LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA
Veterinarijos fakultetas
Ineta Kuzmaitė
SKIRTINGŲ RAUGŲ ĮTAKA AKRILAMIDO KIEKIUI
PUSRUGINIUOSE KEPINIUOSE
THE INFLUENCE OF DIFFERENT SOURDOUGH ON
ACRYLAMIDE CONTENT IN RYE – WHEAT BREAD
Veterinarinės maisto saugos nuolatinių studijų MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
Darbo vadovė: prof. dr. Elena Bartkienė
2 Magistro baigiamasis darbas atliktas 2016 - 2017 metais Lietuvos sveikatos mokslų universitete, Veterinarijos akademijoje, Maisto saugos ir kokybės katedroje.
Magistro baigiamąjį darbą parengė: Ineta Kuzmaitė
(parašas)
Magistro baigiamojo darbo vadovė: prof. dr. Elena Bartkienė (LSMU VA Maisto saugos ir kokybės katedra)
(parašas)
Recenzentas (ai):
3 DARBAS ATLIKTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas baigiamasis magistro darbas „Skirtingų raugų įtaka akrilamido kiekiui pusruginiuose kepiniuose“.
1. Yra atliktas mano paties/pačios;
2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje;
3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą cituotos literatūros sąrašą. Ineta Kuzmaitė
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE
Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe. Ineta Kuzmaitė
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADOS DĖL DARBO GYNIMO Elena Bartkienė
(data) (darbo vadovo vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE/INSTITUTE
(aprobacijos data) (katedros/instituto vedėjo/jos vardas, pavardė)
(parašas)
Magistro baigiamojo darbo recenzentas
4
TURINYS
SANTRAUKA ... 6 SUMMARY ... 7 SANTRUMPOS ... 8 ĮVADAS ... 9 1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 11 1.1. Kepinių vertė ... 111.2. Raugai duonos gamyboje ... 11
1.3. Pieno rūgšties bakterijos (PRB) ... 12
1.3.1. PRB įtaka kepinių kokybei ... 13
1.4. Akrilamidas ... 14
1.4.1. Akrilamido kontrolė Lietuvoje ... 15
1.4.2. Akrilamido kiekis, kurį žmonės gauna su maistu ... 16
1.4.3. Akrilamido poveikis žmogaus organizmui ... 17
1.4.4. Akrilamido kiekio maisto produktuose sumažinimo galimybės ... 18
1.4.5. Akrilamido nustatymo būdai ... 19
2. TYRIMO METODIKA IR MEDŽIAGOS ... 20
2.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas ... 20
2.2. Tyrimų objektai ir jų paruošimas analizei ... 21
2.2.1. Raugų gamybai naudotos žaliavos ir technologija ... 21
2.2. Raugų tyrimo metodai ... 23
2.3. Kepinių tyrimo metodai ... 24
3. TYRIMŲ REZULTATAI ... 26
3.1. Raugų su skirtingomis pienarūgštėmis bakterijomis kokybės ir saugos rodiklių rezultatai ... 26
3.1.1. Raugų su skirtingomis pienarūgštėmis bakterijomis PRB kiekio tyrimo rezultatai ... 26
3.1.2. Raugų pH ir BTR dinamika fermentacijos metu bei proteolitinių fermentų aktyvumas ... 27
3.1.3. L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis rauguose ... 28
3.2. Pusruginių kepinių su skirtingomis PRB fermentuotais raugais, kokybės ir saugos rodikliai 29 3.2.1. Kepinių minkštimo drėgnis ir nukepimas ... 29
3.2.2. Pusruginių kepinių BTR ir savitasis tūris ... 30
5
3.2.4. Kepinių formos išlaikymo koeficientas ... 32
3.2.5. Kepinių plutos ir minkštimo spalvų koordinatės ... 33
3.2.6. Pusruginių kepinių juslinės savybės ... 35
3.2.7. Bendras pusruginės duonos priimtinumas ... 38
3.2.8. Akrilamido kiekis pusruginiuose kepiniuose ... 39
REZULTATŲ APTARIMAS ... 41
IŠVADOS ... 43
LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 44
6
SANTRAUKA
Lietuvos sveikatos mokslų universitetas Veterinarijos akademija
Maisto saugos ir kokybės katedra
„Skirtingų raugų įtaka akrilamido kiekiui pusruginiuose kepiniuose“
Magistro baigiamasis darbas
Baigiamojo darbo vadovė: prof. dr. Elena Bartkienė
Darbo apimtis: 51 puslapis, 15 paveikslėlių, 5 lentelės, 3 priedai, 82 literatūros šaltiniai.
Darbo tikslas: Įvertinti skirtingų raugų įtaką pusruginės duonos kokybės rodikliams ir akrilamido kiekiui.
Skirtingos PRB ir skirtingas raugo kiekis turėjo skirtingos įtakos akrilamido formavimuisi kepiniuose. Akrilamido kiekis gaminiuose kito nuo 17,3 ± 0.55 iki 54 ± 0.36 µg/kg. Mažiausias akrilamido kiekis nustatytas pusruginės duonos kepiniuose, kurių gamybai naudotas L. pseudoavium, fermentuotas raugas.
Akrilamido kiekis kepiniuose priklauso nuo raugo pH (r = 0,70775). Taip pat, nustatyta vidutinio stiprumo koreliacija tarp akrilamido kiekio kepiniuose ir raugų proteolitinių fermentų aktyvumo (R = 0,5226).
Raugai fermentuoti parinktomis PRB didino duonos savitąjį tūrį, bendrą priimtinumą, sumažino nukepimą.
Apibendrinant galima teigti, kad raugai yra puiki priemonė kepinių kokybei ir saugai pagerinti, tačiau, kepinių kokybė taip pat priklauso nuo raugo fermentacijai naudotų PRB savybių bei raugo kiekio receptūroje.
7
SUMMARY
Lithuanian University of Health Sciences Veterinary Academy
Food Safety and Quality Department
„The influence of defferent sourdough on acrylamide content in rye – wheat bread“ Supervisor: prof. dr. Elena Bartkienė
Volume: 51 pages, 5 tables, 15 pictures, 3 appendices, 82 references.
The aim of the work: to evaluate the influence of different sourdoughs on rye-wheat bread quality parameters and acrylamide content.
Different lactic acid bacteria (LAB) used for sourdough production and the quantity of used sourdough have different influnece on the acrilamide content in rye-wheat bread samples. The quantity of acrilamide in bread samples was varied from 17.3 ± 0.55 to 54.0 ± 0.36 μg/kg. The lowest amount of acrilamide in the rye-wheat bread prepared with L. pseudoavium sourdough was estimated.
The amount of acrylamide in bread samples depended on the sourdough pH (r=0.70775; P=0.012). Moderate correliation between the amount of acrilamide in bread and the activity of sourdough proteolitic enzymes (R=0.5226) was found.
Sourdough fermented with selected LAB increased bread specific volume and overall acceptability.
In conclusion it could be stated, that sourdough is a great technological solution to improve the quality and safety parameters of bread, but the quality of bread also depends on the LAB used for the sourdough fermentation and the quantity of sourdough used for bread production.
8
SANTRUMPOS
AV – aktyvumo vienetai
BTR – bendras titruojamas rūgštingumas PRB – pieno rūgšties bakterijos
Proc. – procentai
°N – titruojamo rūgštingumo matavimo vienetas KSV – kolonijas sudarantys vienetai
L. coryniformins – Lactobacillus coryniformins L. pseudoavium – Lactobacillus pseudoavium L. faecium – Lactobacillus faecium
L. brevis – Lactobacillus brevis
L. mesenteroides – Lactobacillus mesenteroides L. casei – Lactobacillus casei
9
ĮVADAS
Duona yra kasdienis maisto produktas daugelyje pasaulio šalių, turintis gilias tradicijas, todėl jo įtaka žmonių sveikatai yra neabejotina. (1). Duonos kepimo istorija siekia ankstyvojo neolito laikus, kai buvo kepami raugintos tešlos paplotėliai. IX - XI amžiuje Europoje pradėta taikyti tešlos fermentacija. Rekomenduojama duonos suvartoti 14 – 16 % nuo bendro maisto kiekio. Duona visada buvo svarbi žmogaus mityboje ir daugelyje šalių iki šiol yra svarbus įvairių maistinių medžiagų šaltinis (baltymų, skaidulinių medžiagų, mineralinių medžiagų ir vitaminų) (2).
Pusruginės duonos maistinė vertė priklauso nuo gamybos technologijos ir naudotų gamybai žaliavų. Pusruginės duonos maistinė vertė ir kiti kokybės rodikliai yra optimaliausi, lyginant ją su kvietiniais ar ruginiais gaminiais. Kvietiniai miltai užtikrina kepinių tekstūros akytumą, formuoja glitimo tinklą, o ruginiai miltai praturtina kepinius skaidulinėmis medžiagomis. (3).
Maisto produktų gamybos būdas, kai taikoma fermentacija yra populiarus iki šių dienų ne tik dėl specifikos suteikti kepiniui tam tikras pageidaujamas juslines savybes, bet ir dėl teigiamos įtakos žmonių sveikatai. Pagrindinis PRB poveikis fermentacijai tai anglies junginių konvertavimas į pieno rūgštį. Tai lemia greitą fermentuojamosios matricos rūgštėjimą, kuris įtakoja juslines ir tekstūros savybes, maistinę vertę. (4).
