ORGANINIŲ RŪGŠČIŲ IR

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS

VETERINARIJOS AKADEMIJA

VETERINARIJOS FAKULTETAS

DANUTĖ GRIKŠIENĖ

ORGANINIŲ RŪGŠČIŲ IR GYVŲ MIKROORGANIZMŲ RAUGŲ

ĮTAKA PUSRUGINIŲ KEPINIŲ KOKYBĖS IR SAUGOS

RODIKLIAMS

THE INFLUENCE OF ORGANIC ACIDS AND SOURDOUGH

PRODUCED BY USING VIABLE MICROORGANISMS ON SEMI

RYE BREAD QUALITY AND SAFETY PARAMETERS

Veterinarinės maisto saugos ištęstinių studijų MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS

Darbo vadovė: prof. dr. Elena Bartkienė Maisto saugos ir kokybės katedra

2 DARBAS ATLIKTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE

PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ

Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Organinių rūgščių ir gyvų mokroorganizmų raugų įtaka pusruginių kepinių kokybės ir saugos rodikiams”:

1. yra atliktas mano pačios;

2. nebuvo naudojamas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje;

3. nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą naudotos literatūros sąrašą. Danutė Grikšienė

(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas) PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ

ATLIKTAME DARBE Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.

Danutė Grikšienė

(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas) MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADOS DĖL DARBO GYNIMO ... ... ...

prof. dr. Elena Bartkienė

(data) (darbo vadovo vardas, pavardė) (parašas) MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS

KATEDROJE

prof. dr. Mindaugas Malakauskas

(aprobacijos data) (katedros vedėjo vardas, pavardė) (parašas)

Magistrinio darbo recenzentai

1) _______________________________________________________________________________ 2) ________________________________________________________________________________

(vardas, pavardė) (parašas)

Baigiamųjų baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas

3

TURINYS

1.2. Pieno rūgšties bakterijų vaidmuo raugų fermentacijoje 13

1.2.1. Angliavandenių metabolizmas 13

1.2.2. Proteinų metabolizmas 14

1.2.3. Aromatinių junginių formavimasis 15

1.3. Pieno rūgšties bakterijų poveikis tešlos struktūrai 16

1.3.1. Tešlos struktūra 17

1.4. Akrilamidas kepiniuose 18

2. TYRIMŲ METODIKA

2.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas

19 19 2.2. Tyrimo objektai, medžiagos ir jų paruošimas analizei

2.2.1. Raugų gamybai naudotos žaliavos

20 20

2.2.2. Pusruginių kepinių gamybai naudotų žaliavų charakteristika 21

2.2.3. Pusruginių kepinių gamybos principinė technologinė schema 21

2.3. Tyrimo metodai

2.3.1. Raugų tyrimo metodai

22 22

2.3.2. Pusruginių kepinių tyrimo metodai 23

2.3.3. Matematinė statistinė analizė 25

3. REZULTATAI

3.1. Raugų rodikliai

3.1.1. Raugų, fermentuotų pieno rūgšties bakterijomis, rūgštingumo rodikliai

26 26 26 3.1.2. Pieno rūgšties bakterijomis fermentuotų raugų drėgnis ir pieno rūgšties bakterijų kolonijas sudarančių vienetų skaičius

27

3.1.3. Raugų, parūgštintų L(+) pieno rūgštimi, rūgštingumo rodikliai ir drėgnis 27 3.1.4. Raugų tekstūros dinamika fermentacijos metu ir L(+) pieno rūgštimi parūgštintų raugų tekstūra

4

3.1.5. Pieno rūgšties bakterijų išskirtų proteolitinių ir amilolitinių fermentų aktyvumas rauguose

30

3.1.6. L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis pieno rųgšties bakterijomis fermentuotuose rauguose

31

3.2. Pusruginių kepinių kokybės palyginamasis įvertinimas

3.2.1. Pusruginių kepinių formos išlaikymo koeficientai, masės nuostoliai po terminio apdorojimo (nukepimas), savitasis tūris ir akytumas

32 32

3.2.2. Pusruginių kepinių drėgnis, bendras titruojamasis rūgštingumas ir spalvų koordinatės

35

3.2.3. Akrilamido kiekis pusruginiuose kepiniuose 37

3.2.4. Pusruginių kepinių žiedėjimo tyrimo rezultatai 38

3.2.5. Pusruginių kepinių juslinės savybės 39

4. REZULTATŲ APTARIMAS 42 IŠVADOS REKOMENDACIJOS 45 47 LITERATŪROS SĄRAŠAS 48 PRIEDAI 54

5

SANTRAUKA

Organinių rūgščių ir gyvų mokroorganizmų raugų įtaka pusruginių kepinių kokybės ir saugos rodikiams

Danutė Grikšienė Magistro baigiamasis darbas

Darbo tikslas buvo įvertinti L(+) pieno rūgšties ir gyvų mikroorganizmų raugų (L. plantarum, L. curvatus, P. acidilactici) įtaką pusruginių kepinių kokybės ir saugos rodikliams.

Skirtingų PRB įtaką raugų rūgštingumo rodikliams (pH ir BTR) patikimai (p = 0,0001) skiriasi. Visos eksperimente naudotos PRB yra tinkamos ruginių raugų gamybai, nes jose nustatytas rekomenduojamas raugams PRB kiekis. Raugų rūgštingumo rodikliai turi įtakos amilolitinių ir proteolitinių fermentų aktyvumui rauguose. Eksperimente naudoti raugai yra saugūs D(-) pieno rūgšties izomerų aspektu: L(+)/D(-) santykis nustatytas rauguose, 13,1; 22,0 ir 6,5, atitinkamai, rauguose, fermentuotuose L. plantarum, L. curvatus ir P. acidilactici.

Visais atvejais, kepinių, pagamintų naudojant PRB raugus, formos išlaikymo koeficientas nustatytas didesnis, lyginant su kontrolinių kepinių ir kepinių, kurių gamybai buvo naudota L(+) pieno rūgštis. Didžiausi masės nuostoliai po terminio apdorojimo nustatyti kontrolinių kepinių (21,5 proc.). PRB raugai turėjo teigiamos įtakos kepinių savitajam tūriui, o kepinių su L(+) pieno rūgštimi savitasis tūris nustatytas mažesnis nei kontrolinių kepinių. PRB raugai yra tinkama priemonė pusruginių kepinių akytumui padidinti, tuo tarpu, tešlos parūgštinimas L(+) pieno rūgštimi kepinių akytumui turi neigiamą įtaką. Skirtingų raugų įtaka spalvos koordinatėms daugeliu atvejų buvo reikšminga. Parinktų PRB raugų naudojimas yra efektyvi priemonė akrilamido kiekiui kepiniuose sumažinti. Kepinių žiedėjimui lėtinti reikėtų rinktis 50 g L. plantarum raugo arba 50 g L(+) pieno rūgštimi parūgštinto raugo, nes šiais atvejais kepinių tekstūra po 72 val. laikymo pakito mažiausiai (2,1 ir 1,8 karto, atitinkamai). PRB raugai visais atvejais padidina kepinių bendrą priimtinumą.

Apibendrinant galima teigti, kad PRB raugai yra tinkama pusruginių kepinių kokybės ir saugos pagerinimui.

6

SUMARRY

The influence of organic acids and sourdough produced by using viable microorganisms on semi rye bread quality and safety parameters

Danutė Grikšienė Master‘s Thesis

The aim of this study was to evaluate the influence of L(+) lactic acid and sourdough produced by using viable lactic acid bacteria (LAB) (L. plantarum, L. curvatus, P. acidilactici) on semi rye bread quality and safety parameters.

Different LAB have significant (p = 0.0001) different influence on sourdough acidity parameters (pH and TTA). All in the experiment used LAB are suitable for sourdough production, because in all sourdoughs reccomended count of viable LAB was determined. Acidity parameters of sourdough have influence on amilolytic and proteolytic enzymes activity in sourdough. In experiment used sourdoughs are safe: ratio of L(+)/D(-) isomers was 13.1; 22.0 and 6.5, respectively, in sourdoughs fermented with L. plantarum, L. curvatus and P. acidilactici.

In all the cases, higher shape retention coefficient was found of bread produced with LAB sourdough, in compare with bread produced with L(+) lactic acid, and control samples. The highest mass losses were found of control breads (21.5 %). LAB sourdoughs have possitive influence on bread specific volume, therefore, specific volume of breads produced with L(+) lactic acid was found lower, than of control bread samples. LAB sourdoughs is suitable tool for bread porosity increasing, therefore, L(+) lactic acid have negative influence on bread porosity. Selected LAB sourdough is efective tool for acrylamide in bread reducing. For bread staling reducing 50 g of L. plantarum sourdough or 50 g of with L(+) lactic acid produced sourdough could be used, because in these cases after 72 hours of storage bread texture has changed the least (2.1 and 1.8 times, respectively). In all the cases, sourdough increased bread overall acceptability.

In conclusions could be stated, that LAB sourdough is soutable tool for semi rye bread quality and safety improving.

7

SANTRUMPOS

⁰C - Celsijaus laipsnis

BTR – bendras titruojamasis rūgštingumas g - gramas

kcal – kilo kalorija kJ – kilo džiaulis

KSV – kolonijas sudarantys vienetai pH – aktyvusis rūgštingumas PRB – pieno rūgšties bakterijos proc. – procentai

8

ĮVADAS

Pusruginiai kepiniai yra vieni iš patraukliausių vartotojams, dėl savo maistinės vertės, švelnaus skonio ir būdingo savito aromato bei tekstūros. Šiuose kepiniuose kvietinių ir ruginių miltų derinimas yra viena iš priežasčių, dėl kurios pusruginiai kepiniai yra patrauklūs vartotojams, nes gaunami sąlyginai didelio tūrio ir akyto minkštimo. Kvietiniuose miltuose esantis glitimas tešlos gamybos metu suformuoja tinklą, kuris sulaiko purenimui naudojamų mikroorganizmų išskiriamas dujas ir purena tešlą, ko pasekoje gaunami akyto minkštimo kepiniai. Kepinių akytumas svarbus ne tik dėl pastarųjų juslinių savybių, bet ir dėl kepinių įsisavinamumo (manoma, kad akytesnio minkštimo kepiniai geriau virškinami bei iš jų įsisavinama daugiau grūdų miltuose esančių veikliųjų komponentų).

