FAKULTETAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDRA

TOMA REKŠTYTĖ

PIENARŪGŠČIŲ BAKTERIJŲ ĮTAKA AKRILAMIDO FORMAVIMUISI

PUSRUGINĖS DUONOS GAMINIUOSE BEI KVIETINIŲ KEPINIŲ

KOKYBĖS PAGERINIMO GALIMYBĖS DEAKTYVUOTŲ MIELIŲ

PRIEDU

MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS

Darbo vadovė:

Doc. dr. Elena Bartkienė

PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ

Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Pienarūgščių bakterijų įtaka akrilamido formavimuisi pusruginės duonos gaminiuose bei kvietinių kepinių kokybės pagerinimo galimybės deaktyvuotų mielių priedu“

1. Yra atliktas mano pačios;

2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir uţsienyje;

3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą panaudotos literatūros sąrašą.

2013 04 24 Toma Rekštytė (data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)

PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŢ

LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.

2013 04 24 Toma Rekštytė

(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)

MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADOS DĖL DARBO GYNIMO

... ... ... 2013 04 25 Doc. dr. Elena Bartkienė

(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)

MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS

APROBUOTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE

(aprobacijos data) (katedros vedėjo vardas, pavardė) (parašas) Magistro darbas yra įdėtas į ETD IS

(gynimo komisijos sekretorės parašas)

Magistro baigiamojo darbo recenzentas

(vardas, pavardė) (parašas)

Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:

TURINYS SANTRAUKA 5 SUMMARY 6 ĮVADAS 7 2. LITERATŪROS APŢVALGA 9 2.1. Akrilamidas 9 2.1.1. Akrilamido susidarymas 9

2.1.1.1. Akrilamido susidarymas Majaro reakcijos metu 10

2.1.1.2. Kiti akrilamido susidarymo būdai 10

2.1.2. Akrilamido sumaţinimo maisto produktuose galimybės 11

2.1.3. Faktoriai turintys įtakos akrilamido kiekiui 11

2.1.3.1. Agronominiai faktoriai 11

2.1.3.2. Fermentacija mielėmis 12

2.1.3.4. Pienarūgštės fermentacijos įtaka akrilamido kiekiui kepiniuose 12

2.1.4. Priedų naudojimas akrilamido kiekiui sumaţinti 13

2.1.4.1. pH ir drėgnis 14

2.1.4.2. Jonų priedai 14

2.1.4.3. Antioksidantų priedai 14

2.1.5. Kepimo parametrų įtaka akrilamido susidarymui 15

2.1.6. Akrilamido poveikis sveikatai 16

2.2. Priedai naudojami kvietiniams kepiniams gerinti 16

2.2.1. Deaktyvuotos mielės 17

2.2.1.1. Glutationas 17

3. DARBO METODIKA 19

3.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas 19

3.2. Tyrimų objektai ir jų paruošimas analizei 21

3.2.1. Pusruginių kepinių gamybai naudotų ţaliavų charakteristikos 21 3.2.2. Kvietinių kepinių gamybai naudotų ţaliavų charakteristikos 22

3.2.3. Pusruginių kepinių gamybos technologinė schema 23

3.2.4. Kvietinių kepinių gamybos technologija 24

3.3. Tyrimų metodai 25

3.3.1. Raugų tyrimo metodai 25

3.3.2. Kepinių tyrimo metodai 26

3.3.2.2. Kvietinių miltų tešlos struktūrinių mechaninių savybių farinografinio tyrimo metodika

28

3.4. Matematinė statistinė duomenų analizė 28

4. REZULTATAI 30

4.1. Pusruginių kepinių kokybės ir saugos rodiklių rezultatai 30 4.1.1. Pienarūgščių bakterijų proteolitinių fermentų aktyvumas rauguose 30

4.1.2. Raugų bendras titruojamasis rūgštingumas ir pH 32

4.1.3. Kepinių kokybės rodiklių palyginamasis įvertinimas 32 4.1.4. Kepinių reologinių savybių kitimo ţiedėjant tyrimo rezultatai 34 4.1.5. Pusruginės duonos gaminių juslinės profilinės analizės rezultatai 36

4.1.6. Akrilamido kiekis pusruginiuose kepiniuose 39

4.2. Kvietinių miltų ir kepinių kokybės rodiklių rezultatai 40 4.2.1. Kvietinių miltų tešlos struktūrinės mechaninės savybės 40

4.2.2. Kvietinių kepinių kokybės rodiklių įvertinimas 41

4.2.3. Kvietinių kepinių minkštimo reologinių savybių tyrimo rezultatai 42

4.2.4. Kvietinių kepinių juslinės analizės rezultatai 43

REZULTATŲ APTARIMAS 46

IŠVADOS 50

LITERATŪROS SĄRAŠAS 52

SANTRAUKA

Autorius: Toma Rekštytė

Tema: Pienarūgščių bakterijų įtaka akrilamido formavimuisi pusruginės duonos gaminiuose bei kvietinių kepinių kokybės pagerinimo galimybės deaktyvuotų mielių priedu

Darbo vadovė: doc. dr. Elena Bartkienė

Atlikimo vieta: Darbas 2011-2013 metais atliktas Lietuvos Sveikatos mokslų universitete, Veterinarijos akademijoje, Maisto saugos ir kokybės katedroje, BOKU  Vienos gamtos ir sveikatos mokslų universitete, Maisto saugos ir technologijų katedroje, Maisto fizikos laboratorijoje

Darbo dydis: 58 puslapiai, 23 lentelės, 11 paveikslai.

Darbo tikslas – įvertinti pienarūgščių bakterijų įtaką akrilamido formavimuisi pusruginės duonos gaminiuose, kurių gamybai naudotos skirtingos PRB (Lactobacillus delbruecki,

Pediococcus acidilactici, Pediococcus pentosaceus ir Lactobacillus sakei), bei įvertinti RS 190

deaktyvuotų mielių įtaką kvietinių miltų technologinėms savybėms ir kvietinių kepinių kokybei. Nustatyta, kad akrilamido kiekis kepiniuose kito nuo 37,87 ± 0,55 iki 74,64 ± 0,36 µg/kg. Pusruginės duonos kepiniuose, fermentuotose L. delbruecki nustatytas maţiausias akrilamido kiekis, lyginant su kitais pusruginės duonos kepiniais, kurių gamyboje buvo naudotos PRB. PRB proteolitinis aktyvumas yra tiesiogiai susijęs su akrilamido kiekio maţinimu duonos kepiniuose. Kepiniuose, pagamintuose su L. delbruecki (su didţiausiu proteolitiniu aktyvumu) susidarė maţiausias akrilamido kiekis (37,87 ± 0,55 µg/kg), o kepiniuose fermentuotuose P. pentosaceus ir

P. acidilactici (su maţiausiu proteolitiniu aktyvumu) nustatytas didţiausias akrilamido kiekis,

atitinkamai, 74,64 ± 0,36 ir 63,38 ± 0,98 µg/kg.

Atlikus kvietinių miltų su deaktyvuotų mielių priedu ir be priedo farinografinį tyrimą, nustatyta, kad didţiausiu vandens įgėrimu (59,1 ± 1,18 %) ir tešlos stabilumu (5 kartus didesnis) pasiţymėjo kvietiniai miltai su priedu, tačiau jų tešlos susidarymo trukmė 1,3 karto ilgesnė. Deaktyvuotų mielių priedas turi teigiamos įtakos kepinių savitajam tūriui, minkštimo akytumui ir drėgniui.

Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad pienarūgštė fermentacija maţina akrilamido kiekį pusruginės duonos kepiniuose, o deaktyvuotų mielių priedas yra tinkama priemonė kvietinių kepinių kokybei pagerinti.

SUMMARY

Author: Toma Rekstyte

Subject: Acrylamide reduction in mixed wheatrye bread by using lactic acid fermentation and wheat baking quality improvement by using deactivated yeast RS 190

Job Manager: assoc. prof. dr. Elena Bartkiene

Executed location: Master work was done 2011-2013 in Lithuanian University of Health Sciences Veterinary Academy Department of Food Safety and Quality, and BOKU  University of Natural Resources and Life Sciences Vienna, Department of Food Science and Technology, Food Physics Laboratory

Work size: 58 pages, 23 tables, 11 pictures.

The aim of this study was to investigate acrylamide formation in semi rye bread fermented with Lactobacillus delbruecki, Pediococcus acidilactici, Pediococcus pentosaceus and

Lactobacillus sakei, and, to investigate the influence of RS 190 deactivated yeast on wheat flour

technological properties and wheat bread quality.

Results show that the amount of acrylamide in bread samples ranged from 37.87 ± 0.55 to 74.64 ± 0.36 µg/kg. Lactofermentation reduce acrylamide formation in semi rye bread. L.

delbruecki was found to have a higher effect on acrylamide reduction in bread samples in compare

with P. acidilactici, P. pentosaceus and L. sakei. Also, proteolytic activity of LAB have a influence on acrylamide content reduction in bread. Bread made with L. delbruecki (the highest proteolytic activity) contained lower acrylamide content (37.87 ± 0.55 µg/kg), while breads prepared with P.

pentosaceus and P. acidilactici (lower proteolytic activity) contained higher acrylamide contents

(74.64 ± 0.36 and 63.38 ± 0.98 µg/kg, respectively).

Pharinographic analysis of wheat flour with deactivated yeast and without deactivated yeast results shows that the higher water absorbtion have wheat flour with deactivated yeast (59.1 ± 1.18 %) and higher dough stability (5 times higher) but longer dough formation time (1,3 times longer). The addition of deactivated yeast in wheat flour have a significant effect of bread specific volume, porosity and moisture content.

In conclusion we could say, that lactofermentation reduce acrylamide content in bread production, also, wheat flour with deactivated yeast addition is a good source for wheat bread quality improving.

ĮVADAS

Visuomenės poreikis saugiam ir kokybiškam maistui nuolat didėja. Maisto saugos uţtikrinimas yra vienas iš reikšmingiausių maisto sektoriaus veiklos aspektų. Maisto produktų kokybės ir ypač jų saugos uţtikrinimas, yra pagrindinis šiuolaikinės maisto pramonės uţdavinys.

