Alternatyvaus rūgštingumo

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA

Veterinarijos fakultetas

Aistė Akūnytė

Alternatyvaus rūgštingumo veiksnio – rūgščių išrūgų

taikymas ruginių kepinių iš didelį amilolitinį aktyvumą

turinčių miltų gamybai

Application of acid whey as an alternative acidity factor

on the production of rye bread from a high amylolytic

activity flour

Veterinarinės maisto saugos nuolatinių studijų

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 „Alternatyvaus rūgštingumo veiksnio – rūgščių išrūgų taikymas ruginių kepinių iš didelį amilolitinį aktyvumą turinčių miltų gamybai“:

1. Yra atliktas mano pačios.

2. Nebuvo naudojamas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje.

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

Aistė Akūnytė

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

PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE

Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe. Aistė Akūnytė

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

MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADA DĖL DARBO GYNIMO

prof. dr. Elena Bartkienė

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

MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE

prof. dr. Mindaugas Malakauskas (aprobacijos data) (katedros (instituto) vedėjo (-os)

vardas, pavardė)

(parašas)

Magistro baigiamojo darbo recenzentai

1) 2)

(vardas, pavardė) (parašai)

Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:

3

TURINYS

1.1Išrūgų šaltiniai ir rūšys ... 10

1.2 Išrūgų cheminė sudėtis ir savybės... 11

1.3 Išrūgų panaudojimas maisto pramonėje ... 13

1.4 Išrūgų poveikis sveikatai ... 15

1.5 Rugių ir ruginių kepinių cheminė sudėtis, savybės ir poveikis svekatai ... 16

2. TYRIMO METODAI IR MEDŽIAGA ... 19

2.1 Tyrimo atlikimo vieta ir laikas ... 19

2.2 Kepinių gamybai naudotos žaliavos ir gamybos technologija ... 19

2.3 Tyrimo metodai ... 21

2.3.1 Išrūgų tyrimo metodai ... 21

2.3.2 Tešlos tyrimo metodai ... 22

2.3.3 Kepinių tyrimo metodai ... 22

2.3.4 Matematinė statistinė duomenų analizė ... 23

3. REZULTATAI ... 24

3.1 Išrūgų įtaka tešlos kokybės rodikliams ... 24

3.1.1 Tešlos tekstūra ... 24

3.1.2 Tešlos spalvų koordinatės ... 24

3.2 Išrūgų įtaka ruginių kepinių kokybės rodikliams ... 25

3.2.1 Kepinių, pagamintų su išrūgomis, tūris ... 25

3.2.2 Kepinių savitasis tūris, formos išlaikymo koeficientas ir akytumas ... 25

3.2.3 Kepinių minkštimo drėgnis ir masės nuostoliai po terminio apdorojimo ... 26

4

3.2.5 Kepinių minkštimo tekstūros kitimas laikymo metu... 28

3.2.6 Kepinių minkštimo ir plutelės spalvų koordinatės ... 29

3.2.7 Kepinių juslinės savybės ... 30

3.2.8 Kepinių mikrobinio gedimo intensyvumo rezultatai ... 33

4. REZULTATŲ APTARIMAS ... 35

IŠVADOS ... 39

REKOMENDACIJOS ... 40

LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 41

5

SANTRAUKA

Alternatyvaus rūgštingumo veiksnio – rūgščių išrūgų taikymas ruginių kepinių iš didelį amilolitinį aktyvumą turinčių miltų gamybai

Aistė Akūnytė Magistro baigiamasis darbas

Išrūgų, kaip šalutinio pieno pramonės produkto, perdirbimas ir / ar efektyvus panaudojimas kelia daug iššūkių pieno pramonei, todėl išrūgų panaudojimo būdų paieška iki šiol yra aktuali. Šio darbo tikslas buvo įvertinti rūgščių išrūgų, kaip alternatyvaus rūgštingumo veiksnio, taikymo galimybes ruginių kepinių, iš didelį amilolitinį aktyvumą turinčių miltų, gamybai. Tyrimo metu buvo analizuoti pagrindiniai duonos kokybę nusakantys rodikliai, atlikti kepinių žiedėjimo intensyvumo ir mikrobinio gedimo laikymo metu tyrimai.

Nustatyta, kad rūgščių išrūgų priedo įtaka duonos kokybės rodikliams yra nevienareikšmė: 500 ml rūgščių išrūgų reikšmingai minkštino (0,13 mJ) ir šviesino (71,16) ruginę tešlą. Kepinių tūrį labiausiai padidino 400 ml išrūgų priedas (836,67 ml). Mėginiai su 300 ml išrūgų pasižymėjo didžiausiu savituoju tūriu (2,47 ml/g), formos išlaikymo koeficientu (3,28) ir akytumu (70,40 proc.). Visais atvejais masės nuostoliai po terminio apdorojimo viršijo 10 proc. Išrūgų priedas (500 ml) reikšmingai didino kepinių minkštimo drėgnį (45,30 proc.), bendrą titruojamąjį rūgštingumą (BTR) (4,23 °N), minkštimo šviesumą (52,67) bei tamsino plutą (29,11). Jusliškai priimtiniausiais įvertinti kepiniai, pagaminti su 400 ml išrūgų (100,53 mm). Rūgščios išrūgos neturėjo įtakos ruginės duonos minkštimo žiedėjimui laikymo metu bei mikrobinio gedimo intensyvumui.

Apibendrinant galima teigti, kad rūgščios išrūgos gali būti rekomenduojamos kepinių, iš didelį amilolitinį aktyvumą turinčių miltų, gamybai, nes pagerina kokybės rodiklius, tačiau neturi įtakos žiedėjimui bei mikrobinio gedimo intensyvumo mažinimui.

6

SUMMARY

Application of acid whey as an alternative acidity factor on the production of rye bread from a high amylolytic activity flour

Aistė Akūnytė Master‘s Thesis

The processing and / or efficient use of whey as a by-product of dairy industry poses many challenges for the dairy industry, therefore the search for new whey applications is still relevant. The aim of this work was to evaluate the possibilities of the use of acid whey as an alternative acidity factor to produce rye bread from a high amylolytic activity flour. During the experiment, the main parameters characterizing quality of bread, as well as intensity of bread staling and microbial spoilage during the storage were analyzed.

The influence of acid whey on bread quality was found to be ambiguous: 500 ml of acid whey significantly softened (0,13 mJ) and lightened (71.16) rye dough. Addition of 400 ml of whey increased volume of bread the most (836.67 ml). Samples with 300 ml of whey had the highest specific volume (2.47 ml/g), shape retention coefficient (3.28) and porosity (70.40 %). In all cases, weight loss after thermal treatment exceeded 10 %. Whey (500 ml) significantly increased moisture content of bread (45.30%), total titratable acidity (TTA) (4.23 °N), lightness of the crumb (52.67) and darkness of the crust (29.11). Bread prepared with 400 ml of whey (100.53 mm) had the highest overall acceptability. Acid whey had no influence on rye bread staling during the storage, as well as on intensity of microbial spoilage.

Finally, acid whey can be recommended for rye bread formulation, as it improves quality parameters of bread, however it does not reduce staling and microbial spoilage.

7

ĮVADAS

Duona yra vienas labiausiai vartojamų produktų visame pasaulyje. Ruginė duona yra populiari Europoje bei JAV dėl savo tradicinio skonio (1). Europos duonos ir bandelių rinka sudaro daugiau kaip 45 proc. viso duonos suvartojamo kiekio pasaulyje (2). 2018 metais Europoje vidutinis duonos suvartojimas vienam gyventojui siekė 36 kg (3), tuo tarpu Lietuvoje – 42,5 kg (4). Akivaizdus pasaulinio masto duonos populiarumas bei išaugęs vartotojų sąmoningumas lėmė itin didelį susidomėjimą duonos kokybe bei būtinybę užtikrinti pakankamą jos kiekį ir aukštą kokybę.

Ruginės duonos struktūra, lyginant su kvietine duona, labai skiriasi. Rugių baltymai tešloje neformuoja tinklo, ruginėse tešlose vyrauja baltymų – krakmolo matrica (5). Pagrindiniai ir svarbiausi ruginės duonos kepimo kokybės veiksniai yra krakmolo kiekis miltuose, jo granulių kokybė ir krakmolą hidrolizuojančių endogeninių fermentų – α–amilazių veiklos aktyvumas. Aplinkos veiksniai, ypač orai, turi įtakos grūdų kokybei. Tešla iš grūdų, augusių sausą ir karštą vasarą, yra elastinga, o duonos mikštimas tankus ir kietas. Lietingo sezono metu, dėl itin suaktyvėjusių fermentų, rugiai gali pradėti dygti, o krakmolas, būtinas minkštimo tekstūros formavimuisi, juose yra suskaidomas. Tešla iš tokių grūdų bus lipni, mikštimas – tankus, panašūs į tešlą ir lipnus (6).

Didelį amilolitinį aktyvumą turinčiuose miltuose krakmolo hidrolizė blogina minkštimo kokybę, todėl būtinas ruginės tešlos rūgštinimas, norint pasiekti tinkamas tešlos kepimo savybes. Nors tešlos fermentacija dažniausiai vykdoma naudojant raugus, tačiau taip pat galima naudoti ir organines rūgštis (1), kurios keičia grūdų fermentų aktyvumą ir substratų tirpumą (7) bei suteikia duonai rūgštų skonį (8).

Kaip organinės pieno rūgšties šaltinis, gali būti naudojamos rūgščios išrūgos – šalutinis pieno pramonės produktas. Šalutiniai pieno pramonės produktai plačiai naudojami kepimo pramonėje, nes jie daro teigiamą įtaką maistinėms, juslinėms ir kai kurioms funkcinėms kepinių savybėms (9). Išrūgos gaunamos kazeino, varškės, bet daugiausiai (94 proc.) įvairių rūšių sūrių gamybos metu. Daugelį metų išrūgos buvo laikomos nereikšmingomis ir naudojamos kaip pašaras arba utilizuojamos kaip atliekos (10), dėl jose esančių organinių medžiagų, susijusių su dideliu biocheminiu deguonies poreikiu ir skaidymo potencialu bei dėl milžiniškų išrūgų susidarymo gamybos metu apimčių (11). Tačiau išrūgų, kaip teršalų, suvokimas pasikeitė, atradus jų funkcines ir bioaktyvias savybes (12). Išrūgos yra puikus funkcinių baltymų ir peptidų, lipidų, vitaminų, mineralų ir laktozės šaltinis, todėl pastaruoju metu jos laikomos vertingu produktu, o ne atliekomis (13). Priklausomai nuo gaminamo produkto, išrūgos gali būti saldžios arba rūgščios (14). Rūgščios išrūgos yra skanesnės, stabilesnės, jose mažiau laktozės ir pieno riebalų, bet gausu pieno rūgšties, pagamintos pieno rūgšties bakterijų (PRB) fermentacijos metu (15).

8 JAV ir daugumoje pramoniniu aspektu išsivysčiusių Europos šalių, išrūgos užima svarbią vietą maisto pramonėje ir naudojamos koncentruotų išrūgų, išrūgų miltelių ar kitų išrūgų produktų gamybai (15). Atsižvelgiant į tai, kad pasaulyje pagaminama apie 180–190 mln. tonų išrūgų per metus, daugiausiai Europoje (13), o Lietuvoje – 133 tūkst. tonų (16), ieškoma naujų išrūgų panaudojimo būdų. Tačiau išrūgų tolesnis perdirbimas, kaip ir utilizavimas, yra sudėtingas ir daug išlaidų reikalaujantis procesas (15). Be to, dažniausiai tik didelės įmonės turi galimybę įdiegti ir plėtoti skirtingas technologijas efektyviam išrūgų perdirbimui (17). Todėl išrūgų panaudojimas ruginės duonos gamybai gali suteikti pramonei galimybę perdirbti šį šalutinį produktą be papildomų technologijų ir be tolesnio jų frakcionavimo. Išrūgų panaudojimas gali padidinti duonos maistinę vertę, pagerinti kokybę ir sumažinti išrūgų utilizavimo problemas (18).

Darbo tikslas – įvertinti alternatyvaus rūgštingumo veiksnio – rūgščių išrūgų taikymo

galimybes ruginių kepinių iš didelį amilolitinį aktyvumą turinčių miltų gamybai.

Darbo uždaviniai:

1. Parinkti optimalų rūgščių išrūgų kiekį ruginių kepinių gamybai, įvertinant pusgaminių ir gaminių kokybės rodiklius: tešlos tekstūros savybes, kepinių tūrį, savitąjį tūrį, formos išlaikymo koeficientą, akytumą, drėgnį, nuostolius po terminio apdorojimo, bendrą titruojamąjį rūgštingumą, minkštimo ir plutelės spalvų koordinates, juslines savybes ir bendrą priimtinumą;

2. Atlikti kepinių žiedėjimo intensyvumo tyrimą laikymo metu;

3. Įvertinti rūgščių išrūgų priedo įtaką duonos mikrobinio gedimo intensyvumui;

9

SANTRUMPOS

BTR – bendras titruojamasis rūgštingumas PRB – pieno rūgšties bakterijos

WPC – išrūgų baltymų koncentratas WPI – išrūgų baltymų izoliatas AX – arabinoksilanas

10

1. LITERATŪROS APŽVALGA

1.1 Išrūgų šaltiniai ir rūšys

Išrūgos yra skystas, vienalytis šalutinis varškės, sūrio ar kazeino gamybos produktas, gaunamas vykdant koaguliaciją ir atskiriant kazeino baltymus iš pieno. Daugelį metų išrūgos buvo laikomos atliekomis, išpilamos, purškiamos laukuose kaip trąšos arba, geriausiu atveju, džiovinamos, išgaunant išrūgų miltelius, skirtus gyvūnų pašarams (19). Išrūgos gali būti gelsvai žalios spalvos arba kartais turėti mėlyną atspalvį, tačiau spalva priklauso nuo naudojamo pieno kokybės ir rūšies. Išrūgų gamybai gali būti naudojamas įvairių rūšių pienas. Vakarų šalyse populiariausias yra karvės pienas (12), tačiau išrūgos gali būti išgaunamos ne tik iš galvijų pieno, bet ir iš tokių gyvūnų, kaip ožkos, avys, kumelės, asilės, bizonės, jakės ir kupranugarės, pieno (20).

Išrūgų sudėtis kinta priklausomai nuo pieno cheminės sudėties, o pastaroji priklauso nuo gyvūno rūšies, laktacijos periodo (per paskutinius tris laktacijos mėnesius α–laktoalbumino kiekis išrūgose mažėja, o β–laktoglobulino ir glikomakropeptidų kiekis yra didžiausias), šėrimo, veisimo, individualių gyvūnų skirtumų ir klimato (svyravimai stebimi pavasarį) (21). Be to, išrūgų sudėčiai įtakos gali turėti pieno perdirbimo procesas (22). Juslinės savybės skiriasi, priklausomai nuo išrūgų rūšies (rūgščios ar saldžios) (19).Išrūgos, lyginant su nugriebtu pienu, yra mažesnio klampumo ir jų paviršiaus įtempimas yra mažesnis. Užšalimo taškas yra žemesnis nei nugriebto pieno (23).

Išrūgos išgaunamos pašalinus kazeiną iš pieno, kuris gali būti atskirtas pieną parūgštinant iki pH 4,6, naudojant proteolitinius fermentus, tokius kaip chimozinas arba mikrofiltruojant (24). Pieno pH vertės gali būti keičiamos, vykdant laktozės mikrobinį metabolizmą į pieno rūgštį bei pridedant natūralių (citrinų arba pieno rūgšties) arba mineralinių (sieros, fosforo arba druskos rūgšties) rūgščių (25).

Saldžios išrūgos dažniausiai išgaunamos sūrio arba tam tikrų pramoninių kazeino produktų gamybos metu, kurių perdirbimas yra pagrįstas kazeino koaguliacija šliužo fermentu, pramoniniu kazeino traukinimo preparatu, turinčiu chimozino ar kitų kazeiną koaguliuojančių fermentų (26). Fermentinė kazeino koaguliacija ir išrūgų išsiskyrimas vyksta, kai pH yra nuo 6,0 iki 6,5. Paprastai saldžios išrūgos gaunamos gaminant kietus ir pusiau kietus sūrius, tokius kaip čederio ar mocarela (27). Rūgščiosios išrūgos gaunamos vykdant rauginimą Lactobacillus kultūromis (26) arba pridedant organinių ar mineralinių rūgščių. Gaminant šviežius rūgščius sūrius (danbo, queso blanco ir kt.) išgaunamos vidutiniškai rūgščios išrūgos (pH 5,0–5,8) ir rūgščios išrūgos (pH < 5,0) (baltas varškės sūris, varškė) (28). Rūgščios išrūgos gali turėti kartų, gaižų, cheminį bei rūgštų skonį (29), jos taip pat yra žinomos kaip sūrios išrūgos (30). Nuo išrūgų šaltinio priklauso vėlesnis išrūgų, kaip ingrediento, skonis ir panaudojimas (28).

11

1.2 Išrūgų cheminė sudėtis ir savybės

Vidutiniškai išrūgos susideda iš 93 proc. vandens ir apie 50 proc. pieno sausųjų (kietųjų) medžiagų (15). Išrūgos turi didelę mitybinę ir biologinę vertę, kuri priklauso nuo baltymų, angliavandenių, vitaminų, mineralinių druskų, fosfatidų, sterolių, hormonų, imunoglobulinų, organinių rūgščių, nebaltyminio azoto. Iš pieno į išrūgas vidutiniškai patenka 8,6 – 21,8 proc. riebalų, 20,3 – 25,0 proc. baltymų, 88,0 – 94,0 proc. pieno cukraus, 59,0 – 65,2 proc. mineralinių medžiagų. Angliavandenius išrūgose daugiausia sudaro pieno cukrus – laktozė, o hidrolizės produktus – gliukozės – galaktozės mišinys (0,1 – 1,0 proc.) (31). Laktozė yra didžiausia išrūgų sudedamoji dalis. Jose gali būti ir druskos, sieros, anglies (31), pieno ir citrinų rūgščių, nebaltyminių azoto junginių, tokių kaip karbamidas ir urėjos rūgštis (32). Išrūgų organinės medžiagos yra biologiškai suskaidomos iki 99 proc. (33).

Išrūginiai baltymai sudaro tik apie 20 proc. visų pieno baltymų, o didžiąją dalį, apie 80 proc., sudaro kazeinas (34). Išrūgų baltymus sudaro: β–laktoglobulinas, α–laktalbuminas, proteozės peptonas, imunoglobulinai, galvijų serumo albuminas, laktoperkoksidazė (35), mažesniais kiekiais yra laktoferino, laktalino, glikoproteino ir transferino (15). β–laktoglobulino yra daugiausiai, apie 3,2 g/L, α–laktalbumino maždaug 1,2 g/L, galvijų serumo albumino apie 0,4 g/L ir imunoglobulinų apie 0,7 g/L (36). Pastaraisiais metais išrūgų baltymų tyrimai daugelį mokslininkų labiausiai domina dėl jų biologinės vertės, kuri yra didžiausia iš visų žinomų baltymų (37) ir viršija kiaušinio baltymo vertę, buvusį baltymų etaloną, apie 15 proc., ir daugybę kitų įprastų maistui naudojamų baltymų. Iš esmės biologinė vertė nurodo, kaip gerai ir kaip greitai organizmas gali įsisavinti suvartotą baltymą. Šiuo aspektu, išrūgų baltymai itin išryškėja, kaip geras baltymų pasirinkimas sportininkams bei tiems, kurių sveikata yra sutrikusi (38). Išrūgų baltymai turi svarbias biologines (virškinamumas, didelė biologinė aminorūgščių vertė ir juslinės savybės), fizikines ir chemines savybes (39). Savo natūralioje formoje jie egzistuoja kaip nedideli termolabilūs globuliniai baltymai, kurių didelį tirpumą lemia hidrofiliniai fragmentai molekulės paviršiuje. Veikiant temperatūrai, paveikiamos ir hidrofobinės grupės, vyksta sulfhidrilo / disulfidų mainų grandininės reakcijos, disociacija, dalinis išsivyniojimas ir galiausiai agregacija, denatūracija (40). Nors jie yra jautrūs temperatūrai, išrūgų baltymai stabilūs kintant pH (23). Dauguma denatūruotų išrūgų baltymų yra pašalinami su varške (41).

Išrūgose gausu bioaktyvių peptidų (pavyzdžiui, glikomakropeptido (GMP)) (15), kurie susidaro virškinimo metu. Peptidai, sudaryti iš keturių ar mažiau fragmentų, per tarpląstelines jungtis gali patekti į kraują, tuo tarpu didesni peptidai gali būti transportuojami peptidų nešiklių sistemos. Transportavimo greitį ir našumą lemia jautrumas peptidazėms (42).

Palyginus su kitais tipiniais maisto baltymais, išrūgų baltymai yra geras šakotos grandinės, nepakeičiamųjų aminorūgščių (leucino, izoleucino ir valino) šaltinis (43). Dėl šios priežasties išrūgų baltymai priklauso, maistingumo prasme, labiausiai vertingiausiems baltymams ir turi daug didesnę

12 biologinę vertę, lyginant su kazeinu ir kitais gyvūninės kilmės baltymais. Laisvųjų aminorūgščių kiekis išrūgose gali skirtis ir daugiausiai priklauso nuo kazeino hidrolizės lygio. Laisvųjų aminorūgščių dalis saldžiose išrūgose yra apie keturis kartus didesnė, o rūgščiose išrūgose – net dešimt kartų didesnė nei piene (15).

Beveik visi vandenyje tirpūs pieno vitaminai, pieno perdirbimo metu, patenka į išrūgas (44). Kai kuriais atvejais, jų gali būti dar gausiau nei piene, dėl juos sintetinančių pieno rūgšties bakterijų (PRB). Varškės išrūgų sudėtyje yra apie 50 proc. riebaluose tirpių vitaminų (31). Išrūgų apdorojimo metu vitamino C koncentracija sumažėja arba jis neišlieka, todėl išrūgos nėra vitamino C šaltinis (44). Išrūgose gali būti daugiau vitamino B2 (riboflavino), taip pat kobalamino ir folio rūgšties (45). Išrūgų miltelių sudėtyje yra didesnė kitų, vandenyje tirpių, vitaminų koncentracija, o juos įtraukus į maisto produktus – padidinamas tiamino, pantoteno rūgšties, vitaminų B6, B12 kiekis produktuose (44). Iš pieno į išrūgas pereina ir visos ištirpusios druskos ir mikroelementai, taip pat sūrių gamybos metu įdedamos druskos (15). Išrūgų druskos, tai natrio chlorido ir kalio chlorido druskos (jų daugiau nei 50 proc.), kalcio druskos (daugiausia fosfatas) ir kitos (32). Išrūgų sausųjų medžiagų mineralų sudėtis yra besikeičianti ir svyruoja nuo 7 proc. iki 12 proc. Tai priklauso nuo technologinės gamybos metodikos (45). Kalcis, cinkas, magnis ir fosforas yra svarbiausi išrūgų mineralai (44). Atsižvelgiant į tai, kad esant didesniam rūgštingumui, kalcio ir fosforo dalis yra daug didesnė ir taip pat didesnis mineralų tirpumas (15). Pagal 1 lentelėje pateiktą informaciją, mineralų kiekis rūgščiose išrūgose yra didesnis nei saldžiose (44).

1 lentelė. Saldžių ir rūgščių išrūgų mineralinė sudėtis.

Sudedamoji dalis Koncentracija, g/L

Saldžios išrūgos Rūgščios išrūgos

Kalcis 0,04 – 0,06 1,2 – 1,6 Magnis 0,08 0,11 Fosfatai 1,0 – 3,0 2,0 – 4,5 Citratai 1,2 – 1,7 0,2 – 1,0 Laktatas 2,0 6,0 Natris 0,4 – 0,5 0,4 – 0,5 Kalis 1,4 – 1,6 1,4 – 1,6 Chloridas 1,0 – 1,2 1,0 – 1,2

Kilara A. Whey and Whey Products. In: Chandan C, Kilara A, Shah NP. Dairy Processing & Quality Assurance. 1st ed. New Delhi: John Wiley & Sons; 2015. Chapter 15; p. 337–55 (23).

Didesnis kalcio kiekis rūgščiose išrūgose aiškinamas kalcio atsipalaidavimu iš kazeino micelių rūgščioje terpėje. Apytikslis laisvojo kalcio santykis su kazeino kalciu yra 1:3. Laktato kiekis taip pat yra didelis dėl pieno rūgšties susidarymo rauginimo proceso metu. Rūgščiose išrūgose fosfatų ir magnio kiekis yra šiek tiek didesnis nei saldžiose. Kalcis, magnis ir fosfatas dalyvauja formuojant

13 tiltelius kazeino micelėse. Jie yra suskaidomi rūgščioje terpėje ir atsipalaiduoja iš micelių. Išrūgose esantis labai didelis mineralinių druskų kiekis, ypač natrio chlorido, mažina išrūgų kokybę (46). Paprastai mineralinės frakcijos sudėtis gali būti šiek tiek pakeista, o termolabilių baltymų kiekis gali būti sumažintas. Šie pokyčiai gali lemti tolesnius išrūgų technologinių savybių pokyčius (26).

1.3 Išrūgų panaudojimas maisto pramonėje

Per pastaruosius keletą dešimtmečių pieno pramonė kūrė įvairias technologijas išrūgų perdirbimui ir jų sudedamųjų dalių atskyrimui. Tai buvo naujų technologijų, tokių kaip jonų mainai, elektrodializė, membraninis filtravimas, įvedimas, kuris suteikė galimybę kurti ir gaminti daugybę naujų produktų su išrūgomis, įskaitant pridėtinę vertę turinčius funkcionaliuosius maisto ingredientus ir produktus farmacijos ir medicinos pramonei (47). Šiandieną išrūgos nebėra laikomos atliekų šaltiniu. Išrūgos yra labai įdomus produktas dėl jų komponentų. Savybės, funkcijos ir cheminė sudėtis daro išrūgas puikia žaliava naujų produktų kūrimui arba kaip alternatyvaus ingrediento naudojimui. Šiuo metu detaliai ištirti išrūgų komponentai, ypač laktozė ir pagrindiniai baltymai – α– laktalbuminas, β–laktoglobulinas ir galvijų serumo albuminas. Šie junginiai buvo ištirti, dėl savitų struktūros, fizikinių, cheminių ir biologinių savybių (19). Atsižvelgiant į nuolatinį šių šalutinių produktų kiekio augimą ir tai, kad išrūgos yra pripažįstamos kaip didžiulį potencialą turinčios žaliavos, skiriama vis daugiau tyrimų jų efektyvaus panaudojimo galimybių paieškai (48).

Vidutiniškai, nuo kiekvieno pagaminto sūrio kilogramo, lieka apie 9 litrai išrūgų. Tik iš vienos didelės apimties sūrių gamybos gautos išrūgos gali viršyti 1×106 _{litrų per dieną. Todėl dauguma} technologijų, naudojamų specializuotose išrūgų perdirbimo įmonėse, vykdo didelės apimties ir našumo operacijas (26). Nemažai išrūgų baltymų produktų yra pagaminti komerciniu būdu, naudojant ultrafiltraciją, diafiltraciją ir jonų mainų chromatografiją (49). Kristalizacijos, jonų mainų ir membranų sistemos, tokios kaip ultrafiltracija ir elektrodializė, frakcionuoja išrūgas į baltymus, mineralus ir laktozę. Koncentravimo, džiovinimo ir atvirkštinio osmoso būdai atskiria visas išrūgų kietąsias medžiagas (10). Paprasčiausia išrūgų perdirbimo į pramoninius produktus technologija yra garinimas ir džiovinimas. Baltymų terminė denatūracija yra pagrindinė pieno pramonės perdirbimo problema, kuri keičia baltymų struktūrą, todėl turi įtakos jų stabilumui ir keičia juslines savybes, atsipalaiduojant nedideliam kiekiui labai intensyvaus kvapo sieros turinčių junginių (50). Pramonei svarbu pagerinti išrūginių baltymų funkcionalumą, kad būtų išvengta neigiamo šilumos poveikio. Naudojant kombinuotą terminį ir aukšto slėgio išrūgų apdorojimą, gali būti gaminamos itin mažos išrūgų sausųjų medžiagų dalelės, kurios yra termostabilesnės (51).

Funkcionaliosios baltymų savybės, apibūdinamos kaip fizikinės cheminės savybės, kurios atsiranda dėl baltymų sąveikos su vandeniu ir kitais maisto komponentais ir yra labai naudingos prognozuojant baltymų tinkamumą, kai jie naudojami kaip maisto ingredientai.Tokios savybės turi

14 įtakos produkto išvaizdai, struktūrai, tekstūrai, klampai, skoniui (52). Išrūgų baltymai labai gerai tirpsta plačiame pH intervale, tai yra svarbi savybė, naudojant juos kaip putojimo, emulsijų ir gelių sudarymo bei vandens surišimo agentus įvairiuose maisto produktuose (53, 54).

Išrūgos, kaip substratas, naudojamos svarbių ir vertingų produktų gamybai, kadangi pagrindinė išrūgų sausųjų medžiagų dalis yra laktozė, taip pat tirpūs baltymai, vitaminai ir mineralai (55). Išdžiovintos išrūgos yra labai tinkamas maisto ingredientas, nes jų skonis yra suderinamas su daugybe maisto produktų. Tačiau skystos neperdirbtos išrūgos taip pat gali būti žaliava, skirta kai kurių tradicinių maisto produktų, pavyzdžiui, išrūgų gėrimų gamybai (26). Išrūgų produktai, tokie kaip išrūgų milteliai (12 – 14 proc. baltymų), išrūgų baltymų koncentratai (WPC, 35 – 80 proc. baltymų) ir išrūgų baltymų izoliatai (WPI, ≥ 90 proc. baltymų) (49) yra gerai žinomos funkcionaliosios pieno produktų sudedamosios dalys (56). Dėl unikalių išrūgų produktų funkcionaliųjų savybių (želatinizavimo, emulsinimo, putojimo, tirštinimo, skonio ir riebalų surišimo pajėgumo) jie plačiai naudojami kaip maisto ingredientai (57, 58). Nustatyta, kad WPC gali keisti maistui būdingas savybes, tokias kaip hidratacija, aromatas, tekstūra, paviršiaus aktyvumas, išvaizda, struktūra ir reologija.

Išrūgų pagrindo sudedamosios dalys yra naudojamos įvairiose maisto kategorijose, tokiose kaip kepiniai (59), mėsos ir žuvies produktai, pieno produktai, konditerijos gaminiai (60), gėrimai (61), salotų padažai, ledai (62), dirbtiniai kavos kremai, sriubos (46), specialiųjų poreikių maistas (pavyzdžiui, mišiniai kūdikiams, dietiniai maisto produktai) ir nutraceutikai (61). Termiškai neapdoroti išrūgų baltymai gali būti riebalų pakaitalas ir tekstūrą suteikiantis agentas liesuose jogurtuose (63). Išrūgų pagrindu pagaminti gėrimai turi didesnę maistinę vertę ir naudojami kaip funkcionalieji ir sportuojantiems skirti gėrimai (14). Karina ir kt. (64) nustatė, kad sūrio išrūgos ir deproteinizuotos išrūgos gali būti laikomos naujais substratais, dėl jų tinkamumo gaminti kefyrinius gėrimus. Kai kurie autoriai teigia, kad be praturtinimo baltymais ir mineralais, išrūgų pridėjimas lėtina duonos žiedėjimą (65) ir pagerina juslines savybes (66). Išrūgos taip pat gali sulėtinti fermentacijos procesą, todėl siūloma padidinti mielių kiekį arba fermentacijos temperatūrą (67). Be to, įrodyta, kad išrūgų baltymai yra turtingi bioaktyviais peptidais, turinčiais didelį antioksidacinį aktyvumą. Todėl išrūgų pagrindu pagaminti substratai gali būti laikomi tinkamais nešikliais antioksidantų pristatymui daugybėje pieno ir konditerijos gaminių (68).

Pagrindiniai išrūgų baltymai, β–laktoglobulinas, α–laktalbuminas ir kraujo serumo albuminas turi puikias paviršiaus aktyvumo savybes. Dėl to, išrūgų ingredientai gali būti naudojami kaip puiki medžiaga įkapsuliavimui, siekiant apsaugoti funkcinius ingridientus ir emulsavimui. Įkapsuliavimas gali suteikti papildomos naudos, pavyzdžiui, kontroliuojamas tikslinių komponentų išsiskyrimas, maskuojamas aromatas, geresnis perdirbimas ir vienodas pasiskirstymas galutiniame produkte (69).

15 WPI naudojimas svarbus maisto produktų pakavimui skirtų plėvelių gamyboje. Išrūgų baltymų komponentai (α–laktalbuminas ir β–laktoglobulinas), turintys antimikrobinių savybių, gali būti naudojami kaip agentai valgomosiose plėvelėse, apsaugant mėsos, žuvies ir sūrių paviršius (70).

Naudojami ne tik išrūginiai baltymai, bet ir laktozė. Dauguma laktozės produktų gaunami iš išrūgų arba išrūgų permiato kristalizacijos būdu. Laktozė daugiausia naudojama kaip maisto komponentas kūdikių mišiniams ir farmacijos pramonėje kaip tablečių užpildas ar dangalas (71).

Nepaisant plataus išrūgų panaudojimo spektro, maisto pramonėje dažniau naudojamos saldžios išrūgos (72), nes dėl didelio druskingumo, sūrias išrūgas yra sunkiau perdirbti, o tai reikalauja didesnių išlaidų nei saldžioms išrūgoms (30). Rūgščių išrūgų naudojimas maiste yra žymiai mažesnis dėl jų rūgštaus skonio ir didelio druskos kiekio (73).

Ateityje, sudėtingų mokslinių metodų taikymas paskatins geriau suprasti, kaip išrūgų komponentai yra struktūrizuoti, kaip jie sąveikauja, kaip jais galima manipuliuoti ir juos panaudoti. Išrūgų perdirbimui bus sukurtos, ištobulintos ir pritaikomos naujos technologijos, siekiant ekonomiškai dar efektyviau pagaminti produktus išrūgų pagrindu (12). Didėjanti išrūgų, jų junginių, sudėtinių dalių ir produktų paklausa suteikia optimizmo jų tolesniam tyrimui (19).

1.4 Išrūgų poveikis sveikatai

Išrūgos buvo pripažintos, kaip pagrindinis maistingų ir biologiškai aktyvių baltymų bei kitų organinių medžiagų šaltinis (74), puikiai tinkantis visiems žmonėms ir skirtas praturtinti mitybą, išlaikyti ir gerinti sveikatą (75). Išrūgų baltymai ir jų bioaktyvūs komponentai gali būti naudingesni, palyginti su kitais baltymų šaltiniais, tokiais kaip kiaušinis ir kazeinas (76). Nustatytas teigiamas fiziologinis išrūgų baltymų poveikis virškinimo sistemai (dėl įtakos virškinimui ir hipocholesteroleminio poveikio) (35), lipidų (77) ir gliukozės metabolizmo ir svorio kontrolei (78). Pavyzdžiui, sveikiems ir 2 tipo cukriniu diabetu sergantiems žmonėms išrūgų baltymai turėjo insulinotropinį ir gliukozės kiekį mažinantį poveikį. Išrūgų baltymai sukelia tokį poveikį, dėl bioaktyvių peptidų ir aminorūgščių, susidarančių virškinimo trakte. Šios aminorūgštys ir peptidai stimuliuoja žarnų hormonų, tokių kaip cholecistokininas, peptidas YY, į gliukagoną panašus peptidas–1 (GLP–1) ir skrandžio inhibitorinis polipeptidas (GIP), kurie gerina insulino sekreciją iš β–ląstelių, dėl to greičiau atsiranda sotumo jausmas ir sumažėja suvartojamo maisto kiekis. Biokatyvūs išrūgų baltymų peptidai gali būti ir endogeniniai dipeptidilpeptidazės–4 (DPP–4) inhibitoriai proksimaliniame žarnyne, užkertantys kelią inkretinų degradacijai (34).

Išrūgų papildai arba išrūgų papildai kartu su angliavandeniais gali sustiprinti raumenų hipertrofijos atsaką sportuojantiems. Išrūgų baltymai gali padėti atsistatyti raumenims po intensyvaus fizinio krūvio ir sumažinti skausmą (43).

16 Išrūgų baltymai turi savybių, mažinančių stresą, neurozę ir padedančių normalizuoti žmogaus emocinę būseną (31). Nustatytas teigiamas poveikis nervų, širdies ir kraujagyslių sistemoms (dėl antitrombozinio ir antihipertenzinio poveikio) (20, 35). Išrūgų baltymai gali būti naudojami terapiniais tikslais, tokiais kaip antioksidantų ir antihipertenzinių preparatų gamyba (79).

Išrūgos taip pat gerina inkstų ir kepenų veiklą, termogenezę (76), mažina aterosklerozės riziką, gali būti naudojamos reumato gydimui (31), kai kurių kepenų ligų kontrolei (80). Keletas tyrimų rodo, kad išrūgų baltymai gali būti naudingi onkologinėmis ligomis sergantiems pacientams. Be to, buvo įrodyta, kad baltymų hidrolizė gali pagerinti antikancerogeninių vaistų veiksmingumą (81).

Pripažinta, kad išrūgų baltymai turi antimikrobinių, antivirusinių ir antioksidacinių savybių (10, 11 ,82). Suaugusiems žmonėms jie pagreitina baltymų sintezę ir humoralinį imuninį atsaką (83). Immunoglobulinai G, G1, M ir A apsaugo nuo infekcijų (rotavirusinė infekcija, keliautojų diarėja). β–laktoglobulinas turi antivirusines, antikancerogenines ir imunomoduliatorines savybes (84). α– laktoalbuminas dalyvauja laktozės sintezės reguliavime, taip pat turi antikancerogenines ir imunomoduliatorines savybes (85, 86). Laktoferinas turi stiprų antimikrobinį poveikį daugybei bakterijų, grybų, mielių, virusų ir parazitų (87). Taip pat turi priešuždegiminių ir antikancerogeninių savybių bei keletą fermentinių funkcijų (88) ir gali būti naudojamas, kaip pagalbinė gydymo priemonė, virškinimo trakto infekcijoms slopinti (89).

Keletas naudingų fiziologinių funkcijų priskiriamos GMP, įskaitant choleros ir Escherichia coli enterotoksinų surišimą, bakterijų ir virusų slopinimą žarnų gleivinės ląstelėse, skrandžio sekrecijos slopinimą, bifidobakterijų augimo palaikymą, imuninės sistemos atsako reguliavimą ir moduliavimą (90). Nustatyta, kad aminorūgštys stimuliuoja glutamino sintezę, kuris kontroliuoja antioksidacinį aktyvumą ir imuninę funkciją (83).

Be išrūgų baltymų, bioaktyvių peptidų ir aminorūgščių įtakos sveikatai turi ir laktozė. Ji teigiamai veikia žarnyno peristaltiką, skatina kalcio ir fosforo absorbciją, taip pat sukelia šiek tiek rūgščią reakciją žarnyne, kuri trukdo augti ir daugintis patogeninėms bakterijoms. Laktozė taip pat optimizuoja magnio kiekį, kuris turi įtakos pieno riebalų ir kitų maistingųjų medžiagų skaidymui žmogaus organizme. Termiškai apdorojant išrūgas, tam tikras laktozės procentas virsta laktuloze, kuri yra bifidobakterijų augimo aktyvatorius (91).

1.5 Rugių ir ruginių kepinių cheminė sudėtis, savybės ir poveikis svekatai

Rugiai (Secale cereale) yra plačiai auginami grūdai šiaurinėje, centrinėje ir rytinėje Europoje (92), o JAV ir Kanadoje auginami itin dideliais kiekiais (93). Dažniausiai jie naudojami duonai ir kitiems produktams, skirtiems vartoti žmonėms arba pašarams (92).

Tarp plačiai auginamų javų grūdų, rugiuose yra didžiausias skaidulinių medžiagų kiekis – nuo 13 iki 17 proc. (94). Pagrindinės rugių skaidulinių medžiagų sudedamosios dalys yra arabinoksilanas

17 (8,0 – 12,1 proc.), fruktanai (4,5 – 6,4 proc.) ir β–gliukanai (1,3 – 2,2 proc.) (95). Arabinoksilanas (AX) yra pagrindinė javų grūdų ląstelių sienelių, ypač rugių, sudedamoji dalis, turinti teigiamos įtakos rugių miltų kepimo savybėms. Vandenyje tirpus AX prisideda prie tešlos hidratacijos bei tekstūros formavimosi (96). β–gliukanų rugiuose yra mažiau nei avižose ir miežiuose (97), o iš fruktanų dominuoja levanas ir plačiausiai ištirtas fruktanas inulinas (98). Pagrindiniai fenoliniai junginiai rugiuose yra fenolinės rūgštys (ferulino rūgštis) ir alkilorzorcinoliai (99). Rugių miltų sudėtyje yra apie 1 proc. fitatų (100).

Ruginės duonos savybės priklauso nuo kelių veiksnių: rugių veislės, rugių malimo technologijos ir naudojamų grūdo frakcijų, apdorojimo ir fermentacijos proceso (101). Tradicinė ruginė duona gaminama iš ruginių miltų, vandens, druskos, cukraus ir raugo / mielių. Kitų grūdų miltai, prieskoniai (1), sėklos, džiovinti vaisiai ir riešutai, taip pat minėti išrūgų priedai gali pagerinti ruginių kepinių skonį ir bendrą ruginės duonos produkto kokybę (102). Dažniausiai ruginė duona kepama iš rupinių (5). Įrodyta, kad skirtingos rugių malimo frakcijos turi skirtingos įtakos ruginės duonos juslinių savybių profiliui. Endospermo frakcija turi švelniausią skonį, o sėlenų – kartų ir intensyvų. Išorinės rugių grūdų dalys padidina tekstūros rūpumą ir suteikia tamsesnę spalvą (101).

Miltų komponentų fermentinė ir mikrobinė konversija duonos gamybos metu lemia jos kokybę. Raugo mikrobiotos metabolizmas ir javų grūdų fermentų aktyvumas yra tarpusavyje susiję. Raugų fermentacija pagerina ruginės tešlos fizikines savybes, minkštimo struktūrą ir galutinio produkto tūrį (8). Fermentacijos proceso metu gaminamos organinės rūgštys, pavyzdžiui, pieno ir acto rūgštys (103). Rūgštingumas, deguonies suvartojimas ir tiolių kaupimasis moduliuoja grūdų fermentų aktyvumą (7).

Iškeptų produktų kokybę apibrėžia išvaizda, juslinės ir tekstūros savybės. Kokybiška tekstūra apibūdinama, kaip vienodo porų dydžio ir paskirstymo bei elastingas ir minkštas minkštimas (104). Ruginės duonos porų sienelės storesnės, akytumas didesnis, mažesnis tūris bei ji yra sunkesnė ir mažiau lipnios tekstūros (105). Be tešlos apdorojimo rodiklių (maišymo greičio ir laiko) ir kepimo rodiklių (laiko, garų ir temperatūros), tešlos ingredientų (krakmolo, baltymų, AX) miltų cheminė sudėtis yra atsakinga už galutines tešlos ir duonos savybes (104).

Skirtingai nei kvietinės duonos gamyboje, kurioje glitimas yra svarbiausias kokybę užtikrinantis rodiklis, ruginės duonos gamyboje krakmolo ypatybės, endogeninių fermentų aktyvumas ir tirpių komponentų buvimas ląstelių sienelėje turi ypatingą svarbą tešlos reologinėms savybėms (106). Rugiai turi apie 60 – 70 proc. krakmolo, kuris yra pagrindinis duonos minkštimo struktūros veiksnys (7). Krakmolo grūdelių kleisterizacija būtina, norint suformuoti poras ir elastingą minkštimą. Kleisterizuoti krakmolo grūdeliai yra lengviau skaidomi amilazės (107). Rugių krakmolas kleisterizuojasi santykinai žemoje temperatūroje (55 – 70 °C), kuri sutampa su maksimaliu α– amilazės aktyvumo temperatūros diapazonu. Bendras fermentinis aktyvumas rugiuose yra didelis,

18 palyginti su kviečiais (108). Rugių grūduose yra α–amilazė, ß–amilazė ir gliukoamilazė (109). Žinoma, kad rugių miltų kokybė gali labai skirtis kiekvienais metais, nes amilazės veiklai įtakos turi temperatūra ir kritulių kiekis augimo sezono metu (6). Dėl amilazės aktyvumo atsipalaiduoja maltodekstrinai, maltozė ir gliukozė (109). Amilopektino atpalaidavimas yra pagrindinė duonos žiedėjimo priežastis (7). Siekiant sumažinti amilolitinį aktyvumą ir krakmolo suskaidymą kepant, ruginės duonos tešla rūgštinama. Tradiciškai pirmenybė teikiama pienarūgštei tešlos fermentacijai, nors taip pat galima pridėti organinių rūgščių, tokių kaip citrinų arba vyno rūgštys. Ruginės tešlos parūgštinimas pagerina jos fizikines savybes, todėl tešla tampa elastingesnė ir gaunamas ruginei duonai būdingas rūgštokas skonis (1).

Rugiai turi didesnę maistinę vertę, palyginti su kviečiais (104). Rugiai yra svarbus maistinių skaidulų (AX, fruktanai, β–gliukanai) ir bioaktyvių junginių, tokių kaip alkilrezorcinoliai, lignanai, steroliai, vitaminai ir mineralai šaltinis (110). Dauguma vartotojų gauna didelę skaidulinių medžiagų dalį, vartodami ruginę duoną (92). Rugių grūdai pasižymi antioksidaciniu aktyvumu, nes rugiuose esantys fenoliai veikia kaip antioksidantai (111). Ruginė duona apibūdinama, kaip „sveika“, ypač dėl jos galimo teigiamo poveikio gliukozės kiekiui kraujyje ir insulino reguliavimui (112, 113). Ištirta, kad ruginė duona sukelia silpnesnį insulino atsaką nei kvietinė duona (5). Rugių cheminė sudėtis turi įtakos širdies ir kraujagyslių ligų (114), hipercholesterolemijos ar onkologinių ligų prevencijai (115). Nepaisant to, kad kvietinių miltų vaidmuo duonos gamyboje yra labai svarbus, pastaruoju metu vis didesio susidomėjimo sulaukia didesnės maistinės vertės kepiniai, įskaitant ruginę duoną, o mitybos specialistai visame pasaulyje rekomenduoja vartoti viso grūdo grūdų produktus, dėl jų naudos sveikatai (116).

19

2.

TYRIMO METODAI IR MEDŽIAGA

2.1 Tyrimo atlikimo vieta ir laikas

Eksperimentas atliktas 2018 – 2019 metais Lietuvos sveikatos mokslų universitete, Veterinarijos akademijoje, Maisto saugos ir kokybės katedros laboratorijoje.

2.2 Kepinių gamybai naudotos žaliavos ir gamybos technologija

Eksperimento metu buvo pagaminti ruginiai kepiniai su skirtingais rūgčių išrūgų kiekiais. Kepinių gamybai buvo naudoti ruginiai (700 tipo, drėgnis 14,4 proc., pelenų kiekis 0,74 proc., kritimo skaičius 130 s) ir kvietiniai miltai (550D tipo, drėgnis 14,5 proc., pelenų kiekis 0,68 proc., kritimo skaičius 350 s, glitimas 27 proc.), gauti iš AB „Kauno grūdai“ (Kaunas, Lietuva) (energinė ir maistinė vertės nurodytos 2 lentelėje), rūgščios pieno išrūgos, gautos iš AB „Pieno žvaigždės“ (Kaunas, Lietuva), kurių cheminė sudėtis ir fizikiniai cheminiai rodikliai pateikti 3 lentelėje, presuotos šviežios kepimo mielės (AB „Sema“, Lenkija) ir joduota akmens druska (UAB „Imlitex“, Ukraina).

2 lentelė. Ruginių ir kvietinių miltų 100 g energinė ir maistinė vertės.

Rodiklis Ruginiai miltai Kvietiniai miltai

Energinė vertė 1356,00 kJ / 322,00 kcal 1482,00 kJ / 350,00 kcal

Riebalai 2,40 g 1,30 g

Sočiosios riebalų rūgštys 0,58 g 0,21 g

Angliavandeniai 75,00 g 74,20 g

Cukrūs 1,96 g 0,50 g

Baltymai 9,10 g 11,80 g

Druska 0,11 g 0,10 g

3 lentelė. Rūgščių išrūgų cheminė sudėtis ir fizikiniai cheminiai rodikliai.

