دوره 22، شماره 1 - ( فروردین و اردیبهشت 1402 )
جلد 22 شماره 1 صفحات 79-61 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Research code: 6759
Ethics code: IR.SSU.SPH.REC.1399.014
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Shiri A, Ehrampoush M H, Yasini Ardakani S A, Mollakhalili-Meybodi N. Effect of inulin polymerization degree on sourdough fermented acorn-rice based gluten-free bread: a technological and nutritional perspective. TB 2023; 22 (1) :61-79
URL: http://tbj.ssu.ac.ir/article-1-3448-fa.html
URL: http://tbj.ssu.ac.ir/article-1-3448-fa.html
شیری آمنه، احرام پوش محمد حسن، یاسینی اردکانی سید علی، ملاخلیلی میبدی ندا. تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین بر نان بدون گلوتن بر پایه آرد بلوط- برنج تخمیر شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش: یک دیدگاه تکنولوژیکی و تغذیه ای. طلوع بهداشت. 1402; 22 (1) :61-79
دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی ، یزد ، neda_mabodi@yahoo.com
متن کامل [PDF 431 kb]
(328 دریافت)
| چکیده (HTML) (312 مشاهده)
متن کامل: (423 مشاهده)
تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین برویژگیهای تغذیه ای وتکنولوژیکی نان بدون گلوتن
نویسندگان:آمنه شیری1، محمد حسن احرامپوش2، سید علی یاسینی اردکانی3، ندا ملاخلیلی میبدی4
1.کارشناس ارشد علوم و صنایع غذایی، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی، یزد، ایران.
2.استاد مرکز تحقیقات علوم و فناوری محیطی، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی، یزد، ایران.
3.استاد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران.
4. نویسنده مسئول: استادیار مرکز تحقیقات بهداشت و ایمنی مواد غذایی، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی، یزد، ایران.
شماره تماس: 3531492171(98+) .Email: Neda_mabodi@yahoo.com
چکیده
مقدمه: نان گندم از مهم ترین اجزاء تشکیل دهنده رژیم غذایی در سراسر جهان است. حساسیت برخی افراد به گلوتن، منجر به توسعه انواع بدون گلوتن شده است. اگرچه فقدان گلوتن، دستیابی به ویژگیهای منحصر به فرد پروتئین گلوتن در این محصولات را دشوار کرده است. اینولین از فیبرهای تغذیه ای محلول با اثرات مفید تغذیه ای است که می تواند با ایجاد ساختار عملکرد گلوتن در فرآورده های بدون گلوتن را بازسازی کند. عملکرد گلوتن به درجه پلیمریزاسیون آن بستگی دارد. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین بر ویژگیهای تکنولوژیکی و تغذیه ای نان بدون گلوتن بر پایه آرد برنج-بلوط است.
روش بررسی: این مطالعه از نوع تجربی-آزمایشگاهی است. به منظور بررسی تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین بر ویژگی های تکنولوژیکی و تغذیه ای نان بدون گلوتن بر پایه آرد برنج- بلوط، ویژگی های بافتی، فیزیکوشیمیایی، حسی و ماندگاری اینولین در ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎی ﻧﺎن بدون گلوتن بر پایه آرد برنج-بلوط در حضور اینولین ﺑا درجهی پلیمریزاسیون مختلف مورد بررسی قرار گرفت. کلیه آزمونها در سه بار تکرار انجام شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها با کمک نرم‌افزار 25SPSS انجام شد.
یافته ها: نتایج نشان داد مطلوب ترین ویژگی های تکنولوژیکی و کمترین میزان افت اینولین (31 درصد وزنی- وزنی) در نمونه نان بدون گلوتن حاوی 30 درصد وزنی-وزنی آرد بلوط و اینولین بلند زنجیر تخمیر شده با MF-SD (A30R70SL) است. اینولین بلند زنجیر، قادر به ایجاد ساختار با قابلیت نگهداری گازهای تولید شده طی فرآیند پخت است که به نظر می رسد ناشی از توانایی بالقوه آن در تشکیل ژل باشد.
نتیجه گیری: استفاده از اینولین بلند زنجیر برای دستیابی به ویژگی های تکنولوژیکی مطلوب و ارزش تغذیه ای بالا در فرمولاسیون نان بدون گلوتن توصیه می شود.
واژه های کلیدی: نان بدون گلوتن، اینولین، درجه پلیمریزاسیون، آرد بلوط، آرد برنج
این مقاله حاصل از پایان نامه کارشناسی ارشد علوم و صنایع غذایی دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد می باشد. 
شکل 1. منحنی‌های رفت و برگشت فرکانسی نمونههای خمیر بدون گلوتن (منحنی‌ها میانگین حداقل دو تکرار هستند) ((الف) و (ب) به ترتیب مدول کمپلکس (|G*|) و فاکتور افت (tan δ) هستند).
=Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند).
جدول 1: ویژگی های فیزیکوشیمیایی نان های بدون گلوتن
* داده های گزارش شده میانگین شاخص ها ± انحراف معیار هستند.
** مقادیر با حروف کوچک مختلف در هر ستون به معنای اختلاف معنی دار است (05/0>p).
*** =Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند). نمونه های کنترل با AaRbY(C) نشان داده می شوند.
جدول 2:آنالیز ویژگی های بافتی نمونه های نان های بدون گلوتن
* داده های گزارش شده میانگین شاخص ها ± انحراف معیار هستند.
** مقادیر با حروف کوچک مختلف در هر ستون به معنای اختلاف معنی دار است (05/0>p).
*** =Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند). نمونه های کنترل با AaRbY(C) نشان داده می شوند.
جدول 3. پارامترهای رنگ (L*، a*، b* و شاخص سفیدی) پوسته و مغزنان نمونه های بدون گلوتن
* داده ها گزارش شده میانگین شاخص ها ± انحراف معیار هستند.
** مقادیر با حروف کوچک مختلف در هر ستون به معنای اختلاف معنی دار است (05/0>p).
*** =Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند). نمونه های کنترل با AaRbY(C) نشان داده می شوند.
شکل 2: محتوای اینولین نان های بدون گلوتن
=Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند).
نتایج این مطالعه نشان داد نمونه های خمیر با افزایش درجه پلیمریزاسیون اینولین مدول کمپلکس بالاتر و تانژانت افت پایین تری نشان می دهند.
افزودن اینولین با درجه پلیمریزاسیون بالا ویژگی الاستیک خمیر را افزایش می دهد و ساختاری مطلوب را در خمیر ایجاد می کند در حالی که اینولین کوتاه زنجیر باعث افزایش ویژگی ویسکوز می شوند(42).
همچنین نتایج نشان دهنده آن است که نمونه تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL دارای بالاترین مدول کمپلکس و کمترین فاکتور افت است که به معنی افزایش ویژگی الاستیک این نمونه می باشد. در واقع، اگزوپلی ساکاریدهای تولید شده توسط اسید لاکتیک باکتری ها در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش میتواند با اینولین بلند زنجیر در ایجاد یک ساختار ژل مانند اثر هم افزایی داشته باشد و منجر به ویژگی الاستیک بالای خمیر و در نتیجه کاهش تانژانت افت شود.
این نتایح با یافتههای مطالعه Galle و همکاران مطابقت داشت(43). بنابراین نمونه نمونه تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر (A30R70SL) با کمترین مقدار تانژانت افت و بطور همزمان بالاترین مدول کمپلکس بالا، که به عنوان نمونهای با ویژگی رئولوژی مطلوب در نظر گرفته شد.
افزایش میزان رطوبت نمونه نمونه تهیه شده با خمیر حاصل از ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر (A30R70SL) ناشی از اثرات همافزایی اینولین بلند زنجیر و اگزوپلی ساکاریدهای تولید شده توسط باکتری های اسید لاکتیک برای ایجاد ژل با دمای ژلاتینه شدن پایین تر است(44). تشکیل ژل منجر به محدودیت فضا می شود و پیوند متقابل مولکول های نشاسته را برای ایجاد ساختار منظم کاهش می دهد، از مهاجرت رطوبت در ژل جلوگیری می کند و در نتیجه ظرفیت نگهداری آب را افزایش میدهد (46 ،45).
اثر هم افزایی اگزوپلی ساکاریدهای تولید شده در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر در ایجاد ساختار مطلوبی که توانایی نگهداری گاز را دارد افزایش حجم ویژه را در پی داشته است(47). همانطور که در مطالعه Capriles و Arêas (2013) بیان شد اینولین بلند زنجیر قابلیت بالاتری در ایجاد ساختار و افزایش حجم ویژه نمونههای نان بدون گلوتن و در پی آن کاهش سختی نسبت به اینولین کوتاه زنجیر نشان می دهد(15). علاوه بر آن پارامتر قابلیت جویدن نیز روند تغییری مشابه سختی مشاهده شد که مشابه یافته های مطالعه Abdelghafor و همکاران است(48).
علی رغم وابستگی پارامتر پیوستگی به اجزای فرمولاسیون(49) و با توجه به تأثیر اینولین در تضعیف ساختار(50) بهبود پیوستگی در نمونه نمونه تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر (A30R70SL) می تواند مربوط به اگزوپلی ساکاریدهای تولید شده توسط اسید لاکتیک باکتری های موجود در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش باشد که در ایجاد یک ساختار ژل مانند با اینولین بلند زنجیر اثر هم افزایی داشته و موجب افزایش پیوستگی و قابلیت ارتجاعی شده است(43). نتایج قابلیت ارتجاعی با نتایج ویژگی های رئولوژی سازگار بود.کاهش pH با کاهش واکنش میلارد و افزایش شاخص روشنایی پوسته همراه است(45). به نظر می رسد اینولین کوتاه زنجیر با قابلیت هیدرولیز آسان تر در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش pH کمتری را ایجاد کرده که در پی آن واکنش میلارد کاهش و L* افزایش یافت و a*، b* کمترین مقدار را نشان داد. در واقع در هنگام بکارگیری اینولین با درجه پلیمریزاسیون بالاتر و حجم ویژه افزایش می یابد. حجم ویژه بالاتر با افزایش حباب های هوا و پراکنش نور همراه است که باعث کاهش L* و تیرگی بیشتر محصول می شود(51).
مقایسه نتایج سختی (جدول2) با شاخص های رنگ مغز نان نشان می دهد که افزایش سختی نمونه ها باعث افزایش L* مغز نان می شود. در واقع به نظر می رسد به دلیل کاهش قدرت نگهداری گاز و ایجاد حباب در نمونههایی با سختی بالا پراکنش نور کم شده و روشنی افزایش یافته است. شاخص سفیدی پوسته و مغز نان نتایج مشابهای با شاخص روشنایی نشان دادند. در مطالعه Hsieh و همکاران، مشاهده شد که L* مغز نان ارتباط مستقیمی با شاخص سفیدی دارد(52).