Fermentuoti maisto produktai sudaro didţiąją dalį kasdien naudojamų maisto produktų, kurie gaminami naudojant tiek gyvūninės, tiek ir augalinės kilmės ţaliavas. Maisto produktų gamybos būdas, taikant fermentaciją ţinomas nuo senovės, tačiau ši technologija išlikusi populiari iki šių dienų ne tik dėl specifikos galutiniam produktui suteikti tam tikras juslines savybes, bet ir dėl fermentuotų maisto produktų tinkamumo vartoti termino prailginimo bei teigiamos įtakos vartotojų sveikatai. Vieni iš daugelio maisto produktų, kurių gamybai naudojama fermentacija, yra duonos gaminiai. Duonos gamybai dvifaziu būdu gaminami plikiniai, kurie fermentuojami pienarūgščių bakterijų (PRB) raugais. Pagrindinis PRB, naudojamų fermentacijai, poveikis yra anglies junginių konversija į pieno rūgštį. Tai lemia greitą fermentuojamosios matricos rūgštėjimą, kuris įtakoja juslines ir tekstūros savybes, maistinę vertę ir junginių, uţtikrinančių produkto saugą (bakteriocinų arba į bakteriocinus panašių junginių), formavimąsi.

Tradicinė ir padidintos vertės kvietinė ir ruginė duona yra populiarūs, kasdieninio vartojimo produktai tarp visų amţiaus grupių gyventojų. Lietuvoje populiariausia yra ruginė duona. Pagal cheminę sudėtį rugiai yra viena iš naudingiausių ţmonių mitybai grūdinių javų rūšių. Jų sudėtyje yra daug skaidulinių ir kitų, maistiniu aspektu naudingų, medţiagų. Rugių baltymuose yra didelis kiekis nepakeičiamųjų amino rūgščių ir jų baltymai yra ţymiai vertingesni nei kviečių. Jie lengviau brinksta ir tirpsta vandenyje. Rugiuose didelis kiekis skaidulinių medţiagų, arabinoksilanų, fruktanų ir -gliukanų. Gaminant duoną dvifaziu būdu, kepiniuose padidėja cukraus kiekis, pagerėja jos juslinės savybės, minkštimo akytumas, plutelės spalva bei aromatas. Duona, pagaminta su fermentuotu plikiniu, ţiedėja lėčiau, nes plikinyje krakmolas yra kleisterizuotas.

Gaminant duoną, terminio apdorojimo metu, vyksta įvairios cheminės reakcijos, kurių metu formuojasi ne tik aromatinės ir skoninės savybės, bet ir susidaro nepageidaujami cheminiai junginiai, vienas iš jų akrilamidas. Akrilamidas susidaro Majaro reakcijos metu, termiškai apdorojant didelį kiekį angliavandenių turinčius maisto produktus, kuriuose gausu redukuojančių cukrų (gliukozės ir fruktozės) ir amino rūgšties asparagino. Maisto produktuose esantis akrilamido kiekis neigiamai veikia vartotojų sveikatą. Galimybė sumaţinti akrilamido kiekį gaminiuose tyrinėjama naudojant cheminius ir fizikinius technologinius sprendimus. Maţas asparagino kiekis kepiniuose siejamas su maţesniu akrilamido kiekiu po terminio apdorojimo galutiniame produkte. Naudojant tešlos priedą asparaginazę akrilamido kiekį galutiniame produkte galima sumaţinti nuo 34 iki 92 %. Akrilamido kiekį galima sumaţinti ir taikant pienarūgštės fermentacijos ar

fermentacijos mielėmis technologinę schemą. Taigi, viena iš galimybių sumaţinti akrilamido kiekį kepiniuose ir tuo pačiu uţtikrinti duonos gaminių saugą yra PRB naudojimas. PRB, savaiminės gamybos rauguose, yra labai įvairios ir galutinio produkto kokybę, naudojant tokius raugus, nuspėti labai sudėtinga. Šiuo metu respublikoje iš ruginių raugų yra išskirtos PRB, gaminančios bakteriocinus, kurių poveikis akrilamido koncentracijai pusruginiuose kepiniuose dar nebuvo analizuotas.

Pastaruoju metu duonos gamyboje plačiai paplito intensyvūs vienfaziai tešlos ruošimo būdai, dedant į tešlą ar tešlos sudėtines dalis (kvietinius miltus) įvairias priedų kompozicijas. Daugelio priedų sudėtyje yra įvairių ingredientų: emulsiklių, oksidatorių, redukuojančių junginių, konservantų ir kt., kurie veikia tešlos ir galutinio produkto savybes. Vienas iš priedų, naudojamų kvietinių miltų technologinių savybių pagerinimui, yra deaktyvuotos mielės. Deaktyvuotos mielės tai negyvos mielės, kurios yra netekusios savybių, kuriomis pasiţymi gyvybingos mielių ląstelės. Deaktyvuotos mielės daţnai naudojamos kaip silpninantis glitimo struktūrą agentas, siekiant gauti, lengviau mechaniškai apdorojamų savybių tešlų. Respublikoje nėra ţinoma apie tokio priedo naudojimą ir jo poveikis populiarių, kvietinių kepinių, kokybei nėra išaiškintas.

Darbo tikslas – įvertinti pienarūgščių bakterijų įtaką akrilamido formavimuisi pusruginės duonos gaminiuose, bei RS 190 deaktyvuotų mielių įtaką kvietinių miltų technologinių savybių ir kvietinių kepinių kokybei.

Darbo uţdaviniai:

 Ištirti ir palyginti raugų, ruoštų su skirtingomis PRB, proteolitinių fermentų aktyvumą;  Nustatyti ir palyginti skirtingų PRB raugų BTR ir pH;

 Atlikti pusruginių kepinių, kurių gamybai naudotos skirtingos PRB, kokybės rodiklių palyginamąjį įvertinimą;

 Atlikti pusruginės duonos kepinių reologinių savybių ţiedėjant kitimo tyrimą;  Įvertinti pusruginės duonos kepinių juslines savybes;

 Įvertinti skirtingų PRB įtaką akrilamido susidarymui pusruginiuose kepiniuose;

 Atlikti kvietinių miltų su deaktyvuotų mielių priedu ir be priedo farinografinį tyrimą ir palyginti gautus tyrimo rezultatus;

 Atlikti kvietinių kepinių su priedu ir be priedo bandomuosius kepimus ir atlikti kepinių, kokybės rodiklių palyginamąjį įvertinimą;

 Nustatyti kvietinių kepinių (su priedu ir be priedo) reologinių savybių kitimą ţiedėjant;  Įvertinti deaktyvuotų mielių priedo įtaką kvietinių kepinių juslinėms savybėms.

2. LITERATŪROS APŢVALGA

Akrilamidas – tai neurotoksinas, priskiriamas kancerogeninių junginių grupei. Pirmą kartą nustatytas 2002 metais termiškai apdorotuose maisto produktuose (Association of Applied Biologists, 2009). Akrilamidas (2propenamidas) cheminis junginys, kurio didţiausia koncentracija nustatyta termiškai apdorotuose augaliniuose maisto produktuose, kurių ţaliavos pagrindą sudaro bulvės ar grūdai, o pagrindiniai produktai, tai bulvių traškučiai, skrudintos ir keptos bulvytės, duona, sausainiai, kava (Keramat et al., 2011).

Maksimalios akrilamido paros normos skirtinguose literatūros šaltiniuose pateikiamos skirtingai. Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) pateikia 0,3-0,8 µg kilogramui kūno svorio per parą, K. Svensson ir kt. (2003) rekomenduoja 0,5 µg kilogramui kūno masės per parą. Akrilamido kiekis, gaunamas su grūdų produktais, sudaro apie 11 % paros normos, t.y., 31 µg per parą. Akrilamido kiekis duonoje yra santykinai maţas, bet dėl didelio duonos kiekio suvartojimo, akrilamido kiekis kepiniuose turi būti kontroliuojamas (Granby et al., 2008).

2.1.1. Akrilamido susidarymas

Faktoriai, įtakojantys akrilamido susidarymą grūdų produktuose, buvo nagrinėti daugelio mokslininkų. Europos Maisto ir Saugos tarnyba (EMST) 2007 – 2008 metais kartu su Europos Sąjungos šalimis atliko tyrimą, kurio metu buvo įvertintas akrilamido kiekis kai kuriuose maisto produktuose. Gauti rezultatai pateikti 1 lentelėje (Capuano, Fogliano, 2011). Akrilamidas susidaro kepinimo ar skrudinimo metu, jo nėra virtuose ar mikro bangų krosnelėje apdorotuose maisto produktuose. Didţiausias akrilamido kiekis nustatytas termiškai apdorotuose maisto produktuose, duonoje ir duonos gaminiuose bei kavoje. Akrilamidas, taip pat, nustatomas ir kituose, lentelėje nepaminėtuose, produktuose, t.y., lazdyno riešutuose, migdoluose, alyvuogėse, o neseniai nustatytas ir maisto produktuose, kurie nėra apdoroti aukštoje temperatūroje, t.y., dţiovintuose vaisiuose. (Capuano, Fogliano, 2011).

A. Claus ir kt. (2008) nagrinėjo akrilamido formavimąsi produktuose, keisdami receptūrinius komponentus, pasirenkant skirtingas ţaliavas, perdirbimo technologijas, ar naudojant įvairius priedus (Claus et al., 2008). Nustatyta, kad akrilamido susidarymui įtakos turi pirmtakų (redukuojančių cukrų, asparagino) koncentracija, pH, vandens kiekis ir aktyvumas, gamybos parametrai, kepimo laikas ir temperatūra (Hedegaard et al., 2007, Anese et al., 2009).

