MILTINĖS KONDITERIJOS KEPINIŲ VERTĖS PAGERINIMAS LUPINUS ALBUS AUGALINIAIS PRIEDAIS IR JŲ ĮTAKA AKRILAMIDO FORMAVIMUISI IR ASPARAGINO KIEKIUI

(1)

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA

Veterinarijos fakultetas

AUŠRA LIEKYTĖ

MILTINĖS KONDITERIJOS KEPINIŲ VERTĖS PAGERINIMAS LUPINUS ALBUS AUGALINIAIS PRIEDAIS IR JŲ ĮTAKA AKRILAMIDO FORMAVIMUISI IR ASPARAGINO KIEKIUI

IMPROVEMENT OF BISCUITS VALUE WITH LUPINUS ALBUS AND ITS INFLUENCE ON THE FORMATION OF ACRYLAMIDE

AND ASPARAGINE CONTENT

Veterinarinės maisto saugos ištęstinių studijų MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS

Darbo vadovas: Prof. dr. Elena Bartkienė Maisto saugos ir kokybės katedra

Kaunas, 2016

(2)

2 DARBAS ATLIKTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE

PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ

Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Miltinės konditerijos kepinių vertės pagerinimas Lupinus albus augaliniais priedais ir jų įtaka akrilamido formavimuisi ir asparagino kiekiui“.

1. Yra atliktas mano pačios.

2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje.

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

Aušra Liekytė

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

PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE

Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.

Aušra Liekytė

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

MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADA DĖL DARBO GYNIMO

Prof. dr. Elena Bartkienė

(data) (darbo vadovo vardas, pavardė) (parašas)

MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE (INSTITUTE) Prof. dr. Mindaugas

Malakauskas

(aprobacijos data) (katedros (instito) vedėjo (-os)

vardas, pavardė) (parašas)

Magistro baigiamojo darbo recenzentai 1)

2)

(vardas, pavardė) (parašai)

Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:

(data) (gynimo komisijos sekretorės (-iaus) vardas, pavardė) (parašas)

(3)

3

TURINYS

SANTRAUKA ... 5

SUMMARY ... 6

SANTRUMPOS ... 7

ĮVADAS ... 8

1. LITERATŪROS APŽVALGA... 10

1.1. LUPINUS ALBUS L KLASIFIKACIJA IR APIBŪDINIMAS ... 10

1.1.1. Miltinės konditerijos gaminių maistinės ir funkcionaliosios vertės didinimo galimybės .. ... 11

1.2. PIENO RŪGŠTIES BAKTERIJŲ PANAUDOJIMAS MAISTO PRAMONĖJE ... 12

1.3. AKRILAMIDAS ... 13

1.3.1. Asparaginas akrilamido prekursorius ... 13

1.3.2. Akrilamidas ... 13

1.3.3. Akrilamido mažinimo maiste būdai ... 14

1.3.4. Majaro reakcija ... 15

2. TYRIMO METODIKA... 18

2.1. PAGRINDINIAI TYRIMO METODAI ... 18

2.2. TYRIMO MEDŽIAGOS, OBJEKTAI IR JŲ PARUOŠIMAS ANALIZEI ... 19

2.2.1. Tyrimui naudotų žaliavų charakteristika ... 19

2.2.1.1. Raugų gamybai naudotos žaliavos ... 19

2.2.1.2. Žaliavos, naudotos sausainių gamybai ... 19

2.2.2. Fermentuotų lubinų produktų gamyba ir rūgštingumo rodikliai ... 20

2.2.3. Miltinės konditerijos gaminių su lubinais gamybos technologija ... 22

2.3. TYRIMŲ METODAI ... 24

2.3.1. Asparagino kiekybinė analizė ... 24

2.3.2. Akrilamido tyrimo metodas ... 24

2.3.3. Statistinis tyrimo rezultatų skaičiavimas ir pateikimas ... 25

3. TYRIMŲ REZULTATAI ... 26

3.1.ASPARAGINO KIEKIS MILTINĖS KONDITERIJOS GAMINIUOSE ... 26

3.1.1. Asparagino kiekio palyginamasis įvertinimas sausainiuose su L. sakei fermentuotais augalais ... 26

(4)

4 3.1.2. Asparagino kiekio palyginamasis įvertinimas sausainiuose su P. acidilactici

fermentuotais augalais ... 27

3.1.3. Asparagino kiekio palyginamasis įvertinimas sausainiuose su P. pentosaceus fermentuotais augalais ... 28

3.2. AKRILAMIDO KIEKIS MILTINĖS KONDITERIJOS GAMINIUOSE ... 28

3.2.1. Akrilamido kiekis sausainiuose su L. sakei fermentuotais lubinais ... 28

3.2.2. Akrilamido kiekis sausainiuose su P. acidilactici fermentuotais lubinais ... 29

3.2.3. Akrilamido kiekis sausainiuose su P. pentosaceus fermentuotais lubinais ... 30

3.3. ASPARAGINO IR AKRILAMIDO KIEKIŲ MĖGINIUOSE KORELIACINIŲ RYŠIŲ PALYGINAMASIS ĮVERTINIMAS ... 31

3.4. AKRILAMIDO KIEKIO MILTINĖS KONDITERIJOS GAMINIUOSE SĄSAJOS SU FERMENTUOTŲ AUGALINIŲ PRIEDŲ PH ... 32

3.5. AKRILAMIDO KIEKIO SAUSAINIUOSE IR FERMENTUOTŲ LUBINŲ PRIEDŲ BTR PALYGINAMASIS ĮVERTINIMAS ... 34

3.6.AKRILAMIDO KIEKIO SAUSAINIUOSE KORELIACINIŲ RYŠIŲ SU FERMENTUOTŲ LUBINŲ PRIEDŲ AMILOLITINIŲ FERMENTŲ AKTYVUMU PALYGINAMASIS ĮVERTINIMAS ... 35

3.7.AKRILAMIDO KIEKIO SAUSAINIUOSE KORELIACINIŲ RYŠIŲ SU FERMENTUOTŲ AUGALINIŲ PRIEDŲ PROTEOLITINIŲ FERMENTŲ AKTYVUMU PALYGINAMASIS ĮVERTINIMAS ... 37

3.8.KORELIACINIŲ RYŠIŲ TARP AKRILAMIDO KIEKIO SAUSAINIUOSE IR SAUSAINIŲ SPALVŲ KOORDINAČIŲ PALYGINAMASIS ĮVERTINIMAS ... 38

3.9.KORELIACINIŲ RYŠIŲ TARP AKRILAMIDO KIEKIO SAUSAINIUOSE IR JŲ BENDRO PRIIMTINUMO PALYGINAMASIS ĮVERTINIMAS ... 40

4. REZULTATŲ APTARIMAS ... 43

IŠVADOS ... 45

LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 47

PRIEDAI ... 51

(5)

5

SANTRAUKA

Miltinės konditerijos kepinių vertės pagerinimas Lupinus albus augaliniais priedais ir jų įtaka akrilamido formavimuisi ir asparagino kiekiui

Aušra Liekytė

Magistro baigiamasis darbas

Magistro baigiamasis darbas buvo atliktas 2013-2016 metais Lietuvos sveikatos mokslų universitete, Veterinarijos akademijoje, Maisto saugos ir kokybės katedroje.

Darbo vadovė: Prof. dr. Elena Bartkienė.

Magistrinio darbo apimtis: 50 puslapių, 27 lentelės, 12 paveikslų.

Darbo tikslas: nustatyti fermentuotų Lupinus albus priedų įtaką asparagino ir akrilamido kiekiui miltinės konditerijos kepiniuose.

Eksperimento metu nustatytas asparagino ir akrilamido kiekis sausainiuose ir įvertinta priedų įtaką šių junginių kiekiui.

Nustatyta, kad skirtingi lubinų priedai ir skirtingi jų kiekiai turėjo skirtingos įtakos akrilamido formavimuisi ir asparagino kiekiui miltinės konditerijos gaminiuose. Didžiausias akrilamido kiekis nustatytas mėginiuose su 50 g P. pentosaceus kietafaziu būdu apdorotais lubinų priedais, o didžiausias asparagino kiekis nustatytas sausainiuose su 75 g P. pentosaceus tradiciniu būdu apdorotais lubinų priedais. Mažiausias akrilamido kiekis nustatytas sausainiuose su 75 g L. sakei kietafaziu būdu apdorotu lubinų priedu, mažiausias asparagino kiekis nustatytas mėginiuose su 25 g P. pentosaceus bei L. sakei kietafaziu būdu apdorotu lubinų priedu. Nustatyta, kad bendras sausainių priimtinumas koreliuoja su akrilamido kiekiu gaminiuose, o pastarasis – su tamsesne gaminių spalva.

Apibendrinant galima teigti, kad užtikrinant padidintos vertės sausainių su lubinų priedais saugą fermentacijos pieno rūgšties bakterijomis taikymas būtų tinkamas technologinis sprendimas.

Raktažodžiai: Lupinus albus L., akrilamidas, asparaginas, fermentacija, sausainiai.

