LIETUVOS VETERINARIJOS AKADEMIJA
MAISTO SAUGOS IR GYVŪNŲ HIGIENOS KATEDRA
Kristinos Ambrasūnait÷s
Augalinių priedų, fermentuotų Pediococcus acidilactici,
panaudojimo galimyb÷s kvietin÷s duonos kokyb÷s ir
saugos pagerinimui
Magistro darbas
Darbo vadov÷: dr. Elena Bartkien÷
LIETUVOS VETERINARIJOS AKADEMIJA
MAISTO SAUGOS IR GYVŪNŲ HIGIENOS KATEDRA
Magistro darbas atliktas 2008 – 2010 m. Lietuvos veterinarijos akademijoje, Maisto saugos ir gyvūnų higienos katedroje.
Magistro darbą paruoš÷: Kristina Ambrasūnait÷
(Vardas, pavard÷) (parašas)
Magistro darbo vadov÷: dr. Elena Bartkien÷
(LVA Maisto saugos ir gyvūnų higienos katedra)
(parašas)
Recenzentas (ai):
TURINYS
1. ĮVADAS 5
2. LITERATŪROS APŽVALGA
2.1 Sojų panaudojimo galimyb÷s ir reikšm÷ mityboje
8 8
2.1.1. Sojos biologiškai aktyvūs komponentai – izoflavonai 9
2.2. Linų s÷menų reikšm÷ mityboje 11
2.2.1. Linų s÷menų biologiškai aktyvūs komponentai – lignanai 13
2.3. Lubinų maistin÷ vert÷ 15
2.4. Fermentacijos proceso įtaka produktų maistinei vertei 17 3. DARBO METODIKA
3.1. Pagrindin÷s tyrimų kryptys ir jų pagrindimas
18 18 3.2. Tyrimų objektai, medžiagos ir jų paruošimas analizei
3.2.1. Pagrindinių žaliavų, naudotų duonos gamyboje, charakteristikos
20 20 3.2.2. Augalinių produktų fermentavimas ir liofilizavimas 21 3.2.3. Fermentuotų augalinių produktų spalvos koordinačių nustatymo
metodika
22
3.2.4 Liofilizuotų raugų mikrobiologinis tyrimas 23
3.2.5 Lubinų baltyminių medžiagų pokyčių juos fermentuojant tyrimas anijonų mainų chromatografijos metodu
23 3.2.6. Kvietin÷s duonos su skirtingais augalinių produktų fermentuotais ir
nefermentuotais priedais gamyba
23 3.2.7. Mikrobiologin÷ kvietin÷s duonos, supakuotos modifikuotų dujų
atmosferoje, kontrol÷
24 3.3. Duonos gaminių tyrimo metodai
3.3.1. Kvietin÷s duonos gatavų kepinių tyrimų metodai
25 25 3.3.2. Kvietin÷s duonos juslin÷s profilin÷s analiz÷s charakteristika 26
3.4. Matematin÷ statistin÷ duomenų analiz÷ 28
4. REZULTATAI
4.1. Liofilizuotų ir džiovintų vakuume raugų spalvos koordinačių įvertinimas 29 29
4.2. Liofilizuotų raugų mikrobiologinis tyrimas 30
4.3. Geltonųjų ir baltųjų lubinų baltyminių medžiagų pokyčių, vykstančių juos fermentuojant, įvertinimas anijonų mainų chromatografijos metodu
32
4.5. Duonos gaminių žied÷jimo tyrimas 35 4.6. Kvietin÷s duonos kepinių juslin÷s profilin÷s analiz÷s rezultatai 37 4.7. Pakavimo skirtingų dujų atmosferose įtaka kvietin÷s duonos
mikrobiologiniam gedimui 41 IŠVADOS 42 LITERATŪROS SĄRAŠAS 43 SUMMARY PRIEDAI 51 52
1. ĮVADAS
Sveikos mitybos piramid÷ iliustruoja maisto įvairovę ir parodo, koks tur÷tų būti maisto produktų grupių santykis paros maisto davinyje. Augaliniai maisto produktai turi daug biologiškai aktyvių medžiagų, kurios gali apsaugoti nuo l÷tinių ligų: piktybinių navikų, širdies ir kraujagyslių ligų bei kitų susirgimų. Augaliniuose produktuose yra mineralinių medžiagų, vitaminų, maistinių skaidulų, flavonoidų, fenolių, fitosterolių ir kitų medžiagų, palankiai veikiančių žmonių sveikatą. Grūdų, daržovių ir vaisių sud÷tis labai skiriasi, tod÷l patariama valgyti kuo įvairesnius augalinius produktus.
Lietuvoje, kaip ir kitose šalyse, vis populiaresnis tampa vegetarizmas. Dauguma vegetarų nevalgo tik m÷sos, tačiau vartoja pieno produktus, žuvį ir kiaušinius. Tod÷l jiems baltymų netrūks, jei bus suvalgomas pakankamas maisto kiekis. Visose Europos šalyse pripažinta, kad su maistu suvartojamų baltymų dienos norma suaugusiam žmogui yra 0,75 g vienam kilogramui kūno svorio. Rekomenduojama baltymų dienos norma, nustatyta suaugusiam žmogui Amerikos vyriausyb÷s yra 0,8 g vienam kilogramui kūno svorio. Reiktų valgyti pakankamai ankštinių, kad maisto davinyje netrūktų baltymų. Daugiau nei pus÷ paros maisto davinio energijos tur÷tų būti gaunama valgant duoną, kruopas, makaronus ar bulves. Šiuose maisto produktuose yra labai mažai riebalų ir daug vertingų maisto medžiagų. D÷l šių priežasčių tikslinga būtų praturtinti kasdienius maisto produktus, tokius kaip kvietin÷ duona, ne tik fitoestrogenų gausa pasižyminčiais augaliniais produktais (linų s÷menimis ir soja), bet ir daugiau baltymų turinčiais (minimalų alkaloidų kiekį turinčiomis lubinų veisl÷mis).
Pasaulin÷ v÷žio tyrimo organizacija ir mitybos specialistus vienijančios asociacijos pažymi ypatingą maistinių skaidulinių medžiagų ir baltymų svarbą žmonių mitybos racione. Nagrin÷jant gyventojų mitybą racionaliu pagrindu pasteb÷ta, kad daugelyje ES šalių skaidulinių medžiagų suvartojimas yra nepakankamas ir neatitinkantis rekomendacijų (25–30 g/d.). Kvietin÷s duonos gamyboje naudojami rafinuoti kvietiniai miltai, kuriuose skaidulin÷s medžiagos yra pašalintos, miltų gamybos technologinio proceso metu. D÷l šios priežasties būtų tikslinga gaminant kvietinę duoną pasirinkti augalinę žaliavą, turinčią daugiau maistiniu požiūriu vertingų komponentų.
Yra žinoma, kad kai kurie augalai savo sud÷tyje turi įvairių inhibitorių, kurie apsunkina jų pasisavinimą, tod÷l taikant netradicinius augalinius produktus kasdien vartojamų maisto produktų gamyboje, reik÷tų juos inaktyvuoti. Vienas iš inhibitorių inaktyvavimo būdų, tai augalin÷s žaliavos fermentavimas. Raugai naudojami duonos gamyboje kepinių kokybei pagerinti. Raugų prid÷jimas į tešlą sąlygoja tam tikrus technologinius pokyčius, kurie yra specifiniai kvietinei tešlai bei duonos kokybei. Kvietin÷s duonos gamyboje raugai turi įtakos
glitimo baltymams ir tešlos klampai bei elastingumui. Raugo įtaka duonos tūriui priklauso nuo miltų tipo ir raugo kiekio. Didžiausią įtaką raugai turi duonos aromatui ir skoniui. Dar viena svarbi priežastis naudoti raugus yra kepinių žied÷jimo ir mikrobiologinio gedimo procesų sul÷tinimas. Kadangi kvietiniai kepiniai, palyginus su ruginiais, žied÷ja greičiau, tai raugus būtų tikslinga panaudoti šio proceso sul÷tinimui. Duonos žied÷jimas apima cheminių ir fizikinių pokyčių, vykstančių laikant duoną, visumą. Duonos žied÷jimą gali efektyviai l÷tinti ir produktai, padidinantys miltų vandens įg÷rimą ir tuo pačiu minkštimo dr÷gnį. Viena iš natūralių ir dažniausiai naudojamų priemonių žied÷jimui l÷tinti yra raugai.
Duonos gamybos technologijoje svarbi ir mikrobiologinio gedimo problema: pel÷jimas ir bulvine liga. Mikrobiologinis gedimas pasireiškia ypač šiltuoju metų laiku ir d÷l to susidaro dideli gamybiniai nuostoliai. Ypač tai aktualu kvietin÷s duonos gamyboje, kur pastaruoju metu prad÷ti plačiai naudoti intensyvūs vienfaziai tešlos ruošimo būdai ir tik stambiose įmon÷se tešla ruošiama su įmaišu. Tarptautin÷je praktikoje ši problema sprendžiama naudojant specialius chemin÷s prigimties priedus, taip pat raugus, daugiausiai gaminamus iš kviečių perdirbimo produktų fermentuotų pieno rūgšties bakterijomis (PRB).
Duonos gamintojams be pamin÷tų faktorių aktualus kuo didesnis raugų stabilumas, nuo kurio priklauso technologinio proceso tolygumas ir stabili duonos kokyb÷. D÷l šios priežasties aktuali yra raugų stabilumo išlaikymo būdų paieška.
Kepinių juslin÷s ir reologin÷s savyb÷s, o taip pat jų išlaikymas, pokyčiai susiję su žied÷jimu bei mikrobinis saugumas priklauso nuo fermentacijos proceso ir raugų mikrofloros. Didžiausią įtaką duonos su raugais kokybei turi geros konsistencijos ir mikrobiologiškai stabilus raugas, o vienintelis būdas stabilumui užtikrinti yra PRB antimikrobin÷s savyb÷s. Raugų mikroflora bei jos savyb÷s plačiai tyrin÷jamos įvairiose pasaulio šalyse, tačiau apie Lietuvos pramon÷je naudojamus raugus tokių duomenų literatūroje nepavyko rasti.
Vis plačiau nagrin÷jamos galimyb÷s panaudoti bakteriocinus gaminančias PRB kaip pradines kultūras augalin÷s žaliavos fermentavimui. PRB yra rauguose dominuojantys mikroorganizmai ir jų sintetinami bakteriocinai gali užtikrinti fermentuotų produktų stabilumą, sumažinti mikrobinį užterštumą fermentacijos metu, slopinti patogeninių mikroorganizmų bei pel÷sinių mikromicetų augimą.
Yra žinoma, kad fermentuotų augalinių produktų maistin÷ vert÷ kinta. Fermentuoti produktai pasižymi didesne biologine verte, nes fermentavimo metu kinta angliavandenių bei baltymų struktūra, pastarieji tampa mažesn÷s molekulin÷s mas÷s ir geriau pasisavinami. Taip pat išlaisvinamos biologiškai aktyvios medžiagos, kurios yra komplesuose su angliavandeniais, ko pasekoje produktai tampa funkcionalesni ir geriau virškinami.
