Új típusú, funkcionális komponensekben gazdag búzaırlemény összetételi és reológiai jellemzése*

Átírás

1 Új típusú, funkcionális komponensekben gazdag búzaırlemény összetételi és reológiai jellemzése* Lırincz Réka Bagdi Attila Szendi Szilvia Bucsella Blanka Tömösközi Sándor Bevezetés Magyarországon az élelmiszeripar meghatározó termékei a kenyérfélék, illetve a pékáruk. Hagyományosan a fehérlisztbıl készült kenyerek a leginkább elterjedtek hazánkban, azonban egyre nagyobb igény mutatkozik a rozslisztbıl, teljes kiırléső lisztbıl készült élelmiszerek iránt is. Ezek a termékek bizonyítottan egészségtámogató hatásúak, az élelmi rost tartalmuknak az emésztésben és a tápanyag-hasznosulásban betöltött szerepe ismert (Chandalia et al., 2000; Wolk et al., 1999). Ezen kívül hatásuk kapcsolatba hozható a szív- és érrendszeri betegségek, a 2-es típusú diabétesz, valamint az emésztırendszeri daganatok kockázatának csökkentésével is. A funkcionális tehát additív táplálkozástani hatást eredményezı komponensek a héj közeli frakciókban (az úgynevezett aleuron rétegben), valamint a héjban találhatóak meg nagyobb koncentrációban. A hagyományos ırlési technológiák ezeket a héjrészeket eltávolítják. Ennek legfıbb oka az, hogy a héjrészek jelenléte negatívan befolyásolja a liszt technológiai tulajdonságait és eltarthatóságát, így a belıle készült végtermék minıségét is. Emellett a felületi szennyezıdések (pl. gabonapenészek, a belılük származó mikotoxin szennyezıdések) is a mag külsı felületén találhatóak, így a maghéj jelenléte bizonyos mértékő élelmiszer-biztonsági kockázatot is jelenthet. Konzorciumi együttmőködésben megvalósított kutatási projektünk ( egyik meghatározó eredménye a Gyermelyi Zrt.-nél kifejlesztett új és a meglévı malomipari technológia kiegészítésével megvalósított új korpa-szeparációs eljárás, melynek segítségével új típusú búzaırlemény frakciót állíthatunk elı. Az elıállítása során a korpát héj közeli (aleuronban gazdag) és maghéj frakciókra bontjuk, így a technológiai szempontból hátrányos héj frakciót az új liszt kisebb mértékben tartalmazza, miközben a korpára jellemzı táplálkozástanilag értékes összetevıkben gazdag. Fontos szempont továbbá, hogy az új technológia során egy élelmiszeripari szempontból mellékterméknek számító alapanyag további feldolgozásával a malomipari kihozatalt is tudjuk növelni, javítva az egyébként nehezen fejleszthetı, szofisztikált malomipari eljárások hatékonyságát. Azonban ennél is fontosabb társadalmi és gazdasági hatásnak tartjuk, hogy az új technológiával és termékkel egy, a mindennapi táplálkozásában szereplı termékcsoport táplálkozástani értékének növelését érhetjük el a fogyasztók széles rétegei számára. Azonban, mivel az új fejlesztéső funkcionális ırlemény összetétele nagyban különbözik a hagyományosan alkalmazott sütıipari lisztekétıl, ezért ennek a lisztnek a használata eltérı, és jelenleg nem ismert technológiai tulajdonságokat és eltérı minıségő végterméket eredményez. Az itt közölt munkánk során amellett, hogy a liszt beltartalmi vizsgálatán keresztül rámutatunk annak táplálkozástani elınyeire, a búzaminısítésben elterjedten alkalmazott, illetve részben újszerő tészta-reológiai vizsgálatokkal jellemezzük az új ırleményt és hasonlítjuk össze a hagyományos búzalisztek viselkedésével. Anyagok és módszerek Három hagyományos sütıipari lisztet (BL 55, BL 80, BL 112) hasonlítottunk össze a kísérleti liszttel (BKL búza kísérleti liszt). E lisztek felhasználásával végeztük el a beltartalmi és reológiai méréseket.