(6)

6

SUMMARY

IMPROVEMENT OF BISCUITS VALUE WITH LUPINUS ALBUS AND ITS INFLUENCE ON THE FORMATION OF ACRYLAMIDE AND ASPARAGINE CONTENT

Ausra Liekyte Master‘s Thesis

Master‘s thesis was carried out in 2013-2016, Lithuanian University of Health Sciences, Veterinary Academy, Department of Food Safety and Quality.

Supervisor: Assoc prof. dr. Elena Bartkiene.

Master‘s work consists of 50 pages, 27 tables, 12 figures.

Aim: to evaluate the influence of fermented Lupinus albus on acrylamide formation and asparagine content in biscuits.

In experiment evaluation of asparagine and acrylamide content in biscuits was performed, and the influence of lupine additives and biscuits parameters on acrylamide formation and asparagine content was analysed.

Results showed, that different lupine supplements had different influence on acrylamide formation and asparagine content in biscuits. The highest content of acrylamide was found in biscuits made with 50 g of supplement fermented with P. Pentosaceus in solid state fermentation conditions. The highest content of asparagine was found in biscuits made with 75 g supplements fermented with P. Pentosaceus in submerged fermentation conditions. The lowest content of acrylamide was found in biscuits with 75 g of with L. sakei solid state fermented supplement. While the lowest content of asparagine was found in samples with 25 g of with P. pentosaceus and L.

sakei solid state fermented supplements. It was found correlation between acrylamide content in biscuits and darker colour of products.

We conclude, that higher value biscuits production by using lupine supplements could have negative impact on products safety (acrylamide formation), therefore, fermentation with lactic acid bacteria would be appropriate technological solution for products safety enshuring.

Key words: Lupinus albus L., acrylamide, asparagine, fermentation, biscuits.

(7)

7

SANTRUMPOS

L. sakei – Lactobacillus sakei

P. pentosaceus – Pediococcus pentosaceus P. acidilactici – Pediococcus acidilactici PRB – pieno rūgšties bakterijos

KF – kietafazė fermentacija TF – tradicinė fermentacija AA – Akrilamidas

BTR – bendras titruojamasis rūgštingumas BA – biogeniniai aminai

(8)

8

ĮVADAS

Maisto produktų sauga ir kokybė visais laikais buvo ir bus mokslo ir visuomenės problema.

Instrumentinės analizės metodikų raida ir naujų metodų kūrimas, leidžia nustatyti ir identifikuoti naujus toksiškus cheminius junginius maiste bei kontroliuoti mažesnes jų koncentracijas.

Daugiausiai teršalų (70 proc.) į žmogaus organizmą patenka su maistu, oru – 20 proc. ir vandeniu – 10 proc. Tačiau, dažnėjantys onkologinių ligų atvejai siejami su teršalais, patenkančiais į žmogaus organizmą su maistu (1). Dėl šių priežasčių mokslininkai vykdo tyrimus, kurių tikslas sumažinti šių teršalų kiekį maiste ir žaliavose bei kuria technologijas, kurių metu teršalų kiekis maiste susidaro minimalus. Vienas iš būdų sumažinti teršalų kiekį maiste, tai jo biotechnologinis apdorojimas, mažinant teršalų prekursorius žaliavose. Tuo tikslu naudojamos pieno rūgšties bakterijos (PRB).

Pienarūgštės bakterijos (PRB) dažniausiai naudojamos dėl ekonominio ir technologinio efektyvumo bei produkto saugos.

Fermentacija – tai sudėtingas aerobinis ir anaerobinis energijos metabolizmo procesas, kurio metu susidaro įvairūs junginiai, ir ne visi jie pageidautini galutiniame produkte. Vykstant įvairiems bioprocesams fermentacijos metu galime gauti norimas produkto savybes, veikiant įvairiems mikroorganizmams ir jų fermentams. Šio proceso metu išskirti fermentai ir mikrobiniai metabolitai turi reikšmingą įtaką fermentuotų maisto produktų sudėčiai, makromolekuliniai komponentai (lipidai, polisacharidai ir proteinai) suskaldomi į mažesnės molekulinės masės junginius (cukrus, dekstrinus, aminorūgštis, peptidus, laisvąsias riebalų rūgštis), kurių pasekoje susidaro metabolizmo produktai (vitaminai, ketonai, alkoholiai, rūgštys, esteriai, aldehidai ir kt.). Norint gauti geros kokybės galutinį maisto produktą svarbu ne tik mikroorganizmų, bet ir substrato jų veiklos vykdymui parinkimo tinkamumas. Lubinų sėklos nuo seno naudojamos gyvūnų pašarams kaip baltymų šaltinis. Antioksidacinės medžiagos, tokios kaip karotenoidai, tokoferoliai ir lecitinai randami lubinų baltymuose (2). Pastaruoju metu išaugęs susidomėjimas lubinų (Lupinus albus L.) panaudojimo galimybėmis žmonių mityboje, dėl jų naudingų maistinių savybių. Kaip funkcionalieji ingredientai, jie naudojami duonos, makaronų, ledų, miltinės konditerijos gaminių technologijose.

Lubinuose yra didelis, beveik toks pats kaip sojų sėklose, baltymų kiekis. Taip pat selekcininkai kuria naujas veisles, kuriose alkaloidų kiekis yra minimalus ir nepavojingas sveikatai. Lupinus albus maisto produktų gamyboje naudojami dėl įvairių priežasčių, pvz., dėl energinės vertės sumažinimo, dėl produktų praturtinimo baltymais, dėl savitų juslinių savybių produktams suteikimo ir t.t. Lubinai ir jų produktai rekomenduojami vartoti širdies ir kraujagyslių ligų profilaktikai.

Tačiau baltymingos žaliavos, naudojamos kepinių praturtinimui, gali sudaryti prielaidas didesnei akrilamido koncentracijai juose susidaryti. Akrilamidas, tai kancerogeninis junginys

(9)

9 susidarantis tada, kai maisto produktai, turintys daug angliavandenių ir asparagino aminorūgšties bei apdorojami aukštoje temperatūroje. Todėl įvedant naujas žaliavas, reikia taikyti tam tikrus technologinius sprendimus akrilamido prevencijai.

Išaugus susidomėjimui patvaresniu ir sveikesniu maistu, dalis gyvūninių baltymų keičiama augalų, dažniausiai sojų, baltymais. Tačiau sojos yra genetiškai modifikuotos ir tai kelia vartotojų nepasitenkinimą. Dėl šios priežasties mokslininkai ieško kitų augalinių žaliavų, kuriose būtų galimai didesnis baltymų kiekis.

Ypač naudinga lubinus įdiegti į kvietinės konditerijos kepinių gamybą, tačiau juose kaip ir kituose ankštiniuose augaluose nėra glitimo ir mažas kiekis krakmolo. Todėl jie negali būti naudojami vieni kaip miltinė žaliava kepinių gamyboje, nes pablogintų kepinių struktūrą.

Pakoregavus technologinius procesus, būtina lubinų miltus maišyti su varpinių javų grūdų miltais.

Lubinų sėkloms būdingas didelis lizino ir mažas metionino kiekis, todėl jie ypač tinkami kvietinių miltų pagerinimui, kurių sudėtyje yra mažas lizino ir santykinai mažas sieros turinčių amino rūgščių kiekis (3, 4).

Siekiant užtikrinti fermentacijos proceso efektyvumą, pastaruoju metu gamyba organizuojama gamtos išteklių taupymo linkme, todėl kietafazė fermentacija susilaukė ypatingo mokslininkų susidomėjimo. Kietafazė fermentacija (KF) – tai mikroorganizmų augimas sausoje, mažo drėgnio terpėje (5). Šis procesas vykdomas ant kietos matricos dalelių ir atliekamas esant mažam vandens kiekiui, pakankamam mikroorganizmų vystymuisi ir medžiagų apykaitai. Kietafazės fermentacijos potencialios galimybės išnaudojamos kultivuojant mikroorganizmus esant maksimaliai substrato koncentracijai, todėl gamybos kaštai sumažėja, o efektyvumas padidėja (6).

Darbo tikslas: nustatyti fermentuotų Lupinus albus priedų įtaką asparagino ir akrilamido kiekiui miltinės konditerijos kepiniuose.

Darbo uždaviniai:

1. Pritaikyti Lupinus albus fermentuotus produktus miltinės konditerijos kepinių maistinės vertės padidinimui, parenkant optimaliausią jų kiekį.

2. Įvertinti fermentuotų produktų fizikinių cheminių savybių koreliacinius ryšius su asparagino kiekiu miltinės konditerijos kepiniuose.

3. Įvertinti fermentuotų produktų fizikinių cheminių savybių koreliacinius ryšius su sausainių spalvų koordinatėmis ir akrilamido kiekiu juose.

4. Įvertinti, kurie praturtinti miltinės konditerijos gaminiai yra saugiausi akrilamido aspektu.