1 lentelė. Akrilamido kiekis (µg/kg) maisto produktuose (EMST, 2009)

Maisto produktas N Mediana Vidurkis Didţiausias

kiekis Biskvitas 227 169 317 4200 Duona 272 50 136 2430 Pusryčių dribsniai 128 100 156 1600 Kava 208 188 253 1158 Skrudintos bulvės 529 253 350 2668 Kiti produktai 854 169 313 4700 Bulvių traškučiai 216 490 628 4180

Namuose kepti bulvių

produktai 121 150 319 2175

2.1.1.1. Akrilamido susidarymas Majaro reakcijos metu

Nustatyta, kad akrilamidas keptuose ir skrudintuose grūdų ir bulvių produktuose susidaro Majaro reakcijos metu, dalyvaujant asparaginui ir redukuojantiems cukrams.

Pirmasis etapas, vykstantis Majaro reakcijos metu, yra Schiff bazės susidarymas. Schiff bazė susidaro sąveikaujant asparaginui ir cukrams ar kitiems junginiams, turintiems reaktyvią karbonilo grupę. Sąveikos metu vyksta dekarboksilinimo procesas, kurio metu susidaro akrilamidas. Schiff bazės tarpiniai produktai gali hidrolizuoti 3aminopropionamidą (pagrindinį akrilamido pirmtaką). Akrilamido susidarymo mechanizmas Majaro reakcijos metu iki šiol vis dar nėra iki galo išaiškintas. Nepaisant to, Majaro reakcija laikoma pagrindine reakcija, kurios metu susidaro akrilamidas, o kiti mechanizmai laikomi kaip papildomi akrilamido susidarymui (Claus et al., 2008).

2.1.1.2. Kiti akrilamido susidarymo būdai

Kaip jau buvo minėta ankstesniame skyriuje, pagrindinė akrilamido susidarymo reakcija maisto produktuose yra Majaro reakcija. Tačiau, literatūroje minimi ir kiti galimi akrilamido susidarymo būdai maisto produktuose. Akroleinas ir akrilo rūgštis gali susidaryti glicerolio dehidracijos metu, ypač, kai riebalai kaitinami aukštoje temperatūroje. Akrilamidas gali susidaryti kartu su amoniaku amino rūgščių degradacijos metu (Becalski et al., 2003).

Nustatyta, kad akrilamidas susidaro iš dipeptido karnozino, kaitinant mėsą. Šis peptidas hidrolizuojamas į β  alaniną, kuris toliau reaguoja su amoniaku. Prieţastis, kodėl nenustatomi, arba

nustatomi tik maţi kiekiai akrilamido mėsos produktuose, yra akrilamido susidarymas iš metilo darinių, su dar neišaiškintu toksikologiniu poveikiu (Yaylayan, Stadler, 2005).

Panašų akrilamido susidarymo mechanizmą patvirtino J. Buhlert ir kt. (2006) ir A. Claus ir kt. (2008). Jie naudojo peptidus, kviečių glitimą ir kviečių glitimo priedus, bandelių gamyboje. Amino rūgščių pagrindas yra baltymas alaninas, greta amino rūgšties β–H atomo. Kaitinant šiuos baltymus vyksta elektrociklo domino reakcija, kurios metu susiformuoja akrilamidas ir kiti rūgštiniai amidai. Šiam mechanizmui reikia šiek tiek aukštesnės temperatūros nei tos, kurioje vyksta Majaro rekacija.

2.1.2. Akrilamido sumaţinimo galimybės maisto produktuose

Laisvosios amino rūgštys, pagrinde asparaginas, ir redukuojantys cukrai yra pagrindiniai akrilamido pirmtakai maiste. Gamybos sąlygos (temperatūra, vandens aktyvumas ir kt.) įtakoja akrilamido susidarymą ir degradaciją (Keramat et al., 2011, Surdyk et al., 2004). Akrilamido sumaţinimo faktorius galima suskirstyti į: ţaliavų parinkimą, priedus ir jų savybes bei gamybos technologijos parinkimą.

2.1.3. Faktoriai turintys įtakos akrilamido kiekiui

2.1.3.1. Agronominiai faktoriai

Grūdų auginimo metu maistinės medţiagos gali padidinti laisvo asparagino kaupimąsį ţaliavoje dėl įvairių faktorių: gausaus streso, įskaitant toksinių metalų buvimą, tokių kaip kadmis, patogeninių ligų, drėgmės trūkumo ar druskų pertekliaus. Laisvas asparaginas gali kauptis kai naudojamas didelis kiekis medţiagų, skirtų azoto kiekio sumaţinimui, nes vyksta silpna baltymų sintezė. Sieros trūkumas taip pat sukelia asparagino kaupimąsi grūduose.

Literatūroje pateikiamos rekomendacijos javų augintojams, siekiantiems sumaţinti laisvojo asparagino kiekį ţaliavoje:

 vengti sieros, fosfato ir kalio trūkumo;

 dirvoţemį tręšiant siera naudoti ne daugiau kaip 15 kg/ha;

 azotas kaupiasi laisvo asparagino forma grūduose, todėl kepiniuose ar kituose grūdų produktuose gali susidaryti didelis akrilamido kiekis (Borda, Alexe, 2011).

2.1.3.2. Fermentacija mielėmis

Fermentacija mielėmis, tai vienas iš būdų sumaţinti akrilamido susidarymą gaminiuose. Mielės, metaboliniam aktyvumui palaikyti, naudoja asparaginą kaip azoto šaltinį. Taikant fermentaciją mielėmis, fermentuojamoje terpėje laisvo asparagino kiekis ţymiai sumaţėja, o galutiniame produkte net iki 85 % kvietiniuose ir iki 90 % ruginiuose kepiniuose.

Fermentacijos laikas taip pat įtakoja akrilamido susidarymą galutiniame produkte. Ilginant fermentacijos laiką, maţėja akrilamido kiekis duonoje ir jos gaminiuose. Kita vertus, ekstensyvi mielių fermentacija nerekomenduojama, nes tai gali sukelti baltymingų junginių degradaciją, dėl ko kepiniai praranda formą (Mustafa, 2008).

Fermentacija mielėmis  veiksminga priemonė siekiant sumaţinti akrilamido kiekį galutiniame produkte, nes mielės suskaido asparaginą fermentacijos metu, kuris yra pagrindinis akrilamido pirmtakas (Mustafa, 2008).

2.1.3.37. Pienarūgštės fermentacijos įtaka akrilamido kiekiui kepiniuose

Pienarūgštė fermentacija – tai biotechnologinis procesas, kuris turi įtakos tešlos savybėms, suteikia duonai aromatą ir skonį, keičia mitybinę vertę ir prailgina tinkamumo vartoti terminą. Kepinių gamybai naudojant raugą, pagamintą su startinėmis PRB, įtakojamos ne tik duonos savybės, bet ir keičiasi kepinio maistinė vertė, didėja mineralų bioprieinamumas, maţėja fitatų kiekis ir t.t.. Teigiama PRB įtaka kepinių kokybei pasiekiama PRB specifiniu metaboliniu aktyvumu, t.y. PRB išskiriamų skirtingų organinių rūgščių, egzopolisacharidų ir fermentų dėka. Terminio apdorojimo metu vyksta įvairios cheminės reakcijos, kurias veikia PRB bei jų išskirti metabolitai (Savic et al., 2007, Banu et al., 2011).

PRB įtaka akrilamido kiekiui duonos gaminiuose priklauso nuo laisvo asparagino kiekio tešloje. Tešloje, kurios gamybai buvo naudotas asparagino priedas, akrilamido kiekis sumaţėjo, priklausomai nuo PRB raugo kiekio. Kita vertus, nenaudojant asparagino priedo, akrilamido kiekis didėjo, didėjant raugo kiekiui tešloje. PRB, naudojamos raugo gamyboje, gali padidinti mielių gebėjimą suskaidyti asparaginą fermentacijos metu. Raugai, naudojami tešlos gamyboje, sumaţina iki 75 % akrilamido kiekį, tai vyksta dėl pH pokyčio nuo 6,0 iki 3,7 (Mustafa, 2008).

Naudojant savaiminį raugą, po 72 val. fermentacijos, asparagino kiekis sumaţėja. Tačiau pratęsus fermentacijos laiką iki 96 val., asparagino kiekis vėl padidėja, o šis pokytis yra siejamas su mikroorganizmų endogeninių proteolitinių fermentų aktyvumo parametrais. Kai kurie mokslininkai

nustatė, kad PRB turi neigiamą poveikį, kai naudojamos kartu su mielėmis, nes didina akrilamido kiekį duonos gaminiuose (Claus et al., 2008).

Taikant PRB kepinių gamybai, akrilamido galutiniame produkte susidaro 48-71 % maţiau. Toks poveikis akrilamido kiekiui aiškinamas PRB gebėjimu perdirbti redukuojančius cukrus į pieno rūgštį, kuri maţina terpės pH. Akrilamido kiekiui maţėjant, galutinio produkto spalvos intensyvumas taip pat maţėja (Fiedman, Levin, 2008).

PRB fermentacija, tai vienas iš būdų sumaţinti asparagino kiekį produkte, nes PRB pasiţymi proteolitiniu aktyvumu. PRB metabolizmo rezultatas yra ne tik sumaţėjęs galutinio produkto pH, bet ir Majaro reakcijos produktų maţinimas (Lineback et al., 2011).

Produktuose, pagamintuose naudojant fermentuotą tešlą, visais atvejais, susidaro maţesnis kiekis akrilamido, lyginant su gaminiais, kurių gamybos technologinėje schemoje fermentacija nenaudota. Mielės greičiau įsisavina asparaginą ir cukrus. Fermentuojant mielėmis, akrilamido kiekį kvietiniuose kepiniuose galima sumaţinti > 80 %, tuo tarpu, naudojant tik raugus ruginės duonos gamybai, akrilamido kiekis sumaţėja tik 17 %. Toks skirtumas aiškinamas tuo, jog fermentacija mielėmis asparaginą maţina greičiau, o ruginiuose miltuose yra didesnis kiekis asparagino (Lineback et al., 2011).