2 A lisztek beltartalmi paramétereinek meghatározását az MSZ 20501/1-87 szabvány szerint végeztük. Ezek a mérések nedvesség-, fehérje-, hamu-, nyerszsír-, nyersrost meghatározását jelentették, amit kiegészítettünk az élelmi rost tartalom mérésével. Az eredményeket szárazanyag-tartalomra vonatkoztatva adjuk meg. A reológiai méréseket, amelyekkel a lisztekbıl adott módszerrel készült tészta fizikai tulajdonságaira következtethetünk, Mixolab (Chopin, Franciaország) készülékkel végeztük. A Mixolab egy új minıségszemléletet tükrözı komplex reológiai mérımőszer, mellyel a fehérje (sikér) minıségétıl függı, a valorigráfos/farinográfos méréshez hasonló dagasztási tulajdonságok mellett meghatározóan a szénhidrátok által befolyásolt viszkozitás jellegő viselkedést is jellemezni tudjuk (Hódsági et al., 2010). A liszt-víz szuszpenziót két dagasztókar keveri a készülékben, és a mérés során ezeknek a forgatónyomatékát rögzítjük egy diagramon (1. ábra). A görbe jellemzı pontjait illetve tartományait számértékekkel jellemezhetjük (1. táblázat), illetve származtatott mennyiségekbıl pókhálódiagram segítségével minıségprofilt állíthatunk elı (1. ábra). Paraméter Kapcsolódó paraméterek Forgatónyomaték Idı Értelmezés (Nm) Tésztahımérséklet ( C) (min) C1 vízabszorpció meghatározására használatos D1 t1 C2 a fehérjék gyengülésének mértéke mechanikai és hımérsékleti hatásra D2 t2 C3 a keményítı csirizesedésének mértéke D3 t3 C4 a gél stabilitásával kapcsolatos érték D4 t4 C5 a keményítı retrogradációjának mértéke a hőtési szakaszban D5 t5 1. táblázat: A Mixolabos görbe paramétereinek összefoglaló táblázata (Dubat et al. 2009) 1. ábra: Jellegzetes Mixolabos görbe lefutása, jellemzı szakaszai (fent) és a minıségprofil képzése (lent) (Dubat et al., 2009; Hódsági et al., 2010)

3 A mérés során meghatározzuk a vízabszorpciót, ezután a szoftver által megadott lisztmennyiséget kimérjük 0,001 g pontossággal. A készülék az adott lisztmennyiségnek megfelelı mennyiségő desztillált vizet adagol a keverıegységbe, miközben elindul a mérés. Egy mérés 45 percet vesz igénybe. Az értékelés az 1. táblázatban bemutatott paraméterek megadásával és az azokból származtatott értékekkel történik. Eredmények A lisztek beltartalmi eredményei Az új, funkcionális liszt esetén szinte minden vizsgált beltartalmi adat táplálkozástani szempontból kedvezıbb értéket mutat a hagyományos lisztek (példánkban a Magyar Élelmiszerkönyv búzafinomliszt BL 55 minıségi elıírásainak megfelelı termékek vannak) összetételéhez képest (2. ábra). 2. ábra: BL 55 és a BKL liszt fıbb beltartalmi adatai (% sz.a.) Az új búzafrakció fehérje és élelmi rost tartalma (3. ábra) kiemelkedıen magas, ásványi anyag- és zsírtartalma is többszöröse az alaplisztekének. Ezek az adatok értelemszerően jelentik a könnyen emészthetı keményítıtartalom és így az energiatartalom csökkenését is. Emellett a héj közeli frakciókból más, kedvezı táplálkozástani hatású mikrokomponensek (tokolok, alkilrezorcin, fenolos komponensek, stb.) is megjelennek a BKL frakcióban. 3. ábra: A lisztek élelmi rost tartalma

4 Az elınyösebb táplálkozástani érték mellett megoldandó feladatok is jelentkeznek, mint például a telítetlen zsírsavakban gazdag, nagy koncentrációban jelen lévı lipidek oxidációja. Jelen témánk szempontjából azonban még inkább izgalmas, hogy elsısorban az új ırlemény technológiai viselkedése nem ismert. Nemcsak a fehérje és a nem keményítı jellegő szénhidrátok mennyisége magasabb, hanem azok összetétele is lényegesen eltér a hagyományos fