LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS LIETUVOS VETERINARIJOS AKADEMIJA MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDRA
KRISTINA PAVILONYTĖ
SOLANUM TUBEROSUM RAUGŲ, FERMENTUOTŲ
PIENO RŪGŠTIES BAKTERIJOMIS, ĮTAKA KVIETINIŲ
KEPINIŲ KOKYBĖS IR SAUGOS RODIKLIAMS
THE INFLUENCE OF THE FERMENTED WITH LACTIC
ACID BACTERIA SOLANUM TUBEROSUM SOURDOUGH,
ON THE WHEAT BREAD QUALITY AND SAFETY
PARAMETERS
Veterinarinės maisto saugos nuolatinių studijų MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
Darbo vadovė: prof. dr. E. Bartkienė
2 DARBAS ATLIKTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Solanum tuberosum raugų, fermentuotų pieno rūgšties bakterijomis, įtaka kvietinių kepinių kokybės ir saugos rodikliams“
1. Yra atliktas mano pačios;
2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje;
3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą panaudotos literatūros sąrašą.
Kristina Pavilonytė
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE
Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe. Kristina Pavilonytė
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADOS DĖL DARBO GYNIMO ...
... Prof. dr. Elena Bartkienė
(data) (darbo vadovo vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE/KLINIKOJE
(aprobacijos data) (katedros/instituto vedėjo/jos vardas, pavardė)
(parašas)
Magistro baigiamojo darbo recenzentas
(vardas, pavardė) (parašas)
Magistro baigiamasis darbas yra įdėtas į ETD IS
3 TURINYS SANTRUMPOS ...4 SANTRAUKA ...5 SUMMARY ...6 ĮVADAS ...7 1. LITERATŪROS APŽVALGA ...9
1.1. Bulvės (Solanum tuberosum) ...9
1.2. Raugų apdorojimas ...9
1.2.1. Raugų savybės ...10
1.2.2. Raugų klasifikacija ...11
1.3. Pieno rūgšties bakterijų įtaka maisto saugai ir kokybei ...11
1.4. Pieno rūgšties bakterijų įtaka kepinių kokybei ...13
1.5. Kepinių žiedėjimas ir mikrobiologinis gedimas ...14
1.6. Pieno rūgšties bakterijų egzopolisacharidai ...14
1.7. Kvietiniai kepiniai, jų maistinės vertės gerinimo galimybės ...15
2. DARBO METODIKA ...17
2.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas ...17
2.2. Tyrimų objektai ir jų paruošimas analizei ...19
2.2.1. Raugų gamybai naudotos žaliavos ir įranga ...19
2.2.2. Kvietinių kepinių gamybai naudotos žaliavos ir gamybos technologinė schema ...19
2.3. Tyrimo metodai ...20
2.3.1. Raugų tyrimo metodai ...20
2.3.2. Kepinių tyrimo metodai ...22
2.4. Matematinė statistinė duomenų analizė ...22
3. REZULTATAI ...23
3.1. Alternatyvioje terpėje pagausintų raugų mikrobiologiniai rodikliai ...23
3.2. Alternatyvioje terpėje pagamintų raugų fizikiniai cheminiai rodikliai (pH, BTR, L(+) ir D(-) ...23
3.3. Kvietinių kepinių kokybės ir saugos parametrai ...24
3.3.1. Raugų įtaka kepinių kokybės rodikliams: nukepimui, savitajam tūriui, akytumui, drėgniui, bendram titruojamajam rūgštingumui, formos išlaikymo koeficientui ...24
3.3.2. Raugų įtaka kepinių juslinėms savybėms ...28
3.3.3. Kvietinių kepinių mikrobinio gedimo intensyvumo vertinimo rezultatai ...32
4. REZULTATŲ APTARIMAS ...34
IŠVADOS ...36
LITERATŪROS SĄRAŠAS ...37
DARBAS PUBLIKUOTAS ...46
4 SANTRUMPOS
PRB – pieno rūgšties bakterijos.
pH – vandenilio jonų (H+) koncentracijos tirpale matas, parodantis tirpalo rūgštingumą ar šarmingumą.
BTR – bendras titruojamasis rūgštingumas. L (+) ir D (-) – pieno rūgšties izomerai. KSV – kolonijas sudarantys vienetai.
5 SANTRAUKA
Tema: Solanum tuberosum raugų, fermentuotų pieno rūgšties bakterijomis, įtaka kvietinių kepinių kokybės ir saugos rodikliams.
Darbo tikslas: įvertinti Solanum tuberosum substrato tinkamumą pienarūgštei fermentacijai ir nustatyti raugų įtaką kvietinių kepinių kokybės ir saugos rodikliams.
Darbo apimtis: 49 puslapių, 10 lentelių, 11 paveikslų, 105 literatūros šaltinių.
Pieno rūgšties bakterijos (PRB) vaidina svarbų vaidmenį fermentuotų maisto produktų gamyboje, jos gerina ne tik juslines savybes bei užtikrina biologinę ir cheminę galutinio produkto saugą. Tačiau būtina ieškoti sprendimų, kaip sumažinti gamybos kaštus, ruošiant gyvybingas PRB kultūras maisto gamybai, t.y., ieškant fermentacijos substrato. Žemės ūkio produktų perdirbimas atveria naują nišą, pritaikant šalutinius gamybos produktus masinei padidintos vertės produktų gamybai. Vienas iš tokių alternatyvių substratų PRB gausinimui galėtų būti bulvės. Kita spręstina problema, tai pagausintų mikroorganizmų stabilizavimas dehidratuojant ir išlaikant pakankamą jų gyvybingumą.
Mūsų darbo tikslas buvo įvertinti Solanum tuberosum, kaip substrato tinkamumą dehidratuotų PRB raugų gamybai ir nustatyti gautų raugų įtaką kvietinių kepinių kokybės rodikliams.
Eksperimentas buvo atliktas dviem etapais: pirmojo metu buvo pagaminti liofilizuoti raugai, antrojo etapo metu – pagaminti kvietiniai kepiniai, su skirtingu raugo kiekiu ir įvertinta raugo įtaka kepinių kokybei.
Pagal gautus rezultatus galima teigti, kad bulvių substratas yra tinkama terpė PRB gausinimui (pH 4,65; BTR 6,8 ºN; PRB 7,04 log10 KSV/g), o gautų raugų liofilizavimas nesumažina PRB gyvybingumo juose (7,11 log10 KSV/g). Bulvių substrate pagausintų PRB liofilizuotas raugas gali būti rekomenduojamas kvietinių kepinių asortimento praplėtimui, o optimalus rekomenduojamas kiekis būtų 2 %, nes didesnis raugo kiekis turi neigiamos įtakos kepinių kokybės rodikliams. Bulvių substrate pagausintų PRB liofilizuotas raugas turi įtakos kvietinių kepinių juslinėms savybėms, o didžiausio priimtinumo kepiniai gaunami su 2 % raugo.
Raktažodžiai: kvietiniai kepiniai, Solanum tuberosum, pieno rūgšties bakterijos, kokybė, sauga
6 SUMMARY
Subject: the influence of the fermented with lactic acid bacteria Solanum tuberosum sourdough, on the wheat bread quality and safety parameters.
Scope of the thesis: 49 pages, 10 tables, 11 pictures, 105 references.
The goal of the thesis: Solanum tuberosum assess suitability as a substrate for fermentation and lactic fermentations determine the influence of wheat baked goods quality and safety indicators.
Lactic acid bacteria (LAB) plays an important role in the production of fermented food products, they not only improve the organoleptic properties of the final products, they also provides biological and chemical safety of the products. However, it is necessary to reduce production costs for the preparation of viable LAB cultures for food production, to find the fermentation substrate. Agricultural products could be adapted for LAB by-mass production. For this purpose could be used potatoes, like alternative substrate for LAB cultivation. Another problem, which should be solved, it is stabilization of microorganisms (LAB) in selected substrate, while maintaining LAB viability sufficient.
The aim of our study was to evaluate the Solanum tuberosum as alternative substrate for the production of dehydrated LAB sourdough, and to evaluate the influence of produced sourdough on wheat bread quality parameters.
The experiment was carried out in two stages: the first one - was made lyophilized sourdough with LAB starters, the second stage - was produced wheat bread, with a different amount of sourdough, and quality parameters of wheat bread were evaluated.
According to the obtained results the potato substrate is suitable for LAB cultivation (pH 4.65; TTA 6.8 ºN; LAB count 7.04 log10 CFU/g), and lyophilization could be used for sourdough dehydratation (viability of LAB in lyophilized sourdough was found 7.11 log10 CFU/g). Lyophilized potato sourdough can be recommended for wheat bread production, and the optimum recommended amount of the sourdough is 2 %, due to higher amount of sourdough have a negative impact on the quality of bread. Lyophilized potato sourdough have a influence on the sensory properties of wheat bread, and the highest overall acceptability was found of control breads and breads with 2 % of the produced potato sourdough.
7 ĮVADAS
Duona yra kasdienis maisto produktas visame pasaulyje ir jos svarba žmonių mityboje yra neabejotina. Duona žmogui suteikia svarbių maistinių medžiagų tokių kaip krakmolas, ląsteliena, baltymai, lipidai, vitaminai, mineralai ir kt. Tačiau vis didėja vartotojų poreikis sveikesniems maisto produktams [2].
Duonos gamyba yra viena iš seniausių žmonijai žinomų technologijų. Dar prieš mūsų erą Babilone, Egipte, Graikijoje, Romoje žmonės duoną vartojo kaip dietinį produktą. Visame pasaulyje duonos suvartojamas didelis kiekis įvairių tipų ir formų, priklausomai nuo kultūrinių įpročių. Duonos gaminiai ir jų gamybos būdai skiriasi visame pasaulyje, tačiau visų jų tikslas yra javų miltus paversti skaniais ir sveikais maisto produktais [75].
Svarbiausios kvietinės duonos kokybės charakteristikos yra didelė apimtis, minkšta ir elastinga struktūra, ilgas galiojimo laikas ir mikrobiologinė produkto sauga [9]. Tačiau šviežia duona nepasižymi ilgu galiojimo laiku ir ją laikant vyksta fiziniai ir cheminiai pokyčiai, žinomi kaip žiedėjimas. Dėl šių pokyčių duonos kokybė blogėja, ji palaipsniui praranda savo šviežumą ir traškesį, o paviršius tampa tvirtesnis ir standesnis. Taip pat dingsta malonus kvapas, o skonis pasikeičia į būdingą sužiedėjusiai, pasenusiai duonai [9].
Raugų naudojimas yra vienas iš seniausių biotechnologinių procesų gaminant grūdinius maisto produktus. Raugai duonai ruošiami iš miltų ir vandens mišinio, fermentuojant PRB arba savaiminiu būdu [75].
Savaiminė raugo fermentacija – ko gero seniausia žmonijai žinoma grūdų fermentacija. Jos pagrindinė funkcija yra fermentuojant tešlą ir ją išpurenti, tokiu būdu išgaunant labiau akytą duoną. Seniau raugams buvo naudojamos alaus mielės. Šiuo metu, dėl kepinių technolioginio proceso modernizavimo, pasikeitė ir žaliavų, kepinių gamybai, poreikis [44].
Raugo fermentacija yra tradicinis duonos gamybos procesas pagerinantis duonos kokybę gaminant skirtingų grūdų duoną [91].
Aromatos ir skonis apsprendžia duonos kokybę. Fermentacijos proceso metu veikia ragų mikroflora: mielės ir PRB, kuri suteikia kepiniams savitas skonio savybes. Nors mielės užima pirmą vietą gaminant duonos raugus, tačiau PRB gamina svarbius aromatinius komponentus. Sėkmingas naujų produktų kūrimas, reikalauja angliavandenių metabolizmo, endogeninių fermentų išskyrimo, mikroorganizmų sąveikos, nelakiųjų ir lakiųjų junginių metabolizmo. Veiksmingas naujų produktų su raugais kūrimas gali pakeisti žmonių supratimą apie kepinių skonį [83].
8 PRB naudojamos šimtmečius, kaip biologiniai mikroorganizmai stabdantys patogeninių mikroorganizmų augimą. PRB gali gaminti įvairių rūšių biologiškai aktyvias molekules: organines rūgštis, riebalų rūgštis, vandenilio peroksidą ir bakteriocinus. Pastaraisiais metais daug pastangų dedama į tai, kad būtų išnaudotas PRB antigrybelinis aktyvumas, siekiant sumažinti maisto produktų mikrobinio gedimo atvejus [27; 28; 62; 95].
Todėl mūsų darbo tikslas buvo įvertinti Solanum tuberosum substrato tinkamumą pienarūgštei fermentacijai ir nustatyti pagamintų raugų įtaką kvietinių kepinių kokybės ir saugos rodikliams.
Darbo uždaviniai:
1. Atlikti Solanum tuberosum fermentaciją ir įvertinti fermentuotų produktų rodiklius: pH,
bendrąjį titruojamąjį rūgštingumą (BTR), L-(+) ir D-(-) pieno rūgšties izomerų kiekį, bendrą mezofilinių bakterijų kolonijas sudarančių vienetų skaičių grame (KSV/g) produkto.
2. Atlikti fermentuotų produktų dehidrataciją, džiovinant juos liofilizacijos būdu, ir įvertinti šio džiovinimo būdo įtaką bendram mezofilinių bakterijų (KSV/g) produkto.
3. Atlikti kvietinių kepinių gamybą ir nustatyti fermentuotų produktų įtaką kepinių kokybės ir saugos rodikliams (tūriui, savitajam tūriui, masės nuostoliams po terminio apdorojimo, formos išlaikymo koeficientui, bendram titruojamajam rūgštingumui, akytumui, juslinėms savybėms, žiedėjimui, mikrobinio gedimo intensyvumui).
9 1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Bulvės (Solanum tuberosum)
Bulvės yra vieni iš svarbiausių augalų pasaulyje, po kviečių, ryžių ir kukurūzų. Jau nuo senų laikų bulvės rekomenduojamos mityboje, nes jose gausu įvairių vitaminų (ypač C ir A) bei elektrolitų[42]. Bulvėse yra ne tik daug įvairių maistinių medžiagų, tačiau jos turi ir daug mažos molekulinės masės junginių (flavonoidų, karotinoidų, fenolinių junginių), kurie teigiamai veikia žmogaus sveikatą [6; 50]. Jų pasaulinė metinė produkcija siekia apie 323 milijonų tonų [24]. Per pastarąjį dešimtmetį, bulvių gamyba sumažėjo išsivysčiusiose šalyse [25]. Bulvės auginamos žmonių mitybai, taip pat kaip žaliava perdirbimui į maisto produktus ir žaliavas (krakmolą, bulvių miltus ir t.t.).
Bulvių fizines savybes apsprendžia bulvių krakmolas, kuris yra unikalus, lyginant su kitų augalų (pavyzdžiui, javų grūdų). Jis plačiai naudojamas maisto pramonėje [103]. Ypač bulvių krakmolas vertinamas dėl gebėjimo suformuoti stabilius gelius kleistirizavimosi metu [46].
Bulvių miltai duonos kepimui yra naudojami nuo senų laikų ir šiuo metu kepama įvairi duona iš bulvių miltų. Kai dedama nedideliais kiekiais, bulvių miltai suteikia savitą skonį, lėtina kepinių žiedėjimą, sulaiko minkštime drėgnį, gerina plutelės spalvą terminio padorojimo metu, mažina produkto džiūvimą [79].
Bulvių miltų sudėtis paprastai atspindi bulvių gumbų, iš kurių jie yra pagaminti sudėtį. Bulvių miltai turi aukštą klampumą, palyginti su kitais miltais. Bulvių miltus sumaišius su kvietiniais miltais padidėja vandens absorbcija ir sumažėja tešlos brendimo laikas. Bulvių miltų priedas pagerina duonos savybes: tekstūrą, aromatą ir skonį. Jau seniai pripažinta, kad bulvės yra puikus substratas mielėms, turi pakankamą kiekį mineralų tokių kaip - kalis, magnis ir fosforas. Bulvių sudedamosios dalys turi unikalų gebėjimą stimuliuoti mielių ląstelių augimą ir aktyvuoti cukraus fermentaciją.
Kepant duoną, bulvių miltai naudojami ne tik kvietiniams kepiniams pagerinti. Norint gauti gero skonio ir priimtinos tekstūros duoną, bulvių miltų rekomenduojama dėti ne daugiau kaip 10 % [33].
1.2.Raugų apdorojimas
Savaiminė raugo fermentacija – ko gero seniausia žmonijai žinoma grūdų fermentacija. Jos pagrindinė funkcija yra tešlos purenimas, tokiu būdu išgaunant labiau akytą duoną. Seniau raugams buvo naudojamos alaus mielės. Šiais laikais jos mažai naudojamos, kadangi duonos kepimas yra
10 mechanizuotas [44]. Žinoma, kad duonos skonis nebūtų prarastas, kai kurios kepyklos yra sukūrusios arba perdirbusios fermentacijos įrenginius. Dalis tešlos fermentuojama keletą valandų, kad būtų išgautas malonus aromatas. Vėliau tešla sumaišoma su likusiais ingredientais. Sekantis šios evoliucijos etapas – sauso raugo naudojimas, kad būtų supaprastintas sudėtingas tešlos gaminimo procesas. Toliau kepyklose viskas automatizuota: automatizuotos miltelių ar skysčio dozės, periodiniai maišytuvai, tunelio formos krosnys, spiraliniai aušintuvai, raikymo programa, pakavimo aparatai ir netgi roboto rankos, sukraunančios galutinius produktus ant padėklų. Raugų fermentacija yra tradicinis procesas, gerinantis duonos kokybę ir paįvairinantis kvietinės bei ruginės duonos įvairovę [91].
Šiomis dienomis raugai naudojami duonos, tortų ir tešlainių gamyboje. Raugai turi tipinių mielių savybių, nes turi panašią mikroflorą. Dėl raugo mikrobų, iš jo pagaminta tešla yra analogiškai aktyvi ir gali būti aktyvuota keletą kartų. Šie mikroorganizmai užtikrina rūgšties gamybą ir puskepinių kilimą, įmaišius miltų bei vandens, tačiau tai nėra lengvas procesas [39]. Įvairios miltų savybės ir apdorojimo kriterijai prisideda prie tam tikro raugo mikrofloros veikimo. Fermentacijos metu, dėl mikrobų ir fermentų reakcijų, angliavandenių ir baltymų dariniuose vyksta biocheminiai pokyčiai.
1.2.1. Raugų savybės
Raugų naudojimas kvietinės duonos gamyboje yra žinomas kaip priemonė pagerinti kvietinės duonos kokybę, juslins savybes ir saugą. Puikus pavyzdys galėtų būti gerai žinoma itališka Kalėdų duona Panettone, kilusi iš Milano. San Francisko duona su raugu, Prancūzijos duonos kepiniai ir sūdyti krekeriai, maža to, ir kiti kvietiniai produktai, kuriuos gaminant pasitelkiamas fermentacijos procesas. Fermentacija veikia tešlos reologiją dviem pakopomis: ji veikia patį raugą, o taip pat ir duonos tešlą. Raugo fermentacija sumažina tešlos tąsumą ir klampumą ir padaro ją minkštesnę. Šie reologiniai pokyčiai ir jų poveikis duonai gali būti kontroliuojami, priklausomai nuo fermentacijos laiko ir pelenų kiekio miltuose, fermentacijos pradžioje [11]. Taip pat, endogeniniai miltų faktoriai (angliavandeniai, azoto šaltiniai, mineralai, lipidai su laisvosiomis riebalų rūgštimis ir fermentų veikla) ir technologiniai kriterijai (temperatūra, tešlos drėgnis, deguonis, fermentacijos laikas ir raugo atnaujinimo kartų kiekis) turi didelės įtakos raugo mikroflorai ir kildintų kepinių savybėms [39].
11 1.2.2. Raugų klasifikacija
Priklausomai nuo taikomų technologijų, duonos raugai yra skirstomi į 3 tipus: I tipo raugas, tai toks raugas, kuris gaminamas iš ankstesnės fermentacijos tešlos. Šie raugai yra tradiciniai. II tipo raugas yra pramoninis. Jo fermentacijai naudojamos tam pritaikytos bakterijų atmainos. Šio tipo raugas gali būti skysto pavidalo, todėl pramoninėje kepykloje jį lengva dozuoti. III tipo raugas gali būti išdžiovinamas, todėl pramoninėse kepyklose dažnai naudojamas dėl savo kokybės stabilumo. III tipo raugai yra pati patogiausia priemonė, suteikianti duonai autentiško skonio, dėka šiuolaikinių aukštųjų technologijų duonos pramonėje [75].
Pramonėje yra daugybė III tipo raugų variantų [7]. Norint išgauti mikrobinį stabilumą, naudojami įvairūs džiovinimo būdai kartu su skysčio pasterizacija. Dažniausiai naudojamos purkštuvinės ir būgninės džiovyklos. II ir III tipų tešloms reikia mielių (S. cerevisiae), kaip papildomos kildinimo priemonės, tuo tarpu I tipo raugams, jokių papildomų priemonių nereikia. Pritaikant džiovinimą purkštuvinėse džiovyklose, rauge esanti drėgmė pašalinama karšto oro srove. Visas vanduo, kuris sudaro apie 90 % raugo, išgaruoja, o raugo lašeliams krentant žemyn karštame ore susidaro miltelių pavidalo produktas. Proceso metu milteliai aušinami, norint išvengti karamelizacijos. Būgninio džiovinimo procese, nerūdijančio plieno cilindrai yra kaitinami garais. Būgninėse džiovyklose, priklausomai nuo temperatūros ir laiko santykio, išgautas raugas gali būti daugiau karamelizuotas. Būgninio džiovinimo procesu išdžiovintas III tipo raugas ne tik pagerina galutinio produkto juslines savybes, bet ir suteikia salyklinio, karamelizuoto skonio bei skrudintos duonos aromato. Reikia pripažinti, jog naudojant ankstesnius stabilizavimo procesus, prarandami kai kurie aromato dariniai. Siekiant to išvengti, reikėtų naudoti skysto pavidalo raugą ir stabilizuoti jį pasterizuojant arba aušinant. Tokiu būdu rauge išlieka patys nepastoviausi junginiai. Šio pramoninio taikymo privalumas yra tas, jog raugą galima pumpuoti ir jis išlaiko stabilumą [75].
1.3. Pieno rūgšties bakterijų įtaka maisto saugai ir kokybei
PRB metabolitai yra patikima alternatyva sumažinti grybelines infekcijas prieš ir po nuėmus javų derlių. Javų infekcijos gali atsirasti augant ar po perdirbimo, maisto grandinėje. Todėl PRB metabolitų priešgrybelinis veiklos tyrimas įgijo reikšmę moksliniuose tyrimuose. PRB mažina grybelinių ligų vystymąsi slopina patogenus. Be sveikatos saugos gerinimo, PRB metabolitai prailgina maisto produktų galiojimo laiką, pagerina juslines ir tekstūros savybes [69].
12 Javų fermentacija yra viena iš seniausių biotechnologinių procesų, tiek alus ar duona buvo gaminami kartu su mielėmis ir PRB. PRB gaminant pieno ir acto rūgštis, mažėja pH. Mielės gamina anglies dvideginį ir etanolį. Tarp mielių ir PRB sąveikų yra svarbi medžiagų apykaitos veikla rauguose. Besikeičiančių sąlygų fermentacijos metu, prisidedančių prie esančių fermentų aktyvinimo ir pH reguliavimo su tam tikrais fermentais, tokiais kaip amilazė, proteazė, hemi-celiuliozė [70].
Dauguma informacijos apie PRB ir jų konservavimo savybes, dažniausiai siejama su jų antibakteriniu poveikiu. Mikroskopiniai grybai, sukeliantys maisto biologinį gedimą, taip pat išskiria toksinius junginius - mikotoksinus, kurie turi neigiamos įtakos žmonių sveikatai. Tarša mikroskopiniais grybais gali būti reguliuojama natūraliomis priemonėmis, pvz., kepinių gamyboje naudojant PRB raugus. Nustatyta, kad dauguma PRB lėtina mikroskopinių grybų augimą [17].
Iš savaiminių ruginių raugų išskirtos Pediococcus acidilactici gamina bakteriocinus, kurie slopina Bacillus subtilis sporų susidarymą ir pasižymi antibakteriniu poveikiu prieš įvairias duonos gedimą sukeliančias bakterijas [43].
Lactobacillus plantarum rūšių Lactobacillus casei, Lactobacillus lactis, Leuconostoc lactis, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis ir S. thermophilus buvo izoliuotos nuo raugintų pieno produktų. Šios PRB gaminančios bakteriocinus
parodė platų slopinimo spektrą, įskaitant kai kuriuos maisto produktų patogeninius organizmus tokius kaip Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Shigella spp., Staphylococcus aureus ir
Escherichia aerogenea [49; 102]. Enterokokų ir pieno kilmės (Enterococcus faecalis ir Enterococcus faecium), taip pat buvo pranešta, kad gamina įvairių tipų bakteriocinus, su
antimikrobiniu aktyvumu ribojančiu maisto sugedimą ir stabdančių patogeninių bakterijų veikimą, tokių kaip L. monocytogenes, Staphylococcus aureus ir Bacillus spp. [3; 20].
PRB raugo kultūros vaidina svarbų vaidmenį mėsos fermentacijoje, dažniausiai pagerinant galutinio produkto juslinę kokybę [23]. PRB fermentacijos metabolitai padeda išvengti broko ir patogeniškos mikrofloros vystymosi, kuri sukelia produkto rūgštėjimą, taip pat prisideda prie spalvos stabilizavimo ir tekstūros tobulinimo. Mėsos fermentacija sukelia fizinius, biocheminius ir mikrobinius pokyčius, kurie daro įtaką produkto funkcinėms savybėms [21].
Protrūkiai, maistu plintančios ligos, susijusios su šviežių ir minimaliai perdirbtų vaisių ir daržovių vartojimu dramatiškai išaugo per pastaruosius kelerius metus. Tradicinės sanitarinės cheminės priemonės negali visiškai pašalinti mikroorganizmų esančių ant šviežių produktų. Šios sąlygos skatino mokslinius tyrimus, ieškant alternatyvių metodų didinančių maisto produktų saugą. Buvo pasiūlytos apsauginės kultūros, ypač PRB, naudojant minimaliai perdirbtiems produktams [84].
13 Antimikrobinis PRB poveikis daugiausiai yra susijęs su pieno ir acto rūgščių gamyba, taip pat su propionu, sorbine, benzenkarboksi rūgštimi, vandenilio peroksidu, diacetilu, etanoliu, fenoliu tai yra junginiai, tačiau kaip atmainos sugeba sintetinti medžiagas - bakteriocinus [17].
Akivaizdu, kad ne tik organinės rūgštys, vandenilio peroksidas, etanolis ir diacetilas, bet taip pat papildomi PRB metabolitai prisideda prie raugo kultūrų antimikrobinių gebėjimų saugiems maisto produktams. Viena grupė šių metabolitų sudaro bakteriocinus. Kadangi PRB padermės yra „visuotinai pripažintos kaip saugios“ naudoti maisto produktų gamyboje, gavo daug dėmesio, nes šios medžiagos gali būti taikomos „natūralaus“ maisto konservavimui [21].
1.4. Pieno rūgšties bakterijų įtaka kepinių kokybei
Fermentuoti maisto produktai nuo seno vartojami žmonių mityboje. PRB yra svarbiausios kepinių gamyboje, nes jos dominuoja gaminant kepinius dvifaziu būdu – su raugais. Yra daug pranešimų apie šių mikroorganizmų pramoninę svarbą, fermentuotų maisto produktų gamyboje [85].
Maisto ir gėrimų pramonė atranda fermentaciją kaip esminį technologinį procesą, kuriant naujus maisto produktus. Fermentacija gali suteikti produktams įvairių savybių, pavyzdžiui, jie gali pasižymėti unikaliu skoniu, nauda sveikatai, pagerinti tekstūrą ir saugą (prailginti vartoti tinkamumo terminą), išsaugant 100 % produktų natūralumą [97].
PRB vaidina svarbų vaidmenį fermentuotų maisto produktų gamyboje, jos gerina juslines galutinio produkto savybes bei užtikrina biologinę ir cheminę saugą [86].
Raugai tradiciškai buvo naudojami kaip raugas, duonos gamybai. Šiuo metu raugai naudojami tradiciniuose ir specialiuose kepiniuose, todėl duona turi nepakartojamų bruožų pakeičiančių kokybę. Nedaug kepyklų dirba pramoniniu mastu, paliekant raugo kitai duonos partijai. Naudojant raugus pramoniniu mastu, dažniausiai siekiama pagerinti duonos kokybę ir pakeisti priedus. Technologinių tikslų perėjimas lėmė naujų fermentacijos technologijų ir raugo kultūrų plėtrą [4].
Kvietiniuose ir ruginiuose rauguose vyraujančios heterofermentinės PRB pagrinde metabolizuoja sacharozę ir maltozę. Fermentuojamame substrate esanti sacharozė katalizuoja egzopolisacharidų formavimąsi, kurie suteikia fermentuojamam substratui specifinę konsistenciją [30].
Taipogi, teigiamas poveikis yra susijęs su rauge fermentacijos metu vykstančiu PRB metabolizmu, organinių rūgščių veikla, skonio junginiais ir egzopolisacharidais. Visų pirma, egzopolisacharidai suformuoti iš sacharozės turi galimybę pagerinti tešlos reologiją ir duonos tekstūrą [34]. Nuo konkrečių PRB padermių priklauso jų gebėjimas gaminti egzopolisacharidus,
14 metabolinis aktyvumas priklauso nuo raugo fermentacijos metu esančios mikrofloros [29], visa tai prisideda prie raugų gebėjimo daryti įtaką duonos kokybei [32; 45]. Neseniai egzopolisacharidus suformuojančios PRB buvo naudojamos gaminant begliutenius produktas [34; 35].
1.5. Kepinių žiedėjimas ir mikrobiologinis gedimas
Duonos užteršimas įvyksta po terminio apdorojimo – oru keliaujančios dulkių ir pelėsių sporos yra pagrindinė duonos mikrobinio gedimo priežastis. Be ekonominių nuostolių, duonos gedimas taip pat kelia pavojų vartotojų sveikatai, ypač jei duona užteršta mikroskopiniais grybais, produkuojančiai mikotoksinus. Raugo PRB lėtina duonos žiedėjimą ir gerina kepinių kokybę. Duona, pagaminta su raugu, žiedėja lėčiau [12]. Raugo PRB gamina daug antimikrobinių medžiagų, pavyzdžiui, organinių rūgščių, CO2, etanolio, vandenilio peroksido, diacetilo, riebalų rūgščių,
fenilacto rūgšties, reuterino ir fungicidų [87]. Acto ir propiono rūgštys, pagamintos heterofermentinių PRB yra efektyvesnės nei pieno rūgštis [87]. Heksano rūgštis, kurią produkuoja
L. sanfranciscensis CB1, kartu su acto, skruzdžių, propiono ir sviesto rūgštimis, vaidina svarbų
vaidmenį slopinant Fusarium, Penicillium, Aspergillus ir Monilia augimą kepiniuose. Be to,
L.plantarum rodo labai platų antimikrobinį aktyvumą ir priešgrybeliniai junginiai, ypač fenilacto
rūgštys, buvo įvardintos kaip atsakingos už grybelių slopinimą [81]. Taip pat buvo įrodyta, kad
Lactobacillus reuteri atmainos gamina reuteriną, antimikrobinę medžiagą, veikiančią prieš
bakterijas, mieles ir grybus [31]. Tikriausiai dėl organinių rūgščių gamybos ir kitų dar nežinomų antibakterinių medžiagų, raugų PRB taip pat veiksmingos prieš Bacillus spp. sukeliamą kepinių gedimą „bulvinę ligą“ [98].
1.6. Pieno rūgšties bakterijų egzopolisacharidai
Gaminant duoną arba šaldytas tešlas, įprasta jas papildyti augalinės kilmės polisacharidais, kad būtų pagerintos tekstūros savybės bei duonos galiojimo laikas. PRB išskiriami polimerai, gali turėti teigiamos įtakos tešlos ir duonos technologinėms savybėms: tešlos vandens sugėrimui, tešlos reologijai ir mechaniniam apdorojimui, tešlos stabilumui šaldymo ir laikymo metu, kepalo tūriui ir sužiedėjimo prevencijai. Gerinančios mitybinę vertę ir juslines savybes PRB plačiai taikomos maisto produktų gamyboje ir pripažintos saugiais mikro- organizmais [64]. Javų grūduose, pavyzdžiui, kviečiuose, yra nedaug kai kurių gyvybiškai svarbių aminorūgščių, pavyzdžiui, lizino, treonino, metionino, triptofano ir izoleucino. Dėl šios priežasties javų grūdai gali būti laikomi produktu, neturinčiu aukštos kokybės baltymų. Mikroorganizmų liofilizuotomis
15 kultūromis galima papildyti grūdų produktus, pavyzdžiui, kvietinius, taip pagerinant jų baltymų kokybę. Taip pagerinamas ir kepinių su raugais mineralų prieinamumas [51]. Mažas pH, susijęs su chemiškai arba mikrobiologiškai parūgštinta kvietine tešla, sukelia fitato komplekso tirpimą, taip padidindamas mineralų biologinį prieinamumą. L. sanfranciscensis pagerina fermentuotų produktų maistines savybes, nes gali būti metabolizuojami bifidobakterijų [47]. Kai kurios PRB parodė hidrolizuojantį poveikį peptidams, susijusiems su javų netoleravimu [18].
1.7. Kvietiniai kepiniai, jų maistinės vertės gerinimo galimybės
Remiantis pasauliniu mastu kylančiomis sveikatos problemomis, kyla susidomėjimas vadinamaisiais funkcionaliaisiais maisto produktais, kurie vartojami, siekiant fiziologinės naudos ir lėtinių ligų prevencijai [22].
Kvietinė duona – maisto produktas pagamintas naudojant paprastus ingredientus, tokius kaip kvietiniai miltai, druska, mielės ir vanduo. Iš grūdinių produktų daugelyje pasaulio šalių duona labiausiai vartojamas maisto produktas, taip pat daugelis pasaulio žmonių duoną vartoja kaip dietinį maisto produktą. Dėl savo paprastumo ir plataus vartojimo, duona gali būti praturtinta ingredientų, kurie gali suteikti naudos vartotojų sveikatai. Šiandien vartotojai nori valgyti sveikesnį maistą, siekiant užkirsti kelią lėtinėms ligoms [37].
Duonoje yra didelis kiekis angliavandenių, baltymų, ląstelienos, vitaminų, mikroelementų ir antioksidantų. Duonoje yra santykinai didelis ląstelienos kiekis (7-8 % sausųjų medžiagų). Tačiau kvietinė duona (pagaminta iš kvietinių miltų be luobelės) turi tik 2-3 % ląstelienos [71].
2014 metais atliktas tyrimas su topinambais (Helianthus tuberosus L.), praturtinant kvietinę duoną inulinu. Kvietinės duonos praturtinimas yra labai naudingas, dėl duonos pramonėje didėjančio poreikio sveikiems maisto produktams. Visų pirma, inulinas teikia daug naudos sveikatai, įskaitant jo prebiotines savybes. Atlikti tyrimai neparodė neigiamo poveikio duonos kokybei, tekstūrai ir juslinėms savybėms [76], o tai yra esmė, siekiant užtikrinti vartotojų pripažinimą.
Šalutiniai daržovių gamybos produktai yra turi daug biologiškai aktyvių junginių. Jie yra nebrangūs ir gaunami dideliais kiekiais. 2012 metais buvo atliktas tyrimas su morkų išspaudų milteliais, kurie panaudoti kepant bandeles. Nustatyta, kad morkų išspaudų milteliuose, yra pakankamas skaidulinių medžiagų kiekis, pasižymintis dideliu hidrataciniu pajėgumu. Įdėjus šio šalutinio produkto į kvietinę tešlą padidėja vandens absorbcija, tešlos brendimo laikas ir tešlos stabilumas, mažėja maišymo nuokrypio indeksas, tačiau gaunami mažesnio tūrio kepalai. Atlikus juslinį vertinimą, labiausiai priimtina buvo duona su morkų išspaudų milteliais kurių kiekis siekė iki
16 3 % [104]. Morkų išspaudų milteliai gali būti laikomi tinkamu funkcionaliuoju maisto priedu kvietiniams kepiniams.
Dar vienas tyrimas buvo atliktas su pupelių miltais. Jos žinomos kaip augalas, turintis didelę kultūrinę ir istorinę svarbą žmogaus mityboje daugelyje pasaulio šalių [77]. Šis ankštinis augalas yra unikalus žmonių mityboje, dėl savo maistingumo ir didelio baltymų kiekio. Jose yra daug baltymų, angliavandenių, ląstelienos, vitaminų ir mineralų, taip pat yra mažai riebalų [78; 92]. Sausainiai su pupelių miltais turėjo didesnį baltymų kiekį ir antioksidacinį aktyvumą, lyginant su kontroliniais. Sausainiai su priimtinomis fizinėmis savybėmis ir didesne maistine verte gali būti gaminami iš dalies pupelių miltų arba visiškai pakeitus kvietinius miltus [105]. Galima pabrėžti, kad atsiveria puiki galimybė plėtoti sveikų miltinės konditerijos gaminių gamybą su pupelių miltais, kuriuose nėra glitimo.
Australijos saldieji lubinai (Lupinus angustifolius), tai ankštinis augalas turintis daug baltymų ir skaidulinių medžiagų. Lubinų miltus galima dėti į duonos tešlą [16], taip pat į kitus kepinius [68]. Pridėjus lubinų miltų į kvietinę duoną sumažėjo glikemijos indeksas [38], taip pat širdies bei kraujagyslių ligų rizika [5]. Tačiau šiuo metu lubinai yra nuvertinti kaip maisto šaltinis, nepaisant jų sveikatai teikiamos naudos [96]. Lietuvoje lubinai sėjami dėl sėjomainos ar pašarams gyvuliams.
Ispaniškasis šalavijas (Salvia hispanica), metinis augalas (angl. Chia). Šalavijo sėklos yra sudarytos iš baltymų (15-20 g /100 g), lipidų (30-33 g / 100 g), pelenų (4-5 g / 100 g) ir angliavandenių (26-41 g / 100 g) taip pat turi didelį skaidulinių medžiagų kiekį (18-30 g / 100 g). Šiose sėklose yra daug antioksidantų, mineralinių medžiagų ir vitaminų [100]. Puig ir Haros (2011) pranešė, kad dėl maistinių savybių šalavijo sėklų vartojimas gali skatinti tinkamą žarnyno veiklą, mažina cholesterolio ir gliukozės kiekį kraujyje, taip pat sumažina ligų, susijusių su metaboliniu sindromu, dažnį. Šalavijo sėklose yra daug polinesočiųjų riebalų rūgščių, ypač omega-3 (50-57 g / 100 g), ir omega-6 (17-26 g / 100 g), riebalų rūgščių [80]. Atlikus juslinį duonos vertinimą su šalavijo sėklomis buvo gauti aukšto lygio priimtini rezultatai, o tai rodo komercinį perspektyvumą, kepant duoną su ispaniškojo šalavijo sėklomis [63].
Alessandra Danza [15] atliko tyrimą į kvietinę duoną įdėdami 25 % geltonosios paprikos miltų. Pagaminta duona buvo analizuojama, siekiant įvertinti fizines ir juslines savybes, taip pat antioksidantų veiklą. Geltonosios paprikos miltų įtraukimas į kvietinę duoną gerokai padidino karotinoidų kiekį, o tai lėmė antioksidacinį duonos aktyvumą. Hidratuotos geltonosios paprikos miltai, kurios koncentracija yra 25 % kvietinių miltų kiekio, gali būti efektyviai įtrauktos į kvietinės duonos tešlą, siekiant pagerinti funkcionaliųjų komponentų koncentraciją bei antioksidacinį aktyvumą.
17 2. DARBO METODIKA
2.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas
Įvertintas Solanum tuberosum, kaip alternatyvios terpės tinkamumas PRB Pediococcus
acidilactici gausinimui. Pagaminti fermentuoti produktai pritaikyti kvietinės duonos gamyboje,
siekiant pagerinti kepinių kokybės ir saugos parametrus.
Solanum tuberosum, kaip alternatyvios terpės tinkamumas buvo vertinamas atliekant šiuos
tyrimus: pH, drėgnis, bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR, ºN), L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis ir PRB kolonijas sudarančių vienetų skaičius grame produkto (KVS/g), taip pat bendras aerobinių bakterijų kiekis, enterobakterijų ir grybų (mielės ir pelėsiai), (1 a pav.).
Pirmo tyrimo etapo metu buvo gaminami Solanum tuberosum fermentuoti produktai. Į smulkintą trintuve šakniavaisių masę įneštos grynos PRB kultūros (santykiu 1:6; v/v). Fermentaciją buvo vykdyta Pediococcus acidilactici optimalioje temperatūroje (+32 oC) 72 valandas. Baigus fermentaciją mėginiai buvo užšaldyti (-18 oC temperatūroje) ir liofilizuoti (-40 oC temperatūroje).
Kvietinės duonos kokybės ir saugos parametrų įvertinimui buvo atlikti tyrimai, kurių pagrindiniai etapai pateikti 1 b paveiksle. Antrojo tyrimo etapo metu buvo atlikta kvietinių kepinių gamyba ir parinktas optimalus Pediococcus acidilactici raugo, pagausinto optimaliame substrate kiekis. Gautos 5 kvietinės duonos su skirtingais kiekiais liofilizuoto raugo mėginių partijos: su 100 g fermentuoto produkto (1M, 2M, 3M mėginiai), su 150 g (4M, 5M, 6M mėginiai), su 200 g (7M, 8M, 9M mėginiai), su 250 g (10M, 11M, 12M mėginiai) ir kontroliniai mėginiai be fermentuoto produkto (13K, 14K, 15K).
Kepinių kokybei ir saugai įvertinti buvo atlikti šie tyrimai: svorio nuostoliai po terminio apdorojimo (nukepimas), formos išlaikymo koeficientas (cm), savitasis tūris, minkštimo akytumas, bendras titruojamasis rūgštingumas ir drėgnis. Atlikta juslinė analizė pagal intensyvumo skalę. Įvertintas PRB poveikis mikrobiologiniam kvietinės duonos gedimui, kepinius laikant polietileninėje pakuotėje kambario temperatūroje.
18 a)
b)
1 pav. Raugo (a) ir su juo pagamintų kvietinės duonos gaminių (b) eksperimento schema
Solanum tuberosum
Fermentacija grynomis Pediococcus acidilactici
72 val. +32 oC temperatūroje
Fermentacijos sustabdymas užšaldant, raugo stabilizavimas liofilizuojant
Raugų pH, drėgnio, BTR, L(+) ir D(-) laktatų, PRB KVS/g nustatymas, aerobinių bakterijų, enterobakterijų, grybų (mielės ir pelėsiai) kiekio mikrobiologinis nustatymas
Kvietinių kepinių su skirtingais kiekiais liofilizuoto raugo gamyba (2,0 %; 2,5 %; 3,0 % ir 3,5 % nuo miltų masės)
Mėginių nukepimas, savitasis tūris, formos išlaikymo koeficientas cm Mėginių drėgnis, BTR Mėginių minkštimo akytumo analizė Juslinė analizė
Raugų įtakos mikrobiologiniam kepinių gedimui įvertinimas
19 2.2. Tyrimų objektai ir jų paruošimas analizei
2.2.1. Raugų gamybai naudotos žaliavos ir įranga
Bulvės (Solanum Tuberosum) įsigytos vietiniame prekybos centre. Nuplauti šakniavaisiai susmulkinti buitine trintuve ir panaudoti raugų gamybai. Bakteriocinus produkuojančios P.
acidilactici KTU05-7 gautos iš KTU Maisto mokslo ir technologijos katedros, buvo panaudotos
bulvių substrato fermentavimui. Mikroorganizmai iki eksperimento laikyti -80 °C temperatūroje MRS sultinyje (Oxoid, Milan, Italy), papildytame 20 % glicerolio, o prieš naudojimą kultivuoti MRS sultinyje ir pagausinti išlaikius termostate 32°C temperatūroje 24 valandas.
2.2.2. Kvietinių kepinių gamybai naudotos žaliavos ir gamybos technologinė schema
Antrame eksperimento etape buvo atlikta kvietinių kepinių, su skirtingais fermentuoto produkto kiekiais, gamyba ir analizė. Kontroliniai mėginiai (be raugo) pagaminti pagal 1 lentelėje nurodytą receptūrą, o tiriamieji pridedant, atitinkamai, 2,0; 2,5; 3,0 ir 3,5 % liofilizuoto raugo (2 lentelė).
1 lentelė. Kvietinių kepinių receptūra
Žaliavos Kiekis, g Kiekis, %
Kvietiniai miltai 550 D 1000 100
Mielės 35 3,5
Druska 17 1,7
Vanduo Pagal paskaičiavimus
Kepinių gamybai naudoti kvietiniai miltai (550 D tipo, glitimas 28 %, drėgnis 14-15 %, pelenų kiekis 0,51-0,63 %, baltymų kiekis 10,5-14,0 %, kritimo skaičius 280-320 s, vandens sugėrimas 58,0-59,5 %, stabilumas ne mažiau kaip 3 min), gauti iš AB „Kauno grūdai“ (Kaunas, Lietuva), presuotos kepimo mielės (Saccharomyces cerevisiae, AB „Sema“, Panevėžys, Lietuva) ir joduota druska „Akmens“ („Artiomsol“, Ukraina, sudėtis: 97,5 % NaCl ir 30±10 mg/kg jodo).
20 2 lentelė. Kepinių su raugais receptūra
Raugo kiekis, g Raugo kiekis, % Mėginio kodas
0 0 Kontrolinis mėginys (K)
100 2,0 1-3M
150 2,5 4-6M
200 3,0 7-9M
250 3,5 10-12M
Pagrindiniai kepinių gamybos etapai:
1. Tešla maišoma 10 min., tešlos temperatūra 27-30 °C. Tešlos maišymas atliktas maišykle
„DIOSNA“(Vokietija).
2. Tešlos atsigulėjimas 20 min., kambario temperatūroje. 3. Dalinimas po 400 g padiniais kepalais.
4. Kildinimas 50 min., 35 ºC temperatūroje, 85 % santykiniam oro drėgniui. 5. Kepimas 230 ºC temperatūroje 25 min.
Kepimas ir kildinimas buvo vykdytas kepimo krosnyje su kildinimo kamera „Sveba Oahlen Fristad Sweden“ (Švedija).
2.3. Tyrimo metodai
2.3.1. Raugų tyrimo metodai
Paruoštiems raugams buvo nustatytas pH, PRB (KVS/g), BTR (ºN), L(+) ir D(-) (g/100g) pieno rūgšties izomerų kiekis, drėgnis (%). Raugų tyrimo metodai pateikti 3 lentelėje.
21 3 lentelė. Raugų tyrimo metodai
Rodikliai Metodo esmė Literatūros šaltinis
pH pH buvo išmatuotas pH – metru „Sartorius Professional Meter PP – 15“, pH – metro elektrodo darbo parametrai nurodyti gamintojo: pH nuo 0 – 14; galima tiriamųjų mėginių temperatūra nuo -5 oC iki 100 oC
temperatūros; elektrodas laikomas 3 mol/l KCL tirpale.
Sventickaitė, Juodeikienė, 2005
[90]
PRB KVS/g Fiziologinis tirpalas paruošiamas, ištirpinus 9g, natrio chlorido 1ml distiliuoto vandens ir tirpalą sterilizavus 15 min 121 oC temperatūroje.
MRS agaro terpė paruošta ištirpinus 70,2 g MRS agaro 1 l distiliuoto vandens. Gautas tirpalas kaitinamas kol agaras visiškai ištirpsta ir sterilizuojamas 15 min. 121
oC temperatūroje.
PRB skaičiui nustatyti sausuose rauguose 10 g raugo buvo sumaišyta su 90 ml fiziologinio tirpalo 0,9 %, homogenizatoriuje. Iš gautos suspensijos ruošti nuo 10-2 iki 10-8 skiediniai. Atitinkamai 10-4 ir 10-8 skiediniai pasėti į petri lėkšteles su MRS agaru. Lėkštelės inkubuotos 35 oC temperatūroje
anaerobinėmis sąlygomis. Po 3 parų nustatytas PRB kolonijų vienetų skaičius 1 g raugo.
LST ISO 15214:2009 [55]
Pusgaminio drėgnis
Tiriamas mėginys džiovinamas (105±1) oC
temperatūroje iki pastovios masės (~2 val.). Masės sumažėjimas apskaičiuojamas masės
procentais.
LST 1492:1997 [54]
L(+) ir D(-) laktatai
Laktatų tyrimo rauge metodika. LST EN 12631:2001 [60]
BTR, ºN 10 g tiriamojo mėginio sumaišyta su 100 ml distiliuoto vandens ir į mišinį įlašinus 3 lašus fenolftaleino (1 % spiritinis tirpalas) nutitruota 0,1 N NaOH tirpalu kol išnyks rausvai rožinė spalva. Titruojamasis rūgštingumas išreikštas Neimano laipsniais (ºN) ir apskaičiuojamas pagal formulę:
Xp = 2*a*k kur: Xp – BTR; a – NaOH tirpalo kiekis
sunaudotas mėginio titravimui, k – NaOH tirpalo titro pataisos koeficientas (k = 1).
LST ISO 11869:2003 [56]
Enterobakterijos Maisto ir pašarų mikrobiologija. Bendrieji enterobakterijų (Enterobacteriaceae) aptikimo ir skaičiavimo metodai
LST ISO 21528-2:2009 [59] Bendras aerobinių
bakterijų kiekis Aerobinių mezofilinių bakterijų skaičiaus nustatymo metodas (lėkštelių metodas) (ICC 125:1978)
LST 1929:2003 [61] Grybai (DRBC
agar) mielės ir pelėsiai
Maisto ir pašarų mikrobiologija. Bendrasis mielių ir
22 2.3.2. Kepinių tyrimo metodai
Kepiniams buvo atlikti šie tyrimo metodai: kepinio tūrio analizė, kepinio savitojo tūrio analizė, bendras titruojamasis rūgštingumas, minkštimo akytumas, kepinių mikrobinio gedimo įvertinimas. Pateikiama 4 lentelėje.
4 lentelė. Kvietinės duonos su bulvių raugu tyrimo metodai
Rodikliai Metodo esmė Literatūros šaltinis
Kepinio drėgnis
5 g duonos minkštimo mėginys džiovintas +105 °C temperatūroje iki pastovios masės. Masės pokytis apskaičiuotas, %.
LST 1492:1997 [54]
Kepinio tūris
Tiriamas mėginys išstumia savo tūrį atitinkantį sorų kruopų kiekį, kuris išmatuojamas matavimo cilindru, ml.
Sventickaitė ir kt., 2002 [89]
Kepinio savitasis tūris
Kepinys pasveriamas elektroninėmis svarstyklėmis 0,1 g tikslumu. Specifinis tūris (Dens) apskaičiuojamas pagal tūrio ir masės santykį, ml/g.
ICC No. 131:1995 [41]
Minkštimo akytumas
Žuravliovo prietaiso cilindru išpjaunami trys minkštimo mėginiai ir pasveriami. Apskaičiuojamas akytumas %.
LST 1442: 1996 [53]
BTR tyrimo metodika
10 g tiriamojo mėginio sumaišyta su 100 ml distiliuoto vandens ir į mišinį įlašinus 3 lašus fenolftaleino (1 % spiritinis tirpalas) nutitruota 0,1 N NaOH tirpalu kol išnyks rausvai rožinė spalva. Titruojamasis rūgštingumas išreikštas Neimano laipsniais (ºN) ir apskaičiuojamas pagal formulę: Xp = 2*a*k kur: Xp – BTR; a – NaOH tirpalo
kiekis sunaudotas mėginio titravimui, k – NaOH tirpalo titro pataisos koeficientas (k = 1).
LST ISO
11869:2003 [56]
Juslinė analizė
Duonos kepinių juslinės savybės buvo įvertintos taikant juslinių savybių profilio testą. Vertinimą atliko 5 žmonių grupė.
LST EN ISO 13299:2010 [57] Kepinių mikrobinio gedimo įvertinimas
Kepinių mikrobinio gedimo įvertinimas buvo atliktas vizualiai apžiūrint ir įvertinant atsiradusių mikroskopinių grybų kolonijų intensyvumą minkštimo ir plutelės paviršiuje.
LST ISO 21527-1:2008 [58]
2.4. Matematinė statistinė duomenų analizė
Raugų analizė kartota 2 kartus. Kvietinių kepinių gamyba kartota 2 kartus, paraleliai tiriant po 3 kepinius. Matematinė statistinė tyrimo duomenų analizė atlikta, naudojant MS Excel ir Prism 3.0 statistinį programinį paketą, P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai p<0,05; skaičiuojant P taikytas Stjudento (t) kriterijus.
23 3. REZULTATAI
3.1. Alternatyvioje terpėje pagausintų raugų mikrobiologiniai rodikliai
Raugų mikrobiologiniai rodikliai prieš ir po dehidratacijos pateikti 5 lentelėje. Po liofilizavimo nustatytas nežymiai didesnis PRB KSV/g, nei prieš dehidrataciją (0,98 %). Bendras aerobinių bakterijų KSV/g 1,84 % nustatytas didesnis liofilizuotuose rauguose. Po liofilizavimo rauguose nenustatyta Enterobakterijų ir mielinių bei pelėsinių grybų, tuo tarpu prieš liofilizavimą jų kiekis rauge buvo, atitinkamai, 3,9 log10 KSV/g ir 3,7 log10 KSV/g.
5 lentelė. Raugų mikrobiologiniai rodikliai prieš ir po liofilizavimo
Solanum tuberosum raugų mėginiai PRB Bendras aerobinių bakterijų Enterobakterijų kiekis Grybai mielės/pelėsiai log10 KSV/g Prieš liofilizavimą 7,04 6,95 3,9 3,70 Po liofilizavimo 7,11 7,08 - -
Pastaba: PRB – pieno rūgšties bakterijos; KSV/g – kolonijas sudarantys vienetai grame produkto
3.2. Alternatyvioje terpėje pagamintų raugų fizikiniai cheminiai rodikliai (pH, BTR, L(+) ir D(-)
Raugų rūgštingumo rodikliai pateikti 6 lentelėje. Po 72 val. fermentacijos raugų pH vertė nustatyta 4,65, o BTR – 6,8 ºN. Solanum tuberosum rauge L(+)/D(-) santykis nustatytas 8,5/1, t.y., pagrindinis P. acidilactici KTU05-7 pieno rūgšties izomeras yra L(+).
6 lentelė. Raugų rūgštingumo rodikliai (pH; BTR (oN) ir L(+)/D(-) izomerų kiekis (g/100g))
Mėginiai pH BTR, oN L(+) D(-)
Solanum tuberosum raugas 4,65 6,8 3,39 0,40 Pastaba: BTR – bendras titruojamasis rūgštingumas, oN
24
3.3. Kvietinių kepinių kokybės ir saugos parametrai
3.3.1. Raugų įtaka kepinių kokybės rodikliams: nukepimui, savitajam tūriui, akytumui, drėgniui, bendram titruojamajam rūgštingumui, formos išlaikymo koeficientui
Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu, fermentuotu Pediococcus
acidilactici, svoris po terminio apdorojimo pateiktas 2 paveiksle.
Liofilizuotas raugas mažino kepinių nukepimą. Daugiausiai nukepė kontroliniai kepiniai (19,72 %), tuo tarpu, kepiniai su raugais nukepė nuo 24 % iki 52 % mažiau, atitinkamai, kepiniai su 3,5 % ir 2,5 % liofilizuoto bulvių raugo. Analizuojant bendrą svorio kitimą, nustatyta, kad visais atvejais mėginių su raugais masės nuostoliai po terminio apdorojimo mažesni nei kontrolinių kepinių.
2 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu fermentuotu Pediococcus
acidilactici svoris po terminio apdorojimo (Pastaba: kontrolė - mėginys be raugo, 2,0 % –
mėginys su 2 % raugo, 2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; P – 0,0001; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05)
Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu, fermentuotu Pediococcus
acidilactici, savitasis tūris ml/g ir akytumas pateiktas 3 ir 4 paveiksle.
Liofilizuoto bulvių raugo pridėjimas turėjo neigiamos įtakos kvietinių kepinių akytumui. Nustatyta tendencija, kad kuo didesnis raugo kiekis dedamas, tuo mažesnis kepinių akytumas.
25 Mažiausio akytumo nustatyti kepiniai su didžiausiu kiekio raugo (51,01 +/- 2,10 %), t.y., 33 % mažesnis akytumas nei kontrolinių kepinių. Tokios pačios tendencijos nustatytos ir savitojo tūrio. Nustatytas patikimas ryšys tarp kepinių akytumo ir savitojo tūrio (R=0,7790; P=0,0474).
3 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu fermentuotu Pediococcus
acidilactici, savitasis tūris (Pastaba: kontrolė - mėginys be raugo, 2,0 % – mėginys su 2 % raugo,
2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; P – 0,0042; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05).
Kepinių akytumo rezultatai pateikti 4 paveiksle.
4 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu fermentuotu Pediococcus
26 2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; P – 0,0001; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05).
Kepinių su raugais drėgnis nustatytas didesnis, nei kontrolinių kepinių ir drėgnio kiekis minkštime didėjo, didėjant pridedamo raugo kiekiui. Kepinių su raugais minkštimo drėgnis nustatytas nuo 1,03 % iki 14,49 % didesnis, nei kontrolinių kepinių ir atitiko LST 1129:2003 „Duona. Bendrieji reikalavimai“ [52] reikalavimus.
Kepinių minkštimo drėgnis pateiktas 5 paveiksle.
5 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu fermentuotu Pediococcus
acidilactici, minkštimo drėgnis (%) (Pastaba: kontrolė - mėginys be raugo, 2,0 % – mėginys su 2
% raugo, 2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; P – 0,0001; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05)
Kepinių su raugais BTR nustatytas nuo 98 % iki 172 % didesnis, lyginant su kontroliniais mėginiais (atitinkamai, mėginių su 2,0 % ir 3,5 % liofilizuoto bulvių raugo). Kepinių rūgštingumo padidėjimui turėjo įtakos rauge fermentacijos metu išskiriami PRB apykaitos produktai, (pieno ir kitos organinės rūgštys), kurie sąlygoja terpės aktyviojo rūgštingumo pH sumažėjimą ir BTR padidėjimą.
27 6 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu fermentuotu Pediococcus
acidilactici, bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR, oN) (Pastaba: kontrolė - mėginys be raugo, 2,0 % – mėginys su 2 % raugo, 2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; P – 0,0024; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05).
Solanum tuberosum raugas turėjo neigiamos įtakos kepinių formos išlaikymo koeficientui.
Didžiausias formos išlaikymo koeficientas nustatytas kontrolinių kepinių (3,97 +/- 0,16). Kepinių su raugu formos išlaikymo koeficientas nustatytas nuo 14 % iki 56 % mažesnis, atitinkamai, kepinių su 2,5 % ir 3,5 % liofilizuoto bulvių raugo.
28 7 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu fermentuotu Pediococcus
acidilactici, formos išlaikymo koeficientas (Pastaba: kontrolė - mėginys be raugo, 2,0 % –
mėginys su 2 % raugo, 2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; P – 0,0022; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05)
3.3.2. Raugų įtaka kepinių juslinėms savybėms
Atlikus kvietinės duonos mėginių juslinę analizę, vertintojų grupė įvertino kepinių spalvos ir kvapo savybes: spalvą, bendrą kvapą, duonos kvapą, priedų kvapą, skonio savybes: bendrą skonio intensyvumą, duonos skonį, priedų skonį, rūgštumą, kartumą bei tekstūros savybes: akytumą, trupumą, kietumą, drėgnumą ir priimtinumą.
Kvietinės duonos mėginių, pagamintų su bulvių substrate paruoštais Pediococcus acidilactici, raugais juslinės analizės rezultatai pateikti 8, 9, 10 ir 11 paveiksluose.
Visais atvejais raugas turėjo įtakos kepinių spalvos ir bendram kvapo intensyvumui, kurie didėjo, didėjant raugo kiekiui kepinyje. Duonos kvapas kepiniuose su raugais taip pat įvertintas intensyvesnis, tačiau, jo intensyvumas nepriklausė nuo naudoto raugo kiekio. Priedų kvapas, bendras skonio intensyvumas, duonos skonis ir priedų skonis, taip pat įvertinti intensyvesni kepiniuose su raugais, lyginant su kontroliniais kepiniais. Kepiniuose su raugais buvo juntamas intensyvesnis rūgštumas ir kartumas, šios savybės nenustatytos kontroliniuose kepiniuose. Vertinant kepinių tekstūros juslines savybes, didžiausiu akytumu ir elastingumu pasižymėjo kontroliniai mėginiai (atitinkamai 70,0 ir 70,0). Su didžiausiu raugo kiekiu, kepiniai įvertinti trupiausiais (69,9).
29 Visi kepiniai su raugais buvo kietesnės tekstūros, nei kontroliniai kepiniai. Drėgniausiais įvertinti kepiniai su 2,0 % liofilizuoto bulvių raugo (70,0).
Didžiausio bendro priimtinumo įvertinti kontroliniai kepiniai ir kepiniai su 2,0 % liofilizuoto bulvių raugo (70,0).
Išanalizavus gautus spalvos ir kvapo savybių rezultatus (8 pav.), nustatyta, kad labiausiai spalva ir bendru kvapo intensyvumu išsiskyrė mėginiai, pagaminti su 250 g (3,5 %) liofilizuoto raugo (atitinkamai 61,7 mm ir 69,9 mm), o mažiausiai intensyvi spalva, bendras kvapo intensyvumas ir mažiausias juntamas duonos kvapas nustatytas kontrolinių mėginių be raugo (atitinkamai 19,9 mm, 49,8 mm ir 20,2 mm). Stipriausiu duonos kvapu pasižymėjo mėginiai su 100 g (2,0 %) liofilizuoto raugu (atitinkamai 50,8 mm).
0 10 20 30 40 50 60 70 80Spalva Bendras kvapo intensyvumas Duonos kvapas Priedų kvapas Kontrolė 2% 2.50% 3% 3.50%
8 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu, fermentuotu Pediococcus
acidilactici juslinės spalvos ir kvapo savybės: spalva, bendras kvapo intensyvumas, duonos
kvapas ir priedų kvapas (Pastaba: kontrolė - mėginys be raugo, 2,0 % – mėginys su 2 % raugo, 2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; Spalvos P – 0,0040, bendro kvapo P – 0,0001, duonos kvapo P – 0,0041 ir priedų kvapo P – 0,0269; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05)
30 0 10 20 30 40 50 60 70 Bendras skonio intensyvumas Duonos skonis Priedų skonis Rūgštumas Kartumas Kontrolė 2% 2.50% 3% 3.50%
9 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu fermentuotu Pediococcus
acidilactici PRB juslinės skonio savybės: bendras skonio intensyvumas, duonos skonis, priedų
skonis, rūgštumas, kartumas (Pastaba: kontrolė - mėginys be raugo, 2,0 % – mėginys su 2 % raugo, 2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; Bendro skonio P – 0,0016, duonos skonio P – 0,0069, priedų skonio P – 0,0216, rūgštumo P – 0,0340 ir kartumo P – 0,0789; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05)
Intensyviausiai juntamas bendras skonis bei rūgštumas, nustatytas mėginių su 250 g (3,5 %) liofilizuoto raugo (atitinkamai, 65,1 mm ir 20,3 mm). Mėginių su 200 g (3,0 %) liofilizuoto raugo bendras skonis ir rūgštingumas skyrėsi paklaidų ribose (nustatyti, atitinkamai, 60,7 mm ir 20,8 mm). Duonos ir priedų skonis bei kartumas, stipriausiai buvo jaučiamas mėginių su 250 g (3,5 %) liofilizuoto raugo (atitinkamai, 50,3 mm, 70,0 mm ir 15,0 mm). Silpniausiu bendru skonio intensyvumu, duonos skoniu bei priedų skoniu, pasižymėjo mėginiai su 100 g (2,0 %) liofilizuoto raugo (atitinkamai, 40,1 mm, 20,5 mm ir 40,8 mm). Mažiausiu rūgštumu išsiskyrė kontrolinis mėginys (atitinkamai 0 mm). Silpnas kartumas buvo juntamas mėginių su 100 g (2,0 %), 150 g (2,5 %) ir 200 g (3,0 %) liofilizuoto raugo (atitinkamai, 10,5 mm, 10,0 mm, 10,0 mm).
Palyginus kepinių tekstūros juslines savybes (10 pav.). Nustatyta, kad didžiausiu akytumu (atitinkamai, 70 mm ir 60,7 mm) ir mažiausiu trupumu (atitinkamai, 40,1 mm ir 39,9 mm) išsiskyrė kontrolinis mėginys ir mėginiai su 100 g (2,0 %) liofilizuoto raugo.
31 0 10 20 30 40 50 60 70 Akytumas Trupumas Elastingumas Kietumas Drėgnumas Kontrolė 2% 2.50% 3% 3.50%
10 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu fermentuotu
Pediococcus acidilactici, juslinės tekstūros savybės: akytumas, trupumas, elastingumas,
kietumas, drėgnumas (Pastaba: kontrolė - mėginys be raugo, 2,0 % – mėginys su 2 % raugo, 2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; Akytumo P – 0,0106, trupumo P – 0,0008, elastingumo P – 0,0128, kietumo P – 0,0009 ir drėgnumo P – 0,0047; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05)
Mažiausiu akytumu ir didžiausiu trupumu išsiskyrė mėginiai su 250 g (3,5 %) liofilizuoto raugo (atitinkamai, 10,5 mm ir 69,9 mm). Didžiausiu elastingumu pasižymėjo kontroliniai mėginiai (70,0 mm). Paklaidų ribose nuo jų skyrėsi mėginiai su 200 g (3,0 %) liofilizuoto raugo (atitinkamai, 60,3 mm +/- 2,10 mm). Mažiausiu elastingumu išsiskyrė mėginiai su 250 g (3,5 %) liofilizuoto raugo (10,1 mm). Didžiausiu drėgnumu išsiskyrė mėginiai su 100 g (2,0 %) ir 200 g (3,0 %) liofilizuoto raugo (atitinkamai, 70,0 mm ir 60,0mm), mažiausiu drėgnumu išsiskyrė mėginiai su 250 g (3,5 %) liofilizuoto raugo (20,7 mm).
Kvietinės duonos mėginių, pagamintų su Pediococcus acidilactici, bendras priimtinumas pateiktas 11 paveiksle.
Priimtiniausia įvertinta duona su 100 g (2,0 %) raugo (70,0 mm) ir kontroliniai mėginiai (70,0 mm), mažiausiai priimtinais - su 250 g (3,5 %) raugo (10,0 mm).
32 11 pav. Kepinių, pagamintų su Solanum tuberosum liofilizuotu raugu, fermentuotu
Pediococcus acidilactici, bendras priimtinumas (Pastaba: kontrolė - mėginys be raugo, 2,0 % –
mėginys su 2 % raugo, 2,5 % – mėginys su 2,5 % raugo, 3,0 % – mėginys su 3,0 % raugo ir 3,5 % – mėginys su 3,5 % raugo; P – 0,0169; P – skirtumo tarp rezultatų patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05).
3.3.3. Kvietinių kepinių mikrobinio gedimo intensyvumo vertinimo rezultatai
Kvietinės duonos mėginių su Solanum tuberosum raugu, mikrobiologinis gedimas po 5 parų laikymo, pavaizduotas 7 lentelėje.
Mikrobiologiniai mėginių gedimo požymiai plutoje bei minkštime vizualiai įvertinti po 5 parų laikymo apie 25 °C temperatūroje.
Mažiausias mikrobinis gedimas nustatytas kontrolinių mėginių. Mėginiuose su raugu mikrobinio gedimo intensyvumas buvo stebimas paklaidų ribose.
33 7 lentelė. Kvietinės duonos mėginių su Solanum tuberosum raugu, mikrobinis gedimas po 5 parų laikymo.
Nr. 1 mėginys su 2 % raugo. Nr. 6 mėginys su 2,5 % raugo. Nr. 7 mėginys su 3 % raugo. Nr. 10 mėginys su 3,5 % raugo.
34 4. REZULTATŲ APTARIMAS
Sąlyginai pigaus anglies šaltinio utilizavimas, perdirbant į vertingesnes žaliavas ar produktus yra labai perspektyvus [88]. Būtina ieškoti sprendimų, kaip sumažinti gamybos kaštus, ruošiant gyvybingas PRB kultūras maisto gamybai, t.y., ieškant fermentacijos substrato. Žemės ūkio produktų perdirbimas atveria naują nišą, pritaikant šalutinius gamybos produktus masinei, padidintos vertės produktų, gamybai. Bulvėse yra ne tik didelė koncentracija maistinių medžiagų, jose taip pat gausu mažos molekulinės masės junginių (flavonoidų, karotenoidų, fenolinių junginių bei vitaminų) [6], todėl tai labai gera terpė, nereikalaujanti papildomo praturtinimo maistinėmis medžiagomis, PRB gausinimui. Pagal gautus tyrimo rezultatus, bulvių šakniavaisių substratas yra tinkamas PRB gausinimui. Bulvių raugų pH vertė ir BTR nustatyti, atitinkamai, 4,65 ir 6,8 ºN. Tuo tarpu, buvo charakterizuoti vienuolikos kvietinių raugų mėginių rūgštingumo faktoriai ir nustatyta, kad šiuose rauguose pH kito nuo 3,64 iki 4,04, o BTR nuo 13,8 iki 19,2 ir tik trys iš tirtų mėginių pasižymėjo mažesniu rūgštingumu (jų pH kito nuo 4,67 iki 5,02, o BTR nuo 5,6 iki 10) [93]. Pagal gautus tyrimo rezultatus, galima teigti, kad bulvių substratas yra tinkamas PRB gausinimui ir raugų gamybai, nes nustatytas aukštas PRB KSV/g ir būdingas raugams rūgštingumas.
Pieno rūgšties bakterijos, naudojamos raugų gamybai, vaidina svarbų vaidmenį kvietinių kepinių pramonėje, o pagrindinis jų naudojimo tikslas yra kepinių kokybės pagerinimas [10; 19]. Nors PRB traktuojamos kaip saugios bakterijos, tačiau reikėtų atkreipti dėmesį į jų produkuojamų pieno rūgšties izomerų santykį, nes D(-) laktatas nemetabolizuojamas žinduolių virškinamajame trakte ir gali sukelti sveikatos sutrikimų, dėl pernelyg didelio organizmo rūgštingumo [99]. Bulvių substrate pagausintų PRB pagrindinis produkuojamas izomeras nustatytas L(+) (3,39 g/100g), todėl galima teigti, kad pagaminti raugai yra saugūs šiuo aspektu.
Raugų naudojimas kepinių kokybės gerinimui turi senas tradicijas [94], tačiau skirtingų raugų įtaka kepinių kokybei skiriasi [1; 36; 45; 65]. Bulvių raugai turėjo neigiamos įtakos kvietinių kepinių formos išlaikymo koeficientui. Labiausiai kepinių kokybei įtakos turi miltuose esančių baltymų kiekis ir kokybė [26; 66; 101]. Rauguose esančios PRB pasižymi ne tik amilolitinių, bet ir proteolitinių fermentų aktyvumu, todėl, gali turėti įtakos kepinių tekstūros formavimuisi [8]. Buvo nustatyta, kad liofilizuoto bulvių raugo pridėjimas turėjo neigiamos įtakos kvietinių kepinių akytumui ir savitajam tūriui, o mažiausio akytumo nustatyti kepiniai su didžiausiu raugo kiekiu (33 % mažesnis akytumas nei kontrolinių kepinių). Bulvių raugo pridėjimas, mažino kepinių nukepimą ir didino minkštimo drėgnį. Todėl šiuo aspektu galima teigti, kad bulvių raugą efektyvu naudoti vandens migracijai lėtinti ir masės nuostoliams po terminio apdorojimo mažinti.
35 Kepinių su raugais BTR nustatytas reikšmingai didesnis, lyginant su kontroliniais mėginiais. Tai galima būtų paaiškinti didelio kiekio PRB įvedimu į tešlą. Jų veikla technologinio proceso metu (miltuose esančių angliavandenių metabolizmas), galėjo turėti įtakos didesniam kepinių su raugais BTR.
Raugų panaudojimas kvietinių kepinių gamyboje turėjo įtakos jų juslinėms savybėms. Keletas darbų yra publikuota, kurių esmė buvo pritaikyti PRB raugus, kepinių juslinių savybių pagerinimui [89]. Publikuota, kad Kluyveromyces marxianus, Lactobacillus bulgaricus ir Lactobacillus
helveticus kompozicija suteikia kepiniams išskirtinai aukšto priimtinumo juslines savybes [73]. Leuconostoc sp ir Lactobacillus plantarum, taip pat rekomenduojamos kvietinių kepinių gamybai
[82].
Raugų pridėjimas į kepinius turi įtakos tešlos parametrams bei galutinių kepinių kokybei [13; 11; 48]. Manoma, kad geriausios kokybės kepiniai gaunami, kai pastarieji gaminami naudojant PRB ir mieles [74]. Siekiant užtikrinti proceso stabilumą, patariama fermentaciją pradėti žinomais mikroorganizmais (liofilizuotais, ar pagausintais terpėje) [4]. Tokiuose rauguose PRB dažniausiai yra daugiau nei 8 log10 KSV/g, o PRB ir mielių santykis 100:1 [40]. Kepiniuose su raugais, PRB produkuoja mažiau aromatinių junginių nei mielės, PRB daugiausiai turi įtakos rūgštingumo faktoriams ir su jais susijusioms tešlos reologinėmis savybėmis [67]. PRB yra specifinės, vertinant jų metabolizmo produktus, todėl PRB parinkimas turi būti planuojamas, pagal norimas gauti produkto savybes [14].
Apibendrinant galime teigti, kad bulvių substratas yra tinkama terpė PRB gausinimui, o gautų raugų liofilizavimas nesumažina PRB gyvybingumo juose. Liofilizuotų raugų panaudojimas gali būti taikomas kvietinių kepinių asortimentui plėsti, o optimaliausias liofilizuoto bulvių raugo kiekis būtų 2 %.
36 IŠVADOS
1. Bulvių substratas yra tinkama terpė PRB gausinimui (pH 4,65; BTR 6,8 ºN; PRB 7,04 log10 KSV/g), o gautų raugų liofilizavimas nesumažina PRB gyvybingumo juose (7,11 log10 KSV/g).
2. Bulvių substrate pagausintų PRB liofilizuotas raugas gali būti rekomenduojamas kvietinių kepinių asortimento praplėtimui, o optimalus jo rekomenduojamas kiekis būtų 2 %, nes didesnis raugo kiekis turi neigiamos įtakos kai kuriems kepinių kokybės rodikliams:
2.1. Liofilizuotas raugas mažino kepinių nukepimą. Daugiausiai nukepė kontroliniai kepiniai (19,72 %), tuo tarpu, kepiniai su raugais nukepė nuo 24 % iki 52 % mažiau, atitinkamai, kepiniai su 3,5 % ir 2,5 % liofilizuoto bulvių raugo.
2.2. Liofilizuoto bulvių raugo pridėjimas turėjo neigiamos įtakos kvietinių kepinių akytumui. Mažiausio akytumo nustatyti kepiniai su didžiausiu kiekio raugo (51,01 +/- 2,10 %), t.y., 33 % mažesnis akytumas nei kontrolinių kepinių. Tokios pačios tendencijos nustatytos ir savitojo tūrio. 2.3. Kepinių su raugais minkštimo drėgnis nustatytas nuo 1,03 % iki 14,49 % didesnis, nei kontrolinių kepinių.
2.4. Kepinių su raugais BTR nustatytas nuo 98 % iki 172 % didesnis, lyginant su kontroliniais mėginiais (atitinkamai, mėginių su 2,0 % ir 3,5 % liofilizuoto bulvių raugo).
2.5. Solanum tuberosum raugas turėjo neigiamos įtakos kepinių formos išlaikymo koeficientui. Didžiausias formos išlaikymo koeficientas nustatytas kontrolinių kepinių (3,97 +/- 0,16).
3. Bulvių substrate pagausintų PRB liofilizuotas raugas turi įtakos kvietinių kepinių juslinėms savybėms, didžiausio priimtinumo kepiniai gaunami su 2 % raugo.