(10)

10

1. LITERATŪROS APŽVALGA

1.1. Lupinus albus L klasifikacija ir apibūdinimas

Lubinai (Lupinus spp.) priklauso pupinių, ankštinių kultūrų (Leguminosae) šeimai. Lubinai yra bendras visos genties narių Lupinus ankštinių pavadinimas. Šiuo metu Lupinus genties narių yra žinoma daugiau kaip 300 rūšių, iš kurių tik penkios yra auginamos pramonės poreikiams: baltieji lubinai (Lupinus albus), mėlynieji lubinai (Lupinus angustifolius), geltonieji lubinai (Lupinus luteus), andiniai lubinai (Lupinus mutabilis) ir gausialapiai lubinai (Lupinus polyphillus). Pirmosios trys rūšys yra kilusios iš Viduržemio jūros regionų, o L. mutabilis iš Pietų Amerikos.

Iš pradžių, pavadinimas lubinai buvo kilęs iš lotyniško žodžio ”vilkligė“ (vilkas), nes buvo manoma, kad jie pasisavina dirvožemio maistines medžiagas, tačiau – priešingai, jie kaip ankštiniai augalai papildo žemę azotu (7).

Lubinai vertinami dėl savo savitos cheminės sudėties. Lupinus albus 100 g sėklų yra 10,4 g vandens, o energinė vertė: 1552 kJ (371 kcal), 36,2 g baltymų, 9,7 g riebalų, 40,4 g angliavandenių, 176 mg Ca, 198 mg Mg, 440 mg P, 4,4 mg Fe, 4,8 mg Zn, vitamino A, 0,64 mg tiamino, 0,22 mg riboflavino, 2,2 mg niacino, 0,36 mg vitamino B6, 355 μg folio rūgšties ir 4,8 mg askorbo rūgšties.

Lubinuose baltymų yra apie 40% ir tai žymiai didesnis kiekis, lyginant su varpinių javų grūdais ir kitais ankštiniais augalais, išskyrus soją. Lubinuose taip pat, gausu skaidulinių medžiagų 30-40 proc. (iš kurių netirpių maistinių skaidulų yra 89 proc.). Iš netirpių maistinių skaidulų celiuliozė sudaro 79 proc., hemiceliuliozė 14 proc., ir ligninas 7 proc., riebalų 6-13 proc., antioksidantų, vitaminų ir mineralinių medžiagų.

Pagrindinės aminorūgštys lubinuose: triptofanas, lizinas, metioninas, fenilalaninas, treoninas, valinas, leucinas ir izoleucinas. Antimitybiniai faktoriai lubinuose – alkaloidai. Pagrindiniai alkaloidai Lupinus albus: lupaninas, 13–hidroksi-lupininas ir sparteinas. „Saldžiais lubinais“

vadinami lubinai, kuriuose alkaloidų yra mažiau nei 20 mg/kg. Esant tokiam alkaloidų kiekiui, lubinus galima naudoti maisto gamybai be specialaus paruošimo (7, 8).

Lubinų sėklų riebalus sudaro 10 proc., sočiųjų riebalų rūgščių ir 90 proc., nesočiųjų riebalų rūgščių. 32-50 proc., nesočiųjų riebalų rūgščių sudaro oleino rūgštis, 17-47 proc., - linolo rūgštis ir 3–11 proc., linoleno rūgštis (9).

(11)

11 Lubinų selekcija vystoma trimis pagrindinėmis kryptimis: žmonių mitybai, dėl didelio baltymų ir riebalų kiekio bei mažo alkaloidų kiekio; trąšai, gerinant dirvožemį; pašarams žemės ūkio gyvūnams (10, 11).

1.1.1. Miltinės konditerijos gaminių maistinės ir funkcionaliosios vertės didinimo galimybės

Sausainiai – miltinės konditerijos gaminiai labai populiarūs tarp įvairaus amžiaus žmonių grupių, dėl kelių patrauklių gaminių savybių: įvairaus asortimento, pigumo, įvairaus skonio, ilgo galiojimo. Sausainiuose yra labai daug angliavandenių, riebalų, dėl pastarųjų jie yra labai kaloringi.

Tačiau, juose mažai ląstelienos, vitaminų ir mineralinių medžiagų, todėl jie nėra tinkami kasdieniam vartojimui. Taip pat, sausainiuose yra tik 6-7 proc., baltymų. Todėl vis daugiau mokslinių tyrimų atliekama, norint pagerinti sausainių funkcionaliąsias savybes: juos praturtinant baltymais, ląsteliena, vitaminais ir mineralinėmis medžiagomis. Sausainių sudėtyje esantys riebalai turi daug sočiųjų riebalų rūgščių, kurios sausainiams suteikia tvirtumą, reikalingą sausainių tekstūros stabilumui išlaikyti (12). Tačiau, dėl sveikatingumo pageidautina mažinti sočiųjų riebalų rūgščių ir trans riebalų rūgščių kiekį sausainiuose. Tai padaryti galima koreguojant sausainių receptūras, jose vienus riebalus pakeičiant kitais (12). Šiuo metu daugiausiai tyrimų atliekama sausainius praturtinant sojų pupelėmis, grybais, ryžiais, lubinais, linų sėmenimis, kaip žaliava, juos maišant kartu su kvietiniais miltais (13).

Konditerijos kepinių gamybai naudojami kvietiniai miltai, tačiau pačių kviečių biologinė vertė maža. Kadangi lubinai (Lupinus albus) yra potecialus baltymų šaltinis didinantis gaminio maistinę vertę, šiuo metu populiarėja tendencija maišyti skirtingų grūdų miltus, siekiant gauti didesnės biologinės vertės kepinius (14).

Lubinai ne tik pagerina maistinę varpinių javų grūdų vertę, bet ir padidina maistinių medžiagų pasisavinimą, baltymų tirpumą, riebalų ir aminorūgščių kiekį varpinių javų grūdų miltuose. Kuriant naujus gaminius ir siekiant pasiūlyti naują gaminį su funkcionaliosiomis savybėmis bei aukšta maistine verte, tokios tendencijos yra skatintinos (15).

Dėl didelio baltymų kiekio lubinų miltus galima plačiai taikyti papildant įvairius maisto produktus, pvz.:

 naudoti kaip kiaušinių pakaitalą, pyragų, blynelių, sausainių kepime, makaronuose, traškučiuose, duonoje;

 sviesto pakaitalą: tortų, raguolių kepime.

(12)

12 Lubinuose nėra glitimo, todėl jie naudojami kaip funkcionalieji ingredientai kepinių be glitimo gamybai (9). Lukštentų lubinų sėklos yra vertingas augalinių baltymų ir skaidulinių medžiagų šaltinis, tuo pačiu jose mažai angliavandenių, dėl šių priežasčių lubinus rekomenduojama naudoti efektyviau maisto produktų gamyboje (16).

1.2. Pieno rūgšties bakterijų panaudojimas maisto pramonėje

Pieno rūgšties bakterijos (PRB) jau seniai naudojamos maisto pramonėje, daugiausiai pradinėje fermentacijos stadijoje biologinei kontrolei arba kaip probiotikai. PRB dėka galime gauti didesnės maistinės vertės produktus. Pieno rūgšties bakterijos fermentuoja angliavandenius į pagrindinį metabolitą pieno rūgštį. Angliavandenių fermentacija, sumažintas substrato pH dėl pieno ir kitų organinių rūgščių gamybos, yra svarbūs veiksniai, slopinantys nepageidaujamų mikroorganizmų augimą (17).

Bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR) ir pH, fermentacijos metu yra labai svarbūs.

Pradiniame fermentacijos etape abu rodikliai išlieka tokie patys, o tarpinės fermentacijos metu didėja BTR, mažėja pH. Fermentacijos metu pH priklauso nuo fermentacijoje naudojamų pieno rūgšties bakterijų (18, 19).

Daugelis PRB yra potencialios probiotinės bakterijos, laikomos saugiomis bakterijomis maisto fermentacijose. PRB padermės gali būti atsparios virškinamąjame trakte ir mažinti patogeniškų bakterijų sukeltas infekcjas, išlaiko funkcionalias savybes ir teigiamai veikia organizmo būklę. Produktų fermentacija su PRB yra naudojama sumažinant ar net blokuojant toksinių junginių poveikį (20). PRB įgauna vis didesnį susidomėjimą maisto pramonėje prevencijai prieš pelėsinius grybus. Fermentacijos metu sumažinama mikotoksinų koncentracija žaliavose (21).

Fermentuojant padidėja galutinio produkto saugumas ir prailginamas vartoti tinkamumo terminas (22).

Naudojant PRB kepinių gamybai sumažėja antimitybinių faktorių, geriau pasisavinamos mineralinės medžiagos ir baltymai (23).

(13)

13

1.3. Akrilamidas

1.3.1. Asparaginas akrilamido prekursorius

Asparaginas – asparagino rūgšties monoamidas. Viena iš dvidešimties dažniausiai aptinkamų aminorūgščių Žemėje, turinti karboksamido radikalą. Ši rūgštis nėra nepakeičiama (gyvūnų ir žmonių organizmai gali ją sintetinti). Koduojama dviem kodonais (AAU ir AAC). Pavadinta pagal augalą – „vaistinį smidrą“ (Asparagus officinalis), kuriame gausiai aptinkama. Tai pirmoji aptikta aminorūgštis (1806 metais).