Kepinių kokybė ir sauga priklauso nuo daugelio veiksnių: gamybos technologijos, žaliavų kokybės, receptūros, darbuotojų higienos ir t.t. Viena plačiausiai nagrinėjamų galimybių siekiant pagerinti kepinių kokybę ir saugą yra jų purenimui naudojamų mikroorganizmų parinkimas. Pastarieji ne tik purena tešlą, bet ir yra atsakingi už malonaus rūgštaus skonio ir aromato suteikimą. Dažniausiai kepinių gamyboje naudojamos pieno rūgšties bakterijos arba jų mišiniai su mielėmis. Manoma, kad geriausios kokybės kepiniai gaunami naudojant ne vieną startinę kultūrą, bet keletos kultūrų kombinaciją. Kepinių, kurių gamybai buvo naudojami kultūrų deriniai, pasižymi intensyvesniu duonos skoniu ir aromatu. Tai aiškinama tuo, kad skirtingi mikroorganizmai metabolizuoja skirtingus sacharidus bei į fermentuojamą substratą išskiria skirtingus fermentus, kurie skaldo skirtingas aminorūgštis, o pastarosios, reaguodamos su sacharidais terminio apdorojimo metu, formuoja kepinių aromatą. Pagrindinis pieno rūgšties bakterijų raugų metabolitas yra pieno rūgštis. Tačiau, siekiant išraiškingo kepinių aromato, patariama, kad kepinių gamyboje naudojami mikroorganizmai produkuotų ne tik pieno, bet ir acto rūgštį. Pieno rūgšties bakterijų išskiriamos organinės rūgštys turi įtakos tešlos reologinėms savybėms: didina baltymų brinkimą bei vandens absorbciją, pasižymi antigrybiniu aktyvumu, o kai kurios inhibuoja ir „bulvinės ligos“ sukelėjus (B. subtilis, B mesenteroides ir kt.). Šios pieno rūgšties bakterijų savybės pastebėtos jau seniai, todėl jų naudojimas kepinių gamyboje minimas jau senovės Egipte. Vėliau, XIX-tame amžiuje vietoje savaiminio pienarūgščio rūgimo pradėtos taikyti kepimo mielės [1]. Šiandien raugai plačiai tyrinėjami ir naudojamas daugelio grūdų produktų - duonos, pyrago, traškučių gamyboje [2]. Kai kurios kepinių rūšys yra būdingos tik tam tikriems regionams, o kitos - plačiai paplitę pasaulinėje rinkoje [3]. Viduržemio jūros, San Francisko įlankos regione ir Pietų Amerikoje suvartojama daug kvietinės duonos ir pyragų, o centrinės ir rytų Europos šalyse bei Skandinavijoje daug kepinių rūšių gaminama iš rugių, kviečių, miežių miltų ar jų mišinių [4].

9 Raugas apibūdinamas kaip miltų ir vandens mišinys, fermentuojamas pieno rūgšties bakterijomis (PRB) [5]. Šiuo metu, sparčiai vystantis molekulinės mikrobiologijos metodikoms, atsiranda galimybės išskirti, identifikuoti ir charakterizuoti bei pritaikyti tam tinkamų savybių mikroorganizmus raugų ir kepinių gamybai. Raugas atlieka ne tik technologinę funkciją (mažina ruginiuose miltuose esančios alfa amilazės fermento aktyvumą), bet ir gali užtikrinti kepinių saugą akrilamido aspektu. Manoma, kad kuo žemesnis tešlos aktyvusis rūgštingumas, tuo mažiau susidarys akrilamido gatavuose kepiniuose. Atlikti tyrimai, naudojant organines rūgštis tešlos pH sumažinimui, tai patvirtino. Tačiau akrilamido formavimosi mechanizmas yra labai sudėtingas ir jam įtakos turi įvairūs veiksniai. Manoma, kad raugų gamyboje naudojamų mikroorganizmų išskiriami proteolitiniai fermentai taip pat dalyvauja akrilamido mažinimo kepiniuose procese.

Darbo tikslas: įvertinti L(+) pieno rūgšties ir gyvų mikroorganizmų raugų (L. plantarum, L. curvatus, P. acidilactici) įtaką pusruginių kepinių kokybės ir saugos rodikliams.

Darbo uždaviniai:

1. Atlikti raugų gamybą naudojant startinius mikroorganizmus ir įvertinti gautų raugų fizikinius

cheminius ir mikrobiologinius rodiklius;

2. Atlikti pusruginių kepinių gamybą, naudojant gyvų mikroorganizmų raugus, paruoštus naudojant

skirtingus mikroorganizmus skirtinguose substratuose ir įvertinti pusgaminių bei kepinių kokybės rodiklius;

3. Atlikti pusruginių kepinių gamybą, naudojant organinių rūgščių priedus ir įvertinti pusgaminių bei

kepinių kokybės ir saugos rodiklius;

10

1. LITERATŪROS APŽVALGA

1.1 Raugų mikroflora

Tešla duonos gamyboje gali būti rūgštinama biologiniu, cheminiu būdu arba natūraliai fermentuojama – savaimine fermantacija. Tačiau, siekiant užtikrinti gamybos efektyvumą ir procesų tolygumą, dažniausiai naudojami žinomų mikroorganizmų (dažniausiai PRB) raugai. Paprastai PRB yra heterofermentinės rūšys, gaminančios pieno ir acto rūgščių mišinį bei suteikiančioms tešlai rūgštų skonį [6]. Fermentacijos procesas, naudojant raugus, dažniausiai taikomas siekiant pagerinti kepinių kokybę, skonį ir kvapą bei sulėtinti jų žiedėjimo procesą [7]. Raugas gali būti gaminamas kepyklose arba perkamas: gyvas, skystas, dehidratuotas ir kt. [8].

Gaminant duoną, pridėjus raugo, keičiasi tešlos savybės [9], ypač jos kvapas ir struktūra [10]. Fermentacijos procesų poveikis yra sudėtingas procesas, priklausantis nuo raugo tipo, pradinės kultūros, mielių ir fermentacijos sąlygų [11]. Todėl reikalingi detalūs raugų mikrofloros tyrimai, nes mikrobiologiškai raugai pradėti tyrinėti tik prieš šimtą metų [12]. Daugelis raugų savybių priklauso nuo metabolinio PRB aktyvumo ir gebėjimo išskirti metabolitus: pieno, acto rūgštis, dalyvauti proteolizės, lakiųjų komponentų sintezės, anti- pelėsinio aktyvumo procesuose bei suteikti tešlai mechaninio apdorojimo galimybes (nelipnumo) [5]. Daugeliui raugo savybių turi įtakos pH sumažėjimas, atsirandantis dėl organinių rūgščių išskyrimo. pH sumažėjimas dėl organinių rūgščių turi įtakos ir tešlos viskoelastinėms charakteristikoms, bei reologinėms savybėms [13]. Ypač svarbu atsižvelgti į parenkamų mikroorganizmų savybes suteikti tešlai elastingumo ir sumažinti lipnumą mechanizuotoje gamyboje [11]. Europos šalyse populiariausia raugų iš kvietinių miltų gamyba. Daug tyrimų apie kvietinių raugų savybes atlikta vakarų Europoje (ypač Vokietijoje) [14].

Svarbiausi fermentacijos proceso kontrolės parametrai yra reologinių savybių pokytis, rūgštingumas bei aromatas [15]. Reologinės tešlos savybės tiriamos įvairias metodais ir aparatais – tai dinaminiai reologiniai matavimai, lubrikuotas vienaašis spaudimas ir kt., naudojami aparatai - ekstensografas, alveografas, oscilatoriaus reologinis matuoklis ir t.t. [16]. Reologinės tešlos savybės reikšmingai pasikeičia fermentacijos metu. Reologines tešlos savybes įtakoja raugų mikroorganizmų tipai, jų metabolinis aktyvumas ir nuo laiko priklausantis pH pokytis [13]. Tešla, kurios žemesnė pH vertė maišant susiformuoja greičiau (Hoseney, 1994). Nedideli fiziniai ir cheminiai glitimo baltymų pakitimai gali turėti reikšmingos įtakos tešlos reologinėms savybėms. Koceva Komlenić ir kt. (2010) tyrinėjo cheminio ir biologinio tešlos parūgštinimo įtaką tešlos reologinėms savybėms ir nustatė, kad jos

11 labai priklauso nuo pasirinkto rūgštinimo būdo [17]. Tyrimai buvo apibendrinti išvada, kad reologinės tešlos savybės žymiai pagerėjo, pridėjus raugo.

Bakterinės floros tipas fermentuotame maiste priklauso nuo vandens aktyvumo, pH, mineralinių medžiagų koncentracijos, dujų koncentracijos, inkubacinės temperatūros ir substrato sudėties [18]. Neapdorotų grūdų mikroflora susideda iš bakterijų, mielių ir grybelių (104_–107 _{KSV/g), o miltuose yra}

2 x 104 _{– 6 x 10}6 _{KSV/g [19]. Raugų fermentacijoje svarbiausia yra pienarūgštė heterofermentacija [1],}

ypač, kai raugas ruošiamas tradiciniu (savaiminiu) būdu [20]. 1 lentelėje pateikta raugų klasifikacija ir jiems būdinga mikroflora.

1 lentelė. Raugų klasifikacija ir atitinkama būdinga mikroflora [3].

Tipas Ia Tipas Ib Tipas Ic Tipas II Tipas III

Lb. sanfranciscensis Lb. brevis Lb. brevis Lb. buchneri Lb. fermentum Lb. fructivorans Lb. pontis Lb. reuteri Lb.sanfranciscensis W. cibara Lb. pontis Lb. fermentum Lb. reuteri Lb. brevis Lb. fermentum Lb. frumenti Lb. pontis Lb. panis Lb. reuteri Lb.sanfranciscensis W. confusa Lb. brevis Lb. alimentarius Lb. casei Lb. paralimentarius Lb. plantarum Lb. amylovorus Lb. acidophilus Lb. delbrueckii Lb. Amylovorus Lb. farciminis Lb. johnsonii Lb. plantarum P. pentosaceus Lb. acidophilus Lb. delbrueckii Lb. farciminis Lb. mindensis

Raugas su PRB dažniausiai gaminamas su Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus ar Weisella [3]. De Vuyst ir Neysens (2005) nurodė apie 50 skirtingų PRB rūšių [3]. Nors Leuconostoc, Pediococcus, Weisella, Enterococcus ir Streptococcus rūšys yra dažnai išskiriamos iš raugų, tačiau dominuoja Lactobacillus [1]. Nepageidaujamų bakterijų, tokių kaip Staphylococus aureus ir Bacillus cereus ir kt., taip pat gali pasitaikyti rauguose, tačiau jų koncentracijos būna ženkliai mažesnės nei PRB [3]. Corsetti ir Settani (2007) nurodė, kad Lactobacillus frumenti, Lactobacillus mindensis, Lactobacillus paralimentarius, Lactobacillus spicheri, Lactobacillus rossiae, Lactobacillus acidifarinae, Lactobacilus zymae, Lactobacillus hammesii, Lactobacillus nantensis ir Lactobacillus siliginis buvo išskirtos iš raugų [1]. Žinoma 15 PRB rūšių, esančių rauguose bei aptinkamų žmonių bei gyvulių virškinamajame trakte.

12 Lactobacillus reuteri, Lactobacillus acidophilus ir Lactobacillus plantarum yra keletas iš būdingų virškinamajam traktui bakterijų. Lactobacillus sanfranciscensis, Lactobacillus brevis ir Lactobacillus plantarum yra dažniausiai rauguose identifikuojamos PRB [1]. Lb. sanfranciscensis pirmą kartą buvo užfiksuota kepant prancūzišką duoną [21]. Gobbetti ir kt. (1998) išskyrė Lb. sanfranciscensis ir Lb plantarum iš itališkų kviečių raugo [22]. Lb. alimentarius, kuri tikriausiai priklauso Lb. paralimentarius, pirmą kartą izoliuota iš japoniško raugo [23]. Lb. brevis ir Lb. plantarum siejami su Lb. fermentum išskirtos iš rusiško raugo [24]. Lb. fermentum dominuoja ir švediškuose rauguose ir II tipo vokiškuose rauguose [25]. Gobbetti ir kt. (1994b) nustatė, kad Lb. acidophilus aptinkama Umbrian (Italijos regionas) rauguose [26], o Corsetti ir kt. (2003) aprašė naujas raugo rūšis - Lb. rossae, dominuojančias centrinėje ir pietų Italijoje [20]. Afrikos sorgų raugai, gaminami aukštesnėse temperatūrose (> 35 °C), juose dominuoja Lb. fermentum, Lb. pontis ir Lb. reuteri bei homofermentinės Lb. amylovorus [3]. Skirtingose šalyse kepinių rauguose dominuojančios PRB pateiktos 2.2. lentelėje.

2.2. lentelė. Skirtingose šalyse kepinių rauguose dominuojančios PRB [3].

Šalis Pieno rūgšties bakterijos rauguose

Belgija Lb. brevis, Lb. plantarum, Lb. sanfranciscensis, Lb. paralimentarius, P. pentosaceus, Lb. helveticus Suomija Lb. acidophilus, Lb. plantarum, Lb. casei

Danija Lb. reuteri, Lb. panis, Lb. amylovorus

Prancūzija Lb. plantarum, Lb. casei, Lb. delbrueckii subsp. delbrueckii, Lb. acidophilus, Lb. brevis, Leuc. mesenteroides subsp. mesenteroides, Leuc. mesenteroides subsp. dextranicum, P. pentosaceus, Lb.

Curvatus

Vokietija Lb. delbrueckii, Lb. planlarum, Lb. casei, Lb. fermentum, Lb. buchneri, Lb. brevis

Šiaurės Europa – ruginiuose rauguose dominuojančios PRB

Lb. acidophilus, Lb. farciminis, Lb. alimentarius, Lb. casei, Lb. plantarum, Lb. brevis, Lb. sanfranciscensis, Lb.

fructivorans, Lb. fermentum, Lb. buchneri

Be PRB, iš savaiminių raugų buvo išskirtos ir šios mielės: Candida, Cryptococcus, Pichia, Rodothorula, Torulaspora, Trychoporon, Saccharomyces ir Sporobolomyces. Saccharomyces cerevisiae nefermentuotuose grūdų produktuose aptiktos nebuvo. Jų buvimas rauguose siejamas su kepimo mielių pridėjimu į daugelį kepinių [21]. Grybeliai Alternaria, Cladosporium, Drechslera, Fusarium; Helminthosporium, Ulocladium; Aspergilus ir Penicillium buvo išskirti iš neapdorotų grūdų ir miltų.

13

1.2. Pieno rūgšties bakterijų vaidmuo raugų fermentacijoje

Metabolinis PRB aktyvumas raugo fermentacijos metu pagerina raugo savybes, duonos tekstūrą ir skonį, sulėtina duonos sužiedėjimo procesą, apsaugo duoną nuo pelėsio ir bakterinio sugedimo [18]. Be to, PRB gali nulemti didesnę duonos maistinę vertę [27]. Raugų mikroflora paprastai apibūdinama kaip mielių ir PRB mišinys.

1.2.1. Angliavandenių metabolizmas

Tešlos fermentacijoje angliavandenių metabolizmas vyksta priklausomai nuo esančių PRB tipo, substrate esančių sacharidų, mielių ir gamybos sąlygų [28]. Antagonistinių ir sinergetinių sąveikų svarba tarp PRB ir mielių priklauso nuo angliavandenių ir aminorūgščių metabolizmo bei anglies dioksido gamybos [29]. Pieno ir acto rūgštys yra dominuojančios raugo fermentacijoje (1.1. paveikslas).

Skirtingų raugų metabolizmo keliai skirtingi. Receptai ir geografinė kilmė suteikia duonai skirtingus skonius įvairiose šalyse [30]. Visi šitie parametrai turi įtakos duonos savybėms, o skirtingi raugai suteikia jai išskirtinio originalumo. Tai ir yra pagrindinė priežastis, kodėl duona iš biologiškai fermentuotos tešlos turi pranašesnes juslines savybes nei chemiškai parūgštinta tešla [31]. Svarbus faktorius yra pieno ir acto rūgšties santykis tešloje, taip pat turintis įtakos kvapų profiliui ir galutinio produkto struktūrai. Acto rūgštis, pasigaminusi veikiant heterofermentinėms PRB, turi įtakos trumpesnės grandinės ir stipresnės struktūros glitimo tinklo susidarymui, o tuo pieno rūgštis elastingesnę glitimo struktūrą formuoja palaipsniui [1]. Lb. sanfrancienscis, išskirta iš tradicinio savaiminio itališko raugo, fermentuoja tik gliukozę ir maltozę. Tačiau, Lb. Sanfrancienscis, išskirta iš kai kurių kitų raugų, fermentuoja ir kitus angliavandenius, tokius kaip sacharozė, rafinozė, galaktozė, melobiozė, ribozė ir fruktozė [32]. Ginés ir kt. (1997) apibūdino Lb. reuteri CRL1100, išskirtą iš savaiminio raugo [33]. Ši PRB metobolizuoja gliukozę ir galaktozę, bet nemetabolizuoja fruktozės ir celobiozės. Dauguma PRB rūšių rauguose negali fermentuoti sacharozės disacharido, kurio metabolizmas dėl heterofermentinių PRB rauge, yra daugiau priklausomas nuo glikozil-transferazių [18]. Tam tikros PRB geba gaminti egzo-polisacharidus (EPS), kurie gali teigiamai veikti duonos tūrį ir išlaikyti ilgesnį šviežumą [18]. EPS susidarę raugo fermentacijos metu: fruktanai (levanas, inulinas) ir gliukanai (reuteranas, dekstranas, ksantanas). EPS reikšmingai gerina raugo ir duonos tekstūrą [32]. Raugo fermentacijos metu, pasigaminus pakankamiems EPS kiekiams, jie gali pakeisti hidrokoloidus [32]. Nustatyta, kad hidrokoloidai gerina duonos kokybę, stabilizuojant vandens-miltų junginius raugo matricoje [18].

14 1.1. pav. Potencialūs elektronų akceptorių pasikeitimai angliavandenių fermentacijos metu

veikiant Lb. sanfranciscensis [1].

1.2.2. Proteinų metabolizmas

Raugų fermentacijos metu vyksta proteinų pokyčiai bei skilimas. Proteinų skilimas, vykstantis raugų fermentacijos metu, yra vienas iš pačių svarbiausių metabolinių reiškinių, turinčių tiesioginės įtakos tešlos struktūrai ir raugo bei galutinio produkto – duonos – juslinėms savybėms. Tešlos fermentacijos metu PRB metabolizmo metu susidaro mažos molekulinės masės peptidai ir laisvosios aminorūgštys, kurios svarbios tešlos savybėms ir jos rūgštingumui [34]. Taip pat maži peptidai ir laisvosios aminorūgštys yra svarbūs elementai kepinių su raugu skonio bei aromato formavimuisi [35]. Gerez ir kt. (2006) nustatė, kad PRB gali panaudoti glitimą kaip azoto šaltinį ir tešloje padidėja treonino, valino, lizino ir fenilalanino koncentracija [36]. Thiele ir kt. (2004) nustatė, kad proteinų skilimas kvietiniuose rauguose yra panašus kaip ir chemiškai parūgštintoje tešloje, tačiau bakterinė proteolizė raugo fermentacijos metu turi žymiai didesnę reikšmę kepinių juslinių savybių formavimuisi, lyginant su kepiniais, pagamintais iš parūgštintos organinėmis rūgštimis ar fermentuotos mielėmis tešlos [37]. Glitimo proteinai turi reikšmingos įtakos tešlos reologinėms savybėms. Raugo fermentacijos metu vyksta svarbi gliadino ir gliutenino baltymų hidrolizė. Proteolitiniai procesai rauge vyksta ne tik dėl PRB išskiriamų fermentų aktyvumo, tam turi įtakos ir grūduose esntys fermentai, kurie suaktyvėja esant rūgščiai aplinkai [38]. Dalinė gliuteninų hidrolizė raugo fermentacijos metu sukelia glitimo makro- peptidų (GMP) depolimerizaciją ir padidina jų tirpinimą. Po 24 valandų fermentacijos su tam tikromis PRB rūšimis, visi glitimo proteinai tampa tirpiais [37]. Glutationas (GSH) yra vienas iš stipriausių

15 reduktorių tešloje [38]. Besivystydamos tešloje heterofermentacinės PRB aktyvuoja glutationo reduktazę ir oksiduoto glutationo kiekis sumažėja, o glutationo - padidėja [39]. Nuolatinė oksiduoto glutationo (GSSG) transformacija į glutationą (GSH ) dėl PRB metabolizmo padidina SH- grupes glitimo proteinuose [38].

Proteolizė, padidėjusi raugo fermentacijos metu, išlaisvina aminorūgštis tešloje. Raugo fermentacija su PRB padidina aminorūgščių koncentraciją fermentacijos metu, o tuo tarpu tešlos fermentacija mielėmis sumažina laisvųjų aminorūgščių koncentraciją [35]. Gassenmayer ir Schieberle (1995) nustatė, kad pridėjus į tešlą aminorūgščių, (pav., ornitino, leucino ir fenilalino) padidėja skonio junginių konversija [40]. Pavienių aminorūgšių kiekis tešloje priklauso nuo tešlos pH, fermentacijos laiko ir mikrofloros metabolizuotų aminorūgščių [35]. Rauguose Lb. brevis linderi, Lb safransciensis, Lb. brevis ir Lb. plantarum padidina alifatinių, dikarboksilo ir hidroksilo aminorūgščių kiekius [26; 28]. Mielės S. cerevisiae ir S. exiguous sumažina laisvų aminorūgščių kiekius tešloje.

1.2.3. Aromatinių junginių formavimasis

Pagrindinė aminorūgščių degradacijos reakcija rauge vyksta pagal Erlich modelį, kurio metu susidaro aldehidai ar alkoholiai, o terminio apdorojimo metu vyksta Strecker reakcija ir taip pat susidaro aldehidai bei kitos rūgštys [41]. Kepinių aromatas labai priklauso nuo dominuojančių PRB ir miltų tipo. Pvz., kietuosiuose kviečiuose, fermentuotuose heterofermentinėmis PRB, yra didesnis etilacetato ir heksilacetato kiekis, palyginus su kviečiais, fermentuotais homofermentinėmis PRB [42]. Didesnis aldehidų kiekis gaunamas ruginiuose rauguose, fermentuotose homofermentinėmis PRB [42].

Arginino metabolizmas, veikiant Lb. pontis ir Lb. Sanfransciensis, turi įtakos duonos skoniui [43]. Vykstant fenilalanino metabolizmui dėl Lb. plantarum ir Lb. Sanfransciensis veiklos, papildomai dar susidaro fenolio rūgšties ir hidroksinių junginių, kurie pasižymi priešgrybinėmis savybėmis [38]. Gerez ir kt. (2006) įrodė, kad PRB vykdomas glitimo metabolizmas, sumažina jame alergijas sukeliančių baltymų kiekius [36]. Be to, padidėjusi laisvųjų aminorūgščių koncentracija dažniausiai atsiranda dėl padidėjusio ornitino kiekio, kuris, kaip manoma, yra vienas svarbiausių elementų 2-acetil-pirolino formavimuisi [35]. Czerny ir Schieberle (2002) nustatė, kad tešlos fermentacijos metu PRB nesuformuoja naujų, kitokių, nei buvo nefermentuotam substrate, aromatinių junginių, tačiau daugelis junginių, tokių kaip acto rūgšties ir 3–metilbutanalio, padidėja, o aldehidų kiekis sumažėja [44].

Apibendrinant galima būtų pasakyti, kad PRB atlieka svarbų vaidmenį raugų fermentacijos procese. Kartu su mielėmis jos formuoja duonos kokybės rodiklius.

16

1.3. Pieno rūgšties bakterijų poveikis tešlos struktūrai

Grūduose yra krakmolo ir nekrakmolo polisacharidų, kurie sudaryti iš gliukozės, β-gliukanų, fruktozės, polifruktanų, ksiliozės, arabinozės bei arabinoksilanų [45]. Krakmolas yra dalinai virškinmas, o tuo tarpu kiti polisacharidai - ne, jie sudaro skaidulines medžiagas. Struktūriniai raugų pokyčiai gali būti siejami su tiesiogine žemo pH įtaka tešlos struktūriniams komponentams, tokiems kaip glitimas, krakmolas, arabinoksilanai ir kt. [46]. Tešla labai jautri jonų kaitai bei pH pokyčiams, kurie gali turėti tiesioginę įtaką kitiems tešlos komponentams [47]. pH sumažėjimas, dėl susidariusių organinių rūgščių, tui įtakos tešlos viskoelastinėms savybėms. Labai svarbu įvertinti tešlos savybių pokyčius mechanizuotoje pramoninėje gamyboje gamyboje [11]. Nustatyta, kad pH dydžio pakitimai rauge turi reikšmingos įtakos tešlos komponentams. Daug tyrimų atlikta analizuojant skirtumus tarp nerūgštintos ir chemiškai ar biologiškai parūgštintos tešlos [10; 11; 32; 48; 50]. Jau prieš šimtmetį Osborne (1907) nustatė, kad rūgštys didina glitimo frakcijos tirpumą [51]. Barber ir kt. (1992) nustatė, kad krakmole, esančiame rauge, gali vykti rūgštinė hidrolizė [52].

pH dinamikai gali turėti įtakos fermentacijos trukmė. Besikeičiančios pH reikšmės raugo fermentacijos metu gali sudaryti optimalias sąlygas įvairių fermentų, esančių tešloje, veiklai. Tai vadinama antriniu (netiesioginiu) raugo efektu [47]. pH dinamika fermentacijos metu gali turėti įtakos proteolitinių ir amilolitinių fermentų aktyvumo užtikrinimui biologinio rūgštinimo metu, o cheminio rūgštinimo, priešingai, poveikis yra momentinis. Fermentų aktyvumas turi svarbią reikšmę tešlos sudėtinių dalių pokyčiams, pH 4-5 yra optimalus proteolitinių fermentų aktyvumui, pH 3.6 – 6.2 amilolitinių [53]. Kiti fermentai, galintys turėti poveikį struktūriniams tešlos komponentams, ir kurių aktyvumas priklauso nuo pH, yra peroksidazės, katalazės, lipoksigenazės ir polifenolių oksidazės. Reologinių, kepimo eksperimentų bei farinogramų rezultatai parodo, kad kai kurie fermentai biologiškai parūgštintoje tešloje sukelia struktūrinius jos pokyčius [54]. Corsetti ir kt. (2000) nustatė, kad net nedidelė grūdų proteinų degradacija daro poveikį fizinėms glitimo savybėms, kurios, savo ruožtu, turi reikšmingą įtaką kepinių akytumui ir žiedėjimo procesui [54].

Dujų susidarymas raugų fermentacijos proceso metu yra vienas svarbiausių parametrų, turinčių poveikį tešlos struktūrai ir reologijai. Hammes ir Gänzle (1998) nustatė, kad mielių ir PRB įtaka bendram dujų kiekio susidarymui priklauso nuo to, kokios kultūros buvo naudotos fermentacijai ir kokia buvo tešlos gamybos technologija [5]. Šie autoriai taip pat nustatė, kad raugų PRB dujų išskyrimas yra beveik nereikšmingas, jeigu gamyboje naudojamos kepimo mielės. Clarke ir kt. (2002) įrodė, kad dujų kiekis, išskirtas raugo PRB, neturi patikimos įtakos kepinių savitajam tūriui [10].

17 Egzpolisacharidai (EPS) rauge yra PRB metabolizmo produktai. EPS yra pripažinti kaip vieni svarbiausių tešlos struktūros stabilumo faktorių [32]. Išskiriamos dvi PRB išskirtų EPS grupės - homopolisacharidai (HoPS), susidedantys iš vieno tipo monosacharidų ir heteropolisacharidai (HePS) susidedantys iš skirtingų monosacharidų vienetų [1]. HoPS naudojami kepinių struktūros pagerinimui, o HePS paprastai naudojami tik raugintų pieno produktų pramonėje [55]. Nėra nustatyta, kad rauguose esančios PRB gamintų HePS.

Vienos iš pačių svarbiausių raugų PRB - Lb. sanfranciscensis - didina polisacharidų kiekį tešloje, nes gaminasi EPS [56; 57]. EPS susidarymas yra gerai žinoma raugų PRB charakteristika, turinti įtakos raugų elastingumui [58].

Nepaisant daugelio mikrobiologinių ir biocheminių reakcijų, pradiniai raugo mikroorganizmai turi įtakos tešlos ir gatavų kepinių struktūriniams pakitimams. Todėl reikia parinkti tinkinamus pradinius mikroorganizmus raugų fermentacijai ir kontroliuoti struktūrinius pokyčius tešlos fermentacijos ir terminio apdorojimo metu.

1.3.1. Tešlos struktūra

Pagrindinės tešlos sudedamoji dalis yra miltai, o juose svarbiausi tirpūs ir netirpūs proteinai. Daugiausia tešloje yra angliavandenių – krakmolo, cukraus, tirpių ir netirpių polisacharidų. Lipidai sudaro nedidelę, bet labai svarbią dalį miltuose. Kai kurių smulkių sudedamųjų dalių molekulės yra sudarytos iš lipidų dalelių (glikolipidų) arba proteinų (lipoproteinų). Šios molekulės yra įdomios savo sąveika su didesnėmis molekulėmis. Miltų fermentai taip pat gali turėti įtakos tešlos savybėms [59]. Vanduo, viena iš pagrindinių sudedamųjų tešlos dalių, kurios įtaka tešlos formavimuisi yra labai svarbi. Maišant tešlą, įplakamas oras, taip susidaro porų užuomazgos, kurios toliau plečiasi fermentacijos ir terminio apdorojimo metu [60]. Kitos tešlos sudedamosios dalys yra visi kiti ingredientai, pridedami į tešlą: mielės, druska, salyklas, fermentai, miltų savybes pagerinančios medžiagos, cukrus, riebalai, emulsikliai, pienas ar sojų produktai, antimikrobinės ir antigrybinės priemonės arba PRB pradiniai mikroorganizmai ir kt.

Tešla yra homogeninė sistema, kurioje ištirpsta dujų burbulėliai [61]. Tešloje išskiriamos tokios sudėtinės dalys: (i) krakmolo granulės, sudarančios apie 60 proc. tūrio visoje tešlos fazėje. Didelės elipsės formos granulės atsiranda šalia mažų sferinių granulių. Šių granulių dydis reikšmingai skiriasi tešloje ir rauge [14]; (II) Proteinai; (III) Mielių ląstelės, kurių diametras apie 2 µm; (IV) PRB ląstelės (jei naudojamas raugas); (V) Lipidai; (VI) Netaisyklingos formos ląstelių dalys ir grūdų audiniai. Iš karto po

18 maišymo dujų burbulėliai suformuoja sferines skylutes, kurių diametras nuo 10 iki 100 µm. Jų skaičius šioje pakopoje yra nuo 1011 _{iki 10}13 _m3_.

Tešla, kaip ir raugas, yra viskoelastinė, atgaunanti savo pirmines savybes po mechaninio poveikio. Jei padėsite tešlos gabalą ant tiesaus paviršiaus esant dideliam drėgnumui, ji bus tąsus. Šio tąsumo dydis priklauso nuo klampumo ir elastingumo modulių, veikiančių tešloje, balanso [62]. Tešla nėra tokia elastinė kaip, guma ar kiti dirbtiniai gaminiai. Jeigu tešlos gabalą staigiai ištiestumėte ir paleistumėte, ji tik iš dalies atgautų pirminę formą [16]. Tešloje tarpmolekulinė sąveika yra antrinė - (nekovalentinė), nepastovi ir formuojanti vis naujus junginius [63]. Krakmolas nėra neveiklus miltų - vandens sistemos komponentas. Krakmolas veikia kaip filtras glitimo polimere ir yra glitimo polimero užpilas. Užpildyti polimerai turi didesnius elastingumo modulius nei neužpildyti jų atitikmenys.

Raugų struktūra skiriasi priklausomai nuo naudotų fermentacijai PRB [17].

1.4. Akrilamidas kepiniuose

Akrilamidas kepiniuose formuojasi Majaro reakcijos metu [64]. Ši reakcija vyksta formuojantis aromato ir skonio junginiams maisto produktuose, gaminamuose aukštose temperatūrose. Vienas iš tokių maisto produktų yra duonos gaminiai. Akrilamidas yra potencialus kancerogenas maiste ir gali būti vertinamas kaip termiškai apdorotų maisto produktų kokybės indikatorius [65]. Kepinių terminio apdorojimo (Majaro reakcijos) metu, sąveikaujant redukuojantiems sacharidams su aminorūgštimi – asparaginu ir susidarant N- glikozilaminui ir Šifo bazei, kuri toliau dekarboksilinasi, atskylant vandenilio jonui (vyksta β-H-eliminacija). Priklausomai nuo terpės pH (šarminė, rūgštinė), galimi ir kiti AA susidarymo būdai: N-glikozilaminui persigrupuojant pagal Amadori arba asparaginui skylant pagal Štrekerio reakcija, kurių metu taip pat galimas AA susidarymas. Pastaruoju metu buvo atkreiptas dėmesys į pagrindinių AA reakcijos susidaryme dalyvaujančių komponentų – asparagino ir redukuojaničių sacharidų eliminavimo galimybes technologinio proceso metu.

Tokie faktoriai kaip temperatūra, terminio apdorojimo laikas, vandens aktyvumas, naudojamos gamybos technologijos ir kt., turi įtakos akrilamido koncentraciją galutiniame produkte [66].

Labai svarbu ištirti, kokia akrilamido koncentracija yra kasdienio vartojimo produktuose ir ypač kepiniuose, nes jie rekomenduojami vartoti kaip daug skaidulinių medžiagų turintys maisto produktai [67].

19

2. TYRIMŲ METODIKA

2.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas

Tyrimo metu buvo pagaminti pusruginiai kepiniai. Jų gamybai naudotos skirtingos PRB padermės bei L(+) pieno rūgštis. PRB raugų gamybai naudoti ruginiai miltai ir L. plantarum, L. curvatus ir P. acidilactici pieno rūgšties bakterijos.

Eksperimento metu įvertintos raugų savybės (amilolitinių ir proteolitinių fermentų aktyvumas, pH, BTR, drėgnis ir PRB KVS/g raugo, tekstūros pokyčiai fermentacijos metu, L(+)/D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis).

Sekančiame tyrimo etape įvertinta skirtingų PRB raugų ir L(+) pieno rūgštimi parūgštintų raugų įtaka pusruginių kepinių kokybės ir saugos rodikliams.

I tyrimų etapas pavaizduotas 2.1.paveiksle.

2.1.pav. I-mo tyrimų etapo schema.

Raugų su skirtingomis PRB gamyba

Raugų, parūgštintų L(+) pieno rūgštimi gamyba ↓ ↓ L. plantarum L. curvatus P. acidilactici ↓ ↓

L(+) (I) - L(+) pieno rūgšties raugas (I) pH 4,6;

L(+) (II) - L(+) pieno rūgšties raugas (II) pH 4,2;

L(+) (III) - L(+) pieno rūgšties raugas (III) pH 4,4

↓ ↓

Raugų tyrimas: pH, BTR, drėgnis, tekstūros savybės, amilolitinių fermentų aktyvumas, proteolitinių fermentų aktyvumo tyrimas, L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų tyrimas

Raugų tyrimas: pH, BTR, drėgnis, tekstūros savybės

↓ ↓

Pusruginių kepinių su L. plantarum; L. curvatus ir P. acidilactici ruginiais raugais

gamyba

Pusruginių kepinių su L(+) (II) - L(+) pieno rūgšties raugu (II) pH 4,2, gamyba

20 II tyrimų etapas pavaizduotas 2.2.paveiksle.

L. plantarum, L. curvatus, P. acidilactici ruginiai raugai, L(+) pieno rūgšties raugas (II) pH 4,2

↓

Kontrolinių kepinių (be raugo), pusruginių kepinių gamyba su 5 proc. ir 15 proc. raugo

↓ Kepinių kokybės rodiklių

tyrimas

Kepinių saugos rodiklių tyrimas

↓ ↓

Tyrimai: formos išlaikymo koeficiento; nukepimas, tūris,

svoris, savitasis tūris, akytumas, plutelės ir

minkštimo spalvų koordinatės, drėgnis, BTR,

žiedėjimo tyrimas, juslinė analizė

Akrilamido kiekio kepiniuose tyrimas

↓

Rezultatų palyginamasis įvertinimas

2.2.pav. II-o tyrimų etapo schema.

2.2. Tyrimo objektai, medžiagos ir jų paruošimas analizei

2.2.1. Raugų gamybai naudotos žaliavos

Raugų gamybai naudoti ruginiai pasijoti miltai (tipas 1150) (gamintojas UAB “Malsena”, Lietuva). Raugų fermentacijai naudotos PRB L. plantarum, L. curvatus, P. acidilactici, kurios buvo išskirtos iš savaiminių ruginių raugų, identifikuotos ir charakterizuotos (nepublikuoti duomenys). Prieš naudojimą PRB buvo kultivuotos MRS sultinyje (109 _{KSV/ml) termostate esant 30 ⁰C temperatūrai. Miltų}

21 2.2.2. Pusruginių kepinių gamybai naudotų žaliavų charakteristika

Pusruginiams kepiniams naudoti ruginiai pasijoti miltai (tipas 1150) gauti iš UAB „Malsena (Panevežys, Lietuva), kvietiniai miltai (550 C tipo) gauti iš AB „Kauno grūdai“ (Kaunas, Lietuva), juoduota „JuraSel” (Vokietija) druska, bei „Germ“ (Austrija)šviežios presuotos mielės įsigytos vietos prekybos centre.

Pusruginiai kepinai pagaminti naudojant skirtingą kiekį PRB raugų bei parūgštintų L(+) pieno rūgštimi raugų (5 proc. ir 15 proc.). Pusruginių kepinių receptūra pateikta 2.1. lentelėje.

2.1. lentelė. Pusruginių kepinių receptūra.

Žaliavos pavadinimas Kiekis, kg

K Lp(I) Lp(II) Lc(I) Lc(II) Pa(I) Pa(II) L(+)I L(+)II

Ruginiai pasijoti miltai 0,700

Kvietiniai miltai 0,300

Presuotos mielės 0,030

Druska 0,015

Vanduo Pagal paskaičiavimus

Raugas - 50 150 50 150 50 150 50 150

Pastaba: K – kontroliniai kepiniai be raugo; Lp(I) – kepiniai su 50 g L. plantarum raugo; Lp(II) – kepiniai su 150 g L. plantarum raugo; Lc(I) – kepiniai su 50 g L. curvatus raugo; Lc(II) – kepiniai su 150 g L. curvatus raugo; Pa(I) – kepiniai su 50 g P. acidilactici raugo; Pa(II) – kepiniai su 150 g P. acidilactici raugo; L(+)I – kepiniai su 50 g L(+) pieno rūgštimi parūgštinto raugo; L(+)II – kepiniai su 150 g L(+) pieno rūgštimi parūgštinto raugo.