H. Fredriksson ir kt. (2004) nustatė, kad daugiau asparagino sumaţėja fermentacijai naudojant tik mieles ir fermentuojant 2 valandas. Kepinių gamyboje, kurioje naudojamos tik mielės, maţesnis akrilamido kiekis nustatytas tuose kepiniuose, kurių fermentacijos laikas buvo ilgesnis. Trumpesnis fermentacijos laikas yra efektyvus, naudojant raugus duonos gamyboje (Code of practice for the reduction of acrylamide in foods, 2009).

2.1.4. Priedų naudojimas akrilamido kiekiui sumaţinti

Maisto produktų matricose visos amino rūgštys, daugiau ar maţiau, turi įtakos akrilamido susidarymui Majaro reakcijos metu. Akrilamido susidarymo iš asparagino greitis yra proporcingas kiekvienos amino rūgšties koncentracijai.

Cisteino priedo naudojimas sumaţina akrilamido kiekį duonos gaminiuose. Jo poveikis aiškinamas tuo, jog pakinta glitimo savybės. Tačiau, svarbu akcentuoti, kad cisteino priedas sumaţina akrilamido kiekį galutiniame produkte, tačiau per didelis jo kiekis neigiamai įtakoja tešlos reologines ir juslines savybes.

Glicinas – amino rūgštis turinti įtakos spalvos susidarymui kepiniuose. Jis naudojamas kaip priemonė, siekiant sumaţinti akrilamido kiekį gaminiuose. Glicino priedas ir asparaginas, esantis pusgaminyje, sąveikauja tarpusavyje ir maţina akrilamido kiekį. Šis procesas vyksta dėl

konkuravimo su asparaginu, maţinant reakcijos su cukrais tikimybę, kurios metu formuojasi akrilamidas. Glicinas yra viena iš efektyviausių priemonių maţinant akrilamido kiekį maisto sistemose, kuriose yra didelis asparagino kiekis (Mustafa, 2008).

2.1.4.1. pH ir drėgnis

pH ir drėgnis turi įtakos akrilamido kiekiui galutiniame produkte. Naudojant rūgšties priedus galima efektyviai sumaţinti akrilamido kiekį kepiniuose. Naudojant acto, pieno, vyno, citrinų ir druskos rūgštis, kaip priedą duonos gaminiuose, akrilamido kiekis kepiniuose sumaţėja. Akrilamido formavimasis maţėja dėl vykstančios karboksi  amino grupės hidrolizės, pagrinde asparto rūgšties. Be to, maţėjanti pH reikšmė turi įtakos ne tik akrilamido kiekiui, bet ir vykstančioms Majaro reakcijoms kepimo metu (Graf et al., 2006, Keramat et al., 2011).

2.1.4.2. Jonų priedai

Neseniai susidomėta vienvalenčių, dvivalenčių ir trivalenčių metalų katijonų panaudojimu, siekiant apsaugoti produktus nuo akrilamido susidarymo sistemose, kuriose yra asparagino ir cukrų. Naudojant polivalentinius jonus galima sumaţinti akrilamido susidarymą terminio apdorojimo metu. Akrilamido maţinimo mechanizmas paremtas metalų katijonų teigiamu poveikiu maţinant pH. Dvivalenčių katijonų priedas tešloje turi ţymų poveikį akrilamido kiekiui galutiniuose produktuose. Naudojant Ca2+ ir Mg2+ katijonus akrilamido kiekis gaminiuose sumaţėja 20 %.

1 % CaCl2 priedas tešloje akrilamido kiekį sumaţina apie 35 %. Dvivalenčius katijonus, pvz:. Ca2+

ir Mg2+, naudojant kepinių gamybai akrilamido visai nesusidaro, tuo tarpu, naudojant vienvalenčius katijonus Na+ ir K+, akrilamido susidarymas sumaţinamas 50 % (Keramat, 2011).

2.1.4.3. Antioksidantų priedai

Antioksidantų naudojimo gaminiuose tikslas – sumaţinti akrilamido kiekį maisto produktuose. Duonos gaminiuose naudojami antioksidantai: rozmarino, bambukų lapų, ţaliosios arbatos ekstraktai, flavonoidai (epikatechinas, epigalokatechingalatas). Bambukų lapų ir ţaliosios arbatos ekstraktas sumaţina akrilamido kiekį kepintoje duonoje atitinkamai, 83 ir 78 %. Šie

antioksidantai neturi įtakos duonos skoniui ir tekstūrai. Taip pat, labai svarbus naudojamų antioksidantų grynumas, pvz., naudojant 1 % rozmarino ekstraktą kaip priedą, akrilamido kiekį galima sumaţint 57-67 % (Keramat et al., 2011).

2.1.5. Kepimo parametrų įtaka akrilamido susidarymui

Vienas iš pagrindinių faktorių kepinių juslinėje charakteristikoje yra plutos spalva, deja, yra stipri koreliacija tarp plutos spalvos ir akrilamido kiekio, ypač duonos kepimo metu, kai kepimo temperatūra didesnė nei 200 ºC (Ahrne et al., 2007).

Temperatūra ir drėgnis plutoje yra svarbūs faktoriai, įtakojantys akrilamido kiekį duonoje. Nustatyta, kad esant optimalioms kepimo sąlygoms, tradiciniu būdu iškeptoje duonoje, akrilamido kiekį galima sumaţinti 50 %. Pluta pradeda formuotis, kai paviršiaus temperatūra pasiekia 100 ºC.

Akrilamido susidarymas taip pat glaudţiai siejamas su kepimo temperatūra ir laiku. Nustatyta, kad didėjant kepimo laikui, daugiau nei 20 min 260 ºC temperatūroje, akrilamido kiekis maţėja, ypač išorinėje plutoje, vidinėje plutos dalyje susidariusio akrilamido kiekis kinta nuo 25 iki 75 % (Ahrne et al., 2007; Keramat et al., 2011).

Laiko ir temperatūros įtaka akrilamido sumaţinimui grūdų produktuose aprašyta daugelyje studijų (Surdyk et al., 2004, Mustafa 2008). Įvairios kepimo technologijos, tokios kaip oro srauto naudojimas, tradicinis kepimas, kepimas naudojant garus, įtakoja akrilamido kiekį galutiniame produkte. Naudojant garus kepimo metu, akrilamido kiekis galutiniame produkte nustatytas 40 % maţesnis, lyginant su kepiniais, keptais tradicinėje krosnyje (Keramat et al., 2011). Garai, naudojami kepimo metu, įtakoja vandens kiekį, plutos spalvą ir akrilamido susidarymą. Maţinant kepimo temperatūrą, po 5, 10 ir 15 min. nuo kepimo pradţios, susidariusio akrilamido kiekis sumaţėja, atitinkamai, 67, 36 ir 35 %. Naudojant šias kepimo sąlygas, gaunamo galutinio produkto paviršiaus spalva yra šviesesnė. Naudojant garus, duonos kepimo metu, gaunamas tokios pat spalvos produktas kaip ir kepant krosnyje be garų, tik jame susiformuoja ţymiai maţesnis kiekis akrilamido (Keramat et al., 2011).

Oro srautinės krosnies ir oro cirkuliacinės krosnies su radiodaţniais naudojimas sumaţina akrilamido kiekį kepiniuose, tačiau naudojant šias kepimo krosnis susidaro maţesnis svarbių aromatinių junginių kiekis galutiniame produkte, o tai gali turėti neigiamos įtakos gaminio bendram priimtinumui (Keramat et al., 2011). Naudojant oro srautines krosnis akrilamido kiekis kepiniuose sumaţėja iki 60 % (Keramat et al., 2011).

Naudojant oro cirkuliacines krosnis su radiodaţniais galima ţenkliai sumaţinti akrilamido kiekį galutiniame produkte (Anese et al., 2007, Mustafa, 2008), o produkto juslinės charakteristikos išliks identiškos gaminiams, pagamintiems konvekcinėje krosnyje (Keramat et al., 2011).

Karščio ir drėgnio reguliavimas yra lemiami veiksniai, įtakojantys akrilamido susidarymą. Daugiau nei 99 % akrilamido nustatoma duonos plutoje, duonos minkštime yra tik akrilamido pėdsakų (Claus et al., 2008).

2.1.6. Akrilamido poveikis sveikatai

Akrilamidas – viena iš aktualiausių sveikatos problemų, dėl savo paplitimo maisto produktuose. Akrilamidas sukelia onkologines ligas gyvūnams ir ţmonėms. Taip pat, ţinomas akrilamido neigiamas poveikis centrinei nervų sistemai (Lineback et al., 2012). Neurotoksinis poveikis pasireiškia dideliam akrilamido kiekiui patekus į ţmogaus organizmą, tačiau vartojant duonos gaminius, toks didelis akrilamido kiekis, kuris sukeltų neurotoksinį poveikį negaunamas (Claus et al., 2008).

Akrilamidas ţinomas kaip kancerogeninė ir genotoksiška medţiaga, galinti sukelti onkologines ligas ir paţeisti DNR – ląstelės genetinę medţiagą. Akrilamido, kaip kancerogeninio junginio, poveikis buvo nustatytas laboratorinėmis sąlygomis grauţikams, kuriems buvo sušeriama per parą 0,5-3 mg šio junginio. Toks akrilamido suvartojamas kiekis gyvūnams sukėlė auglių atsiradimą daugybinėse kūno vietose. Mokslininkų teigimu, moterys, ilgesnį laiką suvartojančios didelius kiekius akrilamido, kuris organizme kaupiasi, ateityje turi didesnę tikimybę susirgti kiaušidţių bei gimdos kaklelio onkologinėmis ligomis (Borda, Alexe, 2011).

2.2. Priedai naudojami kvietinės duonos gaminiams gerinti

Emulsikliai naudojami kepinių pramonėje, siekiant gauti minkštesnius produktus. Jie tešloje sudaro hidrofilinius ir hidrofobinius radikalus, kurie leidţia sąveikauti dviems chemiškai skirtingoms fazėms. Emulsiklių naudojimas duonos gamyboje didina tešlos, termodinamiškai netvirtos sistemos, stabilumą.