Asparaginas gali sąveikauti su baltymo peptidiniu „skeletu“, todėl dažnai pasitaiko alfa spiralių pradžioje bei pabaigoje bei ties beta segmentų posūkiais, kur pasikeičia peptido tretinė ar net antrinė struktūra. Jis, taip pat, įeina į daugelio glikozilazių aktyvų centrą. Tai cheminis organinis junginys, turintis azoto, kuris susidaro yrant augaliniams baltymams, tirpsta vandenyje, netirpsta spirite ir eteryje, randamas augalų daiguose ir ankštiniuose augaluose.

Termiškai apdorojant didesnėje nei 120°C temperatūroje ir mažame drėgmės kiekyje (kepta duona, bulvės ir pan.) asparaginas reaguoja su kai kuriais (redukuojančiais) sacharidais bei karbonilo grupę turinčiais junginais ir susidaro kancerogeninis junginys - akrilamidas (24).

1.3.2. Akrilamidas

Akrilamidas (AA), kaip toksiškas ir kancerogeniškas junginys, nebuvo žinomas iki 2002 metų. Akrilamidas- tai bekvapė, baltos spalvos kristalinė medžiaga. Jo virimo temperatūra 192,6°

C, lydymosi taškas 84,5° C, tankis 30° C temperatūroje 1,122 g/ml, molekulinė masė 71,08 g/mol.

Poliakrilamido sintezės metu (Majaro reakcija) gautas monomeras - AA yra vienas iš nepageidaujamų kenksmingų junginių. Akrilamido analizei naudojama dujų chromatografija, dujų chromatografija-masių spektroskopija, efektyvaus slėgio skysčių chromatografija, efektyvaus slėgio skysčių chromatografija su masių spektroskopija (25).

Akrilamidas, tai Majaro reakcijos galutinis produktas, kuris susidaro asparaginui reaguojant su redukuojančiais cukrais. Europos maisto saugos tarnybos (EFSA) duomenimis, akrilamidas pasižymi genotoksinėmis, kancerogeninėmis, neurotoksinėmis savybėmis. 2012 metais EFSA ekspertai pranešė, kad akrilamido yra daugelyje termiškai apdorotų maisto produktų, įskaitant grūdų ir pieno produktus. 2010 metais ES šalyse parduodamuose sausainiuose nustatytas akrilamido

(14)

14 kiekis kito nuo 333 µg/kg iki 1337 µg/kg. 12 proc. tirtų mėginių viršijo leidžiamą akrilamido koncentraciją – 500 µg/kg.

Akrilamidas gali susidaryti iš asparagino jį dekarboksilinant ar deamininant (26). Akrilamidas (1 pav.) stabilus kambario temperatūroje, bet gali polimerizuotis lydymosi temperatūroje arba ultravioletinėje šviesoje. Jis lengvai tirpsta vandenyje ir poliniuose tirpikliuose (metanolyje, acetone, etanolyje), tačiau, netirpsta nepoliniuose tirpikliuose. AA turi dvi funkcines grupes (amido grupę ir vinilo dvigubą jungtį).

Akrilamido formavimuisi maiste įtakos turi pH, temperatūra, reakcijos laikas, drėgmės kiekis, reaguojančių medžiagų koncentracija ir reagentai. Sumažinus pH slopinamas akrilamido susidarymas. Ilginant laiką ir keliant temperatūrą, didėja ir akrilamido kiekis galutiniame produkte.

Kuo intensyvesnė ir tamsesnė produkto spalva tuo jame daugiau akrilamido (27).

1. pav. Cheminė akrilamido struktūra (A. Elbashir et al.,(27))

Pagrindinės sausainių žaliavos yra miltai, cukrus, riebalai ir vanduo. Papildomi ingredientai gali būti kiaušiniai, pieno milteliai, druska, kvapiosios medžiagos ir emulsikliai. Sausainių terminio apdorojimo metu vyksta Majaro, lipidų oksidacijos, cukraus karamelizacijos (galutiniame produkte gauname norimą spalvą ir skonį) reakcijos ir susidaro akrilamidas ir furfurolas.

Sausainių žaliavose gausu akrilamido pirmtakų. Miltuose - asparagino ir redukuojančių cukrų.

Kai kurie ingredientai mažina akrilamido susidarymą, tai raugai ir druska (26).

Akrilamidas susidaro tada, kai maisto produktai, turintys daug angliavandenių apdorojami aukštoje temperatūroje, virimo ar kitu terminio apdorojimo būdu (kepimo, skrudinimo, šildymo).

Žaliavose ar virtuose maisto produktuose akrilamidas nesusidaro (27).

1.3.3. Akrilamido mažinimo maiste būdai

Vienas iš būdų sumažinti kepiniuose akrilamido kiekį, tai galimybė kontroliuoti asparagino kiekį žaliavose pasirenkant žaliavas, kuriose mažesnis kiekis baltymų ir laisvųjų aminorūgščių.

(15)

15 Kitas būdas, tai naudojant asparaginazę hidrolizuoti asparaginą į aspartamo rūgštį ir amoniaką.

Pastarasis būdas yra labai veiksmingas, tačiau brangus. Asparaginazė buvo išbandyta daugelyje maisto produktų, įskaitant saldžiuosius sausainius, imbierinius sausainius, traškučius, duoną ir kt.

Nustatyta, kad asparaginazės panaudojimas sumažina akrilamido kiekį 34 – 92 proc. galutiniuose maisto produktuose. Tačiau, norint naudoti asparaginazę, reikia nustatyti kritinius parametrus - fermento kiekį, fermentacijos laiką ir vandens kiekį.

Kiti akrilamido prekursoriai, tai sacharidai. Sacharozė akrilamido susidarymui turi mažiau įtakos nei gliukozė. Pakoregavus gaminių receptūrą ir padidinus sacharozės kiekį nuo 10 iki 35 g, akrilamido kiekis sausainiuose susidarė du kartus didesnis.

Cukrūs, vieni iš pagrindinių sausainių ingredientų gaminant desertus. Jie turi įtakos kepinio tekstūrai, skoniui, saldumui ir spalvai. Jie turi įtakos sausainių kokybei (kietumui, paviršiaus kokybei, spalvai ir kt.). Sacharidų kiekis ribojamas tuomet, kai siekiama, kad tešloje susidarytų glitimo tinklas. Sacharozė – pagrindinis cukrus, naudojamas sausainių gamyboje, tačiau šiandien tokia sacharozė keičiama kitais sacharidais. Sausainiai su dideliu sacharidų kiekiu nėra saugūs akrilamido aspektu.

Maisto technologai rekomenduoja mažinti sacharidų kiekį fermentuojant. Didžiausi sunkumai kuriant technologijas kyla dėl cukraus pakaitalų poveikio galutinio produkto juslinėms savybėms ir produkto saugos užtikrinimui (28).

1.3.4. Majaro reakcija

Pagrindinis procesas kurio metu susidaro akrilamidas – Majaro reakcija. Ši reakcija pavadinta prancūzų mokslininko Louis Camille Maillard vardu. Jis studijavo aminorūgščių ir angliavandenių reakcijas. Majaro reakcija – tai ne viena reakcija, o ciklas sudėtingų reakcijų tarp aminorūgščių ir redukuojančių sacharidų, esant aukštai temperatūrai. Daugeliu atvejų Majaro reakcija ir karamelizacija vyksta vienu metu. Karamelizacija vyksta 120-150° C temperatūroje, o Majaro reakcija gali vykti kambario temperatūroje.

Nors ilgą laiką buvo analizuota ir tirta ši reakcija, tačiau, iki šiol nėra pilnai išanalizuota.

Pagrindinis akrilamido prekursorius – asparaginas. Jis gali termiškai skilti iki aminų ir karboksilinių grupių. Tačiau ši reakcija galima tik tada, kai žaliavose daug redukuojančių cukrų ir asparagino. Po Majaro reakcijos produktai įgauna malonų kvapą ir skonį (29).

Majaro reakciją veikia daug veiksnių: pH, rūgštingumas, aminorūgštys ir sacharidai, temperatūra, trukmė, deguonis, vanduo ir jo aktyvumas ir t.t.. Pirmas šios reakcijos etapas vyksta tarp gliukozės ir aminorūgšties (2 pav.). Tačiau, pirmame reakcijos etape susidaro daugiau nei 100

(16)

16 skirtingų reakcijos produktų. Kuo didesnės molekulinės masės sacharidas, tuo lėčiau jis reaguoja su aminorūgštimis, pvz., ribozės reaguoja greičiau nei heksozės. Iš aminorūgščių, lizinas reaguoja greičiausiai ir suteikia produktui tamsesnę spalvą terminio apdorojimo metu. Cisteinas, kuriam sieros grupė suteikia savitą skonį, reaguoja lėčiau ir produkto spalva gaunama ne tokia intensyvi.

2. pav. Amadori reakcija (http://www.food-info.net/uk/colour/maillard.htm, (30))

Tolesni etapai skiriasi priklausomai nuo susidariusių junginių izomerų ir aminorūgščių, kurios sudaro reaktyvius junginius, kurie galutiniuose skilimo produktuose svarbūs skoninių komponentų furfurilo ir hidroksimetil furfurolo (3 pav.) susidarymui.