2.2.3. Pusruginių kepinių gamybos principinė technologinė schema Pagrindiniai gamybos etapai:

1. Tešla maišoma 10 min. lėtai maišykle „DIOSNA“ (Vokietija). Vanduo pilamas į tešlą 30 ⁰C temperatūros.

2. Tešlos brandinimas 20 minučių kambario temperatūroje. 3. Suformuoti 400 g padiniai kepalai.

4. Kildinimas 60 min. 30 ⁰C temperatūroje esant 85 % santykiniam drėgniui. 5. Kepimas vykdytas konvekcinėje krosnyje 25 min. 220 ⁰C temperatūroje.

6. Kepiniai atvėsinti iki kambario temperatūros, supakuoti į polietileninius maišelius.

Kepinių tyrimai buvo atlikti po 12 valandų po kepimo, o akrilamido tyrimui kepiniai buvo užšaldyti -18 ºC temperatūroje.

22

2.3. Tyrimo metodai

2.3.1. Raugų tyrimo metodai

Raugams buvo nustatytas pH pH-metru (PP-15, Sartorius AG, Vokietija).

Bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR) buvo nustatytas 10 g tiriamojo mėginio sumaišius su 90 ml distiliuoto vandens ir titruojant 0,1 M NaOH. Rūgštingumas išreikštas Neimano laipsniais (ºN) kaip 0,1 M NaOH suma (ml) gauta esant pH 8,2 [68].

L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis nustatytas fermentiniu metodu [68]. D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis mėginiuose nustatomas spektrofotometriškai, įvertinus spalvų pokyčius, inicijuotus veikiant dviems fermentams, naudojant fermentinį testą K-DLATE 08/11 (Megazyme International Ireland Limited). L(+) pieno rūgšties izomerų kiekis nustatomas vykdant oksidaciją iki piruvato su L-laktato dehidrogenazės (L-LDH), kurios metu susidaro nikotinamido-adenino dinukleotidas (NAD+). Toliau veikiama D-GPT ir matuojama absorbcija esant 340 nm bangos ilgiui.

Raugų drėgnis nustatytas džiovinant mėginius iki pastovios masės 103±2 o_{C temperatūroje ir}

masės pokytį išreiškiant procentais [68].

Pieno rūgšties bakterijų KSV/g nustatymui 10 g raugo sumaišyta su 90 ml fiziologinio tirpalo (0,9%). Mišinys homogenizuotas. Iš suspensijos paruošti nuo 10-4 _{iki 10}-8 _{skiediniai ir pasėti ant MRS}

agaro. Lėkštelės inkubuotos anaerobinėmis sąlygomis 30 ºC 72 valandas. Po 3 parų įvertintas PRB kolonijų vienetų skaičius 1 g tiriamojo raugo išreikštas log10 [68].

Amilolitinių fermentų aktyvumą nustačiau pagal [69]. 5 g. mėginio sumaišėme su 50 ml distiliuoto vandens, centrifugavome 5000 × g 10 min. Į mišinį įpylėme 1 ml 1% koncentracijos jodo tirpalo, ištirpinto 1/15 M fosfato buferyje, tiriamasis ekstraktas inkubuotas 10 min. 30 ⁰C temperatūroje. Reakcija sustabdyta į tiriamąjį mėginį pridedant 1,5 ml jodido tirpalo. Jodido tirpalo paruošimas: 2 ml standartinio jodido tirpalo praskiesta su 0,5 M HCl iki 100 ml matavimo kolboje. Mėginio absorbcija buvo apskaičiuota, kai λ=670 nm „Genesys 10” (Thermo Fisher Scientific Inc., Langensenbold, Germany) spektrofotometrą. Vienas vienetas α-amilazės aktyvumo (1 AV) apibrėžiamas, kaip fermento kiekis, kuris 37 ºC temperatūroje per 10 min. katalizuoja 1 g tirpių krakmolo hidrolazių iki dekstrinų.

Proteolitinių fermentų aktyvumas rauguose įvertintas kolorimetriniu metodu (proteazės reakcija, naudojant tiroziną kaip standartą) (Sigma, Kokybės Kontrolės Bandymai SSCASE01.001, 1999).

23 2.3.2. Pusruginių kepinių tyrimo metodai

Kepinių masė nustatyta svarstyklėmis, kurių padalos vertė ne didesnė kaip 5 g, kai sveriami 400 g masės kepiniai.

Kepinių savitasis tūris (v, cm3_{/g) išreišktas kepinių tūrio (V, ml) ir masės (g) santykiu [68]. Kepinių}

tūris nustatytas naudojant sorų kruopas, t.y., įvertinta kokį kruopų tūrį išstumia tiriamasis kepinys (cm3_).

Kepinių savitasis tūris apskaičiuojamas pagal formulę: v = V/m; [cm3/g]

V – vid. kepinių tūris, cm3; m – vid. kepinių masė, g.

Kepinių akytumas (kepinių minkštimo porų ir viso minkštimo tūrio santykis, išreikštas procentais) nustatytas pagal standartą LST 14421996 Duonos ir pyrago gaminiai. Akytumo nustatymas [68].

Kepinių drėgnis nustatytas mėginį džiovinant (103±2) ºC temperatūroje džiovinimo spintoje iki pastovios masės, kurios sumažėjimas apskaičiuojamas masės procentais.

Juslinių savybių vertinimas atliktas pagal žemiau nurodytą intensyvumo skalę (2.2. lentelė): 2.2. lentelė. Kepinių juslinių savybių vertinimo intensyvumo skalė.

Savybė Skalė 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 Akytumas labai mažai porų → labai _{daug porų} Trupumas (Birumas) labai mažai trupantis → labai

daug trupantis

Vertinamas trupinėlių, atsiradusių minkant gumulėlį, kiekis

Elastingumas labai mažai elastingas → labai elastingas

Vertinamas kubelio gebėjimas atstatyti formą, jį suspaudžiant pirštais

Kietumas labai minkštas → labai kietas

Apibūdina jėgą, reikalingą atkasti mėginį ir pajuntama spaudžiant tarp priekinių dantų

24 Kepinių juslinė analizę atlikau po 12 val. po kepimo. Supjaustytų 1,3 cm storio riekelėmis kepinių mėginiai koduoti trijų skaitmenų kodais bei pateikti 15 vertintojų grupei. Juslinių savybių intensyvumui vertinimo intervalinė 14 cm ilgio skalė pateikta 2.1. lentelėje. Bendras duonos priimtinumas vertinamas hedoninėje intervalinė 14 cm ilgio skalėje (labai nepatiko → labai patiko). Atliekant duomenų analizę, vertintojų pajaustam ir suvoktam juslinės savybės intensyvumui, pažymėtam intervalinėje skalėje, priskirta santykinė skaitmeninė išraiška. Ši skaitmeninė išraiška toliau naudojama rezultatų statistinei analizei.

Pusruginių kepinių minkštimo ir plutos spalvų koordinatės įvertintos CIEL*a*b* (CromaMeter CR-400, Conica Minolta, Japan). L* vertė - baltos ir juodos spalvos santykis, a* vertė – raudonos ir žalios spalvos santykis, b* vertė – geltonos ir mėlynos spalvos santykis.

Kvietinių kepinių minkštimo kietumas buvo matuojamas Texture Analyzer TA-XT2i (Stable Microsystems, Surrey, UK), naudojant 25 mm skersmens aliuminio plokštelę, 2 cm storio griežinėliais supjaustyti mėginiai buvo suspausti 10 proc. nuo jų pradinio aukščio, esant 10 mm/s greičiui. Gauta maksimali deformacijos jėga (kJ) buvo įvertinta, kaip kepinių minkštimo kietumas.

Akrilamido kiekis mėginiuose buvo įvertintas efektyviosios skysčių chromatografijos dvigubos masių spektrometrijos metodu (LC-MS/MS) [68]. Tyrimui naudota aparatūra: purtiklis: Maxi Mix II, Barnstead Thermolyne; Centrifuga: Miltifuge 3L-R, Thermo scientific. LC-MS/MS analizei: Detektorius: Micromass Premier XE sujungtas su Waters 2695 Alliance. ESC sistemą sudarė: kolonėlė Phenomenex Luna 3u HILIC, 150  2,00 mm; Mobili fazė: 6 % metanolio acetonitrile (0,1 proc. parūgštinta acto rūgštimi); Eliuento tekėjimo greitis: 0,25 ml/min; Kolonėlės temperatūra – 40 o_C;

Mėginio tūris: 10 µL. MS/MS sąlygos:jonizacija vykdyta teigiamu režimu; Kapiliarų įtampa – 3,2 kV; Įtampa – 18 V; Susidūrimo energija – 10 V; Šaltinio temperatūra - 120 o_{C; Kolonėlės temperatūra – 400} o_{C; Dujų greitis – 25 l/h; Dujų suskystinimo greitis: 600l/h; Reakcijos režimas (MRM) ir fragmentacija}

buvo vykdoma m/z: 72 > 55 akrilamidui ir m/z: 78 > 58 akrilamidui d3. Akrilamidas kiekybiškai įvertintas naudojant linijinės koreliacijos standartinių tirpalų (akrilamido skiesto acetonitrile) metodą. Vidinio standarto koncentracija tirpaluose buvo pastovi 100 ng/g. Metodo patikimumas: kreivių kalibracijos koeficientas r2 _{nustatytas didesnis nei 0,97. Kiekvieno mėginio analizė buvo kartota 4 kartus.}

Atkūrimas svyravo nuo 97-119 proc. Didžiausia atkūrimo koncentracija nustatyta, kai tirpalo koncentracija 10 ng/g. Pakartojamumas svyravo nuo 6 iki 10 proc.