Proteolitinių fermentų naudojimas duonos gamyboje veikia baltymus, pakeičia baltymų funkcionalumą. Gliukooksidazės naudojimas duonos gamyboje veikia kaip polimerizavimo agentas, kurio rezultatai ir poveikis priklauso nuo naudojamų ţaliavų. α – amilazė plačiai naudojama, siekiant sulėtinti amilopektinų retrogradaciją, t.y, kepinių ţiedėjimą.

Įvairūs hidrokoloidai naudojami dėl teigiamo poveikio minkštimo struktūrai, skoniui, bendram priimtinumui ir siekiant prailginti tinkamumo vartoti terminą. Taip pat, hidrokoloidai didina tešlos apimtį ir didina dujų sulaikymo pajėgumą, dėl ko didėja tešlos klampumas, ir galutiniai produktai pasiţymi didesniu savituoju tūriu. Naudojamų priedų poveikis priklauso nuo naudojamos produkto gamybai ţaliavos ir vandens kiekio (Sciarini et al., 2012).

2.2.1. Deaktyvuotos mielės

Deaktyvuotos mielės gali būti naudojamos tešlai susilpninti (Carson, Dale, 2011). Šios mielės nefermentuoja substrato (Lesaffre Yeast Corporation & Red Star Yeast Company, Milvauke, JAV). Deaktyvuotose mielėse yra cheminių junginių, kurie veikia baltymų molekules ir jos pakeičiamos taip, kad gaunama tešla yra ţymiai tąsesnė. Vienas iš pagrindinių junginių, tai glutationas, kuris pasiţymi maţinančiu glitimo kiekį tešloje poveikiu (Lesaffre Yeast Corporation & Red Star Yeast Company, Milvauke, JAV). Taip pat, naudojant deaktyvuotas mieles, tešla geriau išpurenama, susidaro didesnės poros (Carson, Dale, 2011).

Deaktyvuotų mielių sudėtyje esantys cheminiai junginiai (glutationas) veikia glitimo disulfidines jungtis, o tai didina tešlos tąsumą ir sumaţina nudţiūvimą. Naudojant deaktyvuotų mielių priedą galima sumaţinti naudojamo vandens kiekį tešlai paruošti, nepakenkiant tešlos tamprumui. Taip pat, deaktyvuotų mielių priedas gerina kepinių traškumą (Philippe et al., 2003).

2.2.1.1. Glutationas

Glutationas  nuo seno ţinomas kaip junginys, kuris turi įtakos kvietinių kepinių savybėms (Yano, 2012). Glutationas – tai tripeptidas sudarytas iš glicino, glutamino rūgšties ir cisteino (Majzoobi et al., 2012). Glutationo poveikis galutiniam produktui priklauso nuo matricos, kurioje jis naudojamas kaip priedas, ar yra natūraliai ţaliavoje.

Glutationas, kaip priedas, gali būti naudojamas ryţių kokybės pagerinimui. Jis įtakoja geresnį krakmolo molekulių vandens įgėrimą (Yano, 2010). Taip pat, jis įtraukia gliadinus į glitimo polimerus kepimo proceso metu. Glutationas svarbus skonio susidarymui įvairiuose maisto produktuose. Jis taip pat įtakoja reologines ir juslines maisto produktų savybes (Yano, 2012).

Glutationas tešloje skatina glitimo depolimerizaciją, tokiu būdu susilpnina tešlą (Yano, 2012). Glutationas, esantis kviečiuose, turi neigiamą poveikį tešlai ir duonos kokybei. Glutationas esantis kviečiuose ardo disulfidines jungtis esančias glitimo sudėtyje, dėl to maţėja tešlos, iš silpno glitimo

kviečių miltų, stabilumas ir tvirtumas, kas lemia duonos kokybės prastėjimą. Tačiau, jo kaip priedo (deaktyvuotų mielių) panaudojimo galimybės kvietinių kepinių kokybei pagerinti, publikuotos nebuvo.

3. DARBO METODIKA

3.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas

Darbe buvo analizuota skirtingų PRB (Lactobacillus delbruecki, Pediococcus acidilactici,

Lactobacillus sakei ir Pediococcus pentosaceus), įtaka pusruginės duonos kokybei ir saugai.

Kepinių aiškinamajame ţodyne (LST 1992:2008/P:2009) ruginė kvietinė (pusruginė) duona apibūdinama kaip ruginė duona, kurios receptūroje ruginiai miltai arba ruginiai rupiniai sudaro ne maţiau kaip 50 % viso miltų ar rupinių kiekio. Lactobacillus delbruecki raugai duonos gamyboje yra tradiciniai, naudojami kepimo įmonėse ruginių kepinių gamybai. Todėl su šiomis PRB kepiniai buvo pasirinkti kaip kontroliniai mėginiai. Taip pat, buvo įvertinta deaktyvuotų mielių (RS 190) priedo įtaka kvietinių kepinių (pagamintų iš 812 C tipo miltų, gamintojas UAB „Kauno grūdai“, Kaunas, Lietuva) kokybei.

Eksperimentas buvo vykdytas dviem etapais, jo schema pateikta 1 paveiksle.

Pirmojo etapo metu buvo paruošti raugai, kurių fermentacijai buvo naudotos skirtingos PRB. Rauguose nustatytas PRB proteolitinių fermentų aktyvumas. Su pagamintais raugais buvo atlikti bandomieji pusruginės duonos kepimai (2 lentelė) ir įvertinta gaminių kokybė bei sauga.

Kepiniams nustatyti pagrindiniai kokybės rodikliai: kepinio tūris, kepinio savitasis tūris, minkštimo akytumas, kepinio svoris, minkštimo drėgnis, bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR), atlikta juslinė profilinė analizė. Taip pat, mechaniniu tekstūros analizatoriumi, ištirtas kepinių reologinių savybių kitimas ţiedėjant ir nustatytas akrilamido kiekis kepiniuose bei įvertinta raugų įtaka jo formavimuisi.

Antrame eksperimento etape buvo įvertinta deaktyvuotų mielių priedo įtaka kvietinių miltų (812 C tipo, gamintojas UAB „Kauno grūdai“, Kaunas, Lietuva) tešlos struktūrinėms mechaninėms savybėms bei atlikti bandomieji kepimai (pagaminti mėginiai: K1 – kepiniai iš kvietinių miltų be priedo; K2 – kepiniai iš kvietinių miltų su deaktyvuotų mielių priedu). Kepiniams nustatyti pagrindiniai kokybės rodikliai: minkštimo drėgnis, kepinio tūris, kepinio savitasis tūris, minkštimo akytumas, kepinio svoris, BTR, įvertintas kepinių reologinių savybių kitimas ţiedėjant (po 16; 40; 64 ir 112 valandų) mechaniniu tekstūros analizatoriumi. Taip pat, atlikta kepinių juslinė profilinė analizė.

1 pav. Pagrindiniai eksperimento etapai 2 lentelė. Pusruginės duonos mėginiai

Mėginio Nr. Mėginio apibūdinimas

D1 (kontrolinis) Su raugu fermentuotu Lactobacillus delbruecki D2 Su raugu fermentuotu Pediococcus acidilactici

Kvietinių kepinių su priedu ir be priedo gamyba PRB proteolitinių fermentų aktyvumo tyrimas Kepinių BTR tyrimas Pusruginių kepinių su skirtingų PRB

raugais gamyba Raugų gamyba naudojant

skirtingas PRB

812 C kvietinių miltų su priedu ir be priedo tešlos struktūrinių mechaninių

savybių tyrimas Kepinių tūrio analizė Kepinių savitojo tūrio analizė Minkštimo akytumo analizė Juslinė profilinė analizė Kepinių ţiedėjimo tyrimas tekstūro-grafu po 16; 40; 64 ir 112 val. Akrilamido kiekybinė analizė Kvietiniai kepiniai Kvietinių kepinių palyginamasis įvertinimas Kvietiniai kepiniai Kvietinių kepinių palyginamasis įvertinimas

2 lentelės tęsinys. Pusruginės duonos mėginiai

Mėginio Nr. Mėginio apibūdinimas

D3 Su raugu fermentuotu Lactobacillus sakei D4 Su raugu fermentuotu Pediococcus pentosaceus

3.2. Tyrimų objektai ir jų paruošimas analizei

Šiame darbe buvo atlikta pusruginių kepinių su skirtingų PRB raugais gamyba, kokybės ir saugos įvertinimas bei deaktyvuotų mielių priedo 812 C kvietinių miltų tešlos reologinėms savybėms ir kepinių kokybei bei saugai įvertinimas. Eksperimentas buvo atliktas pusruginių ir kvietinių kepinių gamybą vykdant gamybinėmis sąlygomis.

3.2.1. Pusruginių kepinių gamybai naudotų ţaliavų charakteristikos

Pusruginių kepinių gamybai naudotos žaliavos: kvietiniai miltai 550 D tipo (gamintojas

„Kauno grūdai“, Kaunas, Lietuva). 100 g produkto maistinė ir energinė vertė pateikta 3 lentelėje.

3 lentelė. Kvietinių miltų 550 D tipo 100 gramų maistinė ir energinė vertė 100 g produkto

Energinė vertė 1406 kJ/ 331 kcal

Baltymai 10,3 g

Angliavandeniai 70,0 g

Riebalai 1,1 g

Pusruginės duonos gamyboje naudotų kvietinių miltų (550 D tipo) rodikliai pateikti 4 lentelėje.

4 lentelė. Kvietinių miltų 550 D tipo rodikliai

Rodikliai ir jų matavimo vienetai Rodiklio rodmuo

Glitimas, % 22-32

Drėgnis, % 14-15

Pelenų kiekis, % 0,51-0,63

Baltymų kiekis, % 10,5-14,0

Kritimo skaičius, sek 280-320

Vandens sugėrimas, % 58,0-59,5

Stabilumas, min Ne maţiau kaip 3

Pusruginės duonos gamybai naudoti ruginiai pasijoti miltai 1370 tipo (gamintojas UAB „Kauno grūdai“, Kaunas, Lietuva). Šie miltai turi kiek maţesnį peleningumą ir yra stambesni uţ rupius ruginius šveistinius miltus. Eksperimente naudotų ruginių pasijotų miltų 1370 tipo rodikliai pateikti 5 lentelėje.

5 lentelė. Ruginių pasijotų miltų 1370 tipo rodikliai

Rodikliai ir jų matavimo vienetai Rodiklio rodmenys

Drėgnis, % 12,0-14,5

Pelenų kiekis, % 1,31-1,60

Kritimo skaičius, sek Ne trumpiau kaip 130

Taip pat, kepinių gamybai naudotos švieţios presuotos kepimo mielės „SEMA“ (gamintojas LALLEMAND Sp. zo.o., Lublin, Lenkija). Iki eksperimento mielės laikytos +4 ºC temperatūroje.

Kepinių gamybai naudota joduota garinta druska (gamintojas OAO „Mozyrsol“, Baltarusija). Naudotos druskos sudėtis: NaCl – min 99,7 %; lipnumą reguliuojanti medţiaga E 536.

Fermentacijai naudoti mikroorganizmai:

Lactobacillus sakei (KTU05-6), Pediococcus acidilactici (KTU05-7) ir Pediococcus pentosaceus (KTU05-8) mikroorganizmai išskirti iš lietuviškų savaiminių ruginių raugų gauti iš

Kauno technologijos universiteto Maisto produktų technologijos katedros Grūdai ir grūdų produktai grupės kolekcijos. PRB iki eksperimento laikytos –70 °C temperatūroje MRS sultinyje (Oxoid, Milan, Italy), papildytame 20 % glicerolio. Prieš naudojimą mikroorganizmai kultivuoti MRS terpėje ir padauginti išlaikius termostate 18 valandų, esant optimalioms augimo temperatūroms:

KTU05-6 – 30 ºC, KTU05-7 – 32 °C, KTU05-8 – 35 ºC.

Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus gautos iš Kauno technologijos universiteto

Maisto instituto Mikrobiologijos laboratorijos kolekcijos. Prieš naudojimą mikroorganizmai padauginti persėjant į MRS sultinį ir išlaikant termostate 22 valandas 38 ºC temperatūroje.

3.2.2. Kvietinių kepinių gamybai naudotų ţaliavų charakteristikos

Kvietinių kepinių gamybai naudotos žaliavos: kvietiniai miltai 812 C tipo (gamintojas UAB

„Kauno grūdai“, Kaunas, Lietuva). Produkto maistinė ir energinė vertė pateikta 6 lentelėje. Kvietinių miltų 812 C tipo rodikliai pateikti 7 lentelėje.

6 lentelė. 100 g kvietinių miltų 812C maistinė ir energinė vertė 100 g produkto

Energinė vertė 1378 kJ/ 325 kcal

Baltymai 10,6 g

Angliavandeniai 67,6 g

Riebalai 1,3 g

7 lentelė. Kvietinių miltų 812 C tipo rodikliai

Rodikliai ir jų matavimo vienetai Rodiklio rodmenys

Glitimas, % 2532

Drėgnis, % 1415

Pelenų kiekis, % 0,640,90

Baltymų kiekis, % 10,514,0

Kritimo skaičius, sek 280320

Vandens sugėrimas, % 59,061,0

Stabilumas, min Ne maţiau kaip 4

Eksperimente naudotos švieţios presuotos kepimo mielės ir druska aprašyti 3.2.1. Pusruginių kepinių gamybai naudotų ţaliavų charakteristikos skyrelyje.

3.2.3. Pusruginių kepinių gamybos technologinė schema

Pusruginių kepinių gamybai naudotų raugų gamybos technologinė schema

Iš ruginių pasijotų miltų buvo pagaminti plikiniai (60 % drėgnio). Tuo tikslu 300 g ruginių pasijotų miltų uţplikyta atitinkamu kiekiu 99 °C temperatūros vandeniu ir palikta, kad masė apsicukrintų. Masei atvėsus iki kambario temperatūros, plikiniai buvo fermentuoti skirtingomis PRB, joms optimaliose temperatūrose (L. sakei 30 °C; L. delbruecki 38 °C, P. pentosaceus 35 °C ir

P. acidilactici 32 °C).

Pusruginių kepinių gamybos technologijos etapai

Pusruginių kepinių gamyba buvo vykdyta sekančiais etapais:

1. Tešla minkyta 2 min. lėtai ir 8 min. greitai. Vanduo piltas 22 ºC temperatūros. Tešlos temperatūra 30 °C. Ši operacija buvo atlikta maišykle „DIOSNA“(Vokietija).

2. Tešlos atsigulėjimas 15 min. kambario temperatūroje. Po to, rankiniu būdu vykdytas formavimas po 1000 g, gaminant padinius kepalus. Kildinimas vykdytas 60 min. 35 º C temperatūroje, 85 % drėgnyje.

Pusruginių kepinių pusgaminių kildinimas ir kepimas vykdyti konvekcinėje kepimo krosnyje su fermentacijos kamera „Sveba Oahlen Fristad Sweden“ (Švedija).

Pusruginių kepinių receptūros pateiktos 8 lentelėje.

8 lentelė. Pusruginių kepinių receptūra Ţaliavos

pavadinimas

Kiekis, g

D1 D2 D3 D4

Ruginiai pasijoti miltai

(1370) 200

Kvietiniai miltai

(550D) 1000

Mielės 50

Druska 45

Vanduo Pagal paskaičiavimus

Raugo gamybai naudotos ţaliavos Raugo gamybai

naudotos PRB L. delbruecki P. acidilactici L. sakei P. pentosaceus Ruginiai pasijoti miltai

(1370) 300

Vanduo 350

Viso raugo 650

3.2.4. Kvietinių kepinių gamybos technologija

Kvietinių kepinių gamyba vykdyta vienfaziu būdu šiais etapais:

1. Tešla minkyta 5 min greitai. Vanduo piltas 22 ºC temperatūros. Tešlos temperatūra 29 °C. Ši operacija buvo atlikta maišykle „DIOSNA“(Vokietija).

2. Tešlos atsigulėjimas 20 min. Po to, rankiniu būdu suformuoti 500 g apvalūs padiniai kepalai. Kildinta 25 min 35 ºC temperatūroje, 85 % drėgnyje.

3. Kepimas vykdytas 240 ºC temperatūroje 30 min. Kepimas ir kildinimas vykdytas kepimo krosnyje su kildinimo kamera „Sveba Oahlen Fristad Sweden“ (Švedija).

Kvietinių kepinių receptūros pateiktos 9 lentelėje.

9 lentelė. Kvietinių kepinių receptūros

Ţaliavos pavadinimas Kiekis, g

Kvietiniai miltai (812C tipo) 1000 -

Kvietiniai miltai (812 C tipo) su priedu - 1000

Mielės 15

Druska 20

3.3. Tyrimų metodai

3.3.1. Raugų tyrimo metodai

PRB proteolitinio fermentų aktyvumo rauguose nustatymo metodika

Metodo esmė – veikiant kazeiną proteazėmis susidaro amino rūgštys.

Kiekvieno mėginio pasverta po 5 g ir uţpilta reagentu F. Reagento F paruošimui naudoti reagentai: 0,01 M natrio acetato buferinis tirpalas ir 0,05 M kalcio acetatas (pH=7,5). Tirpalai sumaišyti. Mėginys sumaišytas su reagentu F ir nufiltruotas pro vatmano filtrą. Toliau tyrimui naudotas gautas filtratas (I).

Po to, į tuščius mėgintuvėlius įpilta po 5 ml 0,65 % kazeino tirpalo. Mėgintuvėliai su kazeinu išlaikyti 10 min. 37 ºC temperatūroje termostate. Į inkubuotus termostate mėgintuvėlius įpilta po 1 ml filtrato (I) ir vėl inkubuota 37 ºC temperatūroje termostate 10 min. Po inkubacijos į mėgintuvėlius įpilta po 5 ml TCA (trichloroacto rūgšties) ir dar kartą inkubuota 37 ºC temperatūroje termostate 30 min. Po inkubacijos, mėginiai išmaišyti ir nufiltruoti. Gautas filtratas (II).

Po to, kiekvienam mėginiui paimta po 2 mėgintuvėlius ir supilti 10 lentelėje nurodyti reagentų kiekiai.

10 lentelė. Reagentai ir jų kiekiai

Reagentas Kiekis, ml

Filtratas (II) 2

Na2CO3 5

F – C reagentas 1

F – C reagentas paruoštas 10 ml folino folio reagento praskiedus 40 ml distiliuoto vandens. Į likusius 4 mėgintuvėlius paruošti paraleliniai mėginiai. Paruošti mėgintuvėliai inkubuoti 10 min 37 ºC temperatūroje.

Paruoštiems mėginiams išmatuota absorbcija spektrofotometru, kai bangos ilgis 660 nm. Proteolitinių fermentų aktyvumas paskaičiuotas pagal formulę:

g PU m TE D PA 1000, / 10 4     

kur: D – fermentinio tirpalo absorbcija; 4 – ryšys tarp reakcijos mišinio ir fermento tirpalo pridėjus TCA (trichloroacto rūgšties); TE – tirozino ekvivalentas, ml/µM; m – fermento masė 1 ml tirpalo, mg; 1000 – koeficientas.

Kiekvienam mėginiui absorbcija matuota 4 kartus, po to paskaičiuotas absorbcijos vidurkis. Nubrėţta standartinė kreivė, kuriai naudoti mėginių ir tirpalų (11 lentelėje) duomenys, gauti išmatavus absorbciją spektrofotometru esant 660 nm bangos ilgiui.

11 lentelė. Reagentai ir jų kiekiai absorbcijai matuoti Reagentai Tuščias

mėginys Stand 1 Stand 2 Stand 3 Stand 4

Reagentas G, ml 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04

H2O, ml 2,00 1,99 1,98 1,97 1,96

Reagentas E, ml 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00

Reagentas D, ml 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

3.3.2. Kepinių tyrimo metodai

Kepinių tyrimo metodai pateikti 12 lentelėje.

12 lentelė. Kvietinių kepinių tyrimo metodai

Rodikliai Metodo esmė Literatūros šaltinis

Kepinio drėgnis

Iš kepinio minkštimo atsveriamas 5 g mėginys ir 45 min dţiovinamas +130 °C temperatūroje. Masės pokytis apskaičiuojamas, %.

LST 1492:1997

Kepinio tūris Tiriamas mėginys išstumia savo tūrį atitinkantį sorų kruopų kiekį, kuris išmatuojamas matavimo cilindru, cm3.

Sventickaitė ir Schleining, 2001 Kepinio

savitasis tūris

Kepinys pasveriamas elektroninėmis svarstyklėmis 0,1 g tikslumu. Specifinis tūris (Dens) apskaičiuojamas pagal tūrio ir masės santykį, cm3

/g.

AACC method 10.5 (2003) Minkštimo

akytumas

Ţuravliovo prietaiso cilindru išpjaunami trys minkštimo mėginiai ir pasveriami. Apskaičiuojamas akytumas %.

LST 1442: 1996 Duonos

tekstūros tyrimas

Stivens – LFRA tekstūrografu įvertinama duonos (4 mm storio riekių) mėginį deformuojanti jėga (F) po 16; 40; 64 ir 112 val. Juodeikienė ir kt., 2005 Juslinės profilinės analizės metodika

Juslinių savybių vertinimui taikytas juslinių savybių profilio testas. Tyrime dalyvavo vertintojų grupė (12 vertintojų). Vertintojų grupė buvo susipaţinusi su duonos produktų vertinimu prieš atliekant tyrimą. Kepinių juslinė analizė atlikta 24 h po kepimo. Supjaustytų 1 cm storio riekelėmis kepinių mėginiai koduoti skaitmenimis ir pateikti vertintojų grupei. Juslinių savybių intensyvumui vertinti taikyta intervalinė 150 mm ilgio skalė (1 priedas). Bendras duonos priimtinumas vertintas 150 mm ilgio skalėje (labai nepatiko → labai patiko).

Atliekant duomenų analizę, vertintojų pajaustam ir suvoktam juslinės savybės intensyvumui, paţymėtam intervalinėje skalėje, priskirta santykinė skaitmeninė išraiška (Urdapilleta ir kt., 1999). Skaitmeninė išraiška buvo naudota rezultatų statistinei analizei.

LST ISO

6564:2003; LST ISO 11036:2003

12 lentelės tęsinys. Kvietinių kepinių tyrimo metodai

Rodikliai Metodo esmė Literatūros šaltinis

BTR tyrimo metodika

Pusruginių kepinių, pagamintų dvifaziu būdu (su plikiniu ir raugu) BTR nustatytas 5 g tiriamojo mėginio sumaišius su 50 ml distiliuoto vandens ir į mišinį įlašinus 3-5 lašus fenolftaleino (1 % spiritinis tirpalas). Gautas mišinys nutitruotas 0,1 N NaOH tirpalu kol išnyks rausvai roţinė spalva. Titruojamasis rūgštingumas išreikštas ºN (Neimano laipsniais). BTR apskaičiuojamas pagal formulę: Xp = 2*a*k; kur: Xp – mėginio titruojamasis rūgštingumas; 2 – praskiedimo koeficientas; a – NaOH tirpalo kiekis sunaudotas mėginio titravimui; k – NaOH tirpalo titro pataisos koeficientas (k = 1).

LST 1553:1998

3.3.2.1. Akrilamido kiekio pusruginiuose kepiniuose LC-MS/MS nustatymo metodika

Akrilamido kiekybiniam įvertinimui buvo pasverta po 2 g tiriamojo mėginio ir patalpinta į 50 ml centrifugavimo kolbą. Į centrifugavimo kolbą buvo įpilta 100 ng/g vidinio standarto (vidinio standarto paruošimas: 200 µl d3 – akrilamido ištirpinta 10 ml acetonitrilo, gauta 10 ng/µl koncentracijos d3 – akrilamido vidinio standarto tirpalas), viskas sumaišyta „Vortex“ purtykle. Po to, į kolbą įpilta 10 ml vandens ir 10 ml acetonitrilo bei QuEChERS ekstrahavimo druskos (paruošimas: 4,0 g MgSO4 anhidrido ir 0,5 g NaCl). Mišinys sumaišytas maišyklėje 1 min, po to, centrifuguotas 4000 aps/min greičiu 5 minutes. Po centrifugavimo susidaręs heksano sluoksnis nupiltas. Iš kolbos paimtas 1 ml acetonitrilo ekstrakto ir įpiltas į mėgintuvėlį, kuriame jau buvo pasverta 50 mg PSA ir 150 mg MgSO4 anhidrido. Mėgintuvėlio turinys išmaišytas maišykle 30 s ir išpilstytas į buteliukus po 10 µL LC-MS/MS analizei.

Akrilamido kiekybinis tyrimas atliktas efektyviosios skysčių chromatografijos ir dvigubosios masių spektrometrijos (LC-MS/MS) metodu. Tyrimui naudota įranga: Detektorius: Micromass

Premier XE sujungtas su Waters 2695 Alliance. Analizei naudota kolonėlė Phenomenex Luna 3u HILIC (150  2,00 mm). Naudota mobili fazė: 6 % parūgštintas metanolio acetonitrilas (0,1 % acto

rūgštis). Eliuento tekėjimo greitis 0,25 ml/min. Mėginio įleidimo į kolonėlę tūris 10 μl. Reakcijos rėţimas (MRM), fragmentacija vykdyta m/z: 72 > 55 akrilamidui ir m/z: 78 > 58 akrilamidui d3.

Akrilamidas kiekybiškai įvertintas naudojant standartinio tirpalo ir linijinės kalibravimo kreivės metodą.

3.3.2.2. Kvietinių miltų tešlos struktūrinių mechaninių savybių farinografinio tyrimo metodika

Deaktyvuotų mielių priedo įtaka tešlos struktūrinėms mechaninėms savybėms tirti buvo naudotas farinografas. Farinografiniam tyrimui naudoti reagentai: distiliuotas vanduo, ne maţesnio kaip 3 – čiojo grynumo laipsnio pagal LST EN ISO 3696 Analizės vanduo. Farinografinis tyrimas reglamentuotas standartu LST 1696:2001. Brabenderio farinografo naudojimo metodas tapatus ICC standartui Nr. 115/1:1992. Tyrimui naudota įranga: Brabender farinografas (Brabender OHG, Vokietija) su cirkuliaciniu termostatu, kuriame įtaisytas išcentrinis siurblys ir farinografo maišyklė, kurios talpa 300 g arba 50 g miltų; biuretės: a) graduota 0,6 ml tikslumu nuo 0 ml iki 225 ml, b) graduota 0,2 ml tikslumu nuo 0 ml iki 37,5 ml; cirkuliacinis termostatas; svarstyklės ( 0,1 g tikslumu; minkšta plastikinė mentelė.

Mėginių ruošimas: 0,1 g tikslumu atsveriama 300 g miltų, kurių drėgnis 14  ir supilama į maišyklę. Maišoma 1 min, po to per 22 s supilamas vanduo iš biuretės. Susidarius tešlai, vykstant maišymui, mentele nuo šonų nugramdomos prilipusios dalelės ir sudedamos į tešlą. Homogenizuojamos tešlos konsistencija turi atitikti 500 ± 20 FV. Rezultatai pateikiami 0,1ml/100g tikslumu ir analizuojami pagal farinografo farinogramą (2 ir 3 priedas).

Tešlos struktūrinės mechaninės savybės vertinamos pagal farinogramos rodiklius (13 lentelė).

13 lentelė. Farinogramos rodikliai

Rodiklis Aprašymas

Vandens absorbcija

Kai absorbcija didesnė kaip 56 % (didelė), tešla formuojasi lėtai, didelė tešlos išeiga

Kai absorbcija maţesnė kaip 52 % (maţa), tešla formuojasi greičiau, maţa tešlos išeiga

Tešlos susidarymo trukmė, min 2-4 min

Tešlis stabilumas, min Ne maţiau kaip 3,5 ir ne daugiau kaip 10 Praskydimo laipsnis, FV Optimalus – 80,

Atsparumas (tešlos stabilumo ir susidarymo laiko suma)

Daugiau kaip 3,5 (didelis), reikia intensyviai minkyti

Maţiau kaip 1,5 (maţas), glitimo kokybė prasta

3.4. Matematinė statistinė duomenų analizė

Pusruginių ir kvietinių kepinių gamyba kartota 2 kartus, lygiagrečiai tiriant po 3 mėginius. PRB proteolitinio fermentų aktyvumo tyrimas kartotas du kartus, ruošiant du paralelinius mėginius, kiekvienam absorbciją matuojant 4 kartus. Kvietinių miltų tešlos struktūrinių mechaninių savybių

tyrimas kartotas 2 kartus. Akrilamido kiekybinei analizei buvo ruošti trys paraleliniai mėginiai, tyrimas kartotas du kartus. Matematinė statistinė duomenų analizė atlikta naudojant MS Exel programinį paketą ir statistinį Prism 3.0 programinį paketą.

Rezultatams buvo paskaičiuotos vidutinės reikšmės, skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas (P; P patikimas, kai P ≤ 0,05), variacijos koeficientas, standartinis nuokrypis, standartinė paklaida.

4. REZULTATAI

4.1. Pusruginių kepinių kokybės ir saugos rodiklių rezultatai

4.1.1. Pienarūgščių bakterijų proteolitinių fermentų aktyvumas rauguose

Pagal skyriuje 3.3.1. Raugų tyrimo metodai aprašytą metodiką paruoštiems mėginiams išmatavus raugų mėginių absorbciją, standartinių tirpalų ir tuščiojo mėginio rezultatai pateikti 14 ir 15 lentelėse.

Gautos spektrofotometro vertės naudojamos standartinei kreivei braiţyti. Apskaičiuotas koeficientas R2, kurio reikšmė lygi 0,9919 (3 pav.)