Rodiklis Rodiklio rodmuo

Baltymai, proc. 0,80

Laktozė, proc. 4,00

Pieno rūgštis, proc. 0,50

Mineralinės medžiagos, proc. 0,60

Sausosios medžiagos, proc. 6,50

Bendras titruojamasis rūgštingumas (BTR), °N 8,10

Aktyvusis rūgštingumas (pH) 3,95

20

4 lentelė. Ruginės duonos mėginių, su skirtingais išrūgų kiekiais, receptūros.

Mėginio Nr. Ruginiai miltai, g Kvietiniai miltai, g Presuotos šviežios kepimo

mielės, g Druska, g Vanduo, ml

Rūgščios išrūgos, ml Kontrolė 700 300 25 15 Pagal paskaičiavimą 0 1 100 2 200 3 300 4 400 5 500

Kepinių gamyba buvo vykdyta pagal 1 paveiksle pavaizduotą schemą.

1 pav. Duonos gamybos technologinė schema

Tešlos maišymas atliktas maišyklėje „Diosna“ (Dierks & Sohne GmbH, Vokietija). Ruginė tešla buvo ruošiama 15 minučių lėtai maišant iki homogeninės masės. Maišymo metu buvo lėtai pilamas 30 – 35 °C temperatūros vanduo ir / arba vanduo + išrūgos, išmatuotos pagal receptūrą 1 ml tikslumu. Toliau tešla brandinta kambario temperatūroje (tešlos temperatūra brandinimo metu 26 – 28 °C). Po 15 – 20 minučių, tešla padalinta į 400 g pusgaminius, kurie rankiniu būdu suformuoti į padinius kepaliukus. Suformuoti duonos kepalai 30 min. buvo kildinami 35 °C temperatūroje, 85 proc. santykiniame oro drėgnyje kildinimo spintoje „Miwe“ (Michael Weinz GmbH, Vokietija). Vėliau, apie 10 min. duona buvo kepama 250 °C temperatūroje (kol susiformuos plutelė) ir 20 min. 220 °C temperatūroje (kepimo krosnyje „Miwe“ Michael Weinz GmbH, Vokietija). Pašovus

Tešlos maišymas

Tešlos brandinimas

Tešlos dalinimas ir formavimas

Kildinimas

Kepimas

21 kepaliukus krosnies kamera buvo sudrėkinta tiekiant intensyvų garą. Iškepti duonos mėginiai atvėsinti iki kambario temperatūros.

2.3 Tyrimo metodai

Išrūgų, tešlos ir kepinių tyrimai buvo atlikti pagal schemoje nurodytus etapus (2 pav.).

Pirmasis etapas

Išrūgų tyrimai

Sausųjų medžiagų nustatymas BTR nustatymas pH nustatymas

Antrasis etapas

Tešlos savybių tyrimai

Spalvų koordinačių įvertinimas Tekstūros įvertinimas

Trečias etapas

Kepinių kokybės rodiklių analizė

2 pav. Eksperimento tyrimo etapai

2.3.1 Išrūgų tyrimo metodai

Išrūgų sausųjų medžiagų kiekis nustatytas refraktometru („Atago 3840 PAL Pocket Refractometer“, Japonija). Išrūgų tiriamasis mėginys buvo užlašintas ant refraktometro prizmės ir sausųjų medžiagų kiekis nustatytas tiesiogiai nuskaitant refraktometro rodmenis. Tiriamojo tirpalo lūžio rodiklis nustatytas 20 °C temperatūroje.

Mikrobinio gedimo įvertinimas Masės nuostoliai po terminio apdorojimo

Tūris Savitasis _tūris

Formos išlaikymo koeficientas Minkštimo akytumas Drėgnis BTR Minkštimo ir plutos spalvų koordinatės Minkštimo tekstūra Juslinė analizė

22 BTR nustatytas titravimo metodu pagal LST 1553:1998. (117). Rezultatas išreikštas Neimano laipsniais (°N).

Išrūgų aktyvusis rūgštingumas (pH) buvo išmatuotas pH – metru („Sartorius AG, PP – 15“, Vokietija, elektrodo darbo parametrai 0 – 14) (117).

2.3.2 Tešlos tyrimo metodai

Tešlos spalvų koordinatės išmatuotos vienodo kontrasto spalvų erdvėje, naudojant „ChromaMeter C – 400“ (Conica Minolta, Osaka, Japonija) spektrofotometrą. Pagal CIELAB skalę, šviesos atspindžio režime, buvo išmatuoti parametrai L*, a*, b*, kur L* – šviesumo, a* – raudonumo, b* – geltonumo koordinatės (118).

Tešlos tekstūra analizuota tekstūros analizatoriumi „Brookfield CT3 10K“ (JAV). Sulygintas mėginio paviršius veiktas TA4 / 1000 38,1 mm diametro, 20 mm ilgio cilindru (smigimo greitis 1 mm/s, smigimo gylis 10 mm). Tekstūra įvertinta išmatavus deformacijai sunaudotą jėgą (mJ).

2.3.3 Kepinių tyrimo metodai

Kepinių kokybės rodiklių tyrimai buvo atlikti po kepimo praėjus 12 valandų. Kepinių kokybės tyrimo metodai pateikiami 5 lentelėje.

5 lentelė. Kepinių tyrimo metodai.

Rodiklis Metodo apibūdinimas

Kepinio masės nuostoliai po terminio apdorojimo

Tešlos masės sumažėjimas po terminio apdorojimo, proc. Apskaičiuotas masių skirtumas prieš ir po kepimo (119).

Tūris

Mėginys, patalpintas į indą su sorų kruopomis, išstumia savo tūrį atitinkantį kruopų kiekį, kuris išmatuotas matavimo cilindru, cm3 (119).

Savitasis tūris Savitasis tūris (Dens) apskaičiuojamas pagal mėginio tūrio ir masės _{santykį, cm}3_{/g (120).} Formos išlaikymo

koeficientas

Išmatuotas duonos riekės ilgis ir aukštis. Jų santykis prilygintas formos išlaikymo koeficientui (119).

Minkštimo akytumas Naudojant Žuravliovo prietaiso cilindrą, išpjauti, pasverti minkštimo mėginiai ir apskaičiuotas akytumas, proc. (121).

Drėgnis

Apskaičiuotas kepinio minkštimo masės pokytis (proc.) 5 g kepinio minkštimo 45 min. džiovinant 130 ± 2 ºC temperatūroje džiovinimo spintoje (122).

BTR

Mėginių rūgštingumas nustatytas titravimo metodu (mėginio tirpalas titruotas 0,1 mol/l NaOH tirpalu). Rezultatas išreikštas Neimano laipsniais (°N) (117).

Minkštimo ir plutos spalvų koordinatės

Išmatuotos tešlos spalvų koordinatės vienodo kontrasto spalvų erdvėje, naudojant „ChromaMeter C – 400“ (Conica Minolta, Osaka, Japonija) spektrofotometrą. Pagal CIELAB skalę, šviesos atspindžio režime, išmatuoti parametrai L*, a*, b* (118). Metodas plačiau aprašytas 2.3.2 Tešlos tyrimo metodai poskyryje.

23

5 lentelės tęsinys. Kepinių tyrimo metodai.

Minkštimo tekstūra

Mėginio minkštimo tekstūra matuota tekstūros analizatoriumi („Brookfield CT3 10K“, JAV), įvertinant deformacijai sunaudotą jėgą (mJ). Tekstūra analizuota po 24, 48 ir 72 val. Metodas plačiau aprašytas 2.3.2 Tešlos tyrimo metodai poskyryje.

Juslinė analizė Duonos kepinių juslinės savybės įvertintos po kepimo praėjus 24 val. Buvo taikoma juslinių savybių intensyvumo 140 mm ilgio intervalinė skalė. Vertinimą atliko 10 žmonių grupė (123).

Mikrobinio gedimo įvertinimas

Mėginiai buvo laikyti kambario temperatūroje, polietileninėje pakuotėje. Duonos kepinių mikrobiologinio gedimo įvertinimas atliktas vizualiai. Apžiūrėtas ir įvertintas atsiradusių mikroorganizmų kolonijų intensyvumas riekių minkštimo ir plutelės paviršiuje (124).

2.3.4 Matematinė statistinė duomenų analizė

Matematinė statistinė duomenų analizė atlikta naudojant „SPSS Statistics 25“ statistinį paketą. Apdorojant rezultatus, apskaičiuota vidutinė vertė, standartinė paklaida, standartinis nuokrypis. Išrūgų įtaka tirtiems tešlos ir kepinių kokybės bei jusliniams rodikliams nustatyta vienfaktorinės dispersinės analizės (ANOVA) metodu. Skirtumų tarp skirtingų išrūgų kiekių statistinis reikšmingumas įvertintas LSD Fišerio kriterijumi. Sąsajos tarp išrūgų priedo bei tirtų tešlos ir kepinių analizuotų rodiklių įvertintos apskaičiavus tiesinės koreliacijos koeficientus. Rezultatai interpretuoti, kaip statistiškai reikšmingi, kai patikimumas P ≤ 0,05.

24

3. REZULTATAI

3.1 Išrūgų įtaka tešlos kokybės rodikliams

Tešlos tekstūros su skirtingais išrūgų kiekais tyrimo rezultatai pateikti 3 paveiksle (1 priedas).

3 pav. Tešlos tekstūra (Pastaba: K – kontroliniai tešlos mėginai; 1M – tešla su 100 ml išrūgų; 2M – tešla su 200 ml išrūgų; 3M – tešla su 300 ml išrūgų; 4M – tešla su 400 ml išrūgų; 5M – tešla su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

Tešlos tekstūra įvairavo nuo 0,13 mJ (5M mėginių) iki 0,43 mJ (kontrolinių K mėginių). 5M mėginių tekstūra nustatyta 3,3 karto (arba 69,77 proc.) minkštesnė nei kontrolinių mėginių. Visais atvejais, tešlos su išrūgomis tekstūra buvo reikšmingai minkštesnė (P < 0,0001), lyginant su kontrole. Atlikus vienfaktorinę dispersinę analizę nustatyta, kad išrūgos tešlos tekstūrai turėjo reikšmingos įtakos (P < 0,001). Tarp išrūgų kiekio receptūroje ir tešlos tekstūros savybių nustatyta stipri neigiama koreliacija (R = – 0,721, P < 0,001) (2 priedas). Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad ruginių kepinių tešlos praturtinimas rūgščiomis išrūgomis turėjo įtakos jos silpnesnės tekstūros formavimuisi.

3.1.2 Tešlos spalvų koordinatės

Tešlos spalvų koordinačių L*, a*, b* reikšmės pateiktos 6 lentelėje (1 priedas). Pagal gautus tyrimo rezultatus, šviesiausi buvo 5M mėginiai (71,16), kurie, lyginant su kontroliniais mėginiais K (60,37), buvo 15,16 proc. šviesesni. Mažiausios, t.y., 15,8 karto (93,65 proc.) mažesnės už 3M mėginių (0,63), nustatytos 1M mėginių (0,04) raudonumo koordinatės a*. Didžiausios geltonumo koordinatės b* nustatytos 1M mėginių (18,77), mažiausios (t.y., 9,27 proc. mažesnės) – kontrolinių mėginių K (17,03).

Išrūgų priedas tešlos šviesumui (P < 0,0001), rausvumui (P < 0,001) ir gelsvumui (P < 0,001) turėjo reikšmingos įtakos. Tarp išrūgų kiekio receptūroje ir šviesumo bei rausvumo koordinačių

25 nustatyta stipri teigiama koreliacija (atitinkamai, R = 0,741, P < 0,0001 ir R = 0,707, P < 0,001) (2 priedas).

6 lentelė. Tešlos mėginių spalvų koordinatės.

Mėginiai L* a* b* K 60,37 ± 1,98 0,12 ± 0,05 17,03 ± 0,37 1M 68,08 ± 0,13 0,04 ± 0,07 18,77 ± 0,04 2M 69,78 ± 0,89 0,47 ± 0,02 17,65 ± 0,22 3M 68,55 ± 1,42 0,63 ± 0,13 17,11 ± 0,07 4M 70,21 ± 0,53 0,47 ± 0,02 18,43 ± 0,14 5M 71,16 ± 0,48 0,52 ± 0,08 17,84 ± 0,28

Pastaba: K – kontroliniai tešlos mėginiai; 1M – tešla su 100 ml išrūgų; 2M – tešla su 200 ml išrūgų; 3M – tešla su 300 ml išrūgų; 4M – tešla su 400 ml išrūgų; 5M – tešla su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05.

3.2 Išrūgų įtaka ruginių kepinių kokybės rodikliams

Kepinių, pagamintų su išrūgomis, tūris pavaizduotas 4 paveiksle (4 priedas). Nustatyta, kad 4M mėginiai (836,67 ml) buvo 18 proc. didesnio tūrio, lyginant su mažiausio tūrio kontroliniais mėginiais K (683,33 ml).

Išrūgos turėjo statistiškai reikšmingos įtakos ruginių kepinių tūriui (P = 0,034). Tarp išrūgų kiekio kepinių receptūroje ir kepinių tūrio nustatytas vidutinio stiprumo teigiamas ryšys (R = 0,609, P = 0,007) (6 priedas).

4 pav. Kepinių tūris (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

3.2.2 Kepinių savitasis tūris, formos išlaikymo koeficientas ir akytumas

Kepinių savitasis tūris, formos išlaikymo koeficientas bei akytumas, pavaizduoti 5 paveiksle (4 priedas).

26

5 pav. Kepinių savitasis tūris, formos išlaikymo koeficientas ir akytumas (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

Didžiausias savitasis tūris, t.y., 21,46 proc. didesnis nei kontrolinių mėginių (1,94 ml/g), nustatytas 3M mėginių (2,47 ml/g). Kepinių formos išlaikymo koeficientas kito nuo 3,28 (3M mėginių) iki 2,16 (5M mėginių), skirtumas tarp šių reikšmių buvo 34,15 proc. Didžiausias akytumas nusatytas 3M mėginių (70,40 proc.), mažiausias – K mėginių (61,83 proc.). Lyginant su kontroliniais kepiniais, 3M mėginiai nustatyti 12,17 proc. didesnio akytumo.

Visais atvejais išrūgos turėjo reikšmingos įtakos kepinių savitajam tūriui (P = 0,013), formos išlaikymo koeficientui (P < 0,0001) ir akytumui (P = 0,004). Įvertinus sąsajas tarp išrūgų kiekio receptūroje ir kepinių savitojo tūrio, nustatytas vidutinis teigiamas ryšys (R = 0,589, P = 0,010), tačiau tarp išrūgų kiekio ir formos išlaikymo koeficiento (R = – 0,151, P = 0,550) bei akytumo (R = 0,434, P = 0,072) statistiškai reikšmingos sąsajos nenustatytos (6 priedas).

3.2.3 Kepinių minkštimo drėgnis ir masės nuostoliai po terminio apdorojimo

Kepinių masės nuostoliai po terminio apdorojimo ir drėgmės kiekis pavaizduoti 6 paveiksle (4 priedas).

27

6 pav. Duonos kepinių minkštimo drėgnis ir masės nuostolis (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

Kepinių minkštimo drėgnis kito nuo 42,40 proc. iki 45,30 proc. (atitinkamai, kontrolinių K ir 5M mėginių). Nustatyta, jog 5M mėginiai buvo 6,40 proc. drėgnesni, lyginant su kontrole. Didžiausi masės nuostoliai po terminio apdorojimo nustatyti 3M mėginių (15,59 proc.), t.y., 24,69 proc. didesni nei kontrolinių mėginių (11,74 proc.), kurių reikšmės buvo nustatytos kaip mažiausios.

Išrūgos turėjo statistiškai reikšmingos įtakos kepinių minkštimo drėgniui (P < 0,001) bei masės nuostoliams po terminio apdorojimo (P < 0,0001). Tarp išrūgų kiekio kepinių receptūroje ir kepinių drėgnio nustatytas stiprus teigiamas ryšys (R = 0,828, P < 0,0001), tačiau tarp išrūgų kiekio receptūroje ir nukepimo reikšmingas ryšys nebuvo nustatytas (R = 0,296, P = 0,232). Tarp kepinių minkštimo drėgnio ir masės nuostolių po terminio apdorojimo ryšys nenustatytas (R = 0,124, P = 0,625) (6 priedas). Pagal gautus tyrimo rezultatus, ruginės duonos su išrūgomis gamybos metu gaminių masės nuostolis viršija 10 proc.

3.2.4 Išrūgų kiekio receptūroje įtaka kepinių bendram titruojamajam rūgštingumui

Kepinių BTR rezultatai pavaizduoti 7 paveiksle (4 priedas). Kepinių BTR įvairavo plačiose ribose: didžiausias rūgštingumas nustatytas 5M mėginių (4,23 °N), mažiausias – kontrolinių kepinių (1,23 °N). 5M mėginių BTR reikšmė buvo 3,4 karto (70,92 proc.) didesnė, lyginant su kontrolinių.

Išrūgos turėjo reikšmingos įtakos kepinių minkštimo BTR (P < 0,0001). Nustatytas labai stiprus teigiamas ryšys tarp išrūgų kiekio kepinių receptūroje ir kepinių minkštimo BTR (R = 0,930, P < 0,0001) (6 priedas).

28

7 pav. Kepinių BTR (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

3.2.5 Kepinių minkštimo tekstūros kitimas laikymo metu

8 paveiksle (3 priedas) pateikti ruginių kepinių minkštimo tekstūros kitimo laikymo metu rezultatai.

8 pav. Kepinių minkštimo tekstūros rezultatai laikymo metu (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

Kepinių minkštimo tekstūra po 24 valandų kito nuo 0,33 mJ (5M mėginių) iki 0,67 mJ (kontrolinių K, 1M, 3M mėginių) ir nustatyta, kad po 24 valandų laikymo, 5M mėginių tekstūros reikšmės buvo 50,75 proc. mažesnės. Po 48 valandų kiečiausiais, t.y., 4,5 karto (77,58 proc.) kietesniais, nustatyti 1M mėginiai (2,23 mJ), minkščiausiais – kontroliniai K mėginiai (0,50 mJ). Po

29 72 valandų žiedėjimo tendencijos nepakito: kiečiausiais išliko 1M mėginiai (1,10 mJ), kurie už minkščiausius kontrolinius mėginius K (0,60 mJ) buvo kietesni 45,45 proc.

Išrūgos neturėjo reikšmingos įtakos minkštimo tekstūrai po 24, 48 ir 72 valandų (atitinkamai P = 0,805, P = 0,080 ir P = 0,916). Tarpusavyje lyginant rezultatuts po 24, 48 ir 72 valandų, nustatyta, kad tekstūros reikšmių vidurkiai po 48 ir 72 valandų statistiškai reikšmingai skyrėsi nuo tekstūros reikšmių vidurkio po 24 valandų laikymo (atitinkamai P = 0,016 ir P = 0,034). Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad rūgščios išrūgos neturėjo įtakos ruginių kepinių žiedėjimo intensyvumui.

3.2.6 Kepinių minkštimo ir plutelės spalvų koordinatės

Ruginės duonos minkštimo spalvų koordinačių reikšmės pateiktos 7 lentelėje (5 priedas).

7 lentelė. Duonos minkštimo spalvų koordinatės.

Mėginiai L* a* b* K 48,11 ± 0,82 0,43 ± 0,02 13,06 ± 0,17 1M 43,61 ± 2,44 0,17 ± 0,07 12,94 ± 0,46 2M 46,95 ± 1,70 0,41 ± 0,03 13,32 ± 0,47 3M 43,73 ± 1,05 0,23 ± 0,08 12,68 ± 0,42 4M 48,21 ± 0,73 0,38 ± 0,12 13,66 ± 0,46 5M 52,67 ± 0,96 0,33 ± 0,17 14,51 ± 0,17

Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05.