Duonos terminio apdorojimo metu, įvyksta cheminės reakcijos, jų metu formuojasi ne tik skoninės ir aromatinės savybės, bet susidaro žalingi sveikatai cheminiai junginiai, vienas iš jų – akrilamidas. Susidaro Majaro reakcijos metu, kai termiškai apdorojami maisto produktai kurie turi didelius kiekius angliavandenių, kuriuose gausu amino rūgšties asparagino ir redukuojančių cukrų (fruktozės, gliukozės). PSO teigia, kad žmogaus sveikata priklauso nuo maisto, kurį vartojame, todėl svarbu, kad jis būtų saugus. Kepinių technologijos nuolat tobulinamos, o produktai tiriami, įvertinant jų galimą riziką sveikatai. (5).
Akrilamidas - esantis maisto produktuose neigiamai veikia vartotojų sveikatą. Naudojant cheminius ir fizikinius technologinius sprendimus tikimasi sumažinti akrilamido kiekį gaminiuose. Viena iš galimybių sumažinti akrilamido kiekį kepiniuose ir tuo pačiu užtikrinti duonos gaminių saugą yra PRB naudojimas. PRB, savaiminės gamybos rauguose, yra labai įvairios ir galutinio produkto kokybę, naudojant tokius raugus, nuspėti labai sudėtinga.
Darbo tikslas: Įvertinti skirtingų raugų įtaką pusruginės duonos kokybės rodikliams ir akrilamido kiekiui.
10 Darbo uždaviniai:
1. Atlikti raugų gamybą, naudojant fermentacijai skirtingas PRB (L. coryniformins, L. pseudoavium, E. faecium, L. brevis, L. mesenteroides, L. casei) ir nustatyti, kokia skirtingos raugų sudėties įtaka raugų pH, BTR, L(+) D(-) pieno rūgšties izomerų kiekiui rauguose,proteolitinių fermentų aktyvumui, pieno rūgšties bakterijų kolonijas sudarančių vienetų skaičių grame raugo;
2. Atlikti pusruginių kepinių su PRB raugais ir kontrolinius be raugo bandomuosius kepimus ir atlikti kepinių, kokybės rodiklių palyginamąjį įvertinimą;
3. Įvertinti skirtingų raugų įtaką gaminių kokybės rodikliams: formos išlaikymo koeficientui, bendram titruojamam rūgštingumui, akytumui, drėgniui, plutos ir minkštimo spalvų koordinatėms, savitajam tūriui bei juslinėms savybėms;
4. Įvertinti skirtingų PRB įtaką akrilamido susidarymui pusruginiuose kepiniuose; 5. Atlikti gautų rezultatų palyginamąjį įvertinimą.
11
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Kepinių vertė
Duona - aukštos biologinės vertės gaminys iš kvietinių, ruginių miltų arba miltų mišinių. Paruošta tešla yra maišoma, formuojama, purenama, kildinama mielėmis ir/ar pieno rūgšties bakterijomis (PRB), o ruošinys yra kepamas (6).
Pusruginės duonos vertė yra optimaliausia, lyginant su kvietiniais ir ruginiais kepiniais. Kvietiniai miltai formuoja glitimo tinklą, kas užtikrina duonos formos išlaikymą, akytumą, o ruginiai miltai yra aukštesnės biologinės vertės, praturtina racioną maistinėmis skaidulomis.
Žmogus kasdien vidutiniškai suvalgo 150 – 500 g duonos, o Lietuvoje apie 300 g. Tai labai svarbus maisto produktas, nes duona patenkina daugumą organizmo energijos poreikių. Ruginė duona yra laikoma naudingiausia, joje yra organizmui pačių reikalingiausių pagrindinių maisto medžiagų, apie 5 – 8 proc. baltymų ir 40 – 50 proc. lengvai organizmo įsisavinamų angliavandenių, vitaminų, mineralinių medžiagų (7, 8).
Pagrindinės Lietuvoje kepamos duonos rūšys yra ruginė, kvietinė arba mišri (pusruginė ir/ar puskvietinė) duona.
Lietuvoje, kaip ir Skandinavijos šalyse, ruginė juoda duona - populiariausia. Didžiausia dalis visų suvartojamų pasaulio rugių - išauginami Europoje. Todėl rugiai užima antrą vietą pagal populiarumą (po kviečių) kurie naudojami duonos gamybai. Rugių sudėtyje gausu skaidulinių medžiagų ir kitų vertingų komponentų. Rugių baltymuose apstu nepakeičiamų amino – rūgščių, kurios žmogaus organizmui labai reikalingos. Rugių baltymai daug lengviau brinksta ir tirpsta vandenyje, nei kviečių baltymai. Rugiuose yra didelis kiekis arabinoksilansų, fruktanų ir beta – gliukanų. (9 10).
Pusruginė duona yra vienas pagrindinių maisto produktų ir vienas pagrindinių skaidulinių ir mineralinių medžiagų šaltinių žmonių mityboje. (11).
1.2. Raugai duonos gamyboje
Gaminant pusruginę duoną, pagal tradicinę Lietuvoje naudojamą technologiją yra naudojami kultūriniai raugai. Raugai gaminami kultivuojant PRB ir mieles vandens ir ruginių miltų suspensijoje iki optimalios aktyviojo rūgštingumo vertės (pH 3,5). Raugo gaminimas susideda mažiausiai iš 4 etapų, kol yra pasiekiamas optimalus raugo bendras titruojamasis rūgštingumas.
12 Duonos gamyboje raugas yra nuolatos atnaujinamas. Raugo atnaujinimas vyksta kai prideda į išrūgusį raugą ruginių persijotų miltų, vandens ir vėl rauginant, kol susikaupia tinkamas rūgščių kiekis, atsistato mikrofloros sudėtis. Dalis tešlos fermentuojama keletą valandų, kol susiformuoja malonus aromatas. Po to, visa tešla sumaišoma su likusiais ingredientais (12, 13).
Tešlos fermentacijos proceso metu gali dalyvauti įvairūs mikroorganizmai, t.y. mielės, bakterijos, kurie produkuoja dujas ir kildina tešlą. (14)
Mielės – vienaląsčiai organizmai, jos priskiriamos grybams. Mielių panaudojimas duonos kepimui žinomas jau nuo 4000 m. pr. m. e. Mielės išskiria CO2 ir kildina tešlą. CO2 išskirimo greitis
priklauso nuo fermentų aktyvumo, tešlos sudedamųjų dalių, jų koncentracijos. Mielės sukelia esminius pokyčius glitimo struktūroje, kurioje sulaikomas susidaręs CO2. Duonos gamybos metu
vyksta anaerobinis angliavandenių rūgimas kurį sukelia mielės. Rūgimo metu susidaro eilė produktų, daugiausia CO2 ir etilo alkoholis. Be pagrindinių produktų susidaro ir kiti: sviesto, acto, glicerolis, ir
kitos organinės rūgštys kurios suteikia malonias juslines savybes ir suformuoja aromatą (15). Su raugais pagaminta tešla yra aktyvi ir gali būti aktyvuojama pakartotinai net keletą kartų. Raugo mikroorganizmai gamina organines rūgštis, kurios veikia tešlos reologines savybes. Fermentacijos metu, dėl fermentų reakcijų ir pienarūgščių mikrobų, vyksta baltymų bei angliavandenių biocheminiai pokyčiai. Fermentacija vyksta dviem etapais, fermentuojamas raugas bei fermentuojama visa tešla. Kai vyksta raugo fermentacija sumažėja tešlos klampumas, tąsumas ir tešla tampa minkštesnė. Šie pokyčiai priklauso nuo fermentacijos laiko bei pelenų kiekio miltuose (16, 17).
Pagrindinis fermentacijos tikslas – sukaupti pusgaminiuose pakankamą CO2 kiekį produkto
purenimui. (16)
1.3. Pieno rūgšties bakterijos (PRB)
Pieno rūgšties bakterijos auga anaerobinėmis sąlygomis, jos nesudaro sporų. Šių bakterijų pagrindinis energijos šaltinis yra angliavandeniai, o metabolizmo produktas - pieno rūgštis. PRB - plačiai paplitusios gamtoje. Bakterijų galima rasti ant augalų paviršių, nutekamuosiuose vandenyse, žmonių ir gyvūnų organizme, maiste, išrūgusioje tešloje, raugintose daržovėse, augalinės kilmės gėrimuose (aluje, vyne), raugintose daržovėse, piene ir raugintuose jo produktuose, ant mėsos paviršiaus. (15, 16).
PRB atparios 6-10 proc. koncentracijos NaCl ir džiovinimui CO2. Pieno rūgšties bakterijos
dėl gaminamos pieno rūgšties ir dėl antibiotinių savybių pasižymi antagonistinėmis savybėmis prieš daugelį ligas sukeliančių bakterijų. (17).
13 PRB turi svarbią reikšmę mėsos fermentacijoje, nes jos pagerina galutinio produkto juslines savybes. PRB išskiriami metabolitai padeda išvengti patogeniškos mikrofloros vystymosi ir produktų gedimo. Pieno rūgšties bakterijos pasižymi antimikrobiniu poveikiu, kuris susijęs su acto ir pieno rūgščių gamyba. Propionas, sorbinė, benzenkarboksi rūgštys, etanolis, fenoliai, vandenilio peroksidas, tai junginiai, kuriuos metabolizuoja PRB. PRB metabolitai prailgina produktų vartoti tinkamumo terminą. (18, 19).
PRB pasižymi teigiamomis savybėmis, tokiomis kaip, tekstūros savybių suteikimas, maisto produktų konservavimas, savitų skonio savybių formavimas, todėl jos plačiai naudojamos maisto gamyboje pramoniniu būdu. PRB priskiriama daugybės skirtingų genčių (20, 21).
PRB gamina didelį kiekį pieno rūgšties kuri mažina fermentuojamųjų produktų pH. Pieno rūgšties bakterijos metabolizuoja angliavandenius į antimikrobines medžiagas. Dėl šių savybių PRB yra pageidaujamos ir tinkamos maisto produktų gamybai, nes užkerta kelią nepageidaujamų bakterijų augimui. (22, 23). Fermentacija PRB yra rekomenduojama, nes galutinio produkto savybes galima prognozuoti, o fermentuojant savaiminiu būdu negalima kontroliuoti proceso. (24).
Pieno rūgšties bakterijų gyvybinių funkcijų palaikymui naudojami angliavandeniai: maltozė, sacharozė, fruktozė, laktozė. Pusruginėse tešlose skirtingos kultūros veikia skirtingai; vienos bakterijos skaido vienos rūšies angliavandenius, o kitos kitus, nuo to priklauso ir išskiriamų metabolitų bei skilimo produktų įvairovė (25) .
Raugų gamybos metu vyksta fermentacijos procesai kurie turi teigiamos įtakos žmogaus žarnyno veiklai bei sveikatai. Daugelis PRB apibūdinamos, kaip probiotikai kurios mažina alergines reakcijas, onkologinių ligų riziką, pagerina virškinamojo trakto veiklą ir gerina žmogaus sveikatą (25).
1.3.1. PRB įtaka kepinių kokybei
PRB atlieka svarbų vaidmenį kepinių gamyboje, nes pagerina juslines produkto savybes ir saugą, suteikia charakteringą aromatą ir skonį, pagerina stabilumą laikymo metu, tekstūrą, padidina maistinę vertę ir bendrą priimtinumą.
Raugai su PRB naudojami tradicinių ir specifinių kepinių gamybai. Pastaruoju metu nedaug kepyklų pramoniniu mastu dirba, paliekant raugo sekančiam duonos kepimui. Technologijų plėtra lėmė naujų fermentacijos technologijų ir raugo kultūrų plėtrą.
Sacharozė esanti fermentuojamame rauge katalizuoja egzopolisacharidų susiformavimą ir tai suteikia substratui geresnę konsistenciją, pagerina tešlos reologiją, tekstūrą (27). PRB išskiriami
14 polimerai, turi teigiamos įtakos tešlos ir duonos technologinėms savybėms: tešlos reologijai, tešlos vandens įgėrimui, tešlos mechaniniam apdorojimui, kepalo tūriui, žiedėjimui. PRB gerina mitybinę vertę, juslines savybes ir pripažintos saugiomis (28).
PRB proteolizė vykstanti fermentuojantis raugui suteikia geresnį, ryškesnį aromatą duonos kepiniams, lyginant su duonos gaminiais, kurie buvo pagaminti su mielėmis. Raugo fermentacijos metu PRB gamina didelį kiekį metabolitų, tokių kaip, fermentai, organinės rūgštys, egzopolisacharidai, vitaminai, Jie teigiamai veikia duonos tekstūrą ir žiedėjimą. Dėl dalyvaujančių bakterijų veiklos ir jų išskiriamų organinių rūgščių sumažėja duonos kepinių pH. Organinė rūgštis aktyvuoja proteazių ir amilazių aktyvumo padidėjimą, o tai lėtina duonos žiedėjimą (29).
Duonoje, terminio apdorojimo metu, vyksta cheminiai kitimai. Vienas iš jų Majaro reakcija kurios metu susidaro kancerogeninė ir genotoksiška medžiaga – akrilamidas. Atlikti moksliniai tyrimai įrodė, kad PRB gali užtikrinti kepinių saugą akrilamido aspektu, nes metabolizuoja jo pirmtakus žaliavose ir tešloje.
1.4. Akrilamidas
Pastaruoju metu paskelbta mokslinių tyrimų apie maisto produktų taršą toksinėmis medžiagomis, kurios susidaro ruošiant maistą. Institucijoms kelia rūpestį greitėjančios maisto gamybos technologijos, nes jų metu susidaro pavojingos medžiagos. Viena iš tokių medžiagų – akrilamidas - CH2=CHCONH2 – bespalviai kristalai, tirpūs vandenyje, metilo, etilo alkoholiuose,
acetone. Akrilamidas gaunamas, hidrolizuojant akrilo nitrilą. Tai nespalvotas, tirpus vandenyje, nelakus junginys, kurio molekulinė masė 71,08 kDa (31, 32). Akrilamidas - nuodinga cheminė medžiaga. Akrilamidas gali būti naudojamas buityje, kaip koaguliantas valant vandenį arba tunelių statybose, arba kaip medžiaga sutvirtinanti konstrukcijas.
Tarptautinė Vėžio tyrimų organizacija (1994 metais) akrilamidą įvardino, kaip potencialiai kancerogeninį žmonėms. Šį faktą 2002 metais patvirtino ir PSO. Akrilamidas randamas skrudintame maiste taip pat cigarečių dūmuose.
Perdirbant krakmolingus maisto produktus aukštoje temperatūroje susidaro – akrilamidas. (33). EMST nustatė, kad akrilamidas gali potencialiai kelti pavojų sveikatai, nes ši medžiaga yra genotoksiška (gali sukelti vėžį, pažeisti ląstelės genetinę medžiagą) kancerogeninė (34). Kasmet EMST valstybių narės turi stebėti akrilamido kiekį, tam tikrų, rizikingų maisto produktų kategorijose. Kiekvienais metais EMST parengia metines ataskaitas dėl akrilamido kiekio maisto produktuose stebėjimo (35).
15 Išanalizavus rezultatus ir gamybininkams vadovaujantis rekomendacijomis jau matomos akrilamido kiekio mažėjimo tendencijos kai kuriuose maisto produktuose, pvz., grūdinių produktuose, skirtuose kūdikiams ir mažiems vaikams (35).
Akrilamidas susiformuoja vykstant Majaro reakcijai – nefermentinei tamsėjimo reakcijai, ji vyksta kai termiškai apdorojami produktai. Susiformuoja akrilamidas kai substrate yra redukuojančių sacharidų (fruktozės ir gliukozės) ir laisvo asparagino. Reaguojant angliavandeniams, lipidams, baltymams ir susidarant spalvotiems, lakiems, aromatiniams junginiams. O laisvas asparaginas yra pagrindinis veiksnys grūdinės kilmės gaminiuose (36, 37).
Pirmojo etapo metu, vykstant Majaro reakcijai, susidaro Schiff bazė, reakcijoje dalyvauja asparaginas, cukrus ir kiti junginiai, kurie turi reaktyvią karbonilo grupę. Reakcijos metu vyksta dekarboksilinimas, kurio metu susidaro akrilamidas.
Akrilamidas gali susidaryti ir kitais būdais: akrilo rūgštis ir akroleinas gali susidaryti kai vyksta glicerolio dehidratacija, riebalus kaitinant aukštoje temperatūroje. Akrilamidas susidaro kartu su amoniaku aminorūgščių degradacijos metu (38, 39, 40).
1.4.1. Akrilamido kontrolė Lietuvoje
Lietuvoje akrilamido kiekis tiriamas tiek mūsų šalyje pagamintuose tiek iš ES šalių įvežtuose produktuose: bulvių traškučiuose, gruzdintose bulvytėse, gruzdintų bulvyčių pusgaminiuose ir namuose pagamintuose bulvių produktuose, javainiuose, sausainiuose, traškioje duonoje, trapučiuose, kavoje ir kavos pakaitaluose, kūdikių maiste, perdirbtuose grūdų produktuose kūdikiams ir mažiems vaikams, kituose produktuose t.y. skrudintuose riešutuose, imbieriniuose sausainiuose, skrudintose saulėgrąžose, šakočiuose. Tyrimus atlieka Nacionalinis maisto ir veterinarijos rizikos vertinimo institutas, ir per metus institute ištiriama apie 40 mėginių.
Pasak Valstybinės maisto ir veterinarijos tarnybos pateiktų duomenų, daugelyje Lietuvoje tirtų produktų akrilamido kiekis neviršija Europos maisto ir saugos tarnybos (EFSA) rekomenduojamų verčių.
Tai, kad akrilamido kiekiai tuose pačiuose produktuose randami labai skirtingi, rodo, kad svarbiausias faktorius, kuris sąlygoja akrilamido susidarymą, yra aukšta temperatūra ir produkto gamybos sąlygos. Lietuvoje nustatomas akrilamido kiekis maisto produktuose panašus į kitose šalyse nustatomus šios medžiagos kiekius (41, 42, 43).
16 1. Lentelė Akrilamido kiekis nustatytas Lietuvoje maisto produktuose. 2011
1.4.2. Akrilamido kiekis, kurį žmonės gauna su maistu
Su maistu žmonės suvartoja labai skirtingus kiekius akrilamido. Kokį kiekį suvartoja priklauso nuo mitybos įpročių. Šis toksinas aptinkamas augaliniame maiste, kuriame didelis kiekis krakmolo (44). Nei virimas, nei mikrobangos nedaro įtakos akrilamido atsiradimui produkte (45, 46). Nėra nustatyti akrilamido kiekiai kurie būtų nekenksmingi ir leidžiami maisto produktuose. Mokslininkams kelia susirūpinimą akrilamido formavimasis maisto produktuose (47). Didelis akrilamido kiekis nustatytas skrudintuose bulvių produktuose, šiek tiek mažiau aptinkama skrudintuose grūdų produktuose, šios medžiagos koncentracija priklauso nuo terminio apdorojimo (48, 49). Svarbiausi faktoriai kurie turi įtakos akrilamido kiekiui maiste:aukšta kepimo temperatūra (virš 120 °C), didelis krakmolo kiekis, maisto cheminė sudėtis, redukuojantys sacharidai, laisvas asparaginas, vandens kiekis produkte, pH, maisto cheminė sudėtis, amonio bikarbonato kiekis bei įvairios aminorūgštys. (50). Akrilamido kiekis terminio apdorojimo pabaigoje drastiškai padidėja. Nustatyta, kad žmogus per parą su maistu gali gauti nuo 0,3 iki 0,8 μg/kg kūno masės akrilamido (51). Vidutinis kiekis gaunamas su maistu yra 0,85 μg/kg kūno masės (52).
17 Europos Maisto ir Saugos tarnyba (EMST) 2011 metais kartu su ES šalimis atliko tyrimą, kurio metu įvertino akrilamido kiekius kai kuriuose maisto produktuose. Rezultatai pateikti 2 lentelėje (53, 54). Akrilamido kiekis (μg/kg) maisto produktuose (EMST, 2011) Maisto produktas
N Mediana Vidurkis Didžiausias
kiekis Biskvitas 227 169 317 4200 Duona 272 50 136 2430 Pusryčių dribsniai 128 100 156 1600 Kava 208 188 253 1158 Skrudintos bulvės 529 253 350 2668 Kiti produktai 854 169 313 4700 Bulvių traškučiai 216 490 628 4180 Namuose kepti bulvių produktai 121 150 319 2175
1.4.3. Akrilamido poveikis žmogaus organizmui
Tarptautinė vėžio tyrimų agentūra akrilamidą klasifikavo, kaip antros kategorijos kancerogeną. Mokslinėje literatūroje teigiama, kad akrilamidas – genotoksiška, neurotoksinė ir kancerogeninė medžiaga, neigiamai veikianti žmogaus sveikatą. Akrilamidas- gali sukelti onkologinius susirgimus, pažeisti DNR ląstelės genetinę medžiagą, pažeisti centrinę ir periferinę nervų sistemą, susilpninti kardiovaskulinės sistemos veiklą (53, 54).
Mokslininkai teigia, kad eksperimentiniams gyvūnams akrilamidas sukelia odos, plaučių, skydliaukės, smegenų, krūties vėžį. Mokslininkai, atliko bandymus su gyvūnais ir nustatė, kad įkvėpus akrilamido, jis greitai absorbuojamas gleivinėse, paskirstomas po įvairius gyvūno audinius ir veikia kancerogeniškai. (55, 56).
Moterys, per ilgą laiką suvartojančios didelį kiekį akrilamido, o akrilamidas organizme kaupiasi ir daro neigiamą poveikį moterų gimdos ir kiaušidžių gleivinėms. Todėl padidėja tikimybė ateityje susirgti gimdos kaklelio, kiaušidžių vėžiu. Tyrimų duomenimis, žmonės kurie suvartoja didelius kiekius akrilamido, turi 60 proc. padidėjusią tikimybę susirgti inkstų vėžiu.
18 Akrilamidas kaupiasi žmogaus organizme. Mokslininkai pateikia hipotezių, kad ikimokykliniame amžiuje kiekviena per savaitę suvalgytų bulvių traškučių porcija labai padidina riziką ateityje susirgti pieno liaukų vėžiu. Susirgti krūties vėžiu rizika apie 60 – uosius metus apytiksliai lygi 1 : 25. (54, 56).
Nors akrilamidas manomai buvo mūsų mityboje nuo tada, kai žmonės pradėjo gaminti, tačiau nerimaudami dėl saugumo, dėl žmonių sveikatos pasaulio ekspertai rekomenduoja sumažinti akrilamido kiekį maiste, visgi šiandien valgoma daug riebaluose kepto maisto, o tai yra vienas iš veiksnių akrilamidui susidaryti.
Remiantis moksline literatūra, teigiama, kad susidariusias organizme nedideles akrilamido koncentracijas, šalinimo sistema nukenksmina. (57).
1.4.4. Akrilamido kiekio maisto produktuose sumažinimo galimybės
Pirmiausia maisto pramonės atstovai yra raginami įvertinti kiek akrilamido susidaro gaminiuose ir skatina taikyti tokias receptūras ir gamybos technologijas, kad produkte liktų kuo mažiau šios kancerogeninės medžiagos. Redukuojantys cukrai ir asparaginas - pagrindiniai akrilamido pirmtakai maisto produktuose. Gamybos sąlygos: vandens aktyvumas, temperatūra, ir kt. turi įtakos akrilamido susidarymui ir degradacijai.
Sacharidai grūduose nėra lemiamas akrilamido susidarymo veiksnys. Nustatyta, kad dirva kurioje mažas sieros kiekis daro didelį poveikį laisvo asparagino koncentracijai tam tikrose užauginamose grūdinėse kultūrose. Didesnį asparagino kiekį grūdinėse kultūrose, lemia mažesnis sieros kiekis dirvoje, o tai padidina akrilamido susidarymo riziką. (58, 59).
Tešlos kildymo medžiagos taip pat turi įtakos akrilamido formavimuisi (amonio bikarbonatas). Kalcio sulfatas, kalcio druskų priedas, kalcio karbonatas sumažina akrilamido kiekio susidarymą maiste. Galima naudoti asparaginazę siekiant sumažinti akrilamido kiekį (pvz gaminant duonos traškučius) Vienas iš efektyvių būdų sumažinant akrilamido kiekį - kepti produktus žemesnėje temperatūroje ir ilgesnį laiką, iki tokio pat drėgmės kiekio. Norint kad akrilamido kiekis produktuose būtų mažesnis gamintojai, perdirbėjai, vartotojai bulves, konditerijos gaminius, duoną turėtų kepti kiek įmanoma žemesnėje temperatūroje (60). Akrilamidas susidaro aukštesnėje nei 150 °C temperatūroje. Jo susidarymas gerokai paspartėja kai gaminio drėgnis sumažėja 5 proc. ir mažiau. Akrilamido kiekis yra stabilus, duoną laikant žemesnėje temperatūroje (iki 7 °C). Duonos gaminius laikant aukštesnėje temperatūroje (nuo +20 - +40° C ), drėgmės kiekis būna didelis tuomet akrilamido koncentracija duonoje reikšmingai sumažėja.
19 Sausainių kepime taip pat labai svarbus faktorius yra kepimo temperatūra. Gamyklose per trumpą laiką iškepama kuo daugiau sausainių, temperatūra per daug didinama, o tai turi įtakos akrilamido susidarymui. Svarbus faktorius yra miltai, aukščiausios kokybės kepiniams naudojami balti miltai, jie turi daugiau glitimo, geriau iškyla. Rekomendujama rinktis prastesnius miltus kepant namuose, nes juose mažiau glitimo. Kuo mažiau glitimo, tuo mažesnis kiekis akrilamido susidaro kepiniuose (62, 63).
Tamsiai skrudinti duonos gaminių nerekomenduojama, nes tuomet duonoje akrilamido kiekis padidėja iki 300 kartų, o vartojant duoną rekomenduojama pašalinti tamsią plutą (62).
1.4.5. Akrilamido nustatymo būdai
Dažniausiai naudojami akrilamido nustatymo būdai yra: skysčių chromatografija – masių spektrometrija; dujų chromatografija;
dujų chromatografija – masių spektrometrija.
Šie metodai turi daug privalumų, jie yra tikslūs, selektyvūs, jautrūs, tačiau šie metodai yra brangūs ir jų trukmė yra ilga. Todėl taikomi paprastesni akrilamido nustatymo būdai:
fluorescencinė spektroskopija;
infraraudonųjų spindulių spektroskopija.
Akrilamidas vertinamas atliekant fiziologiškai pagrįstą toksikokinetinį modelį PBPK arba PBTK. Termiškai apdorotuose grūdų ir bulvių produktuose akrilamido kiekis gali kisti nuo 30 iki 7500 μg/kg (64).
Mokslininkai apskaičiavo, kad vidutinis akrilamido kiekis kurį gauna su maistu kinta nuo 0,3 iki 0,6 μg/kg kūno svorio per dieną, o paaugliai ir vaikai gauna didesnį akrilamido kiekį, 0,4-0,6 μg/kg kūno svorio per dieną. Akrilamido norma yra 0,5 μg /kg kūno svorio per dieną.
Jungtinis FAO/PSO ekspertų komitetas dėl maisto priedų apskaičiavo, kad vidutinis suvartojamo akrilamido kiekis bendrajai populiacijai (įskaitant vaikus) yra nuo 1 iki 4 μg/ kg kūno svoriui. (75, 76).