3. pav. Hidroksimetilfururolo ir Amadori reakcijos komponentų kitimai (http://www.food- info.net/uk/colour/maillard.htm, (30))

Furfurolas ir hidroksimetilfurfurolas turi įtakos gaminių skoniui. Furfurolas yra galutinis metabolitas reakcijoje su cukrais (ribozė ir kt.). Hidroksimetilfurfurolas reakcija su – heksozėmis (gliukozę ir sacharozę) (4 pav.).

(17)

17 4. pav. Furfurilo ir hidroksimetil furfurolo struktūrinės formulės (http://www.food-

info.net/uk/colour/maillard.htm, (30))

Po šių etapų vyksta dehidracijos reakcija, kurios metu skyla trumpos grandinės hidrolilizinti produktai (diacetilas ir piruvaladehidas ir kt.). Šių trijų pagrindinių etapų metu susidaro įvairūs junginiai, formuojantys skonį ir aromatą bei rudi, didelės molekulinės masės pigmentai – melanoidinai. Melanoidinai randami daugelyje maisto produktų, pvz., kavoje, duonoje, aluje ir t.t..

Iki šiol informacijos apie struktūrines, funkcines ir fiziologines šių maisto komponentų grupių savybes mažai žinoma. Majaro reakcijos metu pasikeitusi galutinio produkto spalva ir skonis vertinami vartotojų. Be to, melanoidinai gali turėti naudingų antioksidacinių savybių.

Majaro reakcijos metu maisto produktuose sumažėja aminorūgščių ir angliavandenių kiekis.

Kai kurie šios reakcijos galutiniai produktai gali būti tokšiski ar net kancerogeniški. Vienas tokių junginių – akrilamidas, potencialiai toksiškas junginys. Majaro reakcijos produktų vartotojai negali išvengti, tačiau jų kiekio mažinimo perspektyvos analizuojamos ir diegiamos gamyboje (30).

(18)

18

2. TYRIMO METODIKA

2.1. Pagrindiniai tyrimo metodai

Pagrindiniai tyrimų metodai ir kryptys pateikti 5 a ir b paveiksluose.

5. a pav. Pagrindiniai tyrimų metodai

Kietafazė ir tradicinė Lupinus albus L fermentacija su skirtingomis PRB , kurios produkuoja bakteriocinus buvo atlikta pirmame eksperimento etape. Jame, taip pat, buvo nustatytas fermentuotų produktų bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR), pH bei drėgnis, bei nustatytos šių rodiklių tarpusavio koreliacijos ir patikimumas.

Bandomieji konditerijos gaminių kepimai su skirtingais lubinų raugų kiekiais ir skirtingomis pienarūgštėmis bakterijomis buvo atlikti antrame eksperimento etape (5 b pav.).

Fermentų aktyvumo tyrimas: amilolitinių ir proteolitinių fermentų aktyvumas pH dinamika

Bendras titruojamasis rūgštingumas

Fermentuoti lubinų produktai

Fermentacijai naudotos PRB: Pediococcus acidilactici; Pediococcus pentosaceus;

Lactobacillus sakei

Baltieji lubinai ( Lubinus albus L.)

Tradicinė fermentacija ( 85 % drėgnis) Kietafazė fermentacija ( 45 % drėgnis)

(19)

19 5. b pav. Sausainių tyrimo metodai

2.2. Tyrimo medžiagos, objektai ir jų paruošimas analizei

2.2.1. Tyrimui naudotų žaliavų charakteristika

2.2.1.1. Raugų gamybai naudotos žaliavos

Lubinai, pieno rūgšties bakterijos ir sterilizuotas vanduo buvo naudoti raugų gamybai.

Lupinus albus L (siauralapiai, baltieji lubinai) buvo gauti iš Vilniaus universiteto Vokės filialo bandomojo ūkio, 2014 m. derliaus. Prieš fermentaciją lubinai buvo susmulkinti „MIAC Braunschweig“ malūnu iki 2 mm skersmens dalelių.

Raugų gamybai naudotos pieno rūgšties bakterijos Pediococcus acidilactici (Pa7), Pediococcus pentosaceus (Pp₈), Lactobacillus sakei (L.s), gautos iš Kauno technologijos universiteto, Maisto mokslo ir technologijos katedros, Grūdai ir grūdų produktai grupės kolekcijos.

2.2.1.2. Žaliavos, naudotos sausainių gamybai

Sausainių gamybai naudotų žaliavų sąrašas pateiktas 1 lentelėje.

1 lentelė. Sasainių gamybai naudotos žaliavos

Žaliava Informacija nurodyta etiketėje Gamintojas

550 C tipo Kvietiniai

miltai

Pagaminti pagal ISO 9001 LTS 1133: 2003. Kvietinių miltų 100 g maistinė vertė: baltymai – 10,3g, riebalai – 1,1 g, angliavandeniai – 70,0 g. Produkto energinė vertė 1406 Kj / 331 ckal

AB „Kauno grūdai“

Juslinė profilinė analizė Spalvų koordinačių spektrofotometrinis

tyrimas

Asparagino tyrimas Akrilamido tyrimas

Miltinės konditerijos gaminių gamyba su skirtingais fermentuotų lubinų kiekiais (25 g;

50 g; 75 g)

(20)

20 1 lentelės tęsinys. Sasainių gamybai naudotos žaliavos

Žaliava Informacija nurodyta etiketėje Gamintojas

„Vilnius“ 80

% margarinas

Margarino sudėtis: augaliniai riebalai ir aliejai ir (80 %), vanduo, druska (0,7 %), nugriebtas pienas, emulsikliai: sojų lecitinas, riebalų rūgščių mono- ir digliceridai, konservantas kalio sorbatas, rūgštingumą reguliuojanti medžiaga citrinų rūgštis, kvapiosios medžiagos atitinkančios natūralias, dažiklis beta karotinas, vitaminai A, D3. 100 g produkto energinė ir maistinė vertė: 2990 kJ / 720 kcal; baltymų < 0,1 g, angliavandenių < 0,1 g, riebalų 80 g. Vitaminų – 900 μg; D3 – 7,5 μg.

UAB „Vilniaus margarino gamykla“

„Saldva“

kepimo milteliai

Sudėtis: kvietiniai miltai, tešlos kildinimo medžiagos: natrio rūgštusis karbonatas E 500, dinatrio difosfatas E 450, rūgštingumą reguliuojanti medžiaga citrinų rūgštis E 330.

UAB

„Tavlinas“ (L 11-340).

„Rimi“

cukrus

100 g produkto maistingumas: energinė vertė 1697 kJ / 399 kcal, baltymų 0 g, angliavandenių 99,8 g, riebalų 0 g.

AB „Nordic Sugar

Kėdainiai“.

„Kaušėnų kiaušiniai“

kiaušiniai

A klasės, L dydžio (63-73 g). UAB „Kaušėnų

paukštynas“.

2.2.2. Fermentuotų lubinų produktų gamyba ir rūgštingumo rodikliai

Sumalti lubinai buvo fermentuoti trijų rūšių PRB, produkuojančiomis bateriocinus (Lactobacillus sakei (L.s), Pediococcus pentosaceus (Pp8), Pediococcus acidilactici (Pa7)).

Kietafazė fermentacija buvo vykdoma substrato drėgniui esant < 50 proc., tradicinė ˃ 50 proc.

Sumalti lubinai fermentuoti grynomis PRB kultūromis, pagausintomis MRS sultinyje (MRS Broth) iki 10⁹. Fermentacija buvo vykdoma 24 valandas, kiekvienai PRB optimaliose temperatūrose (L. sakei – 30 ºC; P. pentosaceus – 35 ºC; P. acidilactici – 32 ºC). Po 24 valandų, į fermentuotus produktus buvo papildomai pridedama smulkintų lubinų ir įpilamas atitinkamas kiekis vandens (tiek, kad fermentuojamų produktų drėgnis tradiciniu būdu būtų > 50 proc, o kietafaziu < 50 proc.).

Konditerijos kepinių gamyboje buvo naudoti pagausinti raugai.

Fermentuotose lubinų produktuose nustatytas PRB kiekis (log10 KSV/g raugo) pateiktas 2 lentelėje.

2 lentelė. PRB kiekis lubinų rauguose Augaliniai

produktai

L. sakei P. acidilactici₇ P. pentosaceus₈

TF KF TF KF TF KF

PRB log10 KSV/g raugo

Lubinai 2,0×10⁷ 1,7×10⁹ 3,3×10⁶ 8,9×10⁸ 5,0×10⁸ 7,4×10⁸

Pastaba: TF - tradicinė fermentacija. KF - kietafazė fermentacija. KSV/g – kolonijas sudarantys vienetai.

(21)

21 Raugų pH po 24 ir 48 val. fermentacijos pateiktas 3 lentelėje.

3 lentelė. Lubinų raugų pH po 24 ir 48 val. fermentacijos

Laikas L. s P. p 8 P. a 7

TF KF TF KF TF KF

Po 24 val 4,96+/- 0,03

6,11+/- 0,03

4,16+/- 0,03

5,49+/- 0,03

4,33+/- 0,03

5,53+/- 0,03 Po 48 val 4,08+/-

0,03

4,69+/- 0,03

4,03+/- 0,03

4,35+/- 0,03

4,05+/- 0,03

4,81+/- 0,03

Pastaba: TF – tradicinė fermentacija; KF – kietafazė fermentacija; L. s – L. sakei; P. p ₈ – P. pentosaceus;P. a ₇ – P. acidilactici; P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05

Lubinų raugų bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR) ir L+/D- laktatų kiekiai pateikti 4 lentelėje.

4 lentelė. Lubinų raugų bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR) ir L+/D- laktatų kiekiai

Rodiklis L. s P. p ₈ P. a ₇

TF KF TF KF TF KF

Bendras titruojamasis rūgštingumas

16,4+/- 0,04

19,6+/- 0,04

18,6+/- 0,04

14,8+/- 0,04

17,4+/- 0,04

23+/-0,04

L(+) 1,96±0,02 10,3±0,11 3,08±0,02 6,02±0,11 4,55±0,14 6,69±0,11 D(-) 6,47±0,22 5,93±0,11 2,5±0,04 3,93±0,11 3,44±0,07 3,48±0,07

Pastaba: TF – tradicinė fermentacija; KF – kietafazė fermentacija; L. s – L. sakei; P. p ₈ – P. pentosaceus;P. a ₇ – P. acidilactici; P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05; L (+) ir D (-) Pienarūgščių bakterijų izomerai

Amilolitinių ir proteolitinių PRB fermentų aktyvumas lubinų rauguose pateiktas 5 lentelėje.

5 lentelė. Amilolitinių ir proteolitinių PRB fermentų aktyvumas lubinų rauguose Fermentuotų

lubinų mėginiai

P. p P. a L. s

KF TF KF TF KF TF

Proteolitinių fermentų aktyvumas

5,91±0,08 75,63±0,34 35,27±0,23 84 ±0,34 16 ±0,27 90,18±0,56

Amilolitinių fermentų aktyvumas

117,4±1,5 552,1±3,2 166,5±1,4 106,5±0,8 295,1±2,1 260,8±1,8

Pastaba: TF – tradicinė fermentacija; KF – kietafazė fermentacija; L. s – L. sakei; P. a – P. acidilactici; P. p – P. pentosaceus; P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05

(22)

22 2.2.3. Miltinės konditerijos gaminių su lubinais gamybos technologija

Fermentuojant skirtingomis PRB buvo gauti 3 raugai, su vienu raugu buvo atlikti 6 kepimai, naudojant skirtingą jo kiekį. Iš viso su lubinų raugais atlikta 18 kepimų. Receptūra, pagal kurią buvo gaminta sausainių tešla, pateikta 6 lentelėje. Sausainių gamyba buvo vykdyta etapais pavaizduotais 6 paveiksle.

6. pav. Sausainių gamybos proceso etapai

6 lentelė. Konditerijos kepinių gamybai naudotų žaliavų kiekiai

Žaliavos Kiekis, g

I II III IV V VI

Kvietiniai miltai 550 C tipo, g 300

Riebalai (80 proc. rieb.), g 100

Cukrus, g 80

Kiaušiniai, g 80

Kepimo milteliai, g 0,003

TF lubinų raugai 25 50 75 - - -

KF lubinų raugai - - - 25 50 75

Pastaba: KF – kietafazė fermentacija; TF – tradicinė fermentacija

Gautų sausainių bendras priimtinumas pateiktas 7 lentelėje.

(23)

23 7 lentelė. Konditerijos kepinių su lubinų raugais bendras priimtinumas

Bakterijos Mėginiai

25 g TF 50 g TF 75 g TF 25 g KF 50 g KF

L. s 90,2+/-7,33 108,2+/-4,92 58,4+/-4,56 152,8+/-3,96 152,8+/-3,96

P. p 8 76+/-20,75 48+/-13,04 127,8+/- 13,79

155,2+/-6,26 158+/-0,00

P. a₇ 81+/-6,24 134,40+/- 21,14

139,2+/- 12,60

151+/-5,92 148,8+/- 10,62

Pastaba: TF – tradicinė fermentacija; KF – kietafazė fermentacija; L. s – L. sakei; P. a ₇ – P. acidilactici; P. p ₈ – P. pentosaceus; P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05

Sausainių su lubinų raugais spalvų koordinatės pateiktos 8 lentelėje.

8 lentelė. Sausainių su lubinų raugais spalvų koordinatės

Mėginiai L⃰ a⃰ b⃰

L. s P. a ₇ P. p ₈ L. s P. a ₇ P. p ₈ L. s P. a ₇ P. p ₈ 25 g TF

75,56 +/- 0,03

70,18 +/- 0,03

70,82 +/- 0,03

4,69+/

-0,03

5,8+/- 0,03

3,04+/

-0,03

32,41+/

-0,03

33,08+

/-0,03

30,43+/

-0,03

50 g TF

77,34 +/- 0,03

67,31 +/- 0,03

75,79 +/- 0,03

2,25+

/-0,03

5,84+/

-0,03

1,18+/

-0,03

33,64+/

-0,03

30,1+/- 0,03

30,35+/

-0,03

75 g TF

78,48 +/- 0,03

72,85 +/- 0,03

70,87 +/- 0,03

3,75+

/-0,03

2,86+/

-0,03

3,04+/

-0,03

34,49+/

-0,03

29,6+/- 0,03

31,79+/

-0,03

25 g KF

73,52 +/- 0,03

65,89 +/- 0,03

59,21 +/- 0,03

3,19+/

-0,03

5,18+/

-0,03

8,47+/

-0,03

30,06+

/-0,03

30,95+

/-0,03

30,03+/

-0,03

50 g KF

85,88 +/- 0,03

64,39 +/- 0,03

65,88 +/- 0,03

3,53+/

-0,03

5,39+/

-0,03

5,49+/

-0,03

34,54+/

-0,03

27,81+

/-0,03

30,17+/

-0,03 75 g KF

76,08 +/- 0,03

68,27 +/- 0,03

59,56 +/- 0,03

2,99+

/-0,03

4,57+/

-0,03

7,55+/

-0,03

31,73+

/-0,03

30,71+

/-0,03

27,51+

/-0,03

Pastaba: L – šviesumas, a – raudonumo koordinatė, b – geltonumo koordinatė; TF – tradicinė fermentacija; KF – kietafazė fermentacija; L.s – L. sakei; P.a 7 – P. acidilactici; P.p ₈ – P. Pentosaceus. P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05

(24)

24

2.3. Tyrimų metodai

2.3.1. Asparagino kiekybinė analizė

Asparagino kiekio nustatymas atliktas efektyviosios skysčių chromatografijos metodu su masių spektrometriniu detektoriumi.

Į 50 ml centrifugavimo kolbą buvo pasverta po 1 g tiriamojo mėginio. Įpilta 40 ml H2O į visus mėgintuvėlius ir išmaišyta bei 30 minučių centrifuguota 4000 x g 10 min greičiu. Vėliau, 10 ml buvo nufiltruota per popierinį filtrą ir pridėta 10 ml H2O. Tada, buvo maišoma su 4 ml metanolio ir 4 ml H2O, išskirtas 1 ml ekstrakto. Po to, 2 ml išskirto ekstrakto lėtai filtruojama per kasetes.

Analizei Qtrap 5500 masių spektrometru naudota 10 µl.

Sąlygos naudojant skysčių chromatografijos analizę Hypercarb kolonėlės, 100 × 2.1 mm, 5 mm, fazė A (0,1% skruzdžių rūgšties vandeninis tirpalas); fazė B (metanolis); izokratinės sąlygos:

fazės A 60 proc. ir fazės B 40 proc.; 0,3 ml/ min – 1 tekėjimo greitis; 40° C kolonėlių temperatūra;

injekcijos tūris 10 µl.

2.3.2. Akrilamido tyrimo metodas

Akrilamido kiekio nustatymas atliktas efektyviosios skysčių chromatografijos ir dvigubosios masių spektrometrijos (LC-MS/MS) metodu.

Pasverta 2 g tiriamojo mėginio ir įdėta į 50 ml centrifugavimo kolbą. Tada, kolba buvo pripildoma 100 ng/ g vidinio standarto ir viskas gerai išmaišyta. Vidinio standarto paruošimas atliekamas taip: 200 µg d3 – akrilamido ištirpinta 10 ml acetonitrilo, gauta 10 ng/ µg koncentracijos d3 – akrilamido vidinio standarto tirpalas. Vėliau, buvo pridėta po 10 ml H₂O ir acetonitrilo. Bei ekstrahavimo druskos (4,0 g MgSO₄ anhidrido ir 0,05 g NaCl). Kolba buvo intensyviai centrifuguojama 1 minutę 4500 × g, 5 min greičiu. Susidaręs heksano sluoksnis buvo pašalintas. Iš kolbos atmatuotas ir perkeltas į mėgintuvėlį 1 ml acetonitrilo ekstraktas, kuriame jau buvo 50 mg PSA ir 150 mg MgSO₄anhidrido. Mėgintuvėliai su turiniu buvo vartomi 30 sekundžių ir išpilstyti į buteliukus po 10 µl LC-MS/MS analizei.

Sąlygos naudojant skysčių chromatografijos analizę Phenomenex Luna 3uHILIC (150× 2,00 mm) kolonėlė. Naudota įranga atliekant tyrimą: Micromass Premier XE sujungtas su Waters 2695 Alliance detektorius. 0,25 ml/min. Eliento tekėjimo greitis; fragmentacija vykdyta m/z: 72 > 55

(25)

25 akrilamidui ir m/z: 78 > 58 akrilamidui d3 – reakcijos rėžimas (MRM); 10µl mėginio įleidimo į kolonėlę tūris; 6 % parūgštintas metanolioacetonitrilas (0,1 %actorūgštis)- mobili fazė.

2.3.3. Statistinis tyrimo rezultatų skaičiavimas ir pateikimas

Sausainių gamyba buvo atliekama du kartus, tiriant 3 paralelinius mėginius. Duomenų statistinė analizė atlikta naudojant SPSS statistinį paketą (apskaičiuotos koreliacijos ir jų patikimumai tarp: akrilamido ir asparagino kiekio sausainiuose; tarp priedų savybių: pH, BTR;

amilolitinių fermentų aktyvumo, proteolitinio fermentų aktyvumo ir sausainių spalvų koordinačių bei akrilamido kiekio, taip pat įvertintos sąsajos tarp akrilamido kiekio sausainiuose ir bendro jų priimtinumo).

(26)

26

3. TYRIMŲ REZULTATAI

3.1. Asparagino kiekis miltinės konditerijos gaminiuose

3.1.1. Asparagino kiekio palyginamasis įvertinimas sausainiuose su L. sakei fermentuotais augalais

Asparagino kiekis mėginiuose su L. sakei fermentuotais lubinų priedais ir kontroliniuose mėginiuose pateiktas 7 paveiksle (1 priedas).

7. pav. Asparagino kiekis sausainiuose su L. sakei fermentuotais Lupinus albus L priedais (µg/

kg) (Pastaba: P = ≤0.05)

Nustatyta, kad mėginiai su 25 g L. sakei kietafaziu būdu fermentuotais Lupinus albus L priedais pasižymėjo mažesniu asparagino kiekiu (84 µg/ kg) nei kontroliniai mėginiai (86 µg/ kg).

Didžiausias asparagino kiekis nustatytas mėginiuose su 75 g L. sakei kietafaziu būdu fermentuotais augaliniais priedais (132 µg/ kg).

Lyginant mėginius su tradiciniu ir kietafaziu būdu fermentuotais Lupinus albus L priedais, didesnis kietafaziu būdu fermentuotų augalinių produktų kiekis padidina asparagino kiekį.

Asparagino kiekis mėginiuose atitinkamai nustatytas, su 50 g L. sakei kietafaziu būdu (107 µg/ kg) ir 75 g L. sakei kietafaziu būdu (132 µg/ kg). Tradiciniu būdu fermentuoti augalų priedai sumažina asparagino kiekį mėginiuose (su 50 g L. sakei (99 µg/ kg), su 75 g L. sakei (97 µg/ kg). Priešingos tendencijos nustatytos sausainiuose su 25 g L. sakei fermentuotų augalų: sausainiuose su kietafaziu būdu fermentuotais augalais 84 µg/ kg, tradiciniu - 108 µg/ kg.

(27)

27 3.1.2. Asparagino kiekio palyginamasis įvertinimas sausainiuose su P. acidilactici fermentuotais augalais

Asparagino kiekis mėginiuose su P. acidilactici fermentuotais lubinų priedais ir kontroliniuose mėginiuose pateiktas 8 paveiksle (2 priedas).

8. pav. Asparagino kiekis miltinės konditerijos kepiniuose su P. acidilactici fermentuotais Lupinus albus L priedais (µg/ kg) (Pastaba: P = ≤0.05)

Didžiausiais asparagino kiekis nustatytas mėginiuose su 75 g P. acidilactici kietafaziu būdu fermentuotais augalų priedais (132 µg/ kg).

Asparagino kiekis kontroliniuose mėginiuose (86 µg/ kg) paklaidų ribose skyrėsi nuo asparagino kiekio mėginiuose su 50 g P. acidilactici kietafaziu būdu (87 µg/ kg) ir su 25 g P.

acidilactici tradiciniu būdu (89 µg/ kg) fermentuotais Lupinus albus L priedais.

Palyginus šią kepinių grupę, nustatyta, kad 25 g P. acidilactici kietafaziu būdu ir 50g P.

acidilactici bei 75 g P. acidilactici tradiciniu būdu fermentuoti augaliniai priedai didina asparagino kiekį sausainiuose, lyginant su kontroliniais mėginiais jis nuststytas didesnis (atitinkamai: 110 µg/

kg; 111 µg/ kg; 114 µg/ kg).

(28)

28 3.1.3. Asparagino kiekio palyginamasis įvertinimas sausainiuose su P. pentosaceus fermentuotais augalais

Asparagino kiekis mėginiuose su P. pentosaceus fermentuotais lubinų priedais ir kontroliniuose mėginiuose pateiktas 9 paveiksle (3 priedas).

9. pav. Asparagino kiekis sausainiuose su P. pentosaceus fermentuotais Lupinus albus L priedais (µg/ kg) (Pastaba: P = ≤0.05)

Didžiausias asparagino kiekis buvo mėginiuose su 75 g P. Pentosaceus tradiciniu būdu fermentuotais produktais (155 µg/ kg). Mažiausias asparagino kiekis nustatytas mėginiuose su 25 g P. Pentosaceus kietafaziu būdu fermentuotais lubinų priedais (84 µg/ kg).

Lyginant kontrolinį mėginį (86 µg/ kg) su kepiniais praturtintais fermentuotų Lupinus albus L priedais, nustatyta, kad visi mėginiai 25 g, 50 g , 75g su P. Pentosaceus tradiciniu būdu bei 50 g ir 75 g su P. Pentosaceus kietafaziu būdu fermentuotais augaliniais priedais didino asparagino kiekį mėginiuose, lyginant su kontroliniais mėginiais (atitinkamai, asparagino kiekis mėginiuose: 115 µg/

kg; 132 µg/ kg; 155 µg/ kg; 102 µg/ kg; 138 µg/ kg).

3.2. Akrilamido kiekis miltinės konditerijos gaminiuose

3.2.1. Akrilamido kiekis sausainiuose su L. sakei fermentuotais lubinais

Akrilamido kiekis mėginiuose su L. sakei fermentuotais lubinų priedais ir kontroliniuose mėginiuose pateiktas 10 paveiksle (4 priedas).

(29)

29 10. pav. Akrilamido kiekis sausainiuose su L. sakei fermentuotais Lupinus albus L priedais (µg/

kg) (Pastaba: P = ≤0.05)

Lyginant mėginius su L. sakei fermentuotais Lupinus albus L priedais, nustatyta, kad didžiausias akrilamido kiekis buvo mėginiuose su 25 g L. sakei tradiciniu būdu fermentuotais lubinų priedais (54,4 µg/ kg). Mažiausias akrilamido kiekis nustatytas mėginiuose su 75 g L. sakei fermentuotais Lupinus albus L priedais (9,9 µg/ kg).

Nustatyta, kad mėginiai su 25 g, 50 g, 75 g tradiciniu būdu fermentuotų augalinių priedų, pasižymėjo didesniu akrilamido kiekiu (atitinkamai: 54,4 µg/ kg; 16,8 µg/ kg; 21,2 µg/ kg), nei mėginiai 25 g, 50g ir 75 g, kurių sudėtyje buvo kietafaziu būdu fermentuotų Lupinus albus L priedų (atitinkamai: 26,3 µg/ kg; 14,2 µg/ kg; 9,9 µg/ kg).

3.2.2. Akrilamido kiekis sausainiuose su P. acidilactici fermentuotais lubinais

Akrilamido kiekis mėginiuose su P. acidilactici fermentuotais lubinų priedais ir kontroliniuose mėginiuose pateiktas 11 paveiksle (5 priedas).

Analizuojant mėginius nustatyta, kad didžiausias akrilamido kiekis yra mėginiuose su 50 g P.

acidilactici kietafaziu būdu fermentuotais Lupinus albus L priedais (148 µg/ kg). Mažiausias akrilamido kiekis nustatytas mėginiuose su 25 g P. acidilactici tradiciniu būdu fermentuotais lubinų priedais (11 µg/ kg).

Lyginant mėginius su P. acidilactici fermentuotais Lupinus albus L priedais, nustatyta, kad akrilamido kiekiui kepiniuose turi įtakos raugų fermentacijos būdas. Mėginyje su 25 g P.

acidilactici tradiciniu būdu fermentuotais lubinų priedais akrilamido nustatytas mažesnis (11 µg/

kg), lyginant su kontroliniu mėginiu (26,6 µg/ kg).

(30)

30 Didinant tradiciniu būdu fermentuoto priedo kiekį kepiniuose (50 g ir 75 g), didėjo ir akrilamido koncentracija (17,7 µg/ kg; 65 µg/ kg). Mėginiuose su kietafaziu būdu fermentuotais augaliniais priedais nustatyta atvirkštinė tendencija. Mėginiuose su 50 g ir 75 g kietafaziu būdu fermentuotais lubinų priedais akrilamido nustatyta, atitinkamai, 148 µg/ kg; 77,8 µg/ kg.

11. pav. Akrilamido kiekis sausainiuose su P. acidilactici fermentuotais Lupinus albus L priedais (µg/ kg) (Pastaba: P = ≤0.05)

3.2.3. Akrilamido kiekis sausainiuose su P. pentosaceus fermentuotais lubinais

Akrilamido kiekis mėginiuose su P. pentosaceus fermentuotais lubinų priedais ir kontroliniuose mėginiuose pateiktas 12 paveiksle (6 priedas).

Palyginus šią kepinių grupę nustatyta, kad didžiausias akrilamido kiekis yra mėginiuose su 50 g P. pentosaceus kietafaziu būdu fermentuotų Lupinus albus L priedų (79,3 µg/ kg). Mažiausias akrilamido kiekis yra mėginiuose su 50 g P. pentosaceus tradiciniu būdu fermentuotų lubinų priedų (12,6 µg/ kg).

Mėginiuose su 75 g P. pentosaceus kietafaziu būdu ir 25 g, 50 g ir 75 g su P. pentosaceus tradiciniu būdu fermentuotų augalinių priedų akrilamido nustatyta mažiau (atitinkamai, 14,1 µg/ kg;

21,7 µg/ kg; 12,6 µg/ kg; 21,9 µg/ kg) nei mėginiuose su 25 g ir 50 g P. pentosaceus kietafaziu būdu fermentuotų lubinų (atitinkamai, 74,7 µg/ kg; 79,3 µg/ kg).

(31)

31 12. pav. Akrilamido kiekis kepiniuose su P. pentosaceus fermentuotais Lupinus albus L priedais

(µg/ kg) (Pastaba: P = ≤0.05)

3.3. Asparagino ir akrilamido kiekių mėginiuose koreliacinių ryšių palyginamasis įvertinimas

9 lentelėje pateikti koreliacinių ryšių koeficientai tarp asparagino ir akrilamdo kiekių sausainiuose, praturtintuose lubinais.

9 lentelė. Koreliacijos koeficientai tarp asparagino ir akrilamido kiekio sausainiuose Pienarūgštės

bakterijos L. sakei P. acidilactici P. pentosaceus

Koreliacijos koeficientas (r), µg/ kg

TF 0,961 0,680 0,105

KF -1 -0,553 -0,922

TF Patikimumas (P) 0,177 0,524 0,933

KF Patikimumas (P) 0,014 0,627 0,253

Pastaba: TF - tradicinė fermentacija; KF - kietafazė fermentacija, P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05

Nustatyta, kad tarp asparagino ir akrilamido kiekio mėginiuose su L. sakei tradiciniu būdu fermentuotais augaliniais priedais yra stiprus tačiau nepatikimas koreliacinis ryšys (r = 0,961; P =

(32)

32 0,177). Mėginiuose su kietafaziu būdu fermentuotais lubinų priedais tarp asparagino ir akrilamido kiekių yra labai stiprus atvirkštinis patikimas koreliacinis ryšys (r = -1; P = 0,014).

Vertinant mėginius su P. acidilactici tradiciniu būdu fermentuotais lubinų priedais, nustatyta, kad tarp asparagino ir akrilamido kiekių yra vidutinis nepatikimas koreliacinis ryšys (r = 0,680; P = 0,524). Mėginiuose su P. acidilactici kietafaziu būdu fermentuotais Lupinus albus L priedais, koreliacinis ryšys tarp asparagino ir akrilamido kiekių yra atvirkštinis nepatikimas vidutinio stiprumo (r = -0,553; P = 0,627).

Apskaičiavus koreliacijos koeficientus, nustatyta, kad tarp asparagino ir akrilamido kiekio mėginiuose su P. pentosaceus tradiciniu būdu fermentuotais lubinų priedais yra labai silpnas ir nepatikimas koreliacinis ryšys (r = 0,105; P = 0,933). Mėginiuose su P. pentosaceus kietafaziu būdu fermentuotais produktais, yra stiprus atvirkštinis nepatikimas koreliacinis ryšys (r = -0,922; P = 0,253).

3.4. Akrilamido kiekio miltinės konditerijos gaminiuose sąsajos su fermentuotų augalinių priedų pH

Akrilamido kiekio sausainiuose ir fermentuotų lubinų pH koreliacinių ryšių koeficientai L.

sakei tradiciniu ir kietafaziu būdu fermentuotų lubinų grupėje pateikti 10 lentelėje, P. acidilactici – 11 lentelėje, P. pentosaceus – 12 lentelėje.

Apskaičiavus koreliacinius ryšius tarp akrilamido kiekio ir L. sakei fermentuotų lubinų priedų pH, nustatyta, kad yra vidutinis atvirkštinis, tačiau nepatikimas koreliacinis ryšys (r = -0,580; P = 0,227).

10 lentelė. Akrilamido kiekio sausainiuose ir lubinų, fermentuotų L. sakei, pH koreliacinių ryšių koeficientai

Mėginiai Koreliacijos koeficientas (r), µg/ kg Patikimumas (P) 25 g TF

-0,580 0,227

50 g TF 75 g TF 25 g KF 50 g KF 75 g KF

(33)

33 Vertinant koreliacinius ryšius tarp P. acidilactici fermentuoto priedo pH ir akrilamido kiekio sausainiuose, nustatyta, kad koreliacinis ryšys yra vidutinis ir nepatikimas (r = 0,552; P = 0,256).

11 lentelė. Akrilamido kiekio sausainiuose ir lubinų, fermentuotų P. acidilactici, pH koreliacinių ryšių koeficientai

0,552 0,256

Įvertinus koreliacijos koeficientus tarp akrilamido sausainiuose ir į juos įdėto fermentuoto P.

pentosaceus lubinų priedo pH, nustatyta, kad koreliacinis ryšys yra vidutinis ir nepatikimas (r = 0,586 P = 0,221).

12 lentelė. Akrilamido kiekio sausainiuose ir fermentuotų lubinų pH koreliacinių ryšių koeficientai P. pentosaceus tradiciniu ir kietafaziu būdu fermentuotų lubinų grupėje

0,586 0,221

(34)

34

3.5. Akrilamido kiekio sausainiuose ir fermentuotų lubinų priedų BTR palyginamasis įvertinimas

Koreliacinių ryšių koeficientai tarp akrilamido kiekio sausainiuose su L. sakei tradiciniu ir kietafaziu būdu fermentuotais lubinų priedais ir priedų BTR pateikti 13 lentelėje, su P. acidilactici – 14 lentelėje, su P. pentosaceus – 15 lentelėje.

13 lentelė. Koreliacinių ryšių koeficientai tarp akrilamido kiekio sausainiuose ir lubinų priedų, fermentuotų L. sakei, BTR

0,468 0,350

Nustatyta, kad tarp akrilamido ir L. sakei fermentuotų lubinų priedų BTR yra silpnas nepatikimas koreliacinis ryšys (r = 0,468; P = 0,350).

14 lentelė. Koreliacinių ryšių koeficientai tarp akrilamido kiekio sausainiuose ir lubinų, fermentuotų P. acidilactici, BTR

Mėginiai Koreliacijos koeficientas (r), µg/ kg Patikimumas (P)

25 g TF

0,531 0,279

(35)

35 Vertinant mėginius su P. acidilactici fermentuotais lubinų priedais, tarp akrilamido kiekio sausainiuose ir P. acidilactici fermentuotų priedų BTR nustatytas vidutinis nepatikimas koreliacinis ryšys (r = 0,531; P = 0,279).

15 lentelė. Koreliacinių ryšių koeficientai tarp akrilamido kiekio sausainiuose ir P. pentosaceus fermentuotų lubinų BTR

-0,665 0,150

Apskaičiavus koreliacijos koeficientus, nustatyta, kad tarp akrilamido kiekio sausainiuose ir P. pentosaceus fermentuotų priedų BTR yra atvirkščiai vidutinis ir nepatikimas koreliacinis ryšys (r

= - 0,665; P = 0,150).

3.6. Akrilamido kiekio sausainiuose koreliacinių ryšių su fermentuotų lubinų priedų amilolitinių fermentų aktyvumu palyginamasis įvertinimas

Akrilamido kiekio sausainiuose ir amilolitinių fermentų aktyvumo fermentuotuose lubinuose koreliacinių ryšių koeficientai su L. sakei tradiciniu ir kietafaziu būdu fermentuotais lubinų priedais pateikti 16 lentelėje, su P. acidilactici – 17 , o su P. pentosaceus – 18 lentelėje.

16 lentelė. Akrilamido kiekio sausainiuose ir fermentuotų lubinų amilolitinių fermentų aktyvumo koreliacinių ryšių koeficientai L. sakei tradiciniu ir kietafaziu būdu fermentuotų lubinų grupėje Mėginiai Koreliacijos koeficientas (r), µg/ kg Patikimumas (P)

25 g TF

-0,588 0,220