Nustatyta, kad šviesiausias minkštimas buvo 5M mėginių (52,67), kurių gamybai naudotas didžiausias išrūgų kiekis. Didžiausios raudonumo koordinatės (t.y., 60,47 proc. didesnės) nustatytos K mėginių (0,43), mažiausios – 1M mėginių (0,17). Gelsviausi nustatyti 5M mėginiai (14,51), mažiausiai gelsvi – 3M mėginiai (12,68), kurių reikšmės buvo 12,61 proc. mažesnės, lyginant su 5M mėginiais.

Išrūgos turėjo reikšmingos įtakos tik minkštimo šviesumo koordinatėms (P = 0,007), tačiau rausvumui (P = 0,381) ir gelsvumui (P = 0,060) statistiškai reikšminga įtaka nenustatyta. Nustatytas vidutinis teigiamas statistiškai reikšmingas ryšys tarp išrūgų kiekio ir geltonumo koordinačių (R = 0,529, P = 0,024), tačiau su šviesumo ir raudonumo koordinatėmis reikšmingas ryšys nustatytas nebuvo (atitinkamai R = 0,444, P = 0,065 ir R = – 0,014, P = 0,957) (6 priedas).

9 paveiksle (5 priedas) pavaizduotos kepinių plutos spalvų koordinatės. Kontroliniai mėginiai K pasižymėjo didžiausiomis šviesumo (43,58), raudonumo (7,27) ir geltonumo koordinatėmis (18,33). Lyginant kontrolinius K ir 5M mėginius, kurių šviesumo koordinatės buvo mažiausios (29,11), nustatyta, kad didžiausią rūgščių išrūgų kiekį receptūroje turėjusių 5M mėginių pluta buvo 1,5 karto tamsesnė (33,20 proc.), o kontrolinių mėginių pluta pasižymėjo 20,63 proc. intensyvesniu raudonumu ir 40,59 proc. geltonumu.

30 Išrūgos turėjo reikšmingos įtakos plutos šviesumui (P < 0,0001), rausvumui (P < 0,001) ir gelsvumui (P < 0,0001). Visais atvejais nustatytas stiprus neigiamas ryšys tarp išrūgų kiekio kepinių receptūroje ir plutos šviesumo, rausvumo bei geltonumo (atitinkamai R = – 0,803, P < 0,0001, R = – 0,724, P < 0,001 ir R = – 0,824, P < 0,0001) (6 priedas).

9 pav. Duonos plutos mėginių spalvų koordinatės (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

3.2.7 Kepinių juslinės savybės

Ruginių kepinių, praturtintų rūgščiomis išrūgomis, juslinės analizės rezultatai pateikti 10, 11 ir 12 paveiksluose (7 priedas).

Atlikus kepinių spalvos bei kvapo juslinių savybių analizę (10 pav.), nustatyta, kad intensyviausia spalva pasižymėjo kepiniai, pagaminti su didžiausiu išrūgų kiekiu, t.y., 5M ir 4M (atitinkamai 82,70 ir 78,30 mm). Mažiausiu spalvos intensyvumu pasižymėjo kontroliniai kepiniai K (57,30 mm).

Intensyviausiu bendru kvapo intensyvumu bei duonos kvapu išsiskyrė kontroliniai K mėginiai (atitinkamai, 105,70 ir 99,23 mm). Labiausiai išrūgų priedo kvapas buvo juntamas 5M mėginiuose (39,95). Silpniausias bendras kvapo intensyvumas ir duonos kvapas įvertintas 5M mėginiuose (atitinkamai, 69,15 ir 58,88 mm), o priedų kvapas – 1M mėginiuose (8,70 mm).

Išrūgos turėjo statistiškai reikšmingos įtakos kepinių priedų kvapo intensyvumui (P < 0,0001), tačiau spalvos (P = 0,054), bendro kvapo (P = 0,061) bei duonos kvapo (P = 0,052) intensyvumui išrūgų panaudojimas nebuvo reikšmingas.

31

10 pav. Duonos kvapo ir spalvos juslinių savybių įvertinimas (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

Intensyviausiai bendras ir duonos skonis buvo išreikštas 4M mėginiuose (atitinkamai, 70,80 ir 64,80 mm), mažiausiai intensyviai – kontroliniuose K (37,08 mm) ir 1M mėginiuose (38,80 mm) (11 pav.). Išrūgų priedo skonis buvo labiausiai juntamas 5M mėginiuose (38,25 mm).

11 pav. Duonos skonio savybių įvertinimas (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

Intensyviausias rūgštumas ir kartumas buvo 5M mėginiuose (atitinkamai, 57,30 ir 24,80 mm). Mažiausiai rūgštumas buvo juntamas kontroliniuose K mėginiuose (13,05 mm), kartumas – 1M mėginiuose (6,38 mm).

32 Išrūgos turėjo reikšmingos įtakos bendram skonio intensyvumui (P = 0,033) ir priedų skoniui (P = 0,003), tačiau duonos skoniui statistiškai reikšminga įtaka nenustatyta (P = 0,329). Nustatyta, kad išrūgos turėjo įtakos kepinių rūgštumui (P < 0,0001) ir kartumui (P < 0,0001).

12 paveiksle pavaizduotos kepinių tekstūros juslinės savybės.

12 pav. Duonos tekstūros juslinės savybės (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

Akyčiausiais įvertinti 2M (78,40 mm) ir 3M (74,53 mm) kepiniai, mažiausiai akytais – 1M (38,00 mm). Trupiausiais įvertinti 4M ir 5M mėginiai (atitinkamai, 86,20 ir 82,50 mm). Mažiausiai trupūs buvo kontroliniai K mėginiai (42,50 mm). Kiečiausiais įvertinti 4M mėginiai (100,40 mm), minksčiausiais – kontroliniai K mėginiai (56,18 mm). Elastingiausiais įvertinti 3M mėginiai (76,40 mm), mažiausiai elastingais – 1M mėginiai (51,93 mm). Drėgniausiais įvertinti 3M ir 2M mėginiai (atitinkamai, 86,83 ir 83,90 mm). Sausumu pasižymėjo 1M mėginiai (59,18 mm).

Išrūgos turėjo reikšmingos įtakos kepinių akytumui (P = 0,014), trupumui (P < 0,0001) ir kietumui (P = 0,021), tačiau reikšminga įtaka elastingumui (P = 0,415) bei drėgniui (P = 0,153) nenustatyta. Apibendrinant galima teigti, kad didinant išrūgų kiekį receptūroje, didėjo kepinių kietumas ir trupumas.

13 paveiksle (7 priedas) pateiktas ruginių kepinių, pagamintų su skirtingais išrūgų kiekiais, bendras priimtinumas.

33

13 pav. Kepinių bendras priimtinumas (Pastaba: K – kontroliniai kepiniai; 1M – kepiniai su 100 ml išrūgų; 2M – kepiniai su 200 ml išrūgų; 3M – kepiniai su 300 ml išrūgų; 4M – kepiniai su 400 ml išrūgų; 5M – kepiniai su 500 ml išrūgų. P patikimas, kai P ≤ 0,05)

Priimtiniausiais įvertinti 4M mėginiai (100,53 mm), pagaminti su 400 ml išrūgų. Nuo minėtų mėginių nereikšmingai skyrėsi (5,35 proc.) 5M mėginių (95,15 mm) priimtinumas. Mažiausiai priimtinais įvertinti 1M mėginiai (71,40 mm).

Išrūgų kiekis receptūroje turėjo reikšmingos įtakos kepinių bendram priimtinumui (P = 0,038). Kepinių bendras priimtinumas koreliavo su išrūgų kiekiu receptūroje (R = 0,387, P = 0,002), spalva (R = 0,415, P < 0,001), bendru kvapo intensyvumu (R = – 0,389, P = 0,002), bendru skoniu (R = 0,324, P = 0,012), duonos skoniu (R = 0,350, P = 0,006), trupumu (R = 0,382, P = 0,003) bei kietumu (R = 0,425, P < 0,001) (8 priedas).

3.2.8 Kepinių mikrobinio gedimo intensyvumo rezultatai

Šio tyrimo metu buvo analizuota rūgščių išrūgų įtaka duonos mikrobiniam gedimui. Mikrobinio gedimo požymiai mėginių minkštime ir plutoje įvertinti juos vizualiai apžiūrint po 24, 48, 72 ir 96 valandų laikymo (14 pav.).

34 2M mėginys su 200 ml rūgščių išrūgų 3M mėginys su 300 ml rūgščių išrūgų

4M mėginys su 400 ml rūgščių išrūgų 5M mėginys su 500 ml rūgščių išrūgų

14 pav. Kepinių, su skirtingu išrūgų kiekiu, nuotraukos

Ketvirtąją laikymo parą ant visų tirtų kepinių riekių minkštimo paviršiaus buvo matomi mikrobinio gedimo požymiai. Buvo stebimas juodų, pilkai mėlynų bei baltų mikroorganizmų kolonijų augimas. Visi mėginiai buvo pažeisti mikromicetų, tačiau skyrėsi jų kolonijų išplitimo intensyvumas. Iš 14 paveikslo matyti, jog 1M, 2M ir 3M mėginiai buvo pažeisti intensyviausiai. Mažiausias mikrobinis gedimas buvo pastebimas ant 4M ir 5M mėginių paviršiaus, kurių receptūroje buvo didžiausias išrūgų kiekis.

Pagal pelėsinių grybų morfologines savybes preliminariai galima teigti, jog ant duonos mėginių augo Rhizopus spp., Pencillium spp., Aspergillus spp. kolonijos.

Pagal tyrimo rezultatus galima teigti, kad rūgščios išrūgos neturėjo stipraus poveikio ruginių kepinių mikrobiniam gedimui. Siekiant jį sumažinti, reikalingi didesni rūgščių išrūgų kiekiai, tačiau didinant išrūgų kiekį neigiamai kinta kiti svarbūs kepinių kokybės rodikliai.