20
2. TYRIMO METODIKA IR MEDŽIAGOS
2.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas
Pirmame darbo etape buvo analizuota skirtingų pieno rūgšties bakterijų (PRB) įtaka raugų rodikliams (E. faecium, L. pseudoavium, L. mesenteroides, L. coryniformins, L. casei, L. pseudoavium, L. brevis) raugais kepiniuose. Pagaminti raugai buvo ištirti ir panaudoti pusruginės duonos gamyboje. Raugams tirti šie rodikliai: pH, drėgnis, PRB kolonijas sudarančių vienetų skaičius grame raugo (KVS/g), bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR, ºN), L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis, amilolitinių ir proteolitinių fermentų aktyvumas (AV/g), bei tekstūros pokyčiai fermentuojant.
Pirmojo etapo schema pateikta 1 paveiksle.
Pirmojo darbo etapo schema. 1. Pav.
E. faecium, L. pseudoavium, L. mesenteroides, L. coryniformins, L. casei raugų gamyba
↓
Raugų kokybės tyrimai pH BTR, (ºN) L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis PRB (KVS/g) Amilolitinių fermentų aktyvumas (AV/g) Proteolitinių fermentų aktyvumas (AVG/g) 1 pav. Pirmojo darbo etapo schema
Naudojant pagamintus raugus atlikta kepinių gamyba, ji kartota du kartus tiriant paraleliai tris mėginius. Kepiniams tirti šie rodikliai: formos išlaikymo koeficientas, svorio nuostoliai po terminio apdorojimo (nukepimas), savitasis tūris, minkštimo akytumas, bendras titruojamasis rūgštingumas, atlikta juslinė analizė, nustatytas akrilamido kiekis.
21 Antrojo darbo etapo schema pateikta 2 paveiksle.
Puskvietinių kepinių gamyba su E. faecium, L. pseudoavium, L. mesenteroides, L. coryniformins, L. casei raugais ir skirtingu jų kiekiu (100 ir 200 gramų).
↓
Puskvietinių kepinių saugos ir kokybės rodikliai
↓
Formos išlaikymo koeficientas (cm), nukepimas (proc.), kepinių svoris (g) ir savitasis tūris (ml/g).
↓
Minkštimo drėgnis (proc.), akytumas (proc.), minkštimo ir plutelės spalva (L, a, b), BTR (ºN).
↓
Kepinių juslinė analizė (kvapo savybės, skonio savybės, tekstūros savybės).
↓
Akrilamido kiekis gaminiuose.
↓
Kokybės ir saugos rodiklių palyginamasis įvertinimas. 2 pav. Antrojo darbo etapo schema
Atlikta rezultatų palyginamoji analizė
2.2. Tyrimų objektai ir jų paruošimas analizei
2.2.1. Raugų gamybai naudotos žaliavos ir technologija
Raugų fermentacija vykdyta + 32°C, 24 valandas, receptūra pateikta 3 lentelėje
Antrame eksperimento etape atlikta pusruginių duonos gaminių su skirtingais raugais ir skirtingu raugo kiekiu gamyba, taip pat kontrolinių mėginių kepimas (be raugo). Ir atlikta kepinių analizė. Pusruginės duonos receptūros pateiktos 3 lentelėje.
Kepinių gamybai buvo naudoti aukščiausios rūšies kvietiniai miltai („Malsena“) gamintojas UAB „Malsena Plius“, Stoties g. 65, Vievis, Lietuva (550D tipo, energinė vertė: 1460/349 (kJ/kcal), maistinė vertė: riebalų – 1,3 g (iš kurių sočiųjų riebalų rūgščių – 0,21 g), angliavandenių – 74 g (iš
22 kurių cukrų 0,5 g), skaidulinių medžiagų - 3,1 g, baltymų – 10,4 g, druskos 0,0075 g ir viso grūdo ruginiai miltai („Malsena“) gamintojas UAB „Malsena Plius“, Stoties g. 65, Vievis, Lietuva (100 g produkto maistinė ir energinė vertė: 1338/ 317 (kJ/kcal), riebalų 1,5 g (iš kurių sočiųjų riebalų rūgščių 0,3 g), angliavandenių 75,2 g (iš kurių cukrų 1,3 g), skaidulinių medžiagų 15,4 g, baltymų 8,4 g, druskos 0,1 g. Presuotos kepimo mielės (Saccharomyces cerevisiae), AM „Sema“ Lietuva, „Akmens“ juoduota druska, sudėtis 97,5 proc. NaCl.
Pirmo etapo metu buvo gaminami duonos raugai su skirtingomis pienarūgštėmis bakterijomis ir skirtingu jų kiekiu. Raugo fermentacija vykdyta, 24 valandas, + 32 °C temperatūroje.
3 lentelė Pusruginių kepinių su skirtingomis PRB receptūros.
Mėginiai Kiekis, g Raugas Ruginiai miltai Kvietiniai miltai 550D
Druska Mielės Vanduo
Kontrolė 0(0) 0 700 300 15 30 Vanduo pagal paskaičia vimus E. faecium 1 (100) 100 700 300 15 30 E. faecium 1 (200) 200 700 300 15 30 L. pseudoavium 2 (100) 100 700 300 15 30 L. pseudoavium 2 (200) 200 700 300 15 30 L. mesenteroides 3 (100) 100 700 300 15 30 L. mesenteroides 3 (200) 200 700 300 15 30 L.coryniformins. 4 (100) 100 700 300 15 30 L. coryniformins 4 (200) 200 700 300 15 30 L. casei 5 (100) 100 700 300 15 30 L. casei 5 (200) 200 700 300 15 30 L. brevis 6 (100) 100 700 300 15 30 L. brevis 6 (200) 200 700 300 15 30
23 Pagrindiniai pusruginės duonos gamybos etapai:
Pasvertos žaliavos išmaišomos maišyklėje („Diosna“, Vokietija) 2 minutes lėtai, 5 minutes greitai. Pagamintos tešlos temperatūra - 28 °C.
Tešlos atsistovėjimas (15 - 20 min.).
Tešlos dalinimas (padalijama į 400 g pusgaminius), formavimas.
Tešlos ruošinių kildinimas kameroje – „Technoeka Sri Via Marco Polo“, modelis – EKF 464 UD (Italija), - 40 - 60 min, 30-32 °C, santykinis oro drėgnis – 85 proc. Tešlos ruošinių kepimas 220 °C, 25 min. Krosnyje – „Technoeka Sri Via Marco
Polo“, modelis – EKF 464 UD (Italija).
2.2. Raugų tyrimo metodai
Raugų tyrimo metodai pavaizduoti 4 lentelėje. 4 lentelė. Raugų tyrimo metodai
Rodikliai Metodo esmė Literatūros
šaltinis PRB KVS/g PRB KSV/g raugo nustatyta sėjimo į Petri
lėkšteles metodu.
(67)
pH Raugams buvo nustatyta vertė pH-metru (PP-15,
Sartorius AG, Vokietija)
(68)
BTR , °N Titravimo metodu. (69)
Drėgnis Džiovinant iki pastovios masės. (70)
L(+) ir D(-) laktatai Spektrofotometriniu metodu.
Proteolitinių fermentų aktyvumas
24
2.3. Kepinių tyrimo metodai
Pusruginių kepinių tyrimo metodai pateikti 6 lentelėje. 6 lentelė. Kepinių tyrimų metodai
Rodikliai Metodo esmė Literatūros šaltinis
Kepinio masė Elektroninėmis svarstyklėmis ± 0,1 g tikslumu.
(71)
Kepinio tūris Tiriamas mėginys išstumia savo tūrį atitinkantį sorų kruopų kiekį, kuris išmatuojamas matavimo cilindru, cm3.
(71)
Formos išlaikymo koeficientas Matuojamas riekelės ilgis ir aukštis, o jų santykis prilyginamas formos išlaikymo koeficientui.
(71)
Kepinio savitasis tūris Tūrio ir masės santykis, cm3/ˉ¹g.
(72)
Minkštimo akytumas Žuravliovo prietaisu. (73)
Masės nuostoliai po terminio apdorojimo
Masės prieš kepimą ir po kepimo skirtumas, išreikštas procentais.
(71)
Kepinių drėgnis Džiovinant iki pastovios masės.
(70)
BTR (°N) Titravimo metodu. (69)
Spalvų koordinatės Spektrofotometru MiniScan XE Plus. Šviesos atspindžio režime buvo matuojami parametrai L*, a*, b* (atitinkamai šviesumas,
raudonumo ir geltonumo koordinatės pagal CIEL L*, a*, b* )
Juslinė analizė Hedoninėje 150 mm ilgio skalėje (labai nepatiko→ labai patiko)
25 Akrilamido kiekis Akrilamido kiekybinis tyrimas
atliktas efektyviosios skysčių chromatografijos ir
dvigubosios masių
spektrometrijos (LC-MS/MS) metodu.
(75)
Matematinė statistinė duomenų analizė
Pusruginiai duonos kepimai buvo kartoti 2 kartus, tiriant lygiagrečiai 3 mėginius. Matematinė statistinė tyrimo duomenų analizė atlikta, naudojant MS Excel, Prism 3.0 statistinį paketą. Rezultatų reikšmėms paskaičiuota standartinė paklaida, standartinis nuokrypis, skirtumo tarp rezultatų
26
3. TYRIMŲ REZULTATAI
3.1. Raugų su skirtingomis pienarūgštėmis bakterijomis kokybės ir saugos
rodiklių rezultatai
3.1.1. Raugų su skirtingomis pienarūgštėmis bakterijomis PRB kiekio
tyrimo rezultatai
PRB KSV/g raugo pateikta 3 paveiksle. Didžiausias PRB KSV/g raugo nustatytas D1 D4 mėginiuose (atitinkamai, 8,78 log10 KSV/g; 8,82 log10 KSV/g). Mažiausias kiekis mėginyje D6
(atitinkamai 7,97 log10 KSV/g).
3 pav. Raugų su skirtingomis pienarūgštėmis bakterijomis PRB kiekis (Pastaba: D1 – raugas fermentuotas L. coryniformins; D2- raugas fermentuotas L. pseudoavium; D3 – raugas fermentuotas E. faecium; D4 – raugas fermentuotas L. brevis; D5 – raugas fermentuotas L. mesenteroides; D6 – raugas fermentuotas L. casei).
8,78 8,66 8,69 8,82 8,63 7,97 0 2 4 6 8 10 D1 D2 D3 D4 D5 D6 Ben dras mikroorganizmų skaičius KSV /G PRB KSV/G
27
3.1.2. Raugų pH ir BTR dinamika fermentacijos metu bei proteolitinių fermentų
aktyvumas
Raugų pH, BTR ir proteolitinių fermentų aktyvumo rezultatai pateikti 4 paveiksle. Raugų pH kito, nuo 3,1 iki 3,8, atitinkamai mažiausias pH nustatytas 1 raugo mėginio, kuris buvo fermentuotas L. coryniformins. Didžiausias pH nustatytas 5 mėginyje su L. mesenteroides. Pagal tyrimo rezultatus galima teigti, kad L. coryniformins intensyviau mažina substrato pH nei kitos PRB, naudotos eksperimente. Acto rūgštis ir pieno rūgštis - pagrindiniai junginiai, nuo kurių mažėja pH rauguose. Vykdant fermentaciją PRB, pieno rūgšties kiekis nustatomas ženkliai didesnis lyginant su acto rūgšties kiekiu. Galutiniam raugo pH turi įtakos ir miltų savybės. Miltai kurie pasižymi žemu kritimo skaičiumi, yra ženkliai tinkamesni, nes gaunamas didesnio rūgštingumo ir mažesnio pH raugas.
Kiek susidarys pieno rūgšties raugų gamybos metu labai priklauso nuo naudojamų startinių mikroorganizmų ir naudojamos žaliavos. BTR rauguose kito nuo 7,0 °N iki 8,8 °N atitinkamai mažiausias 1 mėginyje, o didžiausias 4 raugo mėginyje.
Didžiausiu proteolitinių fermentų aktyvumu pasižymėjo 6 mėginys atitinkamai (153,6 AV). 3 kartus mažesnis proteolitinis aktyvumas nustatytas 4 mėginyje, atitinkamai (56 AV). Proteolitinis aktyvumas labai svarbus akrilamido susidarymui. Kancerogeno susidarymą įtakoja fermentacijos metu iš pienarūgščių bakterijų išskirti laisvieji junginiai. Fermentacijos temperatūra turi įtakos galutiniam substrato rūgštingumui. Bet esant dideliam proteolitiniam aktyvumui galimi neigiami tešlos kokybiniai nukrypimai, tokie kaip tešlos praskydimas (76).
Remiantis moksline literatūra teigiama jog pieno rūgšties bakterijos kurios vykdo proteolizę, fermentuojant raugą, stipriai įtakoja galutinio produkto reologines savybes, žiedėjimą. Raugo fermentacijos metu susidaro laisvos amino rūgštys kurios labai svarbios formuojantis juslinėms kepinių savybėms. (77).
Tarp raugų pH ir BTR nustatytas silpnas koreliacinis ryšys (R = 0, 381518).
Tarp proteolitinių fermentų aktyvumo ir raugo pH nustatytas atvirkštinis silpnas koreliacinis ryšys (R =- 0,3966).
28 4 pav. Raugų pH ir BTR dinamika, proteolitinių fermentų aktyvumas. (Pastaba: - D1 – raugas fermentuotas L. coryniformins; D2- raugas fermentuotas L. pseudoavium; D3 – raugas fermentuotas E. faecium; D4 – raugas fermentuotas L. brevis; D5 – raugas fermentuotas L. mesenteroides; D6 – raugas fermentuotas L. casei).
3.1.3. L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis rauguose
L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis pateiktas 5 paveiksle.
Didžiausias D(-) kiekis buvo nustatytas D5 mėginyje, fermentuotame L. mesenteroides PRB (0,083 g100/g). Mažiausias – mėginyje D2 fermentuotame L. pseudoavium (0,006 g100/g).
Didžiausias L(+) pieno rūgšties izomerų kiekis nustatytas mėginyje D6 (0,323 g/100g), mažiausias – D4 (0,16 g/100g).
Tarp raugo PRB kiekio ir L(+) pieno rūgšties izomerų nustatytas vidutinio stiprumo atvirkštinis koreliacinis ryšys (R = -0,59072).
3,1 3,7 3,7 3,6 3,8 3,4 7 8,3 7,5 8,8 7,3 7,7 113,2 76,8 128 56 88,4 153,6 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 pH, N
29 5 pav. L(+) ir D(-) pieno rūgšties izomerų kiekis. (Pastaba: - D1 – raugas fermentuotas L. coryniformins; D2- raugas fermentuotas L. pseudoavium; D3 – raugas fermentuotas E. faecium; D4 – raugas fermentuotas L. brevis; D5 – raugas fermentuotas L. mesenteroides; D6 – raugas fermentuotas L. casei).
3.2. Pusruginių kepinių su skirtingomis PRB fermentuotais raugais,
kokybės ir saugos rodikliai
3.2.1. Kepinių minkštimo drėgnis ir nukepimas
Kepinių minkštimo drėgnis ir nukepimas po terminio apdorojimo pavaizduotas 6 paveiksle. 0,034 0,006 0,136 0,007 0,083 0,0224 0,209 0,013 0,233 0,16 0,156 0,323 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 D1 D2 D3 D4 D5 D6 g/1 00g D-, g/100g L+, g/100g
30 6 pav. Kepinių minkštimo drėgnis ir nukepimas. (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
Kepinių minkštimo drėgnis kito nuo 35 iki 47 % (atitinkamai mėginių D3(100) ir Kontrolės).
Didžiausi masės nuostoliai (12,1 proc.) po terminio apdorojimo nustatyti kontrolinių pusruginės duonos mėginių, mažiausi nuostoliai (6,8 proc.) gauti D4(200) (su L. brevis raugu).
Sprendžiant iš gautų tyrimo rezultatų gaminių nukepimas neviršijo 10 proc. išskyrus Kontrolinius mėginius kurių kepimui nenaudojamos PRB. Tokia gamyba efektyvi, nes gaunami nedideli kepimo nuostoliai.
3.2.2. Pusruginių kepinių BTR ir savitasis tūris
Pusruginių kepinių BTR ir savitasis tūris pavaizduoti 6 paveiksle.
Nustatyta, kad kepinių savitasis tūris kito nuo 1,4ml/g iki 1,9ml/g, atitinkamai mažiausias kontrolinių mėginių, didžiausias D5(200) su L. mesenteroides raugais.
Sprendžiant iš savitojo tūrio gautų rezultatų galima sakyti, kad naudojant raugus su PRB pagerinamas kepinių tūris. Savitasis duonos tūris priklauso nuo rūgštinimo tipo ir rūgštinimo agento kiekio. Raugas padidina dujų susilaikymą tešloje, todėl didėja duonos tūris (78). Pagal gautus
47 36 37 43 36 35 42 36 37 35 41 36 37 12,1 8 8,5 9 7,6 7,4 8 9,7 6,8 8,9 7,4 9,7 6,9 0 2 4 6 8 10 12 14 0 10 20 30 40 50 60 proc. proc.
31 rezultatus, skirtingų PRB naudojimas raugų gamyboje, turėjo nevienareikšmės įtakos kepinių savitajam tūriui.
Didžiausias nustatytas mėginių BTR (1 N°), atitinkamai D1(200) (su L. coryniformins), D4(200) (su L. brevis), D5(200) (su L. mesenteroides), D6(200) (su L. casei). Mažiausias BTR nustatytas kontrolinio pusruginės duonos mėginio atitinkamai 0,4 N°.
Kepinių su raugais BTR nustatytas reikšmingai didesnis nei kontrolinių. Tai būtų galima paaiškinti didelio kiekio PRB įvedimu į tešlą. Pieno rūgšties bakterijų veikla technologinio proceso metu (miltuose yra angliavandenių ir vyksta metabolizmas į organines rūgštis) galėjo turėti įtakos didesniam kepinių su raugais BTR.
6 pav. Pusruginių kepinių BTR ir savitasis tūris. (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
3.2.3. Kepinių akytumas
Pusruginės duonos mėginių akytumo rezultatai pateikti 7 paveiksle.
Didžiausias akytumas nustatytas D5(200) mėginių, pagamintų su L. casei raugais, atitinkamai 60 proc. Mažiausias akytumas nustatytas kontrolinių mėginių, atitinkamai 49 proc.
0,4 0,7 1 0,7 0,9 0,9 0,5 0,7 1 0,8 1 0,9 1 1,4 1,7 1,6 1,5 1,7 1,7 1,5 1,6 1,6 1,8 1,9 1,6 1,6 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 N °; m l/g BTR, °N Savitasis tūris, ml/g
32 Lyginant visų kepinių rezultatus, galima teigti, kad naudojant 200 g raugo duonos akytumas gaunamas reikšmingai didesnis. Visais atvejais raugai didino kepinių akytumą, o mažiausias nustatytas kontrolinių mėginių, kurių gamybai raugas nebuvo naudojamas.
7 pav. Pusruginių kepinių akytumas (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
3.2.4. Kepinių formos išlaikymo koeficientas
Pusruginių kepinių, pagamintų su skirtingasi raugais ir skirtingu jų kiekiu formos išlaikymo koeficientas pavaizduotas 8 paveiksle.
Nustatyta, kad didžiausias formos išlaikymo koeficientas yra D6(200) (su L. casei) mėginių (0,429cm), mažiausias kontrolinių mėginių (atitinkamai 0,261cm).
Lyginant rezultatus, galima teigti, kad didesnis raugo kiekis turi įtakos formos išlaikymo koeficientui. 0 10 20 30 40 50 60 70 49 56 61 51 59 55 60 55 58 59 62 57 58 AKYTU MAS, PROC. Kepinių akytumas
33 8 pav. Kepinių formos išlaikymo koeficientas (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
3.2.5. Kepinių plutos ir minkštimo spalvų koordinatės
Pusruginių kepinių plutos spalvų koordinatės pateiktos 9 paveiksle.
Įvertinus puruginių kepinių spalvines koordinates, šviesiausia kepinių pluta nustatyta mėginių D6(200) (su L. casei); D2(200) (su L. pseudoavium) atitinkamai 37,57; 29,15. Tamsiausi mėginiai; D1(100) (su L. coryniformins); D5(100) (su L. mesenteroides) atitinkamai 22,47; 24,4. Panašios tendencijos nustatytos įvertinus duonos gaminių geltonumo ir raudonumo spalvų koordinates. Raudoniausi nustatyti mėginiai D1(200) (su L. coryniformins); D4(200) (su L. brevis) atitinkamai 7,66; 6,83. Mažiausios raudonumo koordinatės nustatytos D5(100) (su L. mesenteroides); D2(200) (su L. pseudoavium); atitinkamai 4,8; 4;75. Geltoniausios spalvos pluta nustatyta mėginių D1(200) (su L. coryniformins) ; D5(200) (su L. mesenteroides) atitinkamai 13,46; 13,55. Mažiausiai geltoni nustatyti D1(100) (su L. coryniformins); D2(200) (su L. pseudoavium) mėginiai, atitinkamai 10,4; 10,07. 0,261 0,284 0,376 0,287 0,329 0,252 0,4 0,267 0,411 0,273 0,397 0,34 0,429 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5
34 Plutos spalvų koordinatės L*, a*, b* nežymiai kito, priklausomai nuo raugo kiekio, tačiau visuose mėginiuose buvo stebima aiški šviesumo kitimo L*, priklausomai nuo raugo kiekio, tendencija, daugiau raugo - šviesesni kepiniai.
z
9 pav. Pusruginių kepinių plutos spalvų koordinatės (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
Pusruginių kepinių minkštimo spalvų koordinatės pateiktos 10 paveiksle.
Įvertinus spalvų koordinates, šviesiausias kepinių minkštimas nustatytas D4(100) (su L. brevis); D6(200) (su L. casei) atitinkamai 33,63; 33,67. Tamsiausias minkštimas nustatytas D1(100) (su L. coryniformins); D1(200) (su L. coryniformins) atitinkamai 30,8; 31,43. Mažiausios minkštimo raudonumo koordinatės nustatytos D3(200) (su E. faecium) atitinkamai 2,59, o didžiausios D5(100) (su L. mesenteroides) mėginio, atitinkamai, 3,07. Ryškiausiu minkštimo geltonumu pasižymėjo D6(100) (su L. casei) mėginys, atitinkamai 14,25, mažiausiu D5(200) (su L. mesenteroides) kepinys, atitinkamai 2,52. Minkštimo spalvų koordinatės kito paklaidų ribose, reikšmingo skirtumo nenustatyta. 26,2 24,4 27,9 24,53 29,03 28,87 28,87 26,91 24,45 22,47 29,15 27,22 37,57 5,65 5,7 7,66 5,75 4,75 5,5 5,5 5,97 6,83 4,8 6,13 5,9 6,09 11,6 10,4 13,46 13,06 10,07 12,91 12,91 11,68 10,86 10,72 13,55 11,2 12,3 0 5 10 15 20 25 30 35 40
Kepinių plutos spalvų koordinatės
35 10 pav. Pusruginių kepinių minkštimo spalvų koordinatės. (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
3.2.6. Pusruginių kepinių juslinės savybės
Dvylikos vertintojų grupė įvertino pusruginės duonos su skirtingais raugais ir skirtingu jų kiekiu kvapo, spalvos, tekstūros ir skonio savybes, bendrą priimtinumą. (11 pav).
Analizuojant skonio juslinių savybių rezultatus intensyviausia spalva pasižymėjo D5(200) (su L. mesenteroides) atitinkamai 97,7mm. Blyškiausia spalva, D2(200) (su L. pseudoavium) atitinkamai 72,5mm. Bendras kvapo intensyvumas labiausiai jautėsi D5(100) (su L. mesenteroides) atitinkamai 87,5mm, o mažiausiai intensyvia kontrolinis mėginys (59,8mm). Intensyviausiai duonos kvapas buvo juntamas D1(100) (su L. coryniformins) mėginio (atitinkamai 98,1mm), mažiausiai intensyvus D6(200) (su L. casei) atitinkamai 50,5mm. Silpniausiu priedų kvapu pasižymėjo D3(200) (su E. faecium) atitinkamai 10,4mm, o stipriausiu pasižymėjo D1(100) (su L. coryniformins) atitinkamai 20,2mm.
Lyginant su kontroliniais mėginiais raugai turėjo teigiamos įtakos duonos spalvai, bendram kvapo intensyvumui.
32,3 30,8 31,43 31,86 31,8 31,8 32,5933,63 34,47 32,95 32,08 33,45 33,67 2,64 2,79 2,64 2,76 2,76 2,96 2,59 2,94 2,93 3,07 2,52 2,81 2,8 12,7 12,3 12,55 12,93 12,93 12,67 12,9 13,47 13,5 13,22 12,67 14,25 13,45 0 5 10 15 20 25 30 35 40
Kepinių minkštimo spalvų koordinatės
36 11 pav. Pusruginių kepinių spalvos ir kvapo juslinės savybės: priedų kvapas, paviršiaus spalva, duonos kvapas, bendras kvapo intensyvumas. (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
Lyginant tirtų mėginių skonio juslines savybes (12 pav.) nustatyta, kad didžiausiu bendru skonio intensyvumu pasižymėjo D1(100) (su L. coryniformins) mėginys, atitinkamai 86,5mm, o mažiausiu intensyvumu D6(200) (su L. casei) atitinkamai 48,9mm. Duonos skonis labiausiai jautėsi D1(100) (su L. coryniformins) atitinkamai 78,7, o mažiausiais intensyviu duonos skoniu pasižymėjo kontroliniai mėginiai (50,9mm). Silpniausiu priedo skonio intensyvumu pasižymėjo kontroliniai mėginiai, atitinkamai (21,7mm), stipriausiu - išsiskyrė D4(100) (su L. brevis) (41,1mm). Kartumu ir rūgštumu labiausiai pasižymėjo kontroliniai duonos mėginiai (atitinkamai 34,9mm ir 21mm). Mažiausiai kartumas ir rūgštumas buvo juntami D6(200) (su L. casei)ir D1(100) (su L. coryniformins) mėginių, atitinkamai 45,8mm; 55,9mm.
Skirtingi raugai turėjo teigiamos įtakos pusruginės duonos skonio intensyvumui. Naudojant raugą duona buvo mažiau karti ir rūgšti lyginant su kontrole kurios kepimui raugas nebuvo naudojamas. 0 20 40 60 80 100 Paviršiaus spalva Bendras kvapo intensyvumas Duonos kvapas Priedų kvapas Kontrolė D1(100) D1(200) D2(100) D2(200) D3(100) D3(200) D4(100) D4(200) D5(100) D5(200) D6(100)
37 12 pav. Pusruginės duonos juslinės skonio savybės: skonio intensyvumas, duonos skonis, priedų skonis, rūgštumas, kartumas. (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
Ištyrus pusruginės duonos mėginių juslines tekstūros savybes (13 pav) nustatyta, kad didžiausiu akytumu pasižymėjo D4(200) (su L. brevis) atitinkamai su 200g raugo, 79,9mm, o mažiausiai akyta duona įvertinta kontrolinio mėginio, (40,2mm). Trupiausi mėginiai D5(200) (su L. mesenteroides), o mažiausiai trupi duona konrolinio mėginio, atitinkamai 45,2mm. Didžiausiu elastingumu pasižymėjo kontrolinis mėginys, mažiau elastinga duona nustatyta D1(200) (su L. coryniformins) atitinkamai 50mm. Kietumu išsiskyrė kontrolinis mėginys (84,7mm). Mažiausiai kieta duona nustatyta D3(200) (su L. faecium) atitinkamai 50,1mm. Drėgniausia duona D6(100) (su L. casei) 80,8mm, mažiausiai drėgna D3(100) (su E. faecium) 61mm. Raugai turėjo teigiamos įtakos duonos tektūrai. Duona su raugais nustatyta akytesnė, elastingesnė ir drėgnesnė lyginant su kontroliniais mėginiais keptais be raugo.
0 20 40 60 80 100 Bendras skonio intensyvumas Duonos skonis Priedų skonis Rūgštumas Kartumas Kontrolė D1(100) D1(200) D2(100) D2(200) D3(100) D3(200) D4(100) D4(200) D5(100) D5(200) D6(100) D6(200)
38 13 pav. Pusruginės duonos juslinės tekstūros savybės: akytumas, trupumas, elastingumas, kietumas, drėgnumas. (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
3.2.7. Bendras pusruginės duonos priimtinumas
Duonos bendras priimtinumas pavaizduotas 14 paveiksle.
Priimtiniausiais įvertinti mėginiai D6(200) (su L. casei) - 74mm. Mažiausiai priimtinu ivardinti kontroliniai mėginiai kurių gamybai nebuvo naudojamas raugas (40,7mm).
0 20 40 60 80 100 Akytumas Trupumas Elastingumas Kietumas Drėgnumas Kontrolė D1(100) D1(200) D2(100) D2(200) D3(100) D3(200) D4(100) D4(200) D5(100) D5(200) D6(100) D6(200)
39 14 pav. Pusruginės duonos kepinių bendras priimtinumas. (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
3.2.8. Akrilamido kiekis pusruginiuose kepiniuose
Akrilamido kiekis pusruginiuose kepiniuose pateiktas 15 paveiksle. Įvertinus akrilamido kiekį nustatyta, kad akrilamido kiekis mėginiuose kito nuo 17,3 iki 54µg/kg atitinkamai mėginiuose D2(100) (su L. pseudoavium) ir D4(100) (su L. brevis).
Mažesnis akrilamido kiekis buvo nustatytas mėginiuose kurie buvo pagaminti su skirtingais raugais (su L. coryniformins; L. pseudoavium; L. brevis; L. casei) lyginant su kontrole.
Tarp akrilamido kiekio ir raugo pH nustatyta stipri koreliacija (R = 0,70775).
Tarp akrilamido kiekio ir pusruginių kepinių pH nustatytas silpnas koreliacinis ryšys (R = 0,3455).
Nustatyta vidutinio stiprumo koreliacija tarp akrilamido ir raugų proteolitinių fermentų aktyvumo (R = 0,5226). 40,7 62,5 58 52,5 43,3 64,1 60,1 59,5 57,1 54 45,9 64,8 74 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Priim tinumas, mm
40 15 pav. Akrilamido kiekis pusruginiuose duonos kepiniuose. (Pastaba - Kontrolė (be raugo); D1(100)- kepiniai papildyti 100g L. coryniformins raugu; D2(200) – kepiniai papildyti 200g L. coryniformins raugu; D3(100) – kepiniai papildyti 100g E. faecium raugu; D3(200) – kepiniai papildyti 200 g E. faecium raugu; D4(100) – kepiniai papildyti 100 g L. brevis raugu; D4(200) – kepiniai papildyti 200 g L. brevis raugu; D5(100) – kepiniai papildyti 100 g L. mesenteroides raugu; D5(200) – kepiniai papildyti 200 g L. mesenteroides raugu; D6(100) – kepiniai papildyti 100 g L. casei raugu; D6(200) – kepiniai papildyti 200 g L. casei raugu).
0 10 20 30 40 50 60 µg/k g
Akrilamido koncentracija mėginiuose Akrilamido kiekis kontroliniame mėginyje
41
REZULTATŲ APTARIMAS
Raugo fermentacija – biotechnologinis procesas, jo metu padidėja duonos maistinė vertė, pagerėja juslinės savybės, padaugėja aromatinių komponentų kiekis bei bendras priimtinumas vartotojams.
Tyrimo metu buvo analizuota raugų su skirtingomis pieno rūgšties bakterijomis (L. coryniformins; L. pseudoavium; E. faecium; L. brevis; L. mesenteroides; L. casei) ir skirtingo raugo kiekio (100g arba 200g) įtaka pusruginės duonos kokybei ir akrilamido susidarymui. Analizuojant raugų įtaka akrilamido susidarymui, įvertintos sąsajos tarp akrilamido kiekio pusruginės duonos kepiniuose ir raugų fizikinių cheminių ir mikrobiologinių rodiklių: pH, BTR, pieno rūgšties bakterijų kiekio, proteolitinių fermentų aktyvumo.
L. coryniformins intensyviau mažina substrato pH nei kitos PRB, naudotos eksperimente. Acto rūgštis ir pieno rūgštis – pagrindiniai junginiai, nuo kurių mažėja raugų pH. Vykdant fermentaciją PRB, pieno rūgšties kiekis nustatomas ženkliai didesnis lyginant su acto rūgšties kiekiu. Kiek susidarys pieno rūgšties raugų gamybos metu, labai priklauso nuo naudojamų startinių mikroorganizmų ir naudojamos žaliavos.
Mūsų eksperimente BTR rauguose kito nuo 7,0 °N iki 8,8 °N atitinkamai, mažiausias nustatytas 1 mėginyje, o didžiausias 4 raugo mėginyje. Įvertinus BTR beveik visų tirtų mėginių rezultatai nustatyti didesni nei kontrolinių mėginių pagamintų be raugo. Galima teigti, kad tai galėjo lemti raugo fermentacija.
Raugų proteolitinis fermentų aktyvumas labai svarbus akrilamido susidarymui kepiniuose. Kancerogeno susidarymui įtakos turi fermentacijos metu iš PRB išskirti laisvieji junginiai. Taip pat, fermentacijos temperatūra turi įtakos galutiniam substrato rūgštingumui.
Kepinių savitajam tūriui įtakos turi gamybos procesas ir žaliavos fermentacijos laikas, fermentacijos temperatūra bei raugo kiekis (79).
Lyginant kepinių formos išlaikymo koeficientų rezultatus, galima teigti, kad didesnis raugo kiekis turi įtakos formos išlaikymo koeficientui.
Eksperimento metu nustatyta, kad raugai teigiamai veikė duonos minkštimo drėgnumą, mažiausias drėgnumas nustatytas kontrolinių mėginių, o pagamintų su raugais minkštimo drėgnis kito paklaidų ribose. Minkštimo drėgnis priklauso nuo kepimo laiko ir temperatūros bei krakmolo kleisterizacijos kepimo metu. (80).
Sprendžiant iš gautų tyrimo rezultatų gaminių nukepimas neviršijo 10 proc., išskyrus kontrolinių mėginių kurių kepimui PRB nebuvo naudojamos. Gamyba su raugais yra efektyvi, nes
42 gaunami mažesni kepimo nuostoliai. Mažiausias nukepimas nustatytas D4(200) mėginio pagaminto su 200 g L. brevis raugo. Nukepimui įtakos turi miltų proteinų kokybė ir jų kiekis miltuose, drėgmės kiekis, CO2 difuzija kepimo metu bei raugo kiekis. Mokslininkai teigia, kad padidinus kepimo
temperatūrą ir sutrumpinus laiką, sumažėja nukepimas.
Išanalizavus kepinių minkštimo spalvos rezultatus, nustatyta L koordinatės priklausomybė nuo raugo kiekio. Duonos minkštimo spalva priklauso nuo miltų bei nuo grūdų endospermo spalvos (81). Lyginant kepinių plutos spalvos rezultatus, nustatyta, kad mažiausios L, a ir b koordinačių vertės buvo kontrolinių mėginių, kurių gamybai nebuvo naudojamos PRB.
Nuo žaliavos, raugų fermentacijai naudojamų mikroorganizmų, pusruginės duonos kepimo sąlygų priklauso aromato ir skonio junginių susidarymas. Acto rūgštis ir pieno rūgštis yra labai svarbūs veiksniai, turintys įtakos duonos juslinėms savybėms. (80, 81) PRB pagerina duonos gaminių kokybę, plutos savybes, tūrį, minkštimo spalvą, skonį, tekstūrą ir akytumą. Priimtiniausia įvardinta pusruginė duona, pagaminta su 200 g L. casei raugo. Nepriimtiniausia įvardinta kontrolinė duona.
Atsižvelgus į akrilamido kiekio galutiniame produkte koreliaciją su raugų pH, galima teigti, kad akrilamido kiekis tiesiogiai priklauso nuo raugo pH, nes nustatyta stipri koreliacija (r = 0,70775). Rezultatai patvirtina mokslininkų iškeltas hipotezes, kad žemesnės raugo pH vertės yra vienas iš faktorių, kurie mažina Majaro reakcijos metu susidarančių produktų formavimąsi. PRB, naudojamos raugų fermentacijai, skaido cukrus, todėl mažėja substrato pH, o kuo mažesnis pH tuo akrilamido susidaro mažiau (82).
BTR taip pat turi įtakos akrilamido kiekio sumažėjimui duonos gaminiuose. Mokslininkai daro prielaidą, kad kuo didesnis raugo BTR, tuo mažesnis akrilamido kiekis gaminiuose.
Mažesnis akrilamido kiekis buvo nustatytas mėginiuose kurie buvo pagaminti su skirtingais raugais (su L. coryniformins; L. pseudoavium; L. brevis; L. casei), lyginant su kontrole. Apibendrinant galima teigti, kad raugai yra puiki priemonė kepinių kokybei ir saugai užtikrinti, tačiau, kepinių kokybė taip pat priklauso nuo raugo sudėties bei kiekio receptūroje.