Darbo tikslas. Pritaikyti kvietin÷s duonos gamyboje Pediococcus acidilactici raugais fermentuotus augalinius produktus: nuriebintus maltus linų s÷menis, nuriebintus sojų miltus, baltuosius lubinus ir geltonuosius lubinus bei ištirti šių fermentuotų produktų pritaikymo galimybes kvietin÷s duonos kokybei bei saugai pagerinti.
Darbo uždaviniai:
- Įvertinti raugų spalvos koordinates ir nustatyti, kuris raugų stabilumą užtikrinantis dr÷gnio pašalinimo būdas yra tinkamesnis Pediococcus acidilactici raugais fermentuotų augalinių produktų stabilumui užtikrinti: liofilizavimas (- 40 °C) ar džiovinimas vakuumin÷je džiovykloje (+ 45 °C).
- Nustatyti ar dr÷gnio pašalinimas iš Pediococcus acidilactici raugais fermentuotų augalinių produktų liofilizuojant įtakoja jų gyvybingumą, įvertinant kolonijų skaičių vienetais grame liofilizuotuose rauguose.
- Nustatyti anijonų mainų chromatografijos metodu, kokia fermentacijos įtaka geltonųjų ir baltųjų lubinų baltymams.
- Įvertinti gatavų duonos kepinių, pagamintų su fermentuotais ir nefermentuotais augaliniais produktais: maltais nuriebintais linų s÷menimis, nuriebintais sojų miltais, geltonaisiais ir baltaisiais lubinais, kokyb÷s rodiklius: minkštimo dr÷gnį, savitąjį tūrį, poringumą, nukepimo svorį ir įvertinti, kurie augaliniai produktai geriausiai tinka kvietin÷s duonos gamybai.
- Ištirti mechaniniu tekstūrografu duonos m÷ginių struktūros pokyčius po 12; 24; 36; 48 ir 60 valandų išlaikymo bei įvertinti, kuris augalinis priedas labiausiai tinkamas kvietin÷s duonos šviežumo trukmei prailginti.
- Atlikti gatavų gaminių juslinę analizę.
- Įvertinti modifikuotų dujų atmosferos įtaką kvietin÷s duonos gaminių (ruoštų vienfaziu ir dvifaziu būdu (su raugais)) laikymui, tikslu apsaugoti ją nuo mikrobiologinio gedimo laikant gaminius supakuotus 8 paras.
2. LITERATŪROS APŽVALGA
2.1 Sojų panaudojimo galimyb÷s ir reikšm÷ mityboje
Soja yra vienas seniausiai žinomų ankštinių šeimos augalų. Kinijoje maistui buvo vartojamas jau prieš 4 tūkstančius metų, o Europoje nuo XIX amžiaus antrosios pus÷s. Pagrindin÷s sojos augintojos – Kinija, Japonija ir JAV. Nors soja kilus iš šiltųjų kraštų, naujais selekcijos metodais sukurtos veisl÷s, kurios auga ir kitose šalyse. Lietuvoje sojos prad÷tos auginti nuo 1934 metų. Dar prieš karą buvo išvestos keturios lietuviškos produktyvios sojų veisl÷s (Sliesaravičius, Venskutonien÷, 2000).
Sojų miltai vis dažniau naudojami daugelyje šalių, nes jie yra geras augalinių baltymų šaltinis (Steinke, 1992). Sojos miltų fermentin÷je sistemoje esanti lipoksigenaz÷ katalizuoja nesočiųjų riebalų rūgščių oksidaciją oro deguonimi. To pasekoje susidarę peroksidai pasižymi dideliu oksidaciniu aktyvumu. Sojos pupų lipoksigenaz÷s aktyvumas 10 – 15 kartų didesnis nei kviečių grūdų. Susidarę peroksidai gali oksiduoti miltams geltoną atspalvį suteikiančius pigmentus, taip pat gali veikti kitus tešlos komponentus pvz., baltymus, tankindami jų struktūrą ir suteikdami jiems tamprumo. Naudojant sojos priedą gamyboje sustiprinamas šviesinimo efektas, didinant tešlos sąlytį su atmosferos deguonimi maišymo metu. Taip pat sojos priedai reikšmingi technologin÷se schemose, kuriose numatyta ilga tešlos pusgaminių fermentacija. Tod÷l nuo 1930 metų prad÷ti naudoti sojos miltai kvietinei duonai gaminti.
Sojos pagal vartojimą yra vienas universaliausių augalų pasaulyje. Tai vertingas maistinis augalas, pramon÷s žaliava, baltymingas pašaras gyvuliams. Skirtingai nuo kitų augalinių produktų, sojos turi nedaug angliavandenių ir ląstelienos. Tod÷l ruošiant maistą reik÷tų jas derinti su kitokiu augaliniu maistu, turinčiu daugiau šių medžiagų. Sojų kaip maistinio augalo reikšmę lemia unikali jų s÷klų sud÷tis (Sliesaravičius, Venskutonien÷, 2000). Sojų pupel÷se yra visų reikalingų maistinių medžiagų: baltymų 40 %, riebalų 18 % ir angliavandenių, taip pat vitaminų ir mineralinių medžiagų 5 %, tame tarpe folio rūgšties, kalcio, kalio ir geležies (Nacionalin÷ sojų tyrimų laboratorija, 2008). Soja skiriasi nuo kitų ankštinių javų (pupelių, žirnių, pupų), nes jos baltymai tirpsta vandenyje. Tirpius baltymus daug geriau pasisavina žmogaus organizmas. Sojų baltymai turi visas žmogaus organizmui būtinas aminorūgštis, tarp jų ir nepakeičiamas (Steinke, 1992). Be to, aminorūgščių sud÷tis panaši į pieno ir m÷sos, tod÷l soja kitaip dar vadinama "augaline m÷sa". D÷l šios priežasties ji labai populiari maisto produktų gamyboje. Iš sojų pupelių gaminamas sviestas, margarinas, miltai, spaudžiamas aliejus. Sojų išspaudos naudojamos dirbtiniam pienui, varškei, sūriui, m÷sai, grietin÷lei, padažams, jogurtams, šokoladui "be pieno", ledams ir kitiems produktams gaminti. Įvairiu
pavidalu sojos vartojamos gaminant sriubas, garnyrus, antruosius patiekalus, desertus, g÷rimus.
Sojų baltymai dažnai naudojami kaip ingredientai skirtinguose maisto produktuose, siekiant pagerinti jų tekstūros savybes (Barbut, 1995; Rhee, 1994).
Duona yra vienas iš pagrindinių produktų, kuris vartojamas visame pasaulyje (Bakke, Vickers, 2007). Sojų miltai tinka kepti duonai, nes jie sugeria vandenį ir sulaiko dr÷gmę. Sugertas vanduo padidina apimtį, o d÷l dr÷gm÷s sulaikymo ilg÷ja produkto galiojimo laikas. Gaunama geresn÷ gaminio plutos spalva (Clyde, Stauffer, 2008). Sojų pupel÷s yra vienas pagrindinių baltymų šaltinių (Wiseman, 1997), kurie duoną praturtina tirpiais baltymais ir biologiškai aktyviomis medžiagomis. Kvietiniai miltai yra geras šaltinis kalorijų ir kitų maistinių medžiagų, tačiau jų baltymai yra prastesn÷s kokyb÷s, juose yra mažiau amino rūgščių, pvz.: lizino ir treonino nei sojos, žirnių ir lubinų baltymuose (Mariotti ir kt., 2002; Morens ir kt., 2003; Dewettinck ir kt., 2008).
2.1.1. Sojos biologiškai aktyvūs komponentai – izoflavonai
Šiuo metu teikiamas ypač didelis d÷mesys flavonoidus kaupiantiems augalams. Flavonoidai yra vieni iš daugiausiai aptinkamų natūralių junginių ir, ko gero, vieni svarbiausių kaip natūralūs fenoliai (Miliauskas, Venskutonis, 2004). Izoflavonų galima rasti daugelyje maisto produktų, tačiau geriausiai žinomas jų šaltinis yra soja (Cornwell ir kt., 2004; Dixon, 2004).
Sojos izoflavonai – tai iš sojos pupelių išgaunamos biologiškai aktyvios medžiagos, unikalūs flavonoidai, savo struktūra panašūs į lytinius hormonus – estrogenus. Tod÷l sojų izoflavonai yra vadinami fitoestrogenais (augaliniais estrogenais). Sojų izoflavonai susideda iš trijų rūšių izoflavonų aglikonų: genisteino, daidzeino ir gliciteino bei jų glikozilintų formų (Lampe, 2003).
Izoflavonai daiceinas, genisteinas ir formonenitinas aptinkami tik ankštiniuose javuose. Daiceinas ir genisteinas veikia ne tik kaip estrogenai, bet turi ir antibakterinių, antioksidacinių savybių (Ungar ir kt., 2003).
Cheminiu požiūriu fitoestrogenų struktūra unikali, nes šie junginiai molekul÷s galuose turi fenolines grupes (2.1 pav.) (Price, Fenwick, 1995).
2.1 pav. Daiceino, genisteino ir glyciteino chemin÷s struktūrin÷s formul÷s
Daiceinas, genisteinas ir formononetinas žmogaus organizme randami kraujo plazmoje, šlapime ir fekalijose (Sfakianos ir kt., 1997; Cassidy ir kt., 1994). Tai skatina dom÷tis šiais su maistu gaunamais augaliniais junginiais ir jų metabolizmo produktais.
Soja yra plačiai vartojamas augalas žmonių ir gyvulių mityboje, tod÷l būtent šio augalo izoflavonų tyrimams skiriamas išimtinis d÷mesys (Klump ir kt., 2001; Grun ir kt., 2001; Berhow, 2002; Kao ir kt., 2004).
Vis daugiau studijų pripažįstama, kad izoflavonai n÷ra toksiški ir pasižymi teigiamu poveikiu sveikatai (Cornwell ir kt., 2004; Dixon, 2004). Įskaitant antioksidacinį, priešuždegiminį, diuretinį poveikį, normalizuoja kapiliarų pralaidumą, slopina trombocitų agregaciją, trombų susidarymą, taip pat pasižymi priešv÷žin÷mis, antitrombozin÷mis savyb÷mis ir kt. (Miliauskas, Venskutonis, 2004).
Epidemiologiniai tyrimai patvirtino, kad vietov÷se, kur daugiau suvartojama sojų – Kinijoje, Japonijoje ir kt. Azijos šalyse, rečiau sergama krūtų, prostatos, storosios žarnos ir gimdos v÷žiu (Messina ir kt., 1994; Goodman ir kt., 1997).
Soja žinoma kaip didžiausias izoflavonų šaltinis, kurių teigiamas poveikis siejamas su onkologinių ir kt. ligų profilaktika (krūties v÷žio, mastopatijos, gimdos ir gimdos kaklelio gleivin÷s hiperplazijos, gimdos miomų, endometrioz÷s ir kt.) (Dana ir kt., 2006).
Moterims, kurios vartoja daugiau sojų baltymų, nustatomas didesnis kaulų tankis, nei toms kurios nevartoja. Tai rodo, kad fitoestrogenai padeda sulaikyti kalcį kauluose ir l÷tina su amžiumi susijusį kaulų ret÷jimą ( Morelli, Naquin, 2002).
Sojų izoflavonai, jungdamiesi prie žinduolių estrogenų receptorių, reguliuoja estrogenų veikimą organizme. Tokiu būdu sojų izoflavonai, juos vartojant, palengvina menopauz÷s
simptomus, kuriuos sukelia sumaž÷jęs natūralių estrogenų kiekis. Fitoestrogenai prisijungdami prie estrogenų receptorių sukelia švelnų poveikį, panašų į natūralių estrogenų, tuo būdu sumažindami karščio pylimus ir naktinį prakaitavimą. Tai puiki alternatyva hormoniniams preparatams (Morelli, Naquin, 2002).
Yra duomenų, kad sojų izoflavonas genisteinas mažina angiogenezę ir tuo būdu gali slopinti v÷žinių ląstelių augimą, kurios užkerta kelią adenomos vystymuisi ir prostatos v÷žio atsiradimui (Hussain, 2003).
Literatūros duomenimis izoflavonai yra termostabilūs junginiai (Juodeikait÷ ir kt., 2001). Settchell ir kt. (1998) nustat÷, kad verdant sojos miltų ir miso mišinį 30 minučių izoflavonų kiekis nekito. Coward ir kt. (1998), Frank ir kt.(1994) tyr÷ izoflavonų kiekybinius pokyčius tiek sojos miltų, tiek sojos s÷klų gruzdinimo, taip pat kepimo metu ir visais atvejais žymių jų pokyčių nustatyta nebuvo.
Kai kuriais atvejais nustatyti izoflavonų kiekybiniai pokyčiai siejami su kaitinimo sąlygų specifika (Hendrich, Murphy, 2001; Jackson ir kt., 2002; Uzzan, Labuza, 2004). Grun ir kt. (2001) tiriant tofu ir vandens mišinio kaitinimo 80 °C, 90 °C ir 100 °C temperatūroje iki 40 minučių kinetiką nustat÷, kad bendras izoflavonų kiekis jame sumaž÷jo. Park ir kt. (2002) duomenimis, pakaitinus sojos miltų ir vandens suspensiją 121 °C temperatūroje 40 minučių, izoflavonų nuostoliai sudar÷ 20 ± 7,9 %. Autorių nuomone, izoflavonų nuostoliai gaunami, kai sojos produktai kaitinami vandenyje, ir aiškinami jų per÷jimu į vandenį terminio apdorojimo metu.
2.2. Linų s÷menų reikšm÷ mityboje
Linai priklauso lininių šeimai (Linaceae). Šiai šeimai priklauso 22 gentys, iš kurių žem÷s ūkiui svarbiausia Linum gentis, o šioje gentyje yra daugiau kaip 200 rūšių (Durrant, 1979). Pagrindin÷ šios genties linų rūšis yra Linum Usitatissimum – tai viena seniausių žmonijos kultivuojamų kultūrų. Linų s÷menys ir linų s÷menų aliejus naudojami maistui kaip ypač vertingas maisto produktas, o tradicin÷je medicinoje kaip vaistin÷ žaliava (Tolkachev, Zhuchenko, 2000).
Žmon÷s valg÷ s÷menis jau nuo seniausių laikų. Pirmiausia – d÷l malonaus, riešutus primenančio skonio, antra – d÷l geros maistin÷s vert÷s.
Tyrimais nustatyta, kad s÷menyse yra vidutiniškai 41 % riebalų, 20 % baltymų, 28 % dietinių skaidulų, 7,7 % vandens ir 3,4 % pelenų (Mikelionis, 2001). S÷menų maistin÷ vert÷ gali kisti, priklausomai nuo linų rūšies, auginimo sąlygų, apdorojimo būdo ir t. t. (Daun ir kt., 2003).
Linų s÷menyse yra daug vertingų maistinių komponentų. Ypač daug, palyginus su kitais riebalais, yra polinesočiųjų riebalų rūgščių, kurios yra gyvybiškai svarbios žmogui ir turi būti gaunamos su maistu, nes mūsų organizmas jų negamina. Jos būtinos ląstelių membranų elastingumui palaikyti ir vaidina svarbų vaidmenį cholesterolio apykaitoje (Milder ir kt., 2005).
Taip pat linų s÷menyse yra ir organizmui gyvybiškai svarbių amino rūgščių (1 lentel÷). Linų s÷menyse yra aštuoniolika organizmui svarbių amino rūgščių. Jos būtinos baltymų, kolageno ir kitų jungiamųjų audinių sintezei, hormonų, fermentų, antikūnių ir kitų organizmo junginių gamybai.
1 lentel÷. Amino rūgščių kiekiai linų s÷menyse
Amino rūgštys Linų s÷menys (rudi) g/100g baltymų
Linų s÷menys (gelsvi) g/100g baltymų Alaninas 4,4 4,5 Argininas 9,2 9,4 Asparagino rūgštis 9,3 9,7 Cistinas 1,1 1,1 Gliutamino rūgštis 19,6 19,7 Glicinas 5,8 5,8 Histidinas* 2,2 2,3 Izoleucinas* 4,0 4,0 Leucinas* 5,8 5,9 Lizinas* 4,0 3,9 Metioninas* 1,5 1,4 Fenilalaninas* 4,6 4,7 Prolinas 3,5 3,5 Serinas 4,5 4,6 Treoninas* 3,6 3,7
Triptofanas* 1,8 N÷ra duomenų
Tirozinas 2,3 2,3
Valinas* 4,6 4,7
* – gyvybiškai būtinos amino rūgštys (http://eng.rifarma.lt.)
Linų s÷klose yra daug tirpių ir netirpių maistinių skaidulų. 76 % (iš 40 g maistinių skaidulų, esančių 100 g s÷menų) yra vandenyje netirpios (celiulioz÷, ligninas), 24 % – tirpios maistin÷s skaidulos (dauguma jų yra gleiv÷s). Linų s÷menyse, lyginant su kitais augalais yra žymiai daugiau biologiškai aktyvių junginių – lignanų (Bartkien÷ ir kt., 2005; Бекбутаев ir kt., 1986). S÷menyse yra vitaminų ir mineralų. Ypač s÷menys turi daug kalio, šiek tiek magnio, geležies, vario, cinko. Be jų, s÷menyse yra angliavandenių, fosforo junginių, pigmentų, karotino, glikozido – linamarino, fermentų (lipaz÷s, proteaz÷s, ir t.t.) bei kitų medžiagų.
Kanadoje, d÷l teigiamos įtakos žmonių sveikatai, s÷menys yra daugelio dietų sud÷tin÷ dalis.
Daugelyje iškeptų produktų optimalus s÷menų ar smulkintų s÷menų kiekis yra iki 8 % visų sausų sud÷tinių dalių svorio. Įvairiose duonos rūšyse jų gali būti 10 – 15 %. Lygios sud÷tin÷s dalys yra negalimos d÷l to, jog s÷menyse n÷ra glitimo. Malti s÷menys puikiai sugeria vandenį, tod÷l tinka tešlos ruošimui. Naudojant s÷menų miltus, vandens kiekį reik÷tų padidinti iki 75 % jų svorio.
Gaminami ir nuriebinti s÷menų miltai, kurių įmaišoma kepant duoną ir įvairius konditerijos gaminius. Baltymai, ekstrahuoti iš linų s÷klų, turi želatinai būdingų savybių ir gali būti naudojami kulinarijoje.
Kepant smulkinti s÷menys gali pakeisti riebalus, pavyzdžiui.: 1,5 puodelio smulkintų s÷menų gali pakeisti 0,5 puodelio sviesto, margarino ar kepimo aliejaus tradiciniuose receptuose.
Malti s÷menys gali pakeisti kiaušinius kepant blynus, saldžias bandeles ir pyragaičius. Maisto pramon÷je s÷menų aliejus gali būti naudojamas gaminant konservus, margariną, konditerijos gaminius (Kozlowska ir kt., 1986).
Linų s÷menyse esančios fenolio rūgštys veikia kaip antioksidacin÷s, priešv÷žin÷s ir antimikrobin÷s medžiagos. Viename kilograme linų s÷menų jų yra apie 8 – 10 g.
Linų s÷menų gleivinančios medžiagos, kurios sudarytos iš polimerinių angliavandenių, taip pat labai svarbios fiziologiniu aspektu. Jomis gydomos skrandžio opos, vidurių užkiet÷jimai ir kitos, su virškinamojo trakto patologijomis siejamos ligos (Joshi ir kt., 2008).
S÷menys nuo seno labai vertinami d÷l gleivinių medžiagų, lengvai išbrinkstančių vandenyje, glikozido – linamarino, specifin÷s sud÷ties s÷menų aliejaus (Yeoman, Yeoman, 1996).
2.2.1. Linų s÷menų biologiškai aktyvūs komponentai – lignanai
Linų s÷menyse ir grūdiniuose javuose vyraujanti fitoestrogenų grup÷ yra lignanai. Pagrindiniai šių augalų lignanai yra matairezinolis ir sekoizolaricirezinolis, kurie biokonversijos metu virsta žinduolių lignanais enterodioliu ir enterolaktonu (2.2 pav.) (Liukkonen, 2001). Nustatyta, kad matairezinolis ir sekoizolaricirezinolis taip pat turi izoflavonoidams būdingų savybių: estrogeninį ir/ar antiestrogeninį, antiv÷žinį, antivirusinį, antigrybelinį ir antioksidacinį aktyvumą (Pietinen, 2001; Butler ir kt., 2004; Nettleton ir kt., 2004; Grace ir kt., 2004).
H3CO HO OCH3 OH OH OH HO OH OH OH enterodiolis sekoizolaricirezinolis H3CO HO OCH3 OH HO OH enterolaktonas matairezinolis O O O O
2.2 pav. Sekoizolaricirezinolio ir matairezinolio biokonversijos schema
Tiek augaliniai, tiek ir žinduolių lignanai buvo aptikti biologiniuose žmonių organizmo skysčiuose, kraujo plazmoje bei prostatos skysčiuose (Shultz ir kt., 1991; Adlercreutz ir kt., 1991; Adlercreutz ir kt., 1998). Atlikus epidemiologinius, citologinius ir gyvūnų tyrimus, žinduolių lignanai enterodiolis ir enterolaktonas, kurie susiformuoja virškinamajame trakte, veikiant žarnyno mikroflorai, o taip pat jų pirmtakai – augalų lignanai sekoizolaricirezinolis ir matairezinolis buvo aprašyti kaip turintys profilaktinį poveikį v÷žiniams susirgimams (Adlercreutz ir kt., 1995a; Adlercreutz ir kt., 1990). Hulten ir kt. (2002) tyrimai parod÷, kad profilaktinis lignanų metabolizmo produkto – enterolaktono poveikis galimas tik esant optimaliam jo kiekiui kraujo plazmoje, o, kad iš lignanų pirmtakų susidarytų pakankamas enterolignanų kiekis būtinas geras vartojamo produkto virškinamumas (Bartkien÷ ir kt., 2009). Nustatyta, kad ne vegetarių ir klimakterinio amžiaus moterų šlapime yra žymiai mažesni lignanų kiekiai, o tai gali būti krūties v÷žio susirgimų priežastimi. Reddy ir kt. (1980), bei Krichevsky (1985) papild÷ iki tol vyravusią nuomonę, kad su maistu gaunamų skaidulinių medžiagų kiekis turi būti kuo didesnis. Jie įvardino, kad virškinamojo trakto v÷žinių susirgimų profilaktikai įtakos turi ne tik pačios skaidulin÷s medžiagos, bet su jomis asocijuoti biologiškai aktyvūs komponentai – lignanai. Prasad (1999) teigia, kad
sekoizolaricirezinolio digliukozidas, išskirtas iš linų s÷menų, gali būti siejamas su ateroskleroz÷s ir cukrinio diabeto prevencija. Lignanų fiziologinis poveikis aiškinamas tuo, kad jie, su maistu patekę į žmogaus ar gyvūnų organizmą, gali veikti kaip silpni estrogenai arba, prisijungdami prie endogeninių estrogenų receptorių, slopinti pastarųjų veikimą.
Nilson ir kt. (1997) pateik÷ duomenis apie technologinio proceso įtaką lignanų stabilumui grūdų produktuose. Jis nustat÷, kad kepimo procesas nepakeičia sekoizolaricirezinolio ir matairezinolio kiekių duonoje lyginant su jų kiekiais miltuose.
2.3. Lubinų maistin÷ vert÷
Pastaraisiais metais vis labiau domimasi lubinų panaudojimu žmonių mityboje, d÷l jų maistinių savybių ir d÷l teigiamo poveikio sveikatai. Be to, lubinai yra naudojami kaip ingredientas duonos gamyboje, d÷l savo funkcinių savybių (Guillamón ir kt, 2010).
Lubinai, tai ankštiniai javai, priklausantys Fabaceae (Leguminosae) augalų šeimai. Lubinų s÷klos žinomos kaip baltymų šaltinis ir nuo seno naudojamos žmonių mitybai bei gyvūnų š÷rimui (Segal, 2002; Peterson, 2000). Dauguma lubinų rūšių sud÷tyje yra alkaloidų, kurie vartojami dideliais kiekiais gali būti kenksmingi ir kuriuos reik÷tų pašalinti (Momber, 2003; Wink 2002; Wink ir kt, 1995). Lubinuose randami šie alkaloidai: lupininas, lupaninas, sparteinas, lupinidinas, hidroksilupaninas, anagirinas, monolupinas, termopsinas, puzilinas, angustifolinas ir kiti alkaloidai (Breitmaier, 2002). Skirtingų alkaloidų toksiškumas yra nevienodas. Toksiškiausias liupaninas, kiek mažiau nuodingas sparteinas ir liupininas. Geltonžiedžiuose lubinuose alkaloidų kiekis gali svyruoti nuo 0,005 iki 1,7 %, siauralapiuose – nuo 0,1 iki 2,8 %, baltuosiuose – nuo 0,001 iki 3,5 % (Kurlovich, 2002).
Tačiau selekcininkams pavyko išvesti veislių, turinčių labai mažai alkaloidų arba jų išvis neturinčių. Maži alkaloidų kiekiai gyvulių organizmui nekenkia, tačiau žmonių maistui netinka, nes patiekalams suteikia kartumo skonį. Maistiniuose lubinuose alkaloidų neturi būti. Tokių lubinų s÷klos tinka ir žmonių maistui. JAV, Čil÷je, Peru, Portugalijoje ir kitose valstyb÷se lubinų s÷klų miltai naudojami makaronų, duonos, konditerijos gaminių gamyboje, o lubinų baltymų pasta – dešrų ir m÷sos konservų gamyboje (Такунов, 2001).
Lubinų baltymai turi daug antioksidaciniu paj÷gumu pasižyminčių medžiagų: karotenoidų, tokoferolių ir lecitino (Lampart – Szczapa, 2003). Būtent d÷l šių sud÷ties komponentų lubinus rekomenduojama naudoti sveiko maisto gamybai (Herschowitz, 2003).
Šiuo metu lubinai, d÷l savo specifinių savybių ir chemin÷s sud÷ties, plačiai naudojami įvairiose maisto pramon÷s šakose, ypatingai duonos pramon÷je. Lubinų priedai gal÷tų būti puiki priemon÷ duonos maistinei vertei padidinti (Dervas, 1999). Daug lizino ir mažai
metionino turintys lubinų priedai, labai tiktų kvietinių miltų praturtinimui, nes pastarieji turi mažai lizino ir palyginti nedaug sieros turinčių amino rūgščių (Bloksma, Bushuk, 1988). Lubinuose pagrindin÷s apribotos rūgštys yra metioninas ir cisteinas, lyginant su valinu ir triptofanu.
Be baltymų, ne mažiau svarbūs yra lubinų angliavandeniai (Mc Watters, 1990). D÷l savo unikalios sud÷ties ir funkcinių savybių lubinai gal÷tų būti daugiau naudojami sveikų funkcionalių maisto produktų gamyboje. Yra duomenų, kad lubinai gali būti s÷kmingai panaudoti kai kuriems maisto produktams gaminti, pridedant jų net iki 20 % į tokius produktus kaip pasta ir vermišelių tipo makaronus (Hung, 1990; Pompei, 1985). Taip pat, nustatyta, kad gaminant biskvitus lubinų miltų priedų galima prid÷ti net iki 50 % (Kyle, 1994).
Mokslininkai nustat÷, kad kvietin÷s duonos gamyboje, naudojant lubinų miltus 5; 10 ir 15 % nuo miltų mas÷s, kvietin÷s duonos gaminių tūris sumaž÷jo atitinkamai lubinų priedų kiekiui padid÷jus (Dervas, 1999). Iki 20 % lubinų miltų galima sumaišyti su kviečių miltais, kad būtų pagerinta duonos maistin÷ vert÷. Šis mišinys padeda subalansuoti amino rūgščių santykį. Yra pasteb÷ta, kad lubinų miltų prid÷jus apie 5 % į kviečių miltus gaunamas nedidel÷s apimties kepalas, kuris n÷ra elastingas, stiprus, d÷l baltymų stokos (Lucisano, Pompei, 1981). D÷l šių priežasčių, siekiant praturtinti kvietinių miltų gaminius lubinų priedais reik÷tų ieškoti naujų technologinių sprendimų. Vienas iš jų gal÷tų būti raugų panaudojimas.
Pagal juslines savybes buvo nustatyta, kad dauguma žmonių, kurie paband÷ lubinų miltus sumaišyti su kviečių miltais, sak÷, kad skonis, spalva ir tekstūra yra patrauklūs (Kyle, 1994).
Lubinų miltai gali būti naudojami keptam maistui (duonai, pyragaičiams, bandel÷ms, sausainiams), padažams, ledams, grietin÷l÷s desertams, majonezui, makaronams ir tešlos pusfabrikačiams gaminti, o lubinų baltymai yra panaudoti kaip m÷sos baltymo pakaitalas kai kuriose parūkytose dešrel÷se (Flanagan, 1994; Nottage & Wallace, 1994).
Lubinų s÷klų koncentratas yra šviesiai gelsvos spalvos ir turi nežymų lubinams būdingą skonį ir kvapą, tod÷l tik÷tina, kad tai gali tur÷ti įtaką produktų su lubinų s÷klų koncentrato priedų juslin÷ms savyb÷ms ir priimtinumui. Tirtos šio koncentrato funkcin÷s savyb÷s ir jo panaudojimo galimyb÷s maisto produktų, tarp jų duonos, gamyboje. Tuo tikslu analizuotas jo poveikis technologinio proceso eigai, produktų funkcin÷ms, maistin÷ms savyb÷ms bei priimtinumui (Clark, Johnson, 2002).
Atlikti tyrimai rodo, kad mažinant riebalų kiekį ir siekiant išlaikyti gerą valgomųjų ledų tekstūrą bei užtikrinti geras fizikines chemines bei maistines savybes gali būti vartojamos lubinų skaidulos (Schaller–Povolny, 1999; Luckow ir kt., 2005). Nustatyta, kad šie
funkcionalūs komponentai neturi neigiamos įtakos produktų kokybei (Alenčikien÷, Mieželien÷, 2005).
Tyrimai rodo, kad lubinai turi gydomųjų savybių, t.y. mažina cholesterolio ir gliukoz÷s kiekį kraujyje, užkerta kelią širdies ir kraujagyslių ligoms vystytis (Magni ir kt., 2004, Sirtori ir kt., 2004, Hall ir kt., 2005, Duranti, 2006). Lubinais praturtinti maisto produktai gali slopinti apetitą, pagerinti žarnyno veiklą (Lee ir kt., 2006).
2.4. Fermentacijos proceso įtaka produktų maistinei vertei
Fermentuojant augalinius maisto produktus, jų maistin÷ vert÷ labai pager÷ja. Padaug÷ja nesud÷tingų baltymų ir B grup÷s vitaminų, lyginant su nefermentuotais produktais (Friedman ir Brandom, 2001).
Antimitybiniai faktoriai (tripsino inhibitoriai, lektinai) yra inaktyvuojami fermentacijos metu išskiriamų fermentų. D÷l šios priežasties fermentuoti produktai tampa geriau virškinami ir pasisavinimi (Rob, 2005).
Augaluose esantys biologiškai aktyvūs fitochemikalai dažniausiai juose yra kompleksuose kaip glikozidai, d÷l to yra sunkiau pasisavinami virškinimo metu. Fermentuojant augalinę žaliavą glikozidų komplesai suardomi ir yra pagerinamas biologiškai aktyvių junginių fiziologinis poveikis organizmui. Dauguma šių junginių yra žinomi kaip antioksidantai arba turintys profilaktinį poveikį širdies ligoms (Brouns, 2002).
D÷l šių priežasčių, diegiant augalinius produktus, ypač turinčius didesnius biologiškai aktyvių medžiagų kiekius arba pasižyminčius antimitybiniais faktoriais, reik÷tų technologin÷se schemose numatyti šių produktų fermentavimą.
3. DARBO METODIKA
3.1. Pagrindin÷s tyrimų kryptys ir jų pagrindimas
Analizuojant skirtingų augalinių priedų (maltų nuriebintų linų s÷menų, nuriebintų sojų miltų, baltųjų ir geltonųjų lubinų) įtaką kvietin÷s duonos kokybei ir saugai, kvietin÷ duona buvo kepta vienfaziu būdu (be raugo) ir dvifaziu būdu (su raugais, pasižyminčiais bakteriostatin÷mis savyb÷mis Pediococcus acidilactici MI807). Raugai kvietin÷s duonos gamybai paruošti keliais būdais: 65 % dr÷gnio raugai naudoti 10 % nuo miltų kiekio, o liofilizuoti – 5 % nuo miltų kiekio.