25 2.3.3. Matematinė statistinė analizė

Raugų ir pusruginių kepinių gamyba kartota 2 kartus, lygiagrečiai tiriant po 3 mėginius. Gautų tyrimo duomenų matematinė statistinė analizė atlikta, naudojant MS Excel ir SPSS statistinį programinį paketą. Gautų rezultatų statistiniam palyginimui atlikta daugiafaktorinė dispersinė analizė ir įvertinta skirtingos raugų gamybos technologijos įtaka raugų rodikliams ir skirtingų raugų įtaka kepinių kokybės ir saugos rodikliams (patikima, kai p ≤ 0,05).

26

3. REZULTATAI

3.1. Raugų rodikliai

3.1.1. Raugų, fermentuotų pieno rūgšties bakterijomis, rūgštingumo rodikliai

Raugų, fermentuotų pieno rūgšties bakterijomis, rūgštingumo rodikliai (pH ir BTR) pateikti 3.1. paveiksle ir 1 priedo 1 lentelėje, o statistinė analizė 3 priede. Po 24 val. fermentacijos mažiausias pH nustatytas raugų, fermentuotų L. plantarum (3,39), didžiausias – raugų, fermentuotų L. curvatus (3,68). Po 48 val. fermentacijos nustatytos tokios pačios pH kitimo tendencijos, t.y., mažiausias pH nustatytas raugų, fermentuotų L. plantarum (3,35), didžiausias – raugų, fermentuotų L. curvatus (3,65). Po 24 val. didžiausias BTR nustatytas raugų, fermentuotų P. acidilactici (6,65 ºN), mažiausias – raugų, fermentuotų L. curvatus (4,80 ºN). Tokios pačios tendencijos buvo stebimos ir po 48 val. fermentacijos: didžiausias BTR nustatytas raugų, fermentuotų P. acidilactici (7,85 ºN), mažiausias – raugų, fermentuotų L. curvatus (4,95 ºN). Tarp raugų pH ir BTR nustatytas atvirkštinis vidutinio stiprumo koreliacinis ryšys (R = -0,5231), t.y., didėjant BTR raugų pH mažėjo.

3.1. pav. Raugo mėginių, pagamintų naudojant pieno rūgšties bakterijas, rūgštingumo rodikliai (pH ir BTR).

Atlikus daugiafaktorinę dispersinę analizę nustatyta, kad skirtingos pieno rūgšties bakterijos, naudotos raugų fermentacijai turėjo patikimos įtakos raugų pH ir BTR (p = 0,0001) (3 priedas).

0 2 4 6 8 10

po 0 val. po 24 val. po 48 val. po 0 val. po 24 val. po 48 val.

pH BTR, ºN

R A U G Ų R Ū G Š T I N G U M O R O D I K L I A I

27 3.1.2. Pieno rūgšties bakterijomis fermentuotų raugų drėgnis ir pieno rūgšties bakterijų kolonijas sudarančių vienetų skaičius

Raugų, fermentuotų pieno rūgšties bakterijomis, drėgnis ir PRB KSV/g raugo pateiktas 3.2. paveiksle ir 1 priedo 1 lentelėje. Pieno rūgšties bakterijomis fermentuotų raugų drėgnis kito nuo 39,40 proc. (raugų, fermentuotų L. plantarum) iki 41,60 proc. (raugų, fermentuotų P. acidilactici). Didžiausias PRB KSV/g raugo nustatytas rauguose, fermentuotuose P. acidilactici (9,57 log10 KSV), mažiausias –

rauguose, fermentuotuose L. plantarum (8,04 log10 KSV).

3.2. pav. Pieno rūgšties bakterijų kolonijas sudarančių vienetų skaičius grame raugo (PRB log10 KSV/g),

pagaminto fermentacijai naudojant pieno rūgšties bakterijas.

3.1.3. Raugų, parūgštintų L(+) pieno rūgštimi, rūgštingumo rodikliai ir drėgnis

Raugo mėginių, pagamintų naudojant L(+) pieno rūgštį, rūgštingumo rodikliai (pH ir BTR) ir drėgnis pateikti 3.3. paveiksle ir 1 priedo 1 lentelėje. Šiame darbo etape buvo pagaminti raugai, kurių pH kito nuo 4,2 iki 4,6 (raugų L(+) pieno rūgšties raugas (II) pH 4,2 ir L(+) pieno rūgšties raugas (I) pH 4,6, atitinkamai). Pagamintų raugų BTR nustatytas 0,35 ºN; 0,85 ºN ir 0,8 ºN, atitinkamai, mėginių L(+) (I) - L(+) pieno rūgšties raugas (I) pH 4,6; L(+) (II) - L(+) pieno rūgšties raugas (II) pH 4,2; L(+) (III) - L(+) pieno rūgšties raugas (III) pH 4,4. Tarp raugų pH ir BTR nustatytas atvirkštinis labai stiprus koreliacinis ryšys (R = -0,9078), t.y., didėjant BTR raugų pH mažėjo.

0 10 20 30 40 50 L. plantarum L. curvatus P. acidilactici

P R B L O G

KSV/G RAUGO, RAUGŲ

DRĖGNIS, PROC.

28 3.3. pav. Raugo mėginių, pagamintų naudojant L(+) pieno rūgštį, rūgštingumo rodikliai (pH ir BTR) ir drėgnis (Paaiškinimas: L(+) (I) - L(+) pieno rūgšties raugas (I) pH 4,6; L(+) (II) - L(+) pieno rūgšties raugas (II) pH 4,2; L(+) (III) - L(+) pieno rūgšties raugas (III) pH 4,4).

3.1.4. Raugų tekstūros dinamika fermentacijos metu ir L(+) pieno rūgštimi parūgštintų raugų tekstūra

Raugo mėginių, pagamintų fermentacijai naudojant pieno rūgšties bakterijas ir L(+) pieno rūgštį, tekstūros rodikliai pateikti 3.4. ir 3.5. paveiksluose bei 1 priedo 2 lentelėje.

Raugo mėginių, pagamintų fermentacijai naudojant pieno rūgšties bakterijas, fermentacijos metu tekstūros tvirtumas mažėjo, mėginių, fermentuotų L. plantarum deformacijai sunaudota jėga kito nuo 0,3 iki 0,1 kJ; mėginių, fermentuotų L. curvatus, deformacijai sunaudota jėga kito nuo 0,2 iki 0,1 kJ, o mėginių, fermentuotų P. acidilactici, deformacijai sunaudota jėga kito nuo 0,2 iki 0,1 kJ, atitinkamai (3.4. pav.).

L(+) pieno rūgštimi parūgštintų raugų tekstūra įvertinta 0,2 kJ; 0,1 kJ ir 0,2 kJ, atitinkamai, mėginių L(+) (I) - L(+) pieno rūgšties raugas (I) pH 4,6; L(+) (II) - L(+) pieno rūgšties raugas (II) pH 4,2; L(+) (III) - L(+) pieno rūgšties raugas (III) pH 4,4.

38 39 40 41 42 43 0 1 2 3 4 5

L(+) (I) L(+) (II) L(+) (III)

Dr ėgn is, p roc . pH , BT R ( N )

Raugai parūgštinti L(+) pieno rūgštimi

RAUGŲ RŪGŠTINGUMO RODIKLIAI

IR DRĖGNIS

29 3.4. pav. Raugo mėginių, pagamintų naudojant pieno rūgšties bakterijas, tekstūros kitimas fermentacijos metu.

3.5. pav. L(+) pieno rūgštimi parūgštintų raugų tekstūra (Paaiškinimas: L(+) (I) - L(+) pieno rūgšties raugas (I) pH 4,6; L(+) (II) - L(+) pieno rūgšties raugas (II) pH 4,2; L(+) (III) - L(+) pieno rūgšties raugas (III) pH 4,4).

Įvertinus L(+) pieno rūgštimi parūgštintų raugų tekstūrą, kepinių gamybai parinkti raugai, kurių tekstūra buvo mažiausiai tvirta. Pagal gautus tyrimo rezultatus tokia tekstūra pasižymėjo raugai (II) (0,1 kJ), kurių pH 4,2. Tokia deformacijos jėga (0,1 kJ) buvo būdinga ir PRB raugams po 48 val. fermentacijos. 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

L. plantarum L. curvatus P. acidilactici

De for m ac ijos jė ga, k J

Raugų tekstūros dinamika fermentacijos metu

po 0 val. po 24 val. po 48 val.

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

L(+) (I) L(+) (II) L(+) (III)

De for m ac ijos jė ga, k J L ( + ) P I E N O R Ū G Š T I M I PA R Ū G Š T I N T Ų R A U G Ų T E K S T Ū R A

30 3.1.5. Pieno rūgšties bakterijų išskirtų proteolitinių ir amilolitinių fermentų aktyvumas

rauguose

Amilolitinių ir proteolitinių fermentų aktyvumas raugų mėginiuose (po 48 val. fermentacijos), pagamintuose naudojant pieno rūgšties bakterijas pateiktas 3.6. paveiksle bei 1 priedo 3 lentelėje.

Didžiausias amilolitinių fermentų aktyvumas nustatytas raugų mėginiuose fermentuotuose L. curvatus (341,6 AV), mažiausias – mėginiuose, fermentuotuose P. acidilactici (259,2 AV). Priešingos tendencijos nustatytos proteolitinių fermentų aktyvumo rauguose: didžiausias proteolitinių fermentų aktyvumas nustatytas rauguose, fermentuotuose P. acidilactici (330,0 AA), mažiausias – mėginiuose, fermentuotuose L. curvatus (120,0 AV).

3.6. pav. Amilolitinių ir proteolitinių fermentų aktyvumas raugų mėginiuose (po 48 val. fermentacijos), pagamintuose naudojant pieno rūgšties bakterijas.

Amilolitinių fermentų aktyvumas rauguose parodo PRB, naudotų raugų gamybai, sacharidų fermentacijos efektyvumą. Kuo efektyviau sacharidai metabolizuojami į pagrindinį PRB metabolitą pieno rūgštį, tuo fermentacija efektyvesnė.