14 lentelė. Skirtingų raugų mėginių spektrofotometro parodymai

Mėginys Absorbcija, kai λ = 660 Absorbcijos

vidurkis

D1 0,637 0,639 0,639 0,640 0,638 ± 0,013

D2 0,557 0,558 0,559 0,559 0,558 ± 0,011

D3 0,595 0,595 0,594 0,594 0,594 ± 0,012

D4 0,531 0,531 0,533 0,532 0,532 ± 0,012

Pastaba: D1 – pusruginė duona fermentuota Lactobacillus delbruecki; D2 – pusruginė duona

fermentuota Pediococcus acidilactici; D3 – pusruginė duona fermentuota Lactobacillus sakei; D4 – pusruginė duona fermentuota Pediococcus pentosaceus

15 lentelė. Standartinių tirpalų ir tuščiojo mėginio spektrofotometro parodymai

Mėginys Absorbcija,kai λ = 660 Absorbcijos

vidurkis Tuščias mėginys 0,047 0,042 0,048 0,044 0,045 ± 0,001 Standar1 0,580 0,465 0,468 0,464 0,494± 0,010 Standar2 0,756 0,674 0,780 0,758 0,742 ± 0,015 Standar3 0,900 1,062 0,920 0,902 0,946 ± 0,019 Standar4 1,433 1,275 1,435 1,432 1,394 ± 0,028 Standar5 0,570 0,567 0,580 0,569 0,572 ± 0,011 Standar6 0,800 0,789 0,802 0,820 0,803 ± 0,016

PRB proteolitinių fermentų aktyvumas pateiktas 16 lentelėje. Didţiausias proteolitinis aktyvumas nustatytas mėginio D1 (236,39 PA/g), fermentuoto L. delbruecki. Maţesnis proteolitinių fermentų aktyvumas nustatytas mėginiuose fermentuotuose L. sakei (D3), P. acidilactici (D2) ir P.

pentosaceus (D4) mikroorganizmais, atitinkamai 220,09, 206,67 ir 196,94 PA/g. PRB proteolitinis

amino rūgštis, kurios yra svarbios akrilamido susidarymui, taip pat proteolitinių fermentų aktyvumui įtakos turi fermentavimo temperatūra (Banu ir Aprodu, 2012).

Standartinė kreivė 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 0 20 40 60 80 100 V (reagento G), ml A b so rb ci ja

3 pav. Standartinė kreivė

Proteolitinės reakcijos, vykstančios raugų fermentacijos metu, turi įtakos padidėjusiam PRB proteazės aktyvumui, dėl to gali padidėti amino rūgščių gamyba iš baltymų, tam įtakos turi pH, fermentacijos laikas ir grūdinės kultūros fermentai (Zotta et al., 2007).

Literatūroje teigiama, jog PRB, vykdančios proteolizę raugų fermentacijos metu, turi įtakos galutinio produkto reologinėms savybėms bei duonos ţiedėjimui. Laisvos amino rūgštys ir maţi peptidai, susidarę fermentacijos metu, yra svarbūs juslinių savybių formavimuisi duonos gaminiuose, pagamintuose su raugais (Cagno et al., 2002).

16 lentelė. PRB proteolitinių fermentų aktyvumas rauguose

Mėginys PA (PA/g) D1 236,39 ± 4,73 D2 206,67 ± 4,13 D3 220,09 ± 4,40 D4 196,94 ± 3,94 Stulpelio statistika Vidutinė vertė 212,6 Standartinis nuokrypis 15,78 Standartinė paklaida 7,058 P 0,0001 Variacijos koeficientas, % 7,42

Pastaba: P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas; P patikimas, kai P ≤ 0,05

D1 – pusruginė duona fermentuota Lactobacillus delbruecki; D2 – pusruginė duona fermentuota

Pediococcus acidilactici; D3 – pusruginė duona fermentuota Lactobacillus sakei; D4 – pusruginė

duona fermentuota Pediococcus pentosaceus

y=0,0108x + 0,015 R2 = 0,9919

4.1.2. Raugų bendras titruojamasis rūgštingumas ir pH

Raugų BTR ir pH pateikti 17 lentelėje.

Raugų pH vertės kito nuo 3,62 iki 4,15, atitinkamai D1 ir D4 mėginių. I. Banu ir kt. (2011) nustatė panašias fermentuojamos grūdinės ţaliavos pH vertes. Pieno rūgštis ir acto rūgštis yra pagrindiniai junginiai, nuo kurių priklauso pH maţėjimas fermentuojamuose produktuose. Vykdant fermentaciją homofermentinėmis PRB, pieno rūgšties kiekis visuomet nustatomas didesnis, lyginant su acto rūgšties kiekiu (Banu et al., 2011, Vuyst, Neysens, 2005). Mokslininkai teigia, jog galutiniam raugo pH turi įtakos rugių savybės. Ruginiai miltai, pasiţymintys ţemu kritimo skaičiumi, yra tinkamesni fermentacijai ir gaunamas didesnio rūgštingumo raugas (Banu et al., 2011, Katina at al., 2005).

Alkoholinė fermentacija ir pieno rūgšties susidarymo intensyvumas raugų gamybos metu priklauso nuo raugo gamybai naudojamos ţaliavos ir startinių mikroorganizmų (Banu et al., 2010). Mes nustatėme, kad BTR rauguose kito nuo 2,60 iki 3,80 °N, atitinkamai D2 ir D4 (2,60 °N) bei D1 (3,80 °N) mėginiuose. Tam įtakos galėjo turėti fermentacijos temperatūra, nes manoma, kad ji lemia metabolinių procesų intensyvumą ir organinių rūgščių biosintezę rauguose, bei raugų fermentavimo trukmė (Banu et al., 2011, Juodeikienė ir kt., 2011, Chavan, Chavan, 2011).

4.1.3. Kepinių kokybės rodiklių palyginamasis įvertinimas

Pusruginių kepinių kokybės rodikliai: svoris, kepinio savitasis tūris, minkštimo akytumas ir drėgnis pateikti 18 lentelėje.

Nustatyta, kad maţiausio svorio gauti mėginiai D3 – 829,93 g, pagaminti su L. sakei raugu. Didţiausias svoris nustatytas mėginių D1 (846,23 g), kurių raugo gamyboje buvo naudoti L.

delbruecki mikroorganizmai. Skirtumas tarp kepinių didţiausios ir maţiausios svorio vertės

nustatytas 16,3 g.

Didţiausi masės nuostoliai po terminio apdorojimo nustatyti D3 (su L. sakei) ir D4 (su P.

pentosaceus) mėginių, atitinkamai 17,00 % (170,07 g) ir 16,75 % (167,53 g). Maţiausi masės

nuostoliai po terminio apdorojimo nustatyti D1 mėginių, kurių fermentacijai naudoti L. delbruecki mikroorganizmai (153,77 g).

Didţiausio savitojo tūrio gauti mėginiai D3 ir D4 (atitinkamai, pagaminti su L. sakei ir P.

pentosaceus). Jų savitasis tūris nustatytas 0,39 cm³/g didesnis nei kontrolinių mėginių (D1).

Maţiausias savitasis tūris nustatytas mėginių D2, kurių gamybai buvo naudotas P. acidilactici raugas (2,42 cm³/g).

17 lentelė. Raugų BTR ir pH reikšmės

Mėginys Raugo BTR, ºN Raugo pH

D1 3,80 ± 0,08 3,62 ± 0,07 D2 2,60 ± 0,05 3,84 ± 0,08 D3 3,00 ± 0,06 3,82 ± 0,08 D4 2,60 ± 0,05 4,15 ± 0,08 Stulpelio statistika Vidutinė vertė 3,000 3,858 Standartinis nuokrypis 0,5657 0,2188 Standartinė paklaida 0,2828 0,1094 P 0,0018 0,0001 Variacijos koeficientas, %, 18,86 5,67

Pastaba: P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas; P patikimas, kai P ≤ 0,05.

D1 – pusruginė duona fermentuota Lactobacillus delbruecki; D2 – pusruginė duona fermentuota

Pediococcus acidilactici; D3 – pusruginė duona fermentuota Lactobacillus sakei; D4 – pusruginė

duona fermentuota Pediococcus pentosaceus

Pagal gautus rezultatus galima teigti, jog naudojant fermentacijai L. sakei ir P. pentosaceus mikroorganizmus galima pagerinti kepinių tūrį. G. Juodeikienė ir kt. (2011) nustatė teigiamą P.

pentosaceus mikroorganizmų poveikį duonos tūriui. Savitasis duonos tūris priklauso nuo rūgštėjimo

tipo ir kiekio (Clarke et al., 2004). Teigiamas raugo poveikis duonos tūriui susijęs su dujų susilaikymo tešloje pajėgumo padidėjimu (Gobbetti et al., 2005). Pagal gautus mūsų tyrimo rezultatus, skirtingų PRB naudojimas raugų gamyboje skirtingai įtakoja pusruginių kepinių savitąjį tūrį.

Tirtų kepinių minkštimo drėgnis kito nuo 39,72 iki 52,74 %, atitinkamai, mėginių D1 ir D3, pagamintų raugo fermentacijai naudojant L. delbruecki ir L. sakei.

18 lentelė. Pusruginės duonos kepinių ir pusgaminių kokybiniai rodikliai

Mėginys Svoris, g Savit. tūris, cm3/g Minkštimo akytumas, % Minkštimo drėgnis, % Masės nuostolis po terminio apdorojimo, g D1 846,23 2,48 ± 0,05 58,4 ± 1,17 39,72 ± 0,79 153,77 ± 3,08 D2 841,27 2,42 ± 0,05 56,0 ± 1,12 41,13 ± 0,82 158,73 ± 3,17 D3 829,93 2,87 ± 0,06 58,7 ± 1,17 52,74 ± 1,05 170,07 ± 3,40 D4 832,47 2,87 ± 0,06 57,0 ± 1,16 41,41 ± 0,83 167,53 ± 3,35 Stulpelio statistika Vidutinė vertė 837,5 2,660 57,53 43,75 162,5 Standartinis nuokrypis 7,595 0,2437 1,258 6,039 7,594 Standartinė paklaida 3,797 0,1219 0,6290 3,019 3,797