Liofilizuoti raugai buvo ištirti ir įvertintas jų mikrobiologinis aktyvumas.
Gaminant kvietinę duoną vienfaziu būdu buvo naudoti nefermentuoti augaliniai produktai: malti nuriebinti linų s÷menys (gamintojas Institut Wlokien Naturalnych, Lenkija), nuriebinti sojų miltai (kilm÷s šalis Čekija), geltonieji ir baltieji lubinai, pasižymintys mažesniu alkaloidų kiekiu (2008 m. derliaus, gauti iš Lietuvos žemdirbyst÷s instituto Vok÷s filialo).
Raugų ir duonos gaminių kokybei įvertinti atlikti tyrimai, kurių pagrindiniai etapai pateikti 3.1 paveiksle.
Eksperimento metu buvo pagaminti duonos m÷giniai: M1 – kontrolinis (be priedų);
M2 – su 65 % dr÷gnio maltų nuriebintų linų s÷menų raugu; M3 – su 65 % dr÷gnio sojų miltų;
M4 – su 65 % dr÷gnio geltonųjų lubinų; M 5 – su 65 % dr÷gnio baltųjų lubinų;
M6 – su liofilizuotu maltų nuriebintų linų s÷menų raugu; M7 – su liofilizuotu nuriebintų sojų miltų;
M8 – su liofilizuotu geltonųjų lubinų; M9 – su liofilizuotu baltųjų lubinų;
M10 – su maltais nuriebintais linų s÷menimis; M11 – su nuriebintais sojų miltais;
M12 – su geltonaisiais lubinais; M13 – su baltaisiais lubinais.
Duonos m÷giniams atlikti pagrindiniai, nusakantys kokybę tyrimai – nustatytas tūris, savitasis tūris, minkštimo akytumas, svoris, atlikta juslin÷ analiz÷. Ištirtas gaminių žied÷jimas (šviežių, po 12; 24; 36; 48 ir 60 val.) mechaniniu tekstūrografu.
Taip pat įvertinta pakavimo įtaka modifikuotų dujų atmosferoje (CO2 70 % + O2 30 %)
mikrobiologiniam duonos gedimui po 8 parų išlaikymo.
Sekančiame darbo etape dalis paruoštų raugų buvo liofilizuota.Liofilizuotiems raugams nustatytos spalvos koordinat÷s vienodo kontrasto spalvų erdv÷je matuojant spektrofotometru MiniScan XE Plus (Hunter Associates Laboratory, Inc., Reston, Virginia, USA). Liofilizuoti raugai buvo ištirti ir įvertintas jų mikrobiologinis aktyvumas.
Liofilizuotų raugų spalvos koordinačių įvertinimas Liofilizuotų raugų mikrobiologinis tyrimas
Raugų gamyba Liofilizuotų
raugų gamyba
Nefermentuoti augaliniai produktai
3.1 pav. Pagrindiniai tyrimų etapai
Kvietin÷s duonos gamyba
Duonos sen÷jimo tyrimas tekstūrografu (šviežių, po 12; 24; 36; 48; 60 val.) Minkštimo akytumo analiz÷ Juslin÷ analiz÷ Kepinio tūrio analiz÷ Kepinio specifinio tūrio analiz÷
Pakavimas 30 % CO2 ir 70 % O2 atmosferoje ir nenaudojant CO2 dujų
Duonos kepinių mikrobiologinio gedimo po 8 parų laikymo įvertinimas
Trečiajame darbo etape, anijonų mainų chromatografijos metodu, buvo atlikta geltonųjų ir baltųjų lubinų baltyminių medžiagų analiz÷ bei įvertinta fermentacijos Pediococcus acidilacticiMI807 raugais įtaka lubinų baltymin÷ms medžiagoms.
3.2. Tyrimų objektai, medžiagos ir jų paruošimas analizei
3.2.1. Pagrindinių žaliavų, naudotų duonos gamyboje, charakteristikos
Kvietin÷s duonos su skirtingais augaliniais priedais gamybai buvo naudoti aukščiausios rūšies kvietiniai miltai 550 C (gamintojas „Kauno grūdai“, pagal ISO 9001 LST 1133-2003).
Suplanuotam eksperimentui kvietin÷s duonos maistin÷s vert÷s pagerinimui buvo naudoti keturių rūšių, augaliniai produktai.
Nuriebinti sojų miltai – kilm÷s šalis Čekija (3.1 lentel÷).
Malti nuriebinti linų s÷menys –gamintojas Institute of Natural Fibres, Institut Wlokien Naturalnych , 60 – 630 Poznan, ul. Wojska polskiego 71B, Lenkija (3.1 lentel÷).
Geltonieji lubinai – 2008 m. derliaus, gauti iš Lietuvos žemdirbyst÷s instituto Vok÷s filialo.
Baltieji lubinai – 2008 m. derliaus, gauti iš Lietuvos žemdirbyst÷s instituto Vok÷s filialo.
3.1 lentel÷. Nuriebintų sojų miltų ir maltų nuriebintų linų s÷menų, naudotų eksperimente charakteristikos
Gamintojo pateikiamos augalinių produktų charakteristikos Nuriebinti sojų
miltai
Linų s÷menys – malti nuriebinti linų s÷menys 100 g produkto:
49 g baltymų 6 g riebalų
0 g angliavandenių
Maltų linų sud÷tyje yra maistin÷s celiulioz÷s, baltymų, lignanų, fenolio rūgšties, flavanoidų, lecitino, makro ir mikroelementų, B grup÷s vitaminų ir vitamino E. Brinkdama skrandyje maistin÷ celiulioz÷ didina maisto tūrį, sukelia sotumo pojūtį, pagerina žarnyno veiklą, saugo nuo vidurių užkiet÷jimo, padeda iš organizmo pašalinti toksinus ir mažina cholesterolio įsisavinimą. Gleivinančios medžiagos apsauginiu sluoksniu padengia virškinamojo trakto sieneles, saugo nuo sužalojimų ir kenksmingų veiksnių poveikio. Lignanai, fenolio rūgštis ir flavanoidai pasižymi antioksidacin÷mis savyb÷mis, saugo nuo kenksmingo laisvųjų radikalų poveikio. Linų baltymai yra vienas iš biologiškai vertingiausių augalinių baltymų. Jis lengvai virškinamas, turi daug būtinųjų egzogenenių amino rūgščių. Šių rūgščių žmogaus organizmas negamina, tod÷l jos turi būti gaunamos su maistu. Malti linai lyginant su tradicin÷mis linų s÷menimis turi mažiau riebalų, tod÷l yra mažiau kaloringi, neturi aliejaus skonio.
Nuriebintų linų s÷menų sud÷tis ir rekomenduojama paros norma pateikiama 3.2 lentel÷je.
3.2 lentel÷. Nuriebintų linų s÷klų sud÷tis ir rekomenduojamos paros normos
Maistin÷ vert÷ 1 šaukštelis (4 g) Paros norma 3 šaukšteliai (12 g)
Baltymai 1,80 g 4,80 g
Riebalai 0,36 g 1,08 g
Angliavandeniai 0,12 g 0,36 g
Maistin÷ celiulioz÷ 1,44 g 4,32 g
Natris 0,002 g 0,006 g
Energetin÷ vert÷ 10,12 kcal (42,56 kJ) 30,36 kcal (127,7 kJ)
Lubinų sud÷tis ir maistin÷ vert÷ pateikiama 3.3 lentel÷je.
3.3 lentel÷. Lubinų sud÷tis ir energetin÷ vert÷
Maistin÷ vert÷ 100 g vert÷
Baltymai 41 Riebalai 9 Skaidulin÷s medžiagos 10,5 Mineralin÷s medžiagos (pelenai) 3,75 Kalcis (Ca) 0,17 Fosforas (P) 0,39
Energetin÷ vert÷ 253 kcal (1064,17 kJ)
3.2.2. Augalinių produktų fermentavimas ir liofilizavimas
Atliekant eksperimentą nuriebinti malti linų s÷menys, nuriebinti sojų miltai, geltonieji ir baltieji lubinai buvo fermentuoti Pediococcus acidilacticiMI807raugais.
65 % dr÷gnio raugai paruošti iš skirtingų augalinių produktų ir pienarūgščių bakterijų grynų kultūrų (Pediococcus acidilactici MI807).
Raugo mas÷ buvo apskaičiuota pagal formulę:
Dr Dr m m R M M R − − = 100 ) 100 (
Raugas buvo maitinamas į 100 g raugo kas 24 valandas pridedant 35 g fermentuojamos augalin÷s žaliavos ir įpilant 70 ml vandens.
Pieno rūgšties bakterijos, kurios gamina bakteriocinus, buvo gautos iš KTU Maisto instituto (Pediococcus acidilacticiMI807 (35 °C, pH 3,77)).
Paruošti 65 % dr÷gnio raugai, kurių dalis buvo liofilizuota (- 40 °C) ir taip pat panaudota kvietin÷s duonos gamyboje.
3.2.3. Fermentuotų augalinių produktų spalvos koordinačių nustatymo metodika
Spalvos koordinat÷s vienodo kontrasto spalvų erdv÷je buvo matuojamos spektrofotometru MiniScan XE Plus (Hunter Associates Laboratory, Inc., Reston, Virginia, USA). Šviesos atspindžio režime buvo matuojami parametrai L*, a* ir b* (atitinkamai šviesumas, raudonumo ir geltonumo koordinat÷s pagal CIEL*a*b* skalę) ir apskaičiuojamas spalvos grynumas (C = (a*2+b*2)1/2) ir spalvos tonas (h° = arctan(b*/a*)) (McGuiere, 1992). Dydžiai L*, C, a* ir b* matuojami NBS vienetais, spalvos tonas ho – laipsniais nuo 0 iki 360°. NBS vienetas – tai JAV Nacionalinio standartų biuro vienetas ir atitinka vieną spalvų skiriamosios galios slenkstį, t.y. mažiausias skirtumas spalvoje, kurį gali užfiksuoti treniruota žmogaus akis.
Prieš kiekvieną matavimų seriją spektrofotometras buvo kalibruojamas su šviesos gaudykle ir baltos spalvos standartu, kurio spalvos koordinat÷s XYZ spalvų erdv÷je X = 81,3, Y = 86,2, Z = 92,7.
Duomenys pateikti kaip trijų matavimų vidurkiai. Spalvų koordinat÷s apdorotos programa Universal Software V.4-10. L* vert÷ nurodo baltos ir juodos spalvos santykį, a* vert÷ – raudonos ir žalios spalvos santykį, b* vert÷ – geltonos ir m÷lynos spalvos santykį.
Tyrimai vykdyti CIEL*a*b* vienodo kontrasto spalvų erdv÷je, kuri pateikta 3.2 pav. (CIE L*a*b*, 1996).
3.2.4 Liofilizuotų raugų mikrobiologinis tyrimas
Šiame darbo etape buvo nustatytas pienarūgščių bakterijų skaičius liofilizuotuose rauguose.