Tarp raugų pH ir amilolitinių fermentų aktyvumo rauguose nustatytas stiprus koreliacinis ryšys (R = 0,7823), tarp raugų pH ir proteolitinių fermentų aktyvumo rauguose nustatytas atvirkštinis silpnas koreliacinis ryšys (R = -0,4064). Tarp raugų BTR ir amilolitinių fermentų aktyvumo rauguose nustatytas labai stiprus atvirkštinis koreliacinis ryšys (R = -0,9402), tarp raugų BTR ir proteolitinių fermentų aktyvumo rauguose nustatytas labai stiprus teigiamas koreliacinis ryšys (R = 0,9913).

0 100 200 300 400 L. plantarum L. curvatus P. acidilactici F er m ent ų aktyvum as, A V

31 3.1.6. L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis pieno rųgšties bakterijomis

fermentuotuose rauguose

L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis raugų mėginiuose (po 48 val. fermentacijos), pagamintuose naudojant pieno rūgšties bakterijas, pateiktas 3.7. paveiksle bei 1 priedo 4 lentelėje. Visuose rauguose nustatytas didesnis L(+), nei D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis, o jų santykis nustatytas mėginiuose, 13,1; 22,0 ir 6,5, atitinkamai, rauguose, fermentuotuose L. plantarum, L. curvatus ir P. acidilactici.

3.7. pav. L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis raugų mėginiuose (po 48 val. fermentacijos), pagamintuose naudojant pieno rūgšties bakterijas.

Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad raugų gamybai naudoti mikroorganizmai yra saugūs D(-) pieno rūgšties izomerų aspektu, nes maisto ir pašarų pramonėje L(+) pieno rūgšties naudojimas yra pageidautinas, o D(-) koncentracija turėtų būti kontroliuojama.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

L. plantarum L. curvatus P. acidilactici

L (+ ) pi en o r ū gštis, p roc . D( -) p ieno rū gštis, p roc . D(-) L(+)

32

3.2. Pusruginių kepinių kokybės palyginamasis įvertinimas

3.2.1. Pusruginių kepinių formos išlaikymo koeficientai, masės nuostoliai po terminio apdorojimo (nukepimas), savitasis tūris ir akytumas

Kepinių, pagamintų naudojant pieno rūgšties bakterijų raugus ir pieno rūgštį formos išlaikymo koeficientas, nukepimas (proc.), akytumas (proc.) ir savitasis tūris (ml/g), pateikti 3.8.; 3.9 ir 3.10 pav., atitinkamai, bei 2 priedo 1 lentelėje. Statistinė analizė pateikta 3 priede.

PRB raugai ir tešlos parūgštinimas L(+) pieno rūgštimi turėjo nevienareikšmės įtakos kepinių formos išlaikymo koeficientui. Visais atvejais, kepinių, pagamintų naudojant PRB raugus, formos išlaikymo koeficientas nustatytas didesnis, lyginant su kontrolinių kepinių ir kepinių, kurių gamybai buvo naudota L(+) pieno rūgštis. L(+) pieno rūgštis turėjo neigiamos įtakos kepinių formos išlaikymo koeficientui, jis nustatytas mažesnis, nei kontrolinių kepinių (atitinkamai, kepiniu su 50 g raugo – 2,84, kepnių su 150 g raugo - 2,81).

3.8. pav. Pusruginių kepinių formos išlaikymo koeficientai (K – kontroliniai mėginiai, pagaminti be raugo vienfaziu būdu; (50 g) – kepiniai, pagaminti su 5 proc. raugo (nuo miltų masės); (150 g) – kepiniai, pagaminti su 15 proc. raugo (nuo miltų masės); L(+) (II) – kepiniai, pagaminti su pieno rūgšties raugu).

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 3.42 3.75 3.84 3.6 3.72 3.81 3.98 2.84 2.81

33 Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad siekiant gauti didesnį kepinių formos išlaikymo koeficientą, tikslinga pusruginių kepinių gamyboje naudoti PRB raugus.

Didžiausi masės nuostoliai po terminio apdorojimo nustatyti kontrolinių kepinių (21,5 proc.). Didinant PRB raugo kiekį kepiniuose, nustatytas masės nuostolių mažėjimas. Lyginant kepinius su raugais, pagamintais su 50 g raugo ir 150 g raugo, mažesnis nukepimas nustatytas kepinių su 150 g raugo, atitinkamai, 2,5 proc., 2.0 proc., 1 proc. mažiau, kepinių su L. plantarum, L. curvatus, P. acidilactici raugais. Lyginant kontrolinių kepinių ir kepinių, pagamintų su L(+) pieno rūgštimi nukepimą, kepiniai su parūgštintais raugais nukepė mažiau (su 50 g nukepimas – 13,0 proc., su 150 g nukepimas – 11,5 proc.).

Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad tešlos parūgštinimas PRB raugais bei L(+) pieno rūgštimi mažina kepinių masės nuostolius po terminio apdorojimo.

3.9. pav. Pusruginių kepinių masės nuostoliai po terminio apdorojimo (nukepimas, proc.) (K – kontroliniai mėginiai, pagaminti be raugo vienfaziu būdu; (50 g) – kepiniai, pagaminti su 5 proc. raugo (nuo miltų masės); (150 g) – kepiniai, pagaminti su 15 proc. raugo (nuo miltų masės); L(+) (II) – kepiniai, pagaminti su pieno rūgšties raugu).

Nustatyta, kad PRB raugai turėjo teigiamos įtakos kepinių savitajam tūriui, kuris kepiniuose su raugais kito nuo 1,71 iki 1,99 ml/g, mėginių su 50 g L. curvatus ir mėginių su 50 g L. plantarum, atitinkamai. Kepinių su L(+) pieno rūgštimi savitasis tūris nustatytas mažesnis nei kontrolinių kepinių

0 5 10 15 20 25 K L. plantarum (50 g) L. plantarum (150 g) L. curvatus (50 g) L. curvatus (150 g) P. acidilactici (50 g) P. acidilactici (150 g) L(+) (II) (50 g) L(+) (II) (150 g) Nukepimas, proc.

34 (kontrolinių kepinių – 1,59 ml/g, kepinių su 50 g L(+) pieno rūgšties – 1,45 ml/g, kepinių su 150 g L(+) pieno rūgšties – 1,43 ml/g).

Kepinių akytumo kitimo tendencijos nustatytos panašios kaip ir savitojo tūrio. Mažiausias akytumas nustatytas kepinių, pagamintų juos rūgštinant L(+) pieno rūgštimi (kepinių su 50 g L(+) pieno rūgšties – 57,04 proc., kepinių su 150 g L(+) pieno rūgšties – 57,2 proc.). Lyginant su kontroliniais kepiniais, kepinių su PRB raugais akytumas nustatytas nuo 0,05 proc. iki 7,00 proc. didesnis (kepinių, pagamintų su L. plantarum 50 g raugo ir kepinių, pagamintų su P. acidilactici 150 g raugo, atitinkamai). Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad PRB raugai yra tinkama priemonė pusruginių kepinių akytumui padidinti, tuo tarpu, tešlos parūgštinimas L(+) pieno rūgštimi kepinių akytumui turi neigiamą įtaką.

3.10. pav. Pusruginių kepinių savitasis tūris (ml/g) ir akytumas (proc.) (K – kontroliniai mėginiai, pagaminti be raugo vienfaziu būdu; (50 g) – kepiniai, pagaminti su 5 proc. raugo (nuo miltų masės); (150 g) – kepiniai, pagaminti su 15 proc. raugo (nuo miltų masės); L(+) (II) – kepiniai, pagaminti su pieno rūgšties raugu). 0 20 40 60 80 100 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Savitasis tūris, m l/g Akytumas, proc. Savitasis tūris, ml/g Akytumas, proc.

35 3.2.2. Pusruginių kepinių drėgnis, bendras titruojamasis rūgštingumas ir spalvų

koordinatės

Kepinių, pagamintų naudojant pieno rūgšties bakterijų raugus ir L(+) pieno rūgštį, plutelės ir minkštimo spalvų koordinatės (NBS vienetais), minkštimo drėgnis (proc.) ir BTR (ºN) pateikti 3.11. ir 3.12 pav. bei 2 priedo 2 lentelėje.

Kepinių drėgnis yra labai svarbus jų kokybės rodiklis, nes pernelyg mažas drėgnis gali turėti įtakos greitam kepinių žiedėjimui, o pernelyg didelis – gali sukelti greitą kepinių mikrobiologinį gedimą. Daugeliu atvejų, kepinių, pagamintų su raugais, drėgnis nustatytas didesnis nei kontrolinių mėginių (išskyrus kepinius, pagamintus su P. acidilactici 50 g raugo – drėgnis 30,6 proc.). Kepinių, parūgštintų L(+) pieno rūgštimi, drėgnis nustatytas 5,6 proc. ir 4,8 proc. mažesnis, lyginant su kontroliniais kepiniais, kurių drėgnis nustatytas 32,4 proc.

Organinės rūgštys, kurios susidaro fermentacijos metu turi įtakos skaidulinių medžiagų, esančių ruginiuose miltuose bei kvietinių ir ruginių miltų baltymingu medžiagų vandens absorbcijai, todėl kepiniai, pagaminti su raugais ar parūgštinti L(+) pieno rūgštimi, nustatyti didesnio drėgnio nei kontroliniai.

3.11. pav. Pusruginių kepinių drėgnis (proc.) ir bendras titruojamasis rūgštingumas (ºN) (K – kontroliniai mėginiai, pagaminti be raugo vienfaziu būdu; (50 g) – kepiniai, pagaminti su 5 proc. raugo (nuo miltų masės); (150 g) – kepiniai, pagaminti su 15 proc. raugo (nuo miltų masės); L(+) (II) – kepiniai, pagaminti su pieno rūgšties raugu).

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 D rė gni s, pr oc . BTR, N Drėgnis, proc. BTR, ºN