در رابطه با ماندگاری اینولین نتایج مطالعه Glibowskiو همکاران نشان داد، اینولین بلند زنجیر ماندگاری بیشتری نسبت به اینولین کوتاه زنجیر در طی فرآیند تخمیر و پخت دارند. علاوه بر آن بنظر می رسد با توجه به این که اینولین کوتاه زنجیر pH پایین تر و اسیدیته کل قابل تیتر بالاتر نسبت به اینولین بلند زنجیر ایجاد کرده است(جدول1) و به دمای پخت حساسیت بالاتری نشان داده است(39). و به طور کلی میزان ماندگاری اینولین طی فرآیند پخت تحت تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین %43-31 افت نشان داد. به عبارت دیگر، میزان افت اینولین طی فرآیند پخت در فرمولاسیون حاوی اینولین کوتاه زنجیر (A30R70SS)، %43 بود اما در نمونه حاوی حاوی اینولین بلند زنجیر (A30R70SL) میزان افت 31% بود.
نمونه نمونه تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL به دلیل اثر هم افزایی تشکیل ژل توسط اگزو پلی ساکارید های تولید شده در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش و استفاده از اینولین بلند زنجیر حجم ویژه بالاتر و بافت مطلوبی ارائه داده است که انتظارات مصرف کنندگان را تا حد بالایی برآورده می کرد(53،24) افزودن اینولین کوتاه زنجیر طعم شیرین تری نشان می دهد و موجب پذیرش طعم شده است(54). با این وجود با توجه به رنگ غالب آرد بلوط تفاوت معنی داری در پذیرش رنگ تحت تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین مشاهده نشد. بنابراین با توجه به بالاترین امتیاز بافت و طعم به ترتیب در نمونه های نمونههای تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL و نمونه تخمیر شده با تخمیر ترکیبی و اینولین کوتاه زنجیر A30R70SS محبوب ترین نمونه ها از نظر پذیرش کلی نیز بودند.
در نتیجه بکارگیری اینولین بلند زنجیر به طور بالقوه موجب بهبود ویژگی های تکنولوژیکی نان بدون گلوتن شد، که به اثر هم افزایی اینولین بلند زنجیر و اگزوپلی ساکارید های تولید شده در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش در ایجاد ساختار و تشکیل ژل نگهداری گازها بالاتری نسبت داده شد. علاوه بر آن بکارگیری اینولین بلند زنجیر با کمترین میزان افت %31 بالاترین میزان ماندگاری (08/0± 15/4) اینولین را نشان داد.
با این وجود، استفاده از اینولین بلند زنجیر برای دستیابی به ویژگی های تکنولوژیکی مطلوب و ارزش تغذیه ای بالا در
فرمولاسیون نان بدون گلوتن توصیه می شود.
تضاد منافع
نویسندگان این مقاله اعلام می دارند که هیچ گونه تعارض منافعی وجود ندارد.
تقدیر و تشکر
بدین وسیله از حمایت های مالی دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی کمال تشکر و قدردانی را داریم.
نویسندگان:آمنه شیری1، محمد حسن احرامپوش2، سید علی یاسینی اردکانی3، ندا ملاخلیلی میبدی4
1.کارشناس ارشد علوم و صنایع غذایی، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی، یزد، ایران.
2.استاد مرکز تحقیقات علوم و فناوری محیطی، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی، یزد، ایران.
3.استاد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران.
4. نویسنده مسئول: استادیار مرکز تحقیقات بهداشت و ایمنی مواد غذایی، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی، یزد، ایران.
شماره تماس: 3531492171(98+) .Email: Neda_mabodi@yahoo.com
چکیده
مقدمه: نان گندم از مهم ترین اجزاء تشکیل دهنده رژیم غذایی در سراسر جهان است. حساسیت برخی افراد به گلوتن، منجر به توسعه انواع بدون گلوتن شده است. اگرچه فقدان گلوتن، دستیابی به ویژگیهای منحصر به فرد پروتئین گلوتن در این محصولات را دشوار کرده است. اینولین از فیبرهای تغذیه ای محلول با اثرات مفید تغذیه ای است که می تواند با ایجاد ساختار عملکرد گلوتن در فرآورده های بدون گلوتن را بازسازی کند. عملکرد گلوتن به درجه پلیمریزاسیون آن بستگی دارد. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین بر ویژگیهای تکنولوژیکی و تغذیه ای نان بدون گلوتن بر پایه آرد برنج-بلوط است.
روش بررسی: این مطالعه از نوع تجربی-آزمایشگاهی است. به منظور بررسی تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین بر ویژگی های تکنولوژیکی و تغذیه ای نان بدون گلوتن بر پایه آرد برنج- بلوط، ویژگی های بافتی، فیزیکوشیمیایی، حسی و ماندگاری اینولین در ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎی ﻧﺎن بدون گلوتن بر پایه آرد برنج-بلوط در حضور اینولین ﺑا درجهی پلیمریزاسیون مختلف مورد بررسی قرار گرفت. کلیه آزمونها در سه بار تکرار انجام شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها با کمک نرم‌افزار 25SPSS انجام شد.
یافته ها: نتایج نشان داد مطلوب ترین ویژگی های تکنولوژیکی و کمترین میزان افت اینولین (31 درصد وزنی- وزنی) در نمونه نان بدون گلوتن حاوی 30 درصد وزنی-وزنی آرد بلوط و اینولین بلند زنجیر تخمیر شده با MF-SD (A30R70SL) است. اینولین بلند زنجیر، قادر به ایجاد ساختار با قابلیت نگهداری گازهای تولید شده طی فرآیند پخت است که به نظر می رسد ناشی از توانایی بالقوه آن در تشکیل ژل باشد.
نتیجه گیری: استفاده از اینولین بلند زنجیر برای دستیابی به ویژگی های تکنولوژیکی مطلوب و ارزش تغذیه ای بالا در فرمولاسیون نان بدون گلوتن توصیه می شود.
واژه های کلیدی: نان بدون گلوتن، اینولین، درجه پلیمریزاسیون، آرد بلوط، آرد برنج
این مقاله حاصل از پایان نامه کارشناسی ارشد علوم و صنایع غذایی دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد می باشد.
مقدمه
اینولین از فیبرهای تغذیه ای محلول با کاربرد گسترده در صنایع غذایی است. این ترکیب پری بیوتیکی در واقع پلی ساکارید ذخیرهای با منشأ گیاهی متشکل از واحدهای فروکتوز متصل شده با پیوندهای بتا 1 به 2 و با درجه پلیمریزاسیون 60-2 است که براساس درجه پلیمریزاسیون به انواع کوتاه زنجیر (درجه پلیمریزاسیون کمتر از۱۰)، بلند زنجیر (درجه پلیمریزاسیون بالاتر از ۲۳) و انواع طبیعی (درجه پلیمریزاسیون 60-2) دسته بندی می‌شوند(1).
مقدار کافی فیبر تغذیه ای در رژیم غذایی امروزه یک راهبرد پیشگیرانه در مقابل بیماری های غیر واگیر است(3). پری بیوتیک ها فیبرهای تغذیهای غیرقابل هضم هستند که در برابر اسید معده، هیدرولیز توسط آنزیم‌های پستانداران و جذب در بخش فوقانی دستگاه گوارش مقاوماند و به طور انتخابی با تحریک رشد یا فعالیت یک یا چند باکتری پروبیوتیک در دستگاه گوارش بر سلامتی میزبان تأثیر گذار می باشند. کاهش ابتلا به بیماری های دیابت نوع ۲، سندرم متابولیک، پوکی استخوان، بیماری های التهابی روده، سندرم روده تحریک پذیر، چاقی و اسهال خونی از اثرات سلامت بخش پری بیوتیک ها می باشت(5، 4). ویژگیهای سلامتی بخش پری بیوتیکها به واسطه تأثیر آن بر میکرو فلور روده و فعالیت متابولیک میکروارگانیسم ها ایجاد می شوت(6).
نان از مهم ترین ترکیبات رژیم غذایی است که با توجه به شیوع روزافزون بیماری سلیاک و سایر اختلالات مربوط به گلوتن در سراسر جهان و لزوم استفاده از رژیمهای بدون گلوتن، تولید نان بدون گلوتن با ویژگی های کیفی و تغذیه ای مطلوب مورد توجه است. با عنایت به اهمیت پروتئین گلوتن در حفظ گاز تولید شده طی فرآیند تخمیر و ایجاد ویژگیهای بافتی و ساختاری مطبوع نان، یکی از مشکلات اصلی نان بدون گلوتن، ساختار ضعیف آن است(8،7). از رویکردهای پیشنهادی برای تولید محصولات نانوایی بدون گلوتن استفاده از انواع مختلف آردهای بدون گلوتن (برنج، ذرت، سورگوم، سویا، بلوط) است(9) و توصیه میگردد برای دستیابی به ویژگیهای بافتی و حسی مطلوب در محصولات بدون گلوتن از مخلوط آردهای بدون گلوتن بجای یک نوع آرد استفاده شود(10).
آرد برنج به واسطه بی رنگی، طعم ملایم و عدم ایجاد حساسیت یکی از مناسبترین آردهای غلات در تهیه محصولات بدون گلوتن است که معمولاً به عنوان آرد پایه استفاده میشود. آرد برنج میزان خیلی کمی پروتئین با خاصیت پلاستیک کشسانی (همانند پروتئین گندم)، سدیم، چربی، فیبر و مقدار زیادی کربوهیدرات با قابلیت هضم راحت دارد(12،11). آرد بلوط با دارا بودن ویتامینهای گروه B، E، پتاسیم، فسفر، منیزیم، آهن، فیبرهای رژیمی، اسیدهای چرب ضروری و آمینواسیدهای ضروری میتواند در بهبود کیفیت تغذیهای نان بدون گلوتن مؤثر باشد(13). علاوه بر آن استفاده از آرد بلوط موجب بهبود خواص عملکردی، رنگ، عطر و طعم محصولات پختی فاقد گلوتن میشود(14).
فرآیند تخمیر یکی از مراحل اساسی در تهیه نان است که با هدف بهبود ارزش تغذیهای فرآورده و کیفیت نان انجام میشود(15). از فرآیندهای تخمیر مورد استفاده در تهیه نان میتوان به استفاده از مخمر ساکارومایسس سرویزیه (یا مخمر نانوایی) و خمیر ترش اشاره کرد(16). خمیرترش مخلوطی از آب و آرد تخمیر شده با باکتری های اسید لاکتیک (LAB) و مخمرها است. وجود اسید لاکتیک باکتری ها در نان تهیه شده با خمیرترش موجب بهبود ویژگی های رئولوژیکی خمیر، حجم نان، ساختار مغزنان، عطر و طعم، ارزش تغذیه ای و ماندگاری نان می شود، بنابراین استفاده از خمیرترش اثرات مثبتی بر نان بدون گلوتن دارد(17).
استفاده از فروکتانهای از نوع اینولین نیز می تواند علاوه بر اثرات مفید تغذیه ای، با افزایش آبگیری و ایجاد ساختار، قابلیت نگهداری گاز را بهبود داده و به ایجاد محصولی با حجم ویژه بالا و ویژگی های بافتی مطلوب کمک کند و بهبود ویژگی های حسی و پذیرش کلی محصول را در پی داشته باشد(19، 18). با این حال ایجاد اثرات مفید سلامتی بخش پری بیوتیک اینولین مستلزم دریافت مقدار کافی از این ترکیب به صورت دست نخورده توسط میکروارگانیسمهای روده بزرگ است(20). اگرچه ساختار بتای این ترکیب منجر به مقاومت آن در برابر آنزیم‌های دستگاه گوارش میگردد، حفظ ساختار ترکیب طی فرآوری محصولات غذایی از اهمیت به سزایی برخوردار است(3).
در مطالعه ای توسط Ziobro و همکاران (2013)؛ تأثیر افزودن اینولین بر ویژگیهای فیزیکی و نرخ بیاتی نان بدون گلوتن بررسی شد. نتایج نشان داد که افزودن اینولین باعث افزایش حجم و کاهش سختی مغز نان بدون گلوتن می شود که این تأثیر به درجه پلیمریزاسیون اینولین بستگی دارد(21). Morreale و همکاران (2019)؛ در مطالعهای به بررسی تأثیر افزودن اینولین و نوع تخمیر بر ویژگی های تکنولوژیکی نان بدون گلوتن (بر پایه آرد برنج) پرداختند.
نتایج نشان داد هیدرولیز فروکتان طی تخمیر نان های بدون گلوتن تخمیر شده به نوع تخمیر و درجه پلیمریزاسیون اینولین بستگی دارد. به گونهای که استفاده از مخمرهای با فعالیت اینورتاز پایین برای نان های غنی شده با اینولین توصیه میشود(3).
با توجه به وابستگی ویژگیهای عملکردی اینولین به درجه پلیمریزاسیون آن، لزوم حفظ ساختار دست نخورده طی فرآوری به منظور ایجاد اثرات فراسودمند تغذیهای تحت تأثیر درجه پلیمریزاسیون؛ هدف از این مطالعه بررسی تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین بر ماندگاری اینولین و ویژگیهای رئولوژیکی و کیفی نان بدون گلوتن تخمیر شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش حاوی آرد بلوط-برنج است.
روش بررسی
مواد مورد نیاز:آرد برنج (رطوبت 01/0±98/6 درصد وزنی-وزنی، خاکستر 05/0± 39/0 درصد وزنی-وزنی، پروتئین 01/0±33/9 درصد وزنی-وزنی و چربی 03/0± 32/1 درصد وزنی- وزنی) از شرکت گلهای ایران خریداری شد. آرد بلوط (رطوبت 01/0±95/5 درصد وزنی-وزنی، خاکستر 39/0±82/6 درصد وزنی-وزنی، پروتئین 03/0±40/5 درصد وزنی- وزنی و چربی13/0± 47/8 درصد وزنی- وزنی) از بازار محلی (ایلام، ایران) تهیه شد.
اینـولـین مشتـق شـده از کـاسنـی شــامـل زنــجـیره کـوتـاه (S) (Frutalose OFP، محتوای اینولین ≥ %92)، زنجیره بلند (L) DP≤10)، (FrutafitTEX و اینولین طبیعی (N) (Frutafit HD محتوای اینولین ≥ %90،60-2DP:) از شرکت اکبریه (تهران، ایران) اهدا شد.
سایر مواد تشکیل دهنده نان های بدون گلوتن (نمک، شکر، روغن و مخمر خشک فعال) از سوپرمارکت های محلی خریداری شد.
مواد شیمیایی شامل سدیم هیدروکسید، ساکارز، سدیم بوروهیدرید، معرف متیل رد، پارا هیدروکسی بنزوئیک اسید (PAHBAH)، دی فروکتوز، معرف اسید مالئیک (گرید (HPLC و استات سدیم از شرکت مرک خریداری شدند. در حالی که آنزیم های مورد نیاز شامل پولولاناز میکروبی، مالتاز (آلفا-گلیکوزیداز برنج)، آلفا-آمیلاز، بتا-آمیلاز، اینولیناز (از آسپرژیلوس نیجر)، آلفا-سلولاز، اینورتاز (از مخمر نانوایی ساکارومایسس سرویزیه) و سوکراز از شرکت سیگما آلدریچ خریدار شدند.
در این مطالعه تأثیر جایگزینی اینولین در سه درجه پلیمریزاسیون، شامل زنجیره کوتاه (S)، زنجیره بلند (L) و اینولین بومی طبیعی (N) در 10 درصد وزنی-وزنی در مخلوط‌های آرد (نسبت آرد بلوط به برنج در 70:30) بررسی شد. فرآیند تخمیر بر اساس تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش(Mixed fermentatation based on sourdough (MF-SD)) انجام شد. جذب آب در مخلوط آرد حاوی %10 وزنی-وزنی اینولین با درجه ی پلیمریزاسیون مختلف با تنظیم رئومتر (Anton Paar MCR301, GmbH, Germany) برای دستیابی به قوام بهینه خمیر تعیین شد.
به منظور تهیه نان، انواع تهیه شده به روش تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش بر اساس روش دو مرحله ای اسفنج و خمیر (Sponge & dough) با نسبت 40:60 (اسفنج: خمیر) تهیه شد (AACC Method 10.11.01) (22). اسفنج با 60 درصد وزنی- وزنی آرد بلوط-برنج (30:70 درصد وزنی- وزنی)، حاوی 10 درصد وزنی- وزنی اینولین با درجه پلیمریزاسیون متفاوت (کمتر از 10، بیشتر از 23 و 60-2) و 60 درصد وزنی- وزنی آب تعیین شده با دستگاه رئومتر، تهیه شد. پس از مخلوط کردن، خمیر به مدت 20 ساعت در محفظه تخمیر با دمای 5/0±29 درجه سانتی گراد نگهداری شد. سپس 40 درصد وزنی- وزنی دیگر آرد برنج-بلوط (30:70 درصد وزنی- وزنی)، محتوی 10 درصد وزنی- وزنی اینولین با درجه پلیمریزاسیون متفاوت (کمتر از10، بیشتر از 23 و 60-2) و آب با شکر، نمک، روغن و مخمر خشک فعال به ترتیب در مقدار های 5/1،0، 3، 2/2 درصد وزنی-وزنی مخلوط و با خمیر مرحله قبل مخلوط شد. این مخلوط به مدت 4 ساعت در دمای 5/0±29 درجه سانتی گراد در محفظه تخمیر قرار داده شد. بخشی از هر کدام از نمونه های خمیر (30 گرم) برای تعیین ویژگی های رئولوژیکی استفاده شد. مابقی نمونه قالب گیری شده مجدد به مدت 30 دقیقه در دمای 5/0±29 درجه سانتی گراد فرآیند تخمیر را طی کرد. سپس فرآیند پخت در یک اجاق گاز همرفت (مدل KF900، شرکت پاک اندیشان، ایران) به مدت 30 دقیقه در دمای 5/0±220 درجه سانتی گراد انجام گرفت(22).
آزمون های رئولوژی با استفاده دستگاه رئومتر چرخشی Physica MCR 301 (اتریش، آنتون پار) با بکارگیری ژئومتری صفحه موازی در دمای 30 درجه سانتی گراد انجام شد. نمونه های خمیر به مدت 45 دقیقه برای استراحت بر روی صفحه قرار داده شد. آزمون روبش کرنش برای تعیین محدوده ویسکوالاستیک خطی انجام شد. از آنجا که محدوده ویسکوالاستیک خطی نمونه های خمیر در کرنش کمتر از %1/0 مشاهده می شود، آزمایش نوسانی فرکانس در کرنش ثابت %01/0 و دامنه فرکانس Hz100-1 انجام شد.
فاکتور افت (tan δ) و مدول مدول کمپلکس (G *) به شرح زیر تعیین شد(34):
G * = G ʹ + G ʺ
حجم نان ها با استفاده از روش جایگزینی دانه کلزا تعیین و حجم ویژه آن از تقسیم حجم نان بر وزن (AACC Method 10-05.01)، تقریباً 1 ساعت پس از خروج از فر محاسبه شد(23).به منظور تعیین pH و اسیدیته، 5 گرم نمونه را در 50 میلی لیتر آب مقطر در دمای اتاق همگن کرده و مقدار pH با استفاده از pH متر (SANA SL-901. Iran) تعیین و اسیدیته کل قابل تیتر (Total titratable acidity (TTA)) از طریق تیتراسیون با هیدروکسید سدیم 1/0 نرمال محاسبه شد(24).
همچنین رطوبت نمونهها با استفاده از روش خشک کردن با آون تعیین گردید (Method 44-16 َAACC). ابتدا قالب نمونه را در آون تنظیم شده در دمای ۱۰۵ درجه سانتی گراد به مدت 4-3 ساعت قرار داده، سپس در دسیکاتور خنک تا رسیدن به دمای محیط سرد شد و سپس وزن گردید. نمونه ها در ظرف با وزن معین، وزن و به آون با دمای 105 درجه سانتی گراد منتقل شد.
فرآیند خشک کردن تا زمانی که تغییرات وزن در دو فاصله‌ی متوالی وزن کردن در ۱۵ دقیقه به کمتر از 1/0 درصد وزنی- وزنی رسید ادامه یافت و مقدار رطوبت با معادله زیر محاسبه گردید(25).
=×
ویژگیهای مکانیکی مغزنان با استفاده از دستگاه آنالیز بافت (Texture analyzer, KOOPA, TA20, Iran) اندازهگیری شد. این دستگاه از 2 سیکل فشردن نمونه تشکیل شده است. قطعه ای از هر قرص نان با ابعاد 20 × 20 × 25 میلی متر بریده و در هر اندازه گیری این قطعات نان برش داده دو مرتبه در مرکز با استفاده از یک پروب استوانه‌ای (قطر 43 میلی‌متر) با وزنه 5 کیلوگرم به فاصله 10 میلی‌متر (کرنش %50) با سرعت 1 میلی‌متر بر ثانیه فشرده شد(26).
برای اندازهگیری رنگ نمونهها در سیستم a*,b*,L* از اسپکتروفتومتر جذب اتمی UV- Visible استفاده شد. رنگ پوسته و مغز نان هر قرص نان اندازه گیری شد. نتایج بر اساس شاخص های L* (روشنایی-صفر: سیاه و 100: سفید)، a* (سبز: منفی و قرمز: مثبت) و b* (آبی: منفی و زرد: مثبت) گزارش شده است (27). شاخص سفیدی بر اساس فرمول زیر محاسبه شد(28).
( - L * + ( a * ) + ( b * )
مقدار اینولین در نمونه های نان با استفاده از روش آنزیمی فروکتان ها (AOAC,2002) تعیین گردید. در این راستا، نمونههای نان پس از حل شدن در آب داغ (80 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه) با سوکراز / آمیلاز، پولولاناز و مالتاز تیمار شدند. پس از آن، از محلول بوروهیدرید قلیایی برای حذف گلوکز و فروکتوز به عنوان قندهای احیاء استفاده شد. سپس محلول خنثی شد و بوروهیدرید اضافی با استفاده از اسید استیک رقیق حذف شد. فروکتان با استفاده از انکوباسیون با مخلوطی از فروکـتاناز (exo-inulinase, endo -inulinase) در دمای 40 درجه سانتیگراد به مدت 20 دقیقه به فروکتوز و گلوکز هیدرولیز شد. سپس معرف پارا هیدروکسی بنزوئیک اسید هیدرازید ( para-hydroxybenzoic acid hydrazide (PAHBH)) به نمونه ها اضافه شد و به مدت 6 دقیقه در آب جوش انکوبه شد. پس از سرد شدن، جذب در طول موج 410 نانومتر با استفاده از اسپکتروفتومتر که توسط محلول استاندارد سازی دی فروکتوز و معرف بلانک تهیه شده بود اندازه گیری شد.
محتوای کل فروکتان با استفاده از رابطه زیر اندازه گیری شد (29).
180/162×1000/1×W/100×
A= جذب PAHBH محلول واکنشی (2/0 میلی لیتر) در برابر معرف بلانک خوانده شد.
F= عاملی که برای تبدیل مقادیر جذب به میکروگرم فروکتوز (5/54 میکروگرم فروکتوز/ مقدار جذب برای 5/54 میکروگرم فروکتوز) استفاده شد.
5= عاملی که برای تبدیل 2/0میلی لیتر به 1 میلی لیتر استفاده شد.
V= حجم (میلی لیتر) عصاره ای که استفاده شد.
=
W= وزن (میلی گرم) عصاره ای که استفاده شد.
w/100= عاملی که برای بیان اینولین به عنوان درصدی از وزن پودر استفاده شد.
1000/1= عاملی که برای تبدیل میکروگرم به میلی گرم استفاده شد.
180/162= عاملی که برای تبدیل فروکتوز آزاد به آنهیدروفروکتوز (و آنهیدروگلوکز) استفاده شد.
ارزیابی حسی نمونه های تهیه شده در این مطالعه با استفاده از مقیاس هدونیک 9 نقطه ای، با رتبه 1 (نمونه بسیار ناخوشایند)، 5 (نمونه قابل قبول) و 9 (نمونه بسیار خوشایند از نظر حسی)، بررسی شدند. ارزیابی با توجه به طعم، رنگ، بافت و همچنین پذیرش کلی توسط 30 ارزیاب نیمه آموزش دیده از دانشجویان و کارکنان (نسبت مرد به زن برابر و محدوده سنی 58- 18 سال) از دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد دانشکده بهداشت انجام شد. سلامتی و تمایل شرکت کنندگان جهت شرکت در آزمون در نظر گرفته شد. برای ارزیابی حسی، برش های نمونه نان رمزگذاری شده به طور تصادفی ارزیابی شدند(30).
در این مطالعه برای توصیف ویژگیهای کمی از آمار توصیفی به کمک میانگین و انحراف معیار استفاده شد. به منظور حصول بیشترین صحت در نتایج آنالیز آماری، آزمونهای مربوطه در 3 بار تکرار انجام شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها با کمک نرم‌افزار 25SPSS انجام شد. برای بررسی اثر متغیر مستقل بر متغیرهای وابسته از آزمون one-way ANOVA استفاده شد. برای مقایسه های چندگانه بین ترکیب سطوح مختلف متغیرهای مستقل از پس آزمون توکی استفاده شد. برای بررسی اثر متغیرهای مستقل و بر هم کنش آنها بر ویژگی های حسی آزمونهای غیرپارامتریک انجام شد. سطح معنی داری در تمام آزمون های انجام شده 05/0 در نظر گرفته شد. نمودارها با استفاده از نرم‌افزار Excel ترسیم شدند. این مطالعه شامل هیچ آزمایش انسانی یا حیوانی نمی باشد. رضایت کتبی آگاهانه از همه شرکت کنندگان در مطالعه اخذ شد. این مطالعه توسط هیئت بازبینی نهادی دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی با شناسه IR.SSU.SPH.REC.1399.014 تایید شد.
یافته ها
ویژگی های ویسکوالاستیک نمونه های خمیر بدون گلوتن برای بررسی تأثیر تغییرات در فرمولاسیون تعیین شده است(31). مدول کمپلکس و تانژانت افت اطلاعات ارزشمندی در مورد قدرت نمونه ها با در نظر گرفتن هر دو ویژگی الاستیک و ویسکوز فراهم می کنند(32).
تغییرات مدول کمپلکس (|G*|) و فاکتور افت (tan δ) در شکل1 نشان داده شده است. برای تمام فرمولاسیونها در کل محدوده فرکانسهای زاویه ای، مدول برای تمام فرمولاسیون ها
در کل محدوده فرکانسهای زاویه ای، مدول ذخیره بیشتر از مدول افت (G'>G") بود، که نمایانگر شکل گیری رفتار الاستیک مانند خمیر بدون گلوتن است(33). کمترین مدول کمپلکس و بالاترین فاکتور افت در نمونه تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش و اینولین کوتاه زنجیر (A30R70SS) مشاهده شد. به طور کلی نتایج نشان داد که با افزایش درجه پلیمریزاسیون اینولین نمونه ها مدول کمپلکس بالاتر و تانژانت افت پایین تری نشان می دهند. همچنین نتایج نشان دهنده آن است که نمونه تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL دارای بالاترین مدول کمپلکس و کمترین فاکتور افت است که به معنی افزایش ویژگی الاستیک این نمونه می باشد.
اینولین از فیبرهای تغذیه ای محلول با کاربرد گسترده در صنایع غذایی است. این ترکیب پری بیوتیکی در واقع پلی ساکارید ذخیرهای با منشأ گیاهی متشکل از واحدهای فروکتوز متصل شده با پیوندهای بتا 1 به 2 و با درجه پلیمریزاسیون 60-2 است که براساس درجه پلیمریزاسیون به انواع کوتاه زنجیر (درجه پلیمریزاسیون کمتر از۱۰)، بلند زنجیر (درجه پلیمریزاسیون بالاتر از ۲۳) و انواع طبیعی (درجه پلیمریزاسیون 60-2) دسته بندی می‌شوند(1).
مقدار کافی فیبر تغذیه ای در رژیم غذایی امروزه یک راهبرد پیشگیرانه در مقابل بیماری های غیر واگیر است(3). پری بیوتیک ها فیبرهای تغذیهای غیرقابل هضم هستند که در برابر اسید معده، هیدرولیز توسط آنزیم‌های پستانداران و جذب در بخش فوقانی دستگاه گوارش مقاوماند و به طور انتخابی با تحریک رشد یا فعالیت یک یا چند باکتری پروبیوتیک در دستگاه گوارش بر سلامتی میزبان تأثیر گذار می باشند. کاهش ابتلا به بیماری های دیابت نوع ۲، سندرم متابولیک، پوکی استخوان، بیماری های التهابی روده، سندرم روده تحریک پذیر، چاقی و اسهال خونی از اثرات سلامت بخش پری بیوتیک ها می باشت(5، 4). ویژگیهای سلامتی بخش پری بیوتیکها به واسطه تأثیر آن بر میکرو فلور روده و فعالیت متابولیک میکروارگانیسم ها ایجاد می شوت(6).
نان از مهم ترین ترکیبات رژیم غذایی است که با توجه به شیوع روزافزون بیماری سلیاک و سایر اختلالات مربوط به گلوتن در سراسر جهان و لزوم استفاده از رژیمهای بدون گلوتن، تولید نان بدون گلوتن با ویژگی های کیفی و تغذیه ای مطلوب مورد توجه است. با عنایت به اهمیت پروتئین گلوتن در حفظ گاز تولید شده طی فرآیند تخمیر و ایجاد ویژگیهای بافتی و ساختاری مطبوع نان، یکی از مشکلات اصلی نان بدون گلوتن، ساختار ضعیف آن است(8،7). از رویکردهای پیشنهادی برای تولید محصولات نانوایی بدون گلوتن استفاده از انواع مختلف آردهای بدون گلوتن (برنج، ذرت، سورگوم، سویا، بلوط) است(9) و توصیه میگردد برای دستیابی به ویژگیهای بافتی و حسی مطلوب در محصولات بدون گلوتن از مخلوط آردهای بدون گلوتن بجای یک نوع آرد استفاده شود(10).
آرد برنج به واسطه بی رنگی، طعم ملایم و عدم ایجاد حساسیت یکی از مناسبترین آردهای غلات در تهیه محصولات بدون گلوتن است که معمولاً به عنوان آرد پایه استفاده میشود. آرد برنج میزان خیلی کمی پروتئین با خاصیت پلاستیک کشسانی (همانند پروتئین گندم)، سدیم، چربی، فیبر و مقدار زیادی کربوهیدرات با قابلیت هضم راحت دارد(12،11). آرد بلوط با دارا بودن ویتامینهای گروه B، E، پتاسیم، فسفر، منیزیم، آهن، فیبرهای رژیمی، اسیدهای چرب ضروری و آمینواسیدهای ضروری میتواند در بهبود کیفیت تغذیهای نان بدون گلوتن مؤثر باشد(13). علاوه بر آن استفاده از آرد بلوط موجب بهبود خواص عملکردی، رنگ، عطر و طعم محصولات پختی فاقد گلوتن میشود(14).
فرآیند تخمیر یکی از مراحل اساسی در تهیه نان است که با هدف بهبود ارزش تغذیهای فرآورده و کیفیت نان انجام میشود(15). از فرآیندهای تخمیر مورد استفاده در تهیه نان میتوان به استفاده از مخمر ساکارومایسس سرویزیه (یا مخمر نانوایی) و خمیر ترش اشاره کرد(16). خمیرترش مخلوطی از آب و آرد تخمیر شده با باکتری های اسید لاکتیک (LAB) و مخمرها است. وجود اسید لاکتیک باکتری ها در نان تهیه شده با خمیرترش موجب بهبود ویژگی های رئولوژیکی خمیر، حجم نان، ساختار مغزنان، عطر و طعم، ارزش تغذیه ای و ماندگاری نان می شود، بنابراین استفاده از خمیرترش اثرات مثبتی بر نان بدون گلوتن دارد(17).
استفاده از فروکتانهای از نوع اینولین نیز می تواند علاوه بر اثرات مفید تغذیه ای، با افزایش آبگیری و ایجاد ساختار، قابلیت نگهداری گاز را بهبود داده و به ایجاد محصولی با حجم ویژه بالا و ویژگی های بافتی مطلوب کمک کند و بهبود ویژگی های حسی و پذیرش کلی محصول را در پی داشته باشد(19، 18). با این حال ایجاد اثرات مفید سلامتی بخش پری بیوتیک اینولین مستلزم دریافت مقدار کافی از این ترکیب به صورت دست نخورده توسط میکروارگانیسمهای روده بزرگ است(20). اگرچه ساختار بتای این ترکیب منجر به مقاومت آن در برابر آنزیم‌های دستگاه گوارش میگردد، حفظ ساختار ترکیب طی فرآوری محصولات غذایی از اهمیت به سزایی برخوردار است(3).
در مطالعه ای توسط Ziobro و همکاران (2013)؛ تأثیر افزودن اینولین بر ویژگیهای فیزیکی و نرخ بیاتی نان بدون گلوتن بررسی شد. نتایج نشان داد که افزودن اینولین باعث افزایش حجم و کاهش سختی مغز نان بدون گلوتن می شود که این تأثیر به درجه پلیمریزاسیون اینولین بستگی دارد(21). Morreale و همکاران (2019)؛ در مطالعهای به بررسی تأثیر افزودن اینولین و نوع تخمیر بر ویژگی های تکنولوژیکی نان بدون گلوتن (بر پایه آرد برنج) پرداختند.
نتایج نشان داد هیدرولیز فروکتان طی تخمیر نان های بدون گلوتن تخمیر شده به نوع تخمیر و درجه پلیمریزاسیون اینولین بستگی دارد. به گونهای که استفاده از مخمرهای با فعالیت اینورتاز پایین برای نان های غنی شده با اینولین توصیه میشود(3).
با توجه به وابستگی ویژگیهای عملکردی اینولین به درجه پلیمریزاسیون آن، لزوم حفظ ساختار دست نخورده طی فرآوری به منظور ایجاد اثرات فراسودمند تغذیهای تحت تأثیر درجه پلیمریزاسیون؛ هدف از این مطالعه بررسی تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین بر ماندگاری اینولین و ویژگیهای رئولوژیکی و کیفی نان بدون گلوتن تخمیر شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش حاوی آرد بلوط-برنج است.
روش بررسی
مواد مورد نیاز:آرد برنج (رطوبت 01/0±98/6 درصد وزنی-وزنی، خاکستر 05/0± 39/0 درصد وزنی-وزنی، پروتئین 01/0±33/9 درصد وزنی-وزنی و چربی 03/0± 32/1 درصد وزنی- وزنی) از شرکت گلهای ایران خریداری شد. آرد بلوط (رطوبت 01/0±95/5 درصد وزنی-وزنی، خاکستر 39/0±82/6 درصد وزنی-وزنی، پروتئین 03/0±40/5 درصد وزنی- وزنی و چربی13/0± 47/8 درصد وزنی- وزنی) از بازار محلی (ایلام، ایران) تهیه شد.
اینـولـین مشتـق شـده از کـاسنـی شــامـل زنــجـیره کـوتـاه (S) (Frutalose OFP، محتوای اینولین ≥ %92)، زنجیره بلند (L) DP≤10)، (Frutafit
سایر مواد تشکیل دهنده نان های بدون گلوتن (نمک، شکر، روغن و مخمر خشک فعال) از سوپرمارکت های محلی خریداری شد.
مواد شیمیایی شامل سدیم هیدروکسید، ساکارز، سدیم بوروهیدرید، معرف متیل رد، پارا هیدروکسی بنزوئیک اسید (PAHBAH)، دی فروکتوز، معرف اسید مالئیک (گرید (HPLC و استات سدیم از شرکت مرک خریداری شدند. در حالی که آنزیم های مورد نیاز شامل پولولاناز میکروبی، مالتاز (آلفا-گلیکوزیداز برنج)، آلفا-آمیلاز، بتا-آمیلاز، اینولیناز (از آسپرژیلوس نیجر)، آلفا-سلولاز، اینورتاز (از مخمر نانوایی ساکارومایسس سرویزیه) و سوکراز از شرکت سیگما آلدریچ خریدار شدند.
در این مطالعه تأثیر جایگزینی اینولین در سه درجه پلیمریزاسیون، شامل زنجیره کوتاه (S)، زنجیره بلند (L) و اینولین بومی طبیعی (N) در 10 درصد وزنی-وزنی در مخلوط‌های آرد (نسبت آرد بلوط به برنج در 70:30) بررسی شد. فرآیند تخمیر بر اساس تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش(Mixed fermentatation based on sourdough (MF-SD)) انجام شد. جذب آب در مخلوط آرد حاوی %10 وزنی-وزنی اینولین با درجه ی پلیمریزاسیون مختلف با تنظیم رئومتر (Anton Paar MCR301, GmbH, Germany) برای دستیابی به قوام بهینه خمیر تعیین شد.
به منظور تهیه نان، انواع تهیه شده به روش تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش بر اساس روش دو مرحله ای اسفنج و خمیر (Sponge & dough) با نسبت 40:60 (اسفنج: خمیر) تهیه شد (AACC Method 10.11.01) (22). اسفنج با 60 درصد وزنی- وزنی آرد بلوط-برنج (30:70 درصد وزنی- وزنی)، حاوی 10 درصد وزنی- وزنی اینولین با درجه پلیمریزاسیون متفاوت (کمتر از 10، بیشتر از 23 و 60-2) و 60 درصد وزنی- وزنی آب تعیین شده با دستگاه رئومتر، تهیه شد. پس از مخلوط کردن، خمیر به مدت 20 ساعت در محفظه تخمیر با دمای 5/0±29 درجه سانتی گراد نگهداری شد. سپس 40 درصد وزنی- وزنی دیگر آرد برنج-بلوط (30:70 درصد وزنی- وزنی)، محتوی 10 درصد وزنی- وزنی اینولین با درجه پلیمریزاسیون متفاوت (کمتر از10، بیشتر از 23 و 60-2) و آب با شکر، نمک، روغن و مخمر خشک فعال به ترتیب در مقدار های 5/1،0، 3، 2/2 درصد وزنی-وزنی مخلوط و با خمیر مرحله قبل مخلوط شد. این مخلوط به مدت 4 ساعت در دمای 5/0±29 درجه سانتی گراد در محفظه تخمیر قرار داده شد. بخشی از هر کدام از نمونه های خمیر (30 گرم) برای تعیین ویژگی های رئولوژیکی استفاده شد. مابقی نمونه قالب گیری شده مجدد به مدت 30 دقیقه در دمای 5/0±29 درجه سانتی گراد فرآیند تخمیر را طی کرد. سپس فرآیند پخت در یک اجاق گاز همرفت (مدل KF900، شرکت پاک اندیشان، ایران) به مدت 30 دقیقه در دمای 5/0±220 درجه سانتی گراد انجام گرفت(22).
آزمون های رئولوژی با استفاده دستگاه رئومتر چرخشی Physica MCR 301 (اتریش، آنتون پار) با بکارگیری ژئومتری صفحه موازی در دمای 30 درجه سانتی گراد انجام شد. نمونه های خمیر به مدت 45 دقیقه برای استراحت بر روی صفحه قرار داده شد. آزمون روبش کرنش برای تعیین محدوده ویسکوالاستیک خطی انجام شد. از آنجا که محدوده ویسکوالاستیک خطی نمونه های خمیر در کرنش کمتر از %1/0 مشاهده می شود، آزمایش نوسانی فرکانس در کرنش ثابت %01/0 و دامنه فرکانس Hz100-1 انجام شد.
فاکتور افت (tan δ) و مدول مدول کمپلکس (G *) به شرح زیر تعیین شد(34):
حجم نان ها با استفاده از روش جایگزینی دانه کلزا تعیین و حجم ویژه آن از تقسیم حجم نان بر وزن (AACC Method 10-05.01)، تقریباً 1 ساعت پس از خروج از فر محاسبه شد(23).به منظور تعیین pH و اسیدیته، 5 گرم نمونه را در 50 میلی لیتر آب مقطر در دمای اتاق همگن کرده و مقدار pH با استفاده از pH متر (SANA SL-901. Iran) تعیین و اسیدیته کل قابل تیتر (Total titratable acidity (TTA)) از طریق تیتراسیون با هیدروکسید سدیم 1/0 نرمال محاسبه شد(24).
همچنین رطوبت نمونهها با استفاده از روش خشک کردن با آون تعیین گردید (Method 44-16 َAACC). ابتدا قالب نمونه را در آون تنظیم شده در دمای ۱۰۵ درجه سانتی گراد به مدت 4-3 ساعت قرار داده، سپس در دسیکاتور خنک تا رسیدن به دمای محیط سرد شد و سپس وزن گردید. نمونه ها در ظرف با وزن معین، وزن و به آون با دمای 105 درجه سانتی گراد منتقل شد.
فرآیند خشک کردن تا زمانی که تغییرات وزن در دو فاصله‌ی متوالی وزن کردن در ۱۵ دقیقه به کمتر از 1/0 درصد وزنی- وزنی رسید ادامه یافت و مقدار رطوبت با معادله زیر محاسبه گردید(25).
=
ویژگیهای مکانیکی مغزنان با استفاده از دستگاه آنالیز بافت (Texture analyzer, KOOPA, TA20, Iran) اندازهگیری شد. این دستگاه از 2 سیکل فشردن نمونه تشکیل شده است. قطعه ای از هر قرص نان با ابعاد 20 × 20 × 25 میلی متر بریده و در هر اندازه گیری این قطعات نان برش داده دو مرتبه در مرکز با استفاده از یک پروب استوانه‌ای (قطر 43 میلی‌متر) با وزنه 5 کیلوگرم به فاصله 10 میلی‌متر (کرنش %50) با سرعت 1 میلی‌متر بر ثانیه فشرده شد(26).
برای اندازهگیری رنگ نمونهها در سیستم a*,b*,L* از اسپکتروفتومتر جذب اتمی UV- Visible استفاده شد. رنگ پوسته و مغز نان هر قرص نان اندازه گیری شد. نتایج بر اساس شاخص های L* (روشنایی-صفر: سیاه و 100: سفید)، a* (سبز: منفی و قرمز: مثبت) و b* (آبی: منفی و زرد: مثبت) گزارش شده است (27). شاخص سفیدی بر اساس فرمول زیر محاسبه شد(28).
مقدار اینولین در نمونه های نان با استفاده از روش آنزیمی فروکتان ها (AOAC,2002) تعیین گردید. در این راستا، نمونههای نان پس از حل شدن در آب داغ (80 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه) با سوکراز / آمیلاز، پولولاناز و مالتاز تیمار شدند. پس از آن، از محلول بوروهیدرید قلیایی برای حذف گلوکز و فروکتوز به عنوان قندهای احیاء استفاده شد. سپس محلول خنثی شد و بوروهیدرید اضافی با استفاده از اسید استیک رقیق حذف شد. فروکتان با استفاده از انکوباسیون با مخلوطی از فروکـتاناز (exo-inulinase, endo -inulinase) در دمای 40 درجه سانتیگراد به مدت 20 دقیقه به فروکتوز و گلوکز هیدرولیز شد. سپس معرف پارا هیدروکسی بنزوئیک اسید هیدرازید ( para-hydroxybenzoic acid hydrazide (PAHBH)) به نمونه ها اضافه شد و به مدت 6 دقیقه در آب جوش انکوبه شد. پس از سرد شدن، جذب در طول موج 410 نانومتر با استفاده از اسپکتروفتومتر که توسط محلول استاندارد سازی دی فروکتوز و معرف بلانک تهیه شده بود اندازه گیری شد.
محتوای کل فروکتان با استفاده از رابطه زیر اندازه گیری شد (29).
180/162×1000/1×W/100×
A= جذب PAHBH محلول واکنشی (2/0 میلی لیتر) در برابر معرف بلانک خوانده شد.
F= عاملی که برای تبدیل مقادیر جذب به میکروگرم فروکتوز (5/54 میکروگرم فروکتوز/ مقدار جذب برای 5/54 میکروگرم فروکتوز) استفاده شد.
5= عاملی که برای تبدیل 2/0میلی لیتر به 1 میلی لیتر استفاده شد.
V= حجم (میلی لیتر) عصاره ای که استفاده شد.
=
W= وزن (میلی گرم) عصاره ای که استفاده شد.
w/100= عاملی که برای بیان اینولین به عنوان درصدی از وزن پودر استفاده شد.
1000/1= عاملی که برای تبدیل میکروگرم به میلی گرم استفاده شد.
180/162= عاملی که برای تبدیل فروکتوز آزاد به آنهیدروفروکتوز (و آنهیدروگلوکز) استفاده شد.
ارزیابی حسی نمونه های تهیه شده در این مطالعه با استفاده از مقیاس هدونیک 9 نقطه ای، با رتبه 1 (نمونه بسیار ناخوشایند)، 5 (نمونه قابل قبول) و 9 (نمونه بسیار خوشایند از نظر حسی)، بررسی شدند. ارزیابی با توجه به طعم، رنگ، بافت و همچنین پذیرش کلی توسط 30 ارزیاب نیمه آموزش دیده از دانشجویان و کارکنان (نسبت مرد به زن برابر و محدوده سنی 58- 18 سال) از دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد دانشکده بهداشت انجام شد. سلامتی و تمایل شرکت کنندگان جهت شرکت در آزمون در نظر گرفته شد. برای ارزیابی حسی، برش های نمونه نان رمزگذاری شده به طور تصادفی ارزیابی شدند(30).
در این مطالعه برای توصیف ویژگیهای کمی از آمار توصیفی به کمک میانگین و انحراف معیار استفاده شد. به منظور حصول بیشترین صحت در نتایج آنالیز آماری، آزمونهای مربوطه در 3 بار تکرار انجام شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها با کمک نرم‌افزار 25SPSS انجام شد. برای بررسی اثر متغیر مستقل بر متغیرهای وابسته از آزمون one-way ANOVA استفاده شد. برای مقایسه های چندگانه بین ترکیب سطوح مختلف متغیرهای مستقل از پس آزمون توکی استفاده شد. برای بررسی اثر متغیرهای مستقل و بر هم کنش آنها بر ویژگی های حسی آزمونهای غیرپارامتریک انجام شد. سطح معنی داری در تمام آزمون های انجام شده 05/0 در نظر گرفته شد. نمودارها با استفاده از نرم‌افزار Excel ترسیم شدند. این مطالعه شامل هیچ آزمایش انسانی یا حیوانی نمی باشد. رضایت کتبی آگاهانه از همه شرکت کنندگان در مطالعه اخذ شد. این مطالعه توسط هیئت بازبینی نهادی دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی با شناسه IR.SSU.SPH.REC.1399.014 تایید شد.
یافته ها
ویژگی های ویسکوالاستیک نمونه های خمیر بدون گلوتن برای بررسی تأثیر تغییرات در فرمولاسیون تعیین شده است(31). مدول کمپلکس و تانژانت افت اطلاعات ارزشمندی در مورد قدرت نمونه ها با در نظر گرفتن هر دو ویژگی الاستیک و ویسکوز فراهم می کنند(32).
تغییرات مدول کمپلکس (|G*|) و فاکتور افت (tan δ) در شکل1 نشان داده شده است. برای تمام فرمولاسیونها در کل محدوده فرکانسهای زاویه ای، مدول برای تمام فرمولاسیون ها
در کل محدوده فرکانسهای زاویه ای، مدول ذخیره بیشتر از مدول افت (G'>G") بود، که نمایانگر شکل گیری رفتار الاستیک مانند خمیر بدون گلوتن است(33). کمترین مدول کمپلکس و بالاترین فاکتور افت در نمونه تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش و اینولین کوتاه زنجیر (A30R70SS) مشاهده شد. به طور کلی نتایج نشان داد که با افزایش درجه پلیمریزاسیون اینولین نمونه ها مدول کمپلکس بالاتر و تانژانت افت پایین تری نشان می دهند. همچنین نتایج نشان دهنده آن است که نمونه تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL دارای بالاترین مدول کمپلکس و کمترین فاکتور افت است که به معنی افزایش ویژگی الاستیک این نمونه می باشد.
|
(الف)
|
|
(ب)
|
شکل 1. منحنی‌های رفت و برگشت فرکانسی نمونههای خمیر بدون گلوتن (منحنی‌ها میانگین حداقل دو تکرار هستند) ((الف) و (ب) به ترتیب مدول کمپلکس (|G*|) و فاکتور افت (tan δ) هستند).
=Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند).
ویژگی های فیزیکی نمونه های نان بدون گلوتن با جایگزینی 30 درصد وزنی-وزنی آرد بلوط، 10 درصد وزنی-وزنی اینولین
با سه درجه پلیمریزاسیون متفاوت و تخمیر شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش تهیه شدند. نتایج در جدول 1 آورده شده است.
کمترین و بیشترین میزان رطوبت به ترتیب در نمونه هایی با کمترین و بیشترین میزان جذب آب مشاهده شده است. افزودن اینولین میزان رطوبت نمونه ها را کاهش داده است(05/0p≤). با این حال هنگام بکارگیری اینولین بلند زنجیر، تفاوت معنی داری میان میزان رطوبت نمونه ها (A30R70SL) با نمونه کنترل بدون اینولین مشاهده نشد(05/0p>).
علاوه بر آن نتایج ارائه شده در جدول 1 نشان می دهد اثر افزودن اینولین بر فرآیند اسیدیفیکاسیون تحت تاثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین قرار گرفته است، بطوری که بکارگیری اینولین کوتاه زنجیر نسبت به اینولین بلند زنجیر تأثیر بیشتری بر کاهش pH و افزایش اسیدیته کل قابل تیتر دارد(05/0p≤).
شاخص حجم ویژه، تعیین کننده توانایی خمیر در حفظ گاز دی اکسید کربن تولید شده طی فرآیند تخمیر و قابلیت متساعد شدن آن طی فرآیند پخت است(34)، که در محدوده بین 12/1-49/1 گزارش شده است(جدول2). افزودن اینولین حجم ویژه نمونه ها را کاهش داد(05/0p≤). با این وجود حجم ویژه نمونه A30R70SL تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر با نمونه کنترل بدون اینولین A30R70Y (C) تفاوت معنی داری نشان نداد (05/0p>).
تغییر در حجم ویژه نان با تغییر سختی همراه است. با افزودن اینولین، سختی تمام نمونه ها نسبت به نمونه کنترل (بدون اینولین) افزایش پیدا کرد (05/0p≤). افزودن اینولین حجم ویژه تمام نمونه های نسبت به نمونه کنترل کاهش داد که در پی آن سختی افزایش یافت. با افزایش درجه پلیمریزاسیون اینولین، سختی نمونه های نان بدون گلوتن کاهش یافت(05/0p≤).
پیوستگی نمونه ها هنگام افزودن اینولین نسبت به نمونه های کنترل بدون اینولین به طور معنی داری کاهش یافت(05/0>p). این کاهش با افزایش درجه پلیمریزاسیون کمتر می شود، به گونه ای که اختلاف معنی داری بین نمونه های تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL و نمونه کنترل تخمیر شده با مخمر بدون اینولین A30R70Y(C) مشاهده نشد (05/0≤p).
نتایج آنالیز رنگ پوسته و مغزنان بر اساس پارامترهایL* ، a*، b* و WI که به ترتیب شاخص های روشنایی، سبز (-) / قرمز (+) ، آبی (-) / زرد (+) و شاخص سفیدی را نشان می دهد، در جدول 3 گزارش شده است. رنگ پوسته و مغز نان عمدتاً به ترتیب تحت تأثیر محصولات واکنش میلارد و اجزای فرمولاسیون است(35). نتایج نشان داد افزودن اینولین تحت تأثیر درجه پلیمریزاسیون آن بر پارامتر های رنگ اثر گذاشته است. در رابطه با رنگ پوسته بیشترین و کمترین روشنایی به ترتیب در نمونه های تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین کوتاه زنجیر A30R70SS و تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL با مقدار L* 11/0±67/88 و 15/0±95/84 مشاهده شد. در رابطه با رنگ مغزنان بیشترین و کمترین روشنایی L* به ترتیب در نمونه های تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین کوتاه زنجیر A30R70SS و تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SLبا مقدار 07/0±77/90 و 07/0±73/84 مشاهده شد. علاوه برآن شاخص سفیدی پوسته و مغز نان نتایج مشابه ای با شاخص روشنایی نشان دادند.
با سه درجه پلیمریزاسیون متفاوت و تخمیر شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش تهیه شدند. نتایج در جدول 1 آورده شده است.
کمترین و بیشترین میزان رطوبت به ترتیب در نمونه هایی با کمترین و بیشترین میزان جذب آب مشاهده شده است. افزودن اینولین میزان رطوبت نمونه ها را کاهش داده است(05/0p≤). با این حال هنگام بکارگیری اینولین بلند زنجیر، تفاوت معنی داری میان میزان رطوبت نمونه ها (A30R70SL) با نمونه کنترل بدون اینولین مشاهده نشد(05/0p>).
علاوه بر آن نتایج ارائه شده در جدول 1 نشان می دهد اثر افزودن اینولین بر فرآیند اسیدیفیکاسیون تحت تاثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین قرار گرفته است، بطوری که بکارگیری اینولین کوتاه زنجیر نسبت به اینولین بلند زنجیر تأثیر بیشتری بر کاهش pH و افزایش اسیدیته کل قابل تیتر دارد(05/0p≤).
شاخص حجم ویژه، تعیین کننده توانایی خمیر در حفظ گاز دی اکسید کربن تولید شده طی فرآیند تخمیر و قابلیت متساعد شدن آن طی فرآیند پخت است(34)، که در محدوده بین 12/1-49/1 گزارش شده است(جدول2). افزودن اینولین حجم ویژه نمونه ها را کاهش داد(05/0p≤). با این وجود حجم ویژه نمونه A30R70SL تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر با نمونه کنترل بدون اینولین A30R70Y (C) تفاوت معنی داری نشان نداد (05/0p>).
تغییر در حجم ویژه نان با تغییر سختی همراه است. با افزودن اینولین، سختی تمام نمونه ها نسبت به نمونه کنترل (بدون اینولین) افزایش پیدا کرد (05/0p≤). افزودن اینولین حجم ویژه تمام نمونه های نسبت به نمونه کنترل کاهش داد که در پی آن سختی افزایش یافت. با افزایش درجه پلیمریزاسیون اینولین، سختی نمونه های نان بدون گلوتن کاهش یافت(05/0p≤).
پیوستگی نمونه ها هنگام افزودن اینولین نسبت به نمونه های کنترل بدون اینولین به طور معنی داری کاهش یافت(05/0>p). این کاهش با افزایش درجه پلیمریزاسیون کمتر می شود، به گونه ای که اختلاف معنی داری بین نمونه های تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL و نمونه کنترل تخمیر شده با مخمر بدون اینولین A30R70Y(C) مشاهده نشد (05/0≤p).
نتایج آنالیز رنگ پوسته و مغزنان بر اساس پارامترهایL* ، a*، b* و WI که به ترتیب شاخص های روشنایی، سبز (-) / قرمز (+) ، آبی (-) / زرد (+) و شاخص سفیدی را نشان می دهد، در جدول 3 گزارش شده است. رنگ پوسته و مغز نان عمدتاً به ترتیب تحت تأثیر محصولات واکنش میلارد و اجزای فرمولاسیون است(35). نتایج نشان داد افزودن اینولین تحت تأثیر درجه پلیمریزاسیون آن بر پارامتر های رنگ اثر گذاشته است. در رابطه با رنگ پوسته بیشترین و کمترین روشنایی به ترتیب در نمونه های تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین کوتاه زنجیر A30R70SS و تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL با مقدار L* 11/0±67/88 و 15/0±95/84 مشاهده شد. در رابطه با رنگ مغزنان بیشترین و کمترین روشنایی L* به ترتیب در نمونه های تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین کوتاه زنجیر A30R70SS و تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SLبا مقدار 07/0±77/90 و 07/0±73/84 مشاهده شد. علاوه برآن شاخص سفیدی پوسته و مغز نان نتایج مشابه ای با شاخص روشنایی نشان دادند.
جدول 1: ویژگی های فیزیکوشیمیایی نان های بدون گلوتن
| پارامتر ها | تیمار ها |
|||
| اسیدیته | pH | رطوبت | جذب آب | |
| 06/0±36/0 b | 01/0±61/5 a | 06/0±96/39 a | 07/0±00/74 a 01/0±00/57 d 06/0±00/60 c 04/0±00/64 b |
A30R70Y(C) |
| 07/0±48/0 a | 01/0±25/5 d | 02/0±78/34 c | A30R70SS | |
| 05/0±39/0 b | 00/0±37/5 c | 10/0±70/36 b | A30R70SN | |
| 08/0±30/0 c b | 03/0±42/5 b | 11/0±01/40 a | A30R70SL | |
** مقادیر با حروف کوچک مختلف در هر ستون به معنای اختلاف معنی دار است (05/0>p).
*** =Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند). نمونه های کنترل با AaRbY(C) نشان داده می شوند.
جدول 2:آنالیز ویژگی های بافتی نمونه های نان های بدون گلوتن
| ویژگی های بافتی | تیمار ها |
||||
| قابلیت جویدن (mJ) | پیوستگی (-) | قابلیت ارتجاعی (mm) | سختی (g) | حجم ویژه (cm3 g-1) |
|
| 50/2±86/59c | 03/0±41/0a | 29/0±28/9 a | 01/95±07/3062 d | 03/0±49/1 a | A30R70Y(C) |
| 60/3±92/122a | 04/0±25/0c | 01/0±73/8 c | 13/82±98/8725 a | 01/0±12/1 c | A30R70SS |
| 50/2±72/89 b | 30/0±01/0 b | 26/0±63/10 b | 50/70±20/6885b | 00/0±25/1 b | A30R70SN |
| 40/3±92/40d | 02/0±40/0d | 21/0±50/12a | 10/89±71/4177c | 04/0±47/1 a | A30R70SL |
** مقادیر با حروف کوچک مختلف در هر ستون به معنای اختلاف معنی دار است (05/0>p).
*** =Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند). نمونه های کنترل با AaRbY(C) نشان داده می شوند.
جدول 3. پارامترهای رنگ (L*، a*، b* و شاخص سفیدی) پوسته و مغزنان نمونه های بدون گلوتن
| ویژگی های مغر نان | ویژگی های پوسته | تیمارها | |||||||
| WI | b* | a* | L* | WI | b* | a* | L* | ||
| 14/0±28/70a | 06/0±52/26b | 01/0±55/8c | 11/0±66/89b | 06/0±27/68b | 33/0±83/25b | 01/0±61/11b | 14/0±68/85b | A30R70Y(C) | |
| 06/0±32/70a | 12/0±10/27a | 02/0±82/7d | 07/0±77/90a | 14/0±03/70a | 12/0±53/27a | 12/0±09/10d | 11/0±67/88a | A30R70SS | |
| 08/0±02/69b | 01/0±21/26c | 09/0±43/10b | 11/0±37/87c | 07/0±23/68b | 20/0±57/25c | 14/0±08/12a | 55/0±64/85c | A30R70SN | |
| 10/0±72/68c | 06/0±85/24d | 02/0±31/11a | 07/0±73/84d | 06/0±25/68b | 19/0±73/25d | 06/0±53/11c | 15/0±95/84d | A30R70SL | |
** مقادیر با حروف کوچک مختلف در هر ستون به معنای اختلاف معنی دار است (05/0>p).
*** =Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند). نمونه های کنترل با AaRbY(C) نشان داده می شوند.
پری بیوتیک اینولین از فیبرهای تغذیه ای محلول است که دریافت مقدار مشخص و منظم آن توسط باکتری های مفید روده می تواند باعث کاهش پاسخ گلایسمی، افزایش جذب کلسیم و مواد معدنی، تقویت سلامت دستگاه گوارش، تأثیر بر متابولیسم چربی ها و کاهش خطر ابتلا به پوکی استخوان، ابتلا به سرطان روده بزرگ، سرطان پستان و رشد تومور شود(36،3). اگرچه وجود ساختار بتا در اینولین منجر به مقاومت آن در برابر هضم به وسیله آنزیم‌های دستگاه گوارش شده است(36)، ماندگاری آن در محصول نهایی می تواند تحت تأثیر فرآیند پخت (ترکیب دما و زمان)، فرمولاسیون خمیر، نوع فرآیند تخمیر و درجه پلیمریزاسیون اینولین قرار گیرد(39-37). به منظور حذف اثر فرآیند تخمیر و دمای فرآیند پخت برای همه نمونه ها از یک نوع تخمیر (تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش) و دمای ثابت 220 درجه سانتی گراد به مدت 30 دقیقه در نظر گرفته شده است. نتایج مربوط به میزان ماندگاری اینولین نان در شکل2 گزارش شده است.
بالاترین و پایین ترین میزان ماندگاری اینولین پس از فرآیند پخت مربوط به نمونههای تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL و تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین کوتاه زنجیر A30R70SS به ترتیب با مقدارهای 08/0± 15/4 و 06/0± 61/3 بود. با افزایش درجه پلیمریزاسیون میزان ماندگاری اینولین افزایش پیدا کرد و نمونه های حاوی اینولین بلند زنجیر میزان ماندگاری بالاتری نسبت به نمونه های حاوی اینولین کوتاه زنجیر نشان دادند (05/0>p). ارزیابی حسی، رفتار مصرف کنندگان نسبت به محصول را می سنجد و در ارائه فرمولاسیون های جدید مواد غذایی نقش بسزایی دارد. ویژگی های حسی نمونه نان بدون گلوتن تهیه شده در این پژوهش شامل طعم، بافت، رنگ و پذیرش کلی در فرمولاسیون ها مختلف بر اساس درجه پلیمریزاسیون اینولین ارزیابی و نتایج آن در شکل 3 گزارش شد. نمونه تخمیر شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL با رتبه 18/0±66/8 و 07/0±22/8 بالاترین رتبه را از نظر بافت دریافت کرد. نمونه تخمیر شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش و اینولین کوتاه زنجیرA30R70SS با دریافت رتبه 25/0±88/7 بالاترین رتبه را از نظر طعم دریافت کرد.
بالاترین و پایین ترین میزان ماندگاری اینولین پس از فرآیند پخت مربوط به نمونههای تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL و تهیه شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین کوتاه زنجیر A30R70SS به ترتیب با مقدارهای 08/0± 15/4 و 06/0± 61/3 بود. با افزایش درجه پلیمریزاسیون میزان ماندگاری اینولین افزایش پیدا کرد و نمونه های حاوی اینولین بلند زنجیر میزان ماندگاری بالاتری نسبت به نمونه های حاوی اینولین کوتاه زنجیر نشان دادند (05/0>p). ارزیابی حسی، رفتار مصرف کنندگان نسبت به محصول را می سنجد و در ارائه فرمولاسیون های جدید مواد غذایی نقش بسزایی دارد. ویژگی های حسی نمونه نان بدون گلوتن تهیه شده در این پژوهش شامل طعم، بافت، رنگ و پذیرش کلی در فرمولاسیون ها مختلف بر اساس درجه پلیمریزاسیون اینولین ارزیابی و نتایج آن در شکل 3 گزارش شد. نمونه تخمیر شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL با رتبه 18/0±66/8 و 07/0±22/8 بالاترین رتبه را از نظر بافت دریافت کرد. نمونه تخمیر شده با تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش و اینولین کوتاه زنجیرA30R70SS با دریافت رتبه 25/0±88/7 بالاترین رتبه را از نظر طعم دریافت کرد.
شکل 2: محتوای اینولین نان های بدون گلوتن
=Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند).
شکل 3: نمودار ارزیابی حسی نان بدون گلوتن تهیه شده با فرمولاسیون های مختلف
=Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند). نمونه های کنترل با AaRbY(C) نشان داده می شوند.
=Aa سطح آرد بلوط A30): 30 درصد وزنی-وزنی)،= Rb سطح آرد برنج (R70: 70 درصد وزنی-وزنی)، =X نوع تخمیر =S) تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش)، =I درجه پلیمریزاسیون اینولین ( :Sاینولین با زنجیره کوتاه)؛ :N (اینولین طبیعی)؛ :L اینولین با زنجیره بلند). نمونه های کنترل با AaRbY(C) نشان داده می شوند.
بحث و نتیجه گیری
نشان دهنده رفتار الاستیک بالا و ویسکوز پایین آن می باشد که
مطالعات مختلف نشان داده اند که استفاده از اینولین به عنوان یک پری بیوتیک باعث بهبود خواص تغذیه ای و سلامتی در انواع نان ها می شود بدون اینکه هیچ گونه تأثیر نامطلوبی بر ویژگی های رئولوژیکی و ارگانولپتیکی نان داشته باشد(40). افزودن اینولین به خمیر می تواند باعث بهبود خواص رئولوژی خمیر شود(41).نشان دهنده رفتار الاستیک بالا و ویسکوز پایین آن می باشد که
نتایج این مطالعه نشان داد نمونه های خمیر با افزایش درجه پلیمریزاسیون اینولین مدول کمپلکس بالاتر و تانژانت افت پایین تری نشان می دهند.
افزودن اینولین با درجه پلیمریزاسیون بالا ویژگی الاستیک خمیر را افزایش می دهد و ساختاری مطلوب را در خمیر ایجاد می کند در حالی که اینولین کوتاه زنجیر باعث افزایش ویژگی ویسکوز می شوند(42).
همچنین نتایج نشان دهنده آن است که نمونه تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL دارای بالاترین مدول کمپلکس و کمترین فاکتور افت است که به معنی افزایش ویژگی الاستیک این نمونه می باشد. در واقع، اگزوپلی ساکاریدهای تولید شده توسط اسید لاکتیک باکتری ها در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش میتواند با اینولین بلند زنجیر در ایجاد یک ساختار ژل مانند اثر هم افزایی داشته باشد و منجر به ویژگی الاستیک بالای خمیر و در نتیجه کاهش تانژانت افت شود.
این نتایح با یافتههای مطالعه Galle و همکاران مطابقت داشت(43). بنابراین نمونه نمونه تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر (A30R70SL) با کمترین مقدار تانژانت افت و بطور همزمان بالاترین مدول کمپلکس بالا، که به عنوان نمونهای با ویژگی رئولوژی مطلوب در نظر گرفته شد.
افزایش میزان رطوبت نمونه نمونه تهیه شده با خمیر حاصل از ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر (A30R70SL) ناشی از اثرات همافزایی اینولین بلند زنجیر و اگزوپلی ساکاریدهای تولید شده توسط باکتری های اسید لاکتیک برای ایجاد ژل با دمای ژلاتینه شدن پایین تر است(44). تشکیل ژل منجر به محدودیت فضا می شود و پیوند متقابل مولکول های نشاسته را برای ایجاد ساختار منظم کاهش می دهد، از مهاجرت رطوبت در ژل جلوگیری می کند و در نتیجه ظرفیت نگهداری آب را افزایش میدهد (46 ،45).
اثر هم افزایی اگزوپلی ساکاریدهای تولید شده در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر در ایجاد ساختار مطلوبی که توانایی نگهداری گاز را دارد افزایش حجم ویژه را در پی داشته است(47). همانطور که در مطالعه Capriles و Arêas (2013) بیان شد اینولین بلند زنجیر قابلیت بالاتری در ایجاد ساختار و افزایش حجم ویژه نمونههای نان بدون گلوتن و در پی آن کاهش سختی نسبت به اینولین کوتاه زنجیر نشان می دهد(15). علاوه بر آن پارامتر قابلیت جویدن نیز روند تغییری مشابه سختی مشاهده شد که مشابه یافته های مطالعه Abdelghafor و همکاران است(48).
علی رغم وابستگی پارامتر پیوستگی به اجزای فرمولاسیون(49) و با توجه به تأثیر اینولین در تضعیف ساختار(50) بهبود پیوستگی در نمونه نمونه تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر (A30R70SL) می تواند مربوط به اگزوپلی ساکاریدهای تولید شده توسط اسید لاکتیک باکتری های موجود در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش باشد که در ایجاد یک ساختار ژل مانند با اینولین بلند زنجیر اثر هم افزایی داشته و موجب افزایش پیوستگی و قابلیت ارتجاعی شده است(43). نتایج قابلیت ارتجاعی با نتایج ویژگی های رئولوژی سازگار بود.کاهش pH با کاهش واکنش میلارد و افزایش شاخص روشنایی پوسته همراه است(45). به نظر می رسد اینولین کوتاه زنجیر با قابلیت هیدرولیز آسان تر در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش pH کمتری را ایجاد کرده که در پی آن واکنش میلارد کاهش و L* افزایش یافت و a*، b* کمترین مقدار را نشان داد. در واقع در هنگام بکارگیری اینولین با درجه پلیمریزاسیون بالاتر و حجم ویژه افزایش می یابد. حجم ویژه بالاتر با افزایش حباب های هوا و پراکنش نور همراه است که باعث کاهش L* و تیرگی بیشتر محصول می شود(51).
مقایسه نتایج سختی (جدول2) با شاخص های رنگ مغز نان نشان می دهد که افزایش سختی نمونه ها باعث افزایش L* مغز نان می شود. در واقع به نظر می رسد به دلیل کاهش قدرت نگهداری گاز و ایجاد حباب در نمونههایی با سختی بالا پراکنش نور کم شده و روشنی افزایش یافته است. شاخص سفیدی پوسته و مغز نان نتایج مشابهای با شاخص روشنایی نشان دادند. در مطالعه Hsieh و همکاران، مشاهده شد که L* مغز نان ارتباط مستقیمی با شاخص سفیدی دارد(52).
در رابطه با ماندگاری اینولین نتایج مطالعه Glibowskiو همکاران نشان داد، اینولین بلند زنجیر ماندگاری بیشتری نسبت به اینولین کوتاه زنجیر در طی فرآیند تخمیر و پخت دارند. علاوه بر آن بنظر می رسد با توجه به این که اینولین کوتاه زنجیر pH پایین تر و اسیدیته کل قابل تیتر بالاتر نسبت به اینولین بلند زنجیر ایجاد کرده است(جدول1) و به دمای پخت حساسیت بالاتری نشان داده است(39). و به طور کلی میزان ماندگاری اینولین طی فرآیند پخت تحت تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین %43-31 افت نشان داد. به عبارت دیگر، میزان افت اینولین طی فرآیند پخت در فرمولاسیون حاوی اینولین کوتاه زنجیر (A30R70SS)، %43 بود اما در نمونه حاوی حاوی اینولین بلند زنجیر (A30R70SL) میزان افت 31% بود.
نمونه نمونه تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL به دلیل اثر هم افزایی تشکیل ژل توسط اگزو پلی ساکارید های تولید شده در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیر ترش و استفاده از اینولین بلند زنجیر حجم ویژه بالاتر و بافت مطلوبی ارائه داده است که انتظارات مصرف کنندگان را تا حد بالایی برآورده می کرد(53،24) افزودن اینولین کوتاه زنجیر طعم شیرین تری نشان می دهد و موجب پذیرش طعم شده است(54). با این وجود با توجه به رنگ غالب آرد بلوط تفاوت معنی داری در پذیرش رنگ تحت تأثیر درجه پلیمریزاسیون اینولین مشاهده نشد. بنابراین با توجه به بالاترین امتیاز بافت و طعم به ترتیب در نمونه های نمونههای تهیه شده با خمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش و اینولین بلند زنجیر A30R70SL و نمونه تخمیر شده با تخمیر ترکیبی و اینولین کوتاه زنجیر A30R70SS محبوب ترین نمونه ها از نظر پذیرش کلی نیز بودند.
در نتیجه بکارگیری اینولین بلند زنجیر به طور بالقوه موجب بهبود ویژگی های تکنولوژیکی نان بدون گلوتن شد، که به اثر هم افزایی اینولین بلند زنجیر و اگزوپلی ساکارید های تولید شده در تخمیر ترکیبی بر پایه خمیرترش در ایجاد ساختار و تشکیل ژل نگهداری گازها بالاتری نسبت داده شد. علاوه بر آن بکارگیری اینولین بلند زنجیر با کمترین میزان افت %31 بالاترین میزان ماندگاری (08/0± 15/4) اینولین را نشان داد.
با این وجود، استفاده از اینولین بلند زنجیر برای دستیابی به ویژگی های تکنولوژیکی مطلوب و ارزش تغذیه ای بالا در
فرمولاسیون نان بدون گلوتن توصیه می شود.
تضاد منافع
نویسندگان این مقاله اعلام می دارند که هیچ گونه تعارض منافعی وجود ندارد.
تقدیر و تشکر
بدین وسیله از حمایت های مالی دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی کمال تشکر و قدردانی را داریم.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