Fiziologinis tirpalas paruoštas, ištirpinus 9 g natrio chlorido 1 l distiliuoto vandens ir tirpalą sterilizavus 15 min 121 °C temperatūroje.
MRS agaro terp÷ (MRS /agar with Tween 80, Biolife, Italy/) paruošta, ištirpinus 70,2 g MRS agaro 1 l distiliuoto vandens. Gautas tirpalas kaitintas, kol agaras visiškai ištirps ir sterilizuotas 15 min 121 °C temperatūroje.
PRB (pieno rūgšties bakterijų) skaičiui nustatyti sausuose rauguose 10 g raugo buvo sumaišyta su 90 ml fiziologinio tirpalo (0,9 %) homogenizatoriuje. Iš gautos suspensijos ruošti nuo10 ˉ² iki 10 –8 skiediniai. Atitinkamai 10 –4 ir 10 –8 skiediniai pas÷ti į Petri l÷kšteles su MRS agaru. L÷kštel÷s inkubuotos 35 °C temperatūroje anaerobin÷mis sąlygomis.
Po trijų parų nustatytas PRB skaičius 1 g raugo.
3.2.5 Lubinų baltyminių medžiagų pokyčių juos fermentuojant tyrimas anijonų mainų chromatografijos metodu
Anijonų mainų chromatografijos tyrimui buvo paruošti lubinų baltymų ekstraktai. Fermentuoti ir nefermentuoti malti lubinai sumaišyti su distiliuotu vandeniu santykiu 1:10 (pH 7) ir išlaikyti nuolat maišant 1 valandą kambario temperatūroje. Gauti ekstraktai centrifuguoti (3000 aps/min; 20 min.). Baltymin÷s medžiagos iš lubinų (fermentuotų ir nefermentuotų) centrifugatų išskirtos jonų mainų chromatografijos metodu, naudojant anijonų mainų kolon÷lę (XK16/20, Amersham Pharmacia), užpildytą DEAE celiulioze (dalelių dydis 1,5 µm; funkcin÷ grup÷ –CH2CH2NH+ (CH2CH3)2). Baltymų išplovimas atliktas su 0,025 M
Tris/HCl buferiu (pH 7,5) ir 0,5 M NaCl tirpalu (pH 7,5), o jų frakcijos (tūris 6 ml) surinktos. Baltymų kiekis jose fiksuotas UV–detektoriumi (eliuento tek÷jimo greitis 2 ml min-1; UV– detektorius 280 nm). Frakcijos, žyminčios baltymus, surinktos, dializuotos distiliuotame vandenyje (10 oC; 24 h) ir liofilizuotos.
3.2.6. Kvietin÷s duonos su skirtingais augalinių produktų fermentuotais ir nefermentuotais priedais gamyba
1. Maišymas (trukm÷ 2 min l÷tai ir 5 min greitai; vanduo pilamas 22 ºC temperatūros; tešla gaunama 29 ºC). Ši technologin÷ operacija atlikta 3–jų pavarų maišykle „VARIMIXER BEAR“ (Danija).
2. Kildinimo trukm÷, temperatūra ir dr÷gnis: 20 min tešlos atsigul÷jimas; formuojama po 500 g (apvalūs kepalai). Kildinama 25 min 35 ºC.
3. Kepimo trukm÷ 22 min, temperatūra 210 ºC. Kildinimui ir kepimui naudota kepimo krosnis su kildinimo kamera„SVEBA OAHLEN FRISTAD SWEDEN“ (Švedija). Kontrolin÷ tešla buvo ruošiama be pieno rūgšties bakterijų raugo ir be augalinių produktų priedų. Tiriamųjų kepinių receptūros pateiktos 3.4 lentel÷je.
3.4 lentel÷. Tiriamųjų m÷ginių su skirtingais augaliniais priedais receptūros
Kiekis, g Žaliavos pavadinimas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Kvietiniai miltai (550) 2000 1800 1800 1800 1800 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 1900 Miel÷s 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Druska 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 Vanduo 1000 1000 1000 1000 1000 1300 1300 1300 1300 1200 1200 1100 1100
Raugas Augaliniai produktai
Nuriebintų linų s÷menų 200 100 Nuriebintų sojos miltų 200 100 Lubinų X1 200 100 Lubinų X2 200 100 Liofilizuotas nuriebintų linų s÷menų 100 Liofilizuotas nuriebintų sojos miltų 100 Liofilizuotas lubinų X1 100 Liofilizuotas lubinų X2 100
3.2.7. Mikrobiologin÷ kvietin÷s duonos, supakuotos modifikuotų dujų atmosferoje, kontrol÷
Kvietin÷ duona buvo supjaustyta riekut÷mis ir po keturias supakuota 30 % CO2 ir 70 %
O2 atmosferoje ir nenaudojant CO2 dujų. Naudota pakavimo įranga „TECHNOVAC
3.3 pav. Pakavimo įranga
Modifikuotų dujų atmosferos įtaka mikrobiologiniam kvietin÷s duonos gedimui buvo įvertinta vizualiai apžiūrint m÷ginius supakuotus 30 % CO2 ir 70 % O2 atmosferoje ir
nenaudojant CO2 dujų po 8 parų išlaikymo kambario temperatūroje. Apžiūr÷jus m÷ginius
buvo konstatuojama ar yra prasid÷jęs matomas mikrobiologinis gedimas ar ne.
3.3. Duonos gaminių tyrimo metodai
Duonos gaminių kokybei ir saugai tirti buvo taikyti tiek Lietuvos standartuose reglamentuoti, tiek ir naujai diegiami analiz÷s metodai.
3.3.1. Kvietin÷s duonos gatavų kepinių tyrimų metodai
Gataviems kvietin÷s duonos m÷giniams tirti buvo taikomi pagrindiniai, nusakantys duonos kokybę tyrimai: kepinio tūrio analiz÷, kepinio savitasis tūris, minkštimo akytumas, reologin÷s savyb÷s ir juslin÷ analiz÷ (3.5 lentel÷).
3.5 lentel÷. Duonos gatavų kepinių tyrimo metodai
Rodikliai Metodo esm÷ Literatūros
šaltinis Kepinio dr÷gnis
Kepinio tūris
Tiriamas m÷ginys išstumia savo tūrį atitinkantį sorų kruopų kiekį, kuris išmatuojamas matavimo cilindru, cm3.
Sventickait÷ ir kt., 2002
Kepinio savitasis tūris
Kepinys pasveriamas elektronin÷mis
svarstykl÷mis 0,1 g tikslumu. Specifinis tūris (Dens) apskaičiuojamas pagal tūrio ir mas÷s santykį, cm3/ˉ¹g.
ICC No.
131:1995
Minkštimo akytumas
Žuravliovo prietaiso cilindru išpjaunami trys
minkštimo m÷giniai, pasveriami ir
apskaičiuojamas akytumas, %.
3.5 lentel÷s tęsinys. Duonos gatavų kepinių tyrimo metodai
Rodikliai Metodo esm÷ Literatūros
šaltinis
Pusgaminių ir
minkštimo reologin÷s savyb÷s*
Stivens–LFRA tekstūrografu įvertinama m÷ginį deformuojanti j÷ga F, SPV. Sventickait÷ ir kt., 2002 Juslin÷ analiz÷ (šviežių ir po 10 parų)
Juslinių produktų kokyb÷s įvertinimo grupę sudaro 10 vertintojų.
LST ISO 8586– 1:1997
Pastaba* – pusgaminių reologin÷s savyb÷s apibūdinamos kaip tešlos pasipriešinimas spaudimui, tyrimo metu į bandinį skverbiasi 1 mm/s greičiu deformuojantis kūnas, smigimo gylis – 10 mm.
Įvertinti kaip kinta kvietin÷s duonos su skirtingais augaliniais (fermentuotais ir nefermentuotais) priedais reologin÷s savyb÷s laikant, naudotas mechaninis tekstūros analizatorius Stevens LFRA TEXTURE ANALYSER Mechtric Stevens (3.4 pav.). Šiuo prietaisu įvertinant kvietin÷s duonos sen÷jimą buvo naudojamas plunžerinio smigimo gylis 3 mm, o greitis 2 mm/s. Analizei mechaniniu tekstūrografu duona supjaustyta 4 mm storio riekut÷mis. Matavimai atlikti šviežių gaminių, po 12, 24, 48 ir 60 valandų m÷ginių išlaikymo kambario temperatūroje polietileniniuose maišeliuose.
3.4. pav. Mechaninis tekstūros analizatorius Stevens LFRA TEXTURE ANALYSER Mechtric Stevens
3.3.2. Kvietin÷s duonos juslin÷s profilin÷s analiz÷s charakteristika
Produktų priimtinumas vertinamas atliekant vartotojų nuomon÷s tyrimus. Jų rezultatai leidžia nustatyti bendras priimtinumo tendencijas ir prognozuoti galimą produktų s÷kmę rinkoje(Lucas ir kt., 2002). Sudarius produktų juslinius profilius, identifikuojamos atskiriems produktams būdingos juslin÷s savyb÷s ir produktai palyginami tarpusavyje pagal tų savybių intensyvumus.
Šiame darbe juslinių savybių vertinimui buvo taikytas juslinių savybių profilio testas. Tyrime dalyvavo vertintojų grup÷ (10 vertintojų). Vertintojų grup÷ buvo susipažinusi su
duonos produktų vertinimu prieš atliekant tyrimą. Kepinių juslin÷ analiz÷ atlikta po 24 valandų po kepimo. Supjaustytų 1,3 cm storio riekel÷mis kepinių m÷giniai koduoti trijų skaitmenų kodais bei pateikti vertintojų grupei. Juslinių savybių intensyvumui vertinti taikyta intervalin÷ 15 cm ilgio skal÷. Bendras duonos priimtinumas vertintas hedonin÷je intervalin÷ 15 cm ilgio skal÷je (labai nepatiko → labai patiko). Duonos savyb÷s: spalva, kvapas, skonis ir tekstūra įvertinti pagal 3.6 lentel÷je pateiktas skales ir jų aprašymus. Atliekant duomenų analizę, vertintojų pajaustam ir suvoktam juslin÷s savyb÷s intensyvumui, pažym÷tam intervalin÷je skal÷je, priskirta santykin÷ skaitmenin÷ išraiška (Urdapilleta ir kt., 1999). Ši skaitmenin÷ išraiška toliau naudota rezultatų statistinei analizei.
3.6 lentel÷. Juslinių savybių vertinimas pagal intensyvumo skalę
Savyb÷ Skal÷ Aprašymas
Spalva:
Paviršiaus spalva balta → rusva
Kvapas:
Bendras kvapo intensyvumas vos jaučiamas → labai stiprus
Duonos kvapas vos jaučiamas → labai stiprus
Priedų kvapas (linų) vos jaučiamas → labai stiprus Skonis:
Bendras skonio intensyvumas vos jaučiamas → labai stiprus
Duonos skonis vos jaučiamas → labai stiprus
Priedų skonis vos jaučiamas → labai stiprus
Rūgštumas vos jaučiamas → labai stiprus
Kartumas vos jaučiamas → labai stiprus
Tekstūra:
Akytumas labai mažai porų → labai daug porų
Trupumas (Birumas) labai mažai trupantis → labai daug trupantis
Vertinamas trupin÷lių, atsiradusių minkant gumul÷lį, kiekis
Elastingumas labai mažai elastingas → labai
elastingas
Vertinamas kubelio geb÷jimas atstatyti formą, jį suspaudžiant pirštais
Kietumas labai minkštas → labai kietas
Apibūdina j÷gą, reikalingą atkasti m÷ginį ir pajuntama spaudžiant tarp priekinių dantų
Dr÷gnumas labai sausas → labai dr÷gnas Vertinamas m÷ginį kramtant
3.4. Matematin÷ statistin÷ duomenų analiz÷
Bandomieji kvietin÷s duonos kepimai kartoti 2 kartus, tiriant lygiagrečiai 2 m÷ginius. Fermentuotų augalinių produktų (geltonųjų ir baltųjų lubinų) baltyminių medžiagų analiz÷ atlikta dviems paraleliniams m÷giniams tris kartus. Matematin÷ statistin÷ tyrimo duomenų analiz÷ atlikta, naudojant MS Excel programinį paketą.
4. REZULTATAI
4.1. Liofilizuotų ir džiovintų vakuume raugų spalvos koordinačių įvertinimas
Šiame darbe buvo įvertintos liofilizuotų (- 40 °C) bei džiovintų vakuumin÷je džiovykloje (+45 °C) fermentuotų ir nefermentuotų maltų nuriebintų linų s÷menų, nuriebintų sojų miltų bei geltonųjų ir baltųjų lubinų spalvos koordinat÷s (4.1 lentel÷).
Spalvos koordinačių įvertinimas yra vienas iš produkto kokybę nusakančių rodiklių, kuris gali būti siejamas su biologiškai aktyvių komponentų stabilumu produkte (Sanchez-Moreno, 2006).
4.1 lentel÷. Augalinių produktų (fermentuotų ir nefermentuotų), apdorotų skirtingais džiovinimo būdais, spalvos koordinat÷s
M÷giniai Apdorojimo būdas L a b C h°
Fermentuoti malti
nuriebinti linų s÷menys Liofilizuota 75,81 2,91 22,87 23,1 82,7
Nefermentuoti malti
nuriebinti linų s÷menys Liofilizuota 75,83 2,84 22,85 23,0 82,9
Fermentuoti malti nuriebinti linų s÷menys
Džiovinta vakuumin÷je
džiovykloje (+ 40 °C) 73,06 2,95 20,54 20,8 81,8
Nefermentuoti malti nuriebinti linų s÷menys
Džiovinta vakuumin÷je džiovykloje (+ 40 °C) 73,1 2,85 20,43 20,6 82,1 Fermentuoti nuriebinti sojų miltai Džiovinta vakuumin÷je džiovykloje (+ 40 °C) 87,9 0,76 17,26 17,3 87,5 Nefermentuoti nuriebinti sojų miltai
Džiovinta vakuumin÷je
džiovykloje (+ 40 °C) 87,91 0,82 17,05 17,1 87,2
Fermentuoti nuriebinti
sojų miltai Liofilizuota 83,49 2,09 21,62 21,7 84,5
Nefermentuoti
nuriebinti sojų miltai Liofilizuota 83,36 2,19 21,37 21,5 84,1
Fermentuoti geltonieji
lubinai Liofilizuota 72,2 2,02 21,46 21,6 84,6
Nefermentuoti
geltonieji lubinai Liofilizuota 71,29 2,44 22,08 22,2 83,7
Fermentuoti baltieji
lubinai Liofilizuota 79,46 1,51 30,22 30,3 87,1
Nefermentuoti baltieji
lubinai Liofilizuota 79,68 1,17 30,27 30,3 87,8
Pastaba: L – šviesumas (baltos ir juodos spalvos santykis); a – raudonumo koordinat÷s (raudonos ir žalios spalvos santykis); b – geltonumo koordinat÷s (geltonos ir m÷lynos spalvos santykis); C – spalvos grynumas; h – spalvos tonas
Atlikus liofilizuotų (- 40 °C) ir džiovintų vakuume (+ 40 °C) raugų spalvos koordinačių įvertinimą, nustatyta, kad liofilizuojant raugus gaunamas didesnis spalvos grynumas (C), nei juos džiovinant vakuumin÷je džiovykloje (4.1 pav.). Išanalizavus spalvos koordinačių
rezultatus galima teigti, kad spalvos tonas (h) priklauso ne tik nuo džiovinimo būdo, bet ir nuo pasirinkto produkto pradin÷s spalvos tono. Didžiausios h vert÷s gautos nefermentuotų liofilizuotų baltųjų lubinų (87,8), tuo tarpu juos fermentuojant h vert÷ sumaž÷jo (87,1). Pagal šiuos rezultatus galima būtų daryti prielaidą, kad fermentuojant augalinę žaliavą, nuo susidariusių rūgimo metu produktų (rūgščių, alkoholių ir kt.), ji gali švies÷ti. Tačiau tam įtakos turi ir augalin÷s matricos specifika, nes ši tendencija stebima maltiems nuriebintiems linų s÷menims, nuriebintiems sojų miltams bei baltiesiems lubinams, tačiau nenustatyta fermentuojant geltonuosius lubinus.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 L a b C h° FL Liofilizuota NFL Liofilizuota
FL Džiovinta vakuum. džiov. NFL Džiovinta vakuum. džiov. FS Džiovinta vakuum. džiov. NFS Džiovinta vakuum. džiov. FS Liofilizuota NFS Liofilizuota FGL Liofilizuota NFGL Liofilizuota FBL Liofilizuota NFBL Liofilizuota
4.1 pav. Augalinių produktų, apdorotų skirtingais džiovinimo būdais, spalvos koordinat÷s (Pastaba: FL Liofilizuota – fermentuoti malti nuriebinti linų s÷menys džiovinti liofilizuojant; NFL Liofilizuota – nefermentuoti malti nuriebinti linų s÷menys džiovinti liofilizuojant; FL Džiovinta vakuum. džiov. - fermentuoti malti nuriebinti linų s÷menys džiovinti vakuumin÷je džiovykloje; NFL Džiovinta vakuum. džiov. - nefermentuoti malti nuriebinti linų s÷menys džiovinti vakuumin÷je džiovykloje; FS Džiovinta vakuum. džiov. – fermentuoti nuriebinti sojų miltai džiovinti vakuumin÷je džiovykloje; NFS Džiovinta vakuum. džiov. – nefermentuoti nuriebinti sojų miltai džiovinti vakuumin÷je džiovykloje; FS liofilizuota - fermentuoti nuriebinti sojų miltai džiovinti liofilizuojant; NFS liofilizuota - nefermentuoti nuriebinti sojų miltai džiovinti liofilizuojant; FGL liofilizuota – fermentuoti geltonieji lubinai džiovinti liofilizuojant; NFGL liofilizuota – nefermentuoti geltonieji lubinai džiovinti liofilizuojant; FBL liofilizuota – fermentuoti baltieji lubinai džiovinti liofilizuojant; NFBL liofilizuota – nefermentuoti baltieji lubinai džiovinti liofilizuojant)
4.2. Liofilizuotų raugų mikrobiologinis tyrimas
Mikrobiologinių tyrimų rezultatai apskaičiuoti KSV/g, ir log10 KSV/g ir pateikti 4.2 lentel÷je.
Pagal gautus eksperimento rezultatus galima teigti, kad 65 % dr÷gnio raugų liofilizavimas nepakenk÷ jų gyvybingumui. Ypač didelis kolonijų skaičius vienetais grame
nustatytas fermentuotuose nuriebintuose maltuose linų s÷menyse ir nuriebintuose sojų miltuose, atitinkamai log10 KSV/g 9,57 ± 0,16 ir 8,65 ± 0,22 (4.2 pav.).
4.2 lentel÷. Liofilizuotų raugų mikrobiologinio tyrimo rezultatai
Liofilizuoti raugai Nuriebintų
sojų miltų
Nuriebintų maltų linų s÷menų
Geltonųjų lubinų Baltųjų lubinų
KSV/g 4,88·108 ± 2,23·108 3,92·109 ± 1,39·109 2,57·107 ± 1,13·107 2,07·107 ± 1,21·107 log10 KSV/g 8,65 ± 0,22 9,57 ± 0,16 7,37 ± 0,20 7,26 ± 0,25
Pagal gautus eksperimento rezultatus galima teigti, kad liofilizavimas yra tinkama ir taikytina priemon÷ raugų Pediococcus acidilactici stabilumui ilgesnį laiką užtikrinti. Tokiu būdu paruoštus raugus daug paprasčiau taikyti gamyboje, nereikalingos specialios talpos ir temperatūra jų laikymui, taip pat nereikalinga jų pastovi priežiūra ir atnaujinimas.
Augalinių produktų liofilizuotų raugų mikrobiologinių tyrimų rezultatai 0 2 4 6 8 10 12 log10 KSV/g Liofilizuoti raugai lo g 1 0 K S V
/g Nuriebintų sojų miltų
Nuriebintų maltų linų s÷menų
Geltonųjų lubinų Baltųjų lubinų
4.3. Geltonųjų ir baltųjų lubinų baltyminių medžiagų pokyčių, vykstančių juos fermentuojant, įvertinimas anijonų mainų chromatografijos metodu
Analizuojant netradicinių augalų rūšių pritaikymo galimybes duonos gamyboje, ištirtos geltonųjų (Lupinus luteus L.) ir baltųjų (Lupinus albus L.) lubinų rūšys, pasižyminčios mažu alkaloidų kiekiu (< 0,1 %).
Atlikus baltymų ekstraktų išskirstymą anijonų mainų chromatografijos metodu, nustatyta, kad lubinų albuminai fermentavimo metu skyla į mažesn÷s molekulin÷s mas÷s baltymus. Nustatyta tendencija, kad fermentuotuose lubinuose yra daugiau tirpių baltymų, o globulinų frakcija tokiuose produktuose labai sumaž÷ja (4.3 pav., 4.4 pav.).
a) b)
4.3 pav. Globulinų frakcija nefermentuotuose (a) ir fermentuotuose (b) geltonuosiuose lubinuose
a) b)
4.4 pav. Globulinų frakcija nefermentuotuose (a) ir fermentuotuose (b) baltuosiuose lubinuose
Įvertinus šiuos lubinų baltyminių medžiagų pakitimus fermentacijos metu, galima teigti, kad fermentuoti lubinai gali pasižym÷ti geresniu virškinamumu ir įsisavinimu, tod÷l maisto produktų gamybai labiau yra tinkami fermentuoti lubinų produktai.
4.4. Gatavų duonos kepinių kokyb÷s rodiklių palyginamasis įvertinimas
Gataviems kvietin÷s duonos kepiniams buvo atlikti pagrindiniai, nusakantys duonos kokybę tyrimai: kepinio svorio, kepinio tūrio, savitojo tūrio, minkštimo akytumo ir dr÷gnio analiz÷ (4.4 lentel÷).
Tirtų kvietin÷s duonos gaminių standartinis kokyb÷s rodiklis – minkštimo dr÷gnis – kito, priklausomai nuo receptūros ir technologijos, ribose nuo 43,2 % (M7 – duonos m÷ginys su liofilizuotu sojų miltų raugu) iki 42,1 % (M4 – duonos m÷ginys su 65 % dr÷gnio geltonųjų lubinų raugu) ir visais atvejais atitiko LST 1129:2003 „Duona. Bendrieji reikalavimai“.
4.3 lentel÷. Duonos gatavų kepinių ir pusgaminių kokyb÷s rodikliai
M÷ginys
Tūris, ml Svoris, g Akytumas, %
Savitasis tūris, cm³ gˉ¹ Minkštimo dr÷gnis, % M1 1415 459 66,9 3,1 43,0 M2 1590 453,6 71,7 3,5 42,7 M3 1260 455,7 62,4 2,7 42,3 M4 1695 450,6 73 3,7 42,1 M5 1560 453,9 69 3,4 43,1 M6 1725 451,4 73,1 3,8 42,8 M7 1375 459,5 64,9 3 43,2 M8 1605 460,7 71,4 3,5 42,7 M9 1425 462,3 66,1 3,1 42,6 M10 1395 463,3 57,9 3 43,1 M11 1280 461,4 55,8 2,8 42,4 M12 1245 454 55,1 2,7 43,1 M13 1185 451,3 58,9 2,6 42,5
Pastaba: M1 – kontrolinis (be priedų);M2 – su 65 % dr÷gnio maltų nuriebintų linų s÷menų raugu; M3 – su 65 %
dr÷gnio sojų miltų; M4 – su 65 % dr÷gnio geltonųjų lubinų; M 5 – su 65 % dr÷gnio baltųjų lubinų; M6 – su liofilizuotu maltų nuriebintų linų s÷menų raugu; M7 – su liofilizuotu dr÷gnio sojų miltų; M8 – su liofilizuotu dr÷gnio geltonųjų lubinų; M9 – su liofilizuotu dr÷gnio baltųjų lubinų; M10 – su maltais nuriebintais linų s÷menimis; M11 – su nuriebintais sojų miltais; M12 – su geltonaisiais lubinais; M13 – su baltaisiais lubinais.
Didžiausiu tūriu pasižym÷jo duonos m÷giniai M6 (su liofilizuotu maltų nuriebintų linų s÷menų raugu); M4 (su 65 % dr÷gnio geltonųjų lubinų raugu); M8 (su liofilizuotu geltonųjų lubinų raugu); M2 (su 65 % dr÷gnio maltų nuriebintų linų s÷menų raugu) ir M5 (su 65 % dr÷gnio baltųjų lubinų raugu), atitinkamai 1725; 1695; 1605; 1590 ir 1560 ml (4.5 pav.). Pagal šiuos rezultatus galima daryti išvadą, kad nuriebinti malti linų s÷menys fermentuoti Pediococcus acidilactici raugais, gerina kvietin÷s duonos kokybę, 65 % dr÷gnio raugo naudojant 10 %, o liofilizuoto 5 % nuo miltų mas÷s. M÷ginys M6 gautas didžiausio tūrio, net 310 ml didesnis nei kontrolinis m÷ginys ir net 540 ml didesnis už mažiausią šio eksperimento m÷ginį – M13 (su nefermentuotais baltaisiais lubinais). Pagal šiuos rezultatus galima teigti,
kad naudojant kvietin÷s duonos gamyboje maltų nuriebintų linų s÷menų, geltonųjų lubinų ir baltųjų lubinų raugus, fermentuotus Pediococcus acidilactici raugais visais atvejais, daugiau ar mažiau, galima pagerinti duonos kokybę, nes gaminiai gaunami didesnio tūrio. Kvietin÷s duonos gamyboje nepatartina naudoti nuriebintų sojų miltų raugus, fermentuotus Pediococcus acidilactici bakterijomis, nes gaminiai gaunami žymiai mažesnio tūrio už kontrolinį. Atitinkamai m÷giniai M3 (su 65 % dr÷gnio nuriebintų sojų miltų raugu) ir M7 (su liofilizuotų nuriebintų sojų miltų raugu) gauti mažesni už kontrolinį m÷ginį 155 ml ir 40 ml.
Kvietin÷ duona kepta su nefermentuotų augalinių produktų priedais, naudojant jų 5 % nuo miltų mas÷s, gauta mažesnio tūrio nei kontrolinis m÷ginys, atitinkamai M10 (su maltais nuriebintais linų s÷menimis); M11 (su nuriebintais sojų miltais); M12 (su geltonaisiais lubinais); M13 (su baltaisiais lubinais) mažesni 20; 135; 170 ir 230 ml. Pagal šiuos rezultatus galima teigti, kad kvietin÷s duonos praturtinimui pastaraisiais priedais reik÷tų ieškoti kitų alternatyvių technologijų, nes įvedant juos tiesiogiai į miltus gaunamas neigiamas efektas tūrio atžvilgiu. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 K(1 ) M(1 ) M(2 ) M(3 ) M(4 ) M(6 ) M(7 ) M(8 ) M(9 ) M(1 0) M(1 1) M(1 2) M(1 3) M÷giniai A k y tu m a s , % 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 S a v it a s is t ū ri s , c m ³ g ¯¹ Akytumas, % Savitasis tūris, cm³ g¯¹
4.5 pav. Kvietin÷s duonos m÷ginių savitasis tūris (cm³ gˉ¹) ir akytumas (%)
Lyginant kvietin÷s duonos gaminių, praturtintų augaliniais priedais akytumą geriausi rezultatai pasiekti kepant duoną su nuriebintų maltų linų s÷menų, geltonųjų lubinų ir baltųjų lubinų raugais (tiek 65 % dr÷gnio, tiek ir liofilizuotais). Naudojant kvietin÷s duonos gamybai nuriebintų sojų miltų raugus gautas neigiamas efektas, t.y. gaminiai gauti mažesnio akytumo nei kontrolinis, atitinkamai M3 (su 65 % dr÷gnio nuriebintų sojų miltų raugu) 4,5 %, o M7 (su liofilizuotų nuriebintų sojų miltų raugu) – 2 %. Taip pat neigiamai gaminių akytumą įtakoja nefermentuoti augalinių produktų priedai, gaminiai gauti mažesnio akytumo nei kontrolinis, atitinkamai M10 (su maltais nuriebintais linų s÷menimis); M11 (su nuriebintais sojų miltais);
M12 (su geltonaisiais lubinais) ir M13 (su baltaisiais lubinais) akytumas mažesnis 9; 11,1; 11,8 ir 8 %.
Lyginant kvietin÷s duonos m÷ginių svorį po kepimo, pasteb÷ta, kad duonos m÷ginių svoris reikšmingai nesiskyr÷ ir svyravo +/- 4,42 g (4.6 pav.).
Pagal šiuos duomenis galima daryti išvadą, kad lyginant tarpusavyje gatavų gaminių svorį reikšmingų nukepimo skirtumų nepasteb÷ta.
Duonos m÷ginių svoris, g
440 445 450 455 460 465 M(2 ) M(3 ) M(4 ) M(5 ) M(6 ) M(7 ) M(8 ) M(9 ) M(1 0) M(1 1) M(1 2) M(1 3) M÷giniai S v o ri s, g Svoris, g
4.6 pav. Kvietin÷s duonos m÷ginių svoris (g)
Pagal gautus rezultatus galima teigti, kad kvietin÷s duonos kokyb÷s pagerinimui, geriausiai tinka nuriebintų maltų linų s÷menų, geltonųjų ir baltųjų lubinų raugai (tiek 65 % dr÷gnio, tiek ir liofilizuoti, atitinkamai juos naudojant 10 ir 5 % nuo miltų mas÷s). Pastaruosius naudojant kvietin÷s duonos gamyboje būtų ne tik pagerinta gaminių kokyb÷, bet tuo pačiu būtų pagerintos ir kvietin÷s duonos funkcin÷s savyb÷s.
4.5. Duonos gaminių žied÷jimo tyrimas
Duonos žied÷jimas yra susijęs su minkštimo kiet÷jimu. Jo struktūrines – mechanines savybes charakterizuojantys rodikliai laikomi vieni iš svarbiausių kriterijų laikomo kepinio kokybei įvertinti. Laikymo metu minkštimas džiūsta, tampa kietas, sausas ir trapus.
Kvietin÷s duonos laikymo metu gauti mechaniniu tekstūros analiz÷s metodu deformacijos j÷gos F vienetai (TAV – tekstūros analizatoriaus vienetai) buvo išmatuoti po 12; 24; 36; 48 ir 60 valandų gaminių išlaikymo, o rezultatai pateikti 4.5 lentel÷je.
4.4 lentel÷. Duonos m÷ginių laikymo metu gauti mechaniniu tekstūros analiz÷s metodu rezultatai
Kietumas, TAV
M÷giniai 12 val. 24 val. 36 val. 48 val. 60 val.
M1 71,3 190,3 232,3 240 291 M2 41,6 110 150 159 180,6 M3 66 171 218,7 220 259 M4 36 85 111,7 128 140,3 M5 57,3 126,3 160,7 170 196,3 M6 25 69 82 91 110 M7 40 71 102 111 135 M8 34 69,5 130 141 162 M9 30 69,5 141 154 170 M10 49,3 127 143 148 159,7 M11 51 121,7 141,3 154 160,7 M12 52,3 212 234 241 259 M13 52,3 177,3 208,7 222 237,3
Pastaba: M1 – kontrolinis (be priedų);M2 – su 65 % dr÷gnio maltų nuriebintų linų s÷menų raugu; M3 – su 65
% dr÷gnio sojų miltų; M4 – su 65 % dr÷gnio geltonųjų lubinų; M 5 – su 65 % dr÷gnio baltųjų lubinų; M6 – su liofilizuotu maltų nuriebintų linų s÷menų raugu; M7 – su liofilizuotu dr÷gnio sojų miltų; M8 – su liofilizuotu dr÷gnio geltonųjų lubinų; M9 – su liofilizuotu dr÷gnio baltųjų lubinų; M10 – su maltais nuriebintais linų s÷menimis; M11 – su nuriebintais sojų miltais; M12 – su geltonaisiais lubinais; M13 – su baltaisiais lubinais.
Laikymo metu, kintant parametrų vert÷ms, išryšk÷ja duonos su skirtingais augalinių produktų priedais (fermentuotais ir nefermentuotais) žied÷jimo ypatumai (4.7 pav.).
0 50 100 150 200 250 300 350 K(1) M(2) M(3) M(4) M(5) M(6) M(7) M(8) M(9) M(10) M(11) M(12) M(13) M÷giniai D e fo rm a c ij o s j ÷ g a , T A V 12 val. 24 val. 36 val. 48 val. 60 val.
4.7 pav. Tekstūrografo matuojamos deformacijos j÷gos kitimas (TAV), tiriant duonos, išlaikytos 12, 24, 36, 48 ir 60 val. m÷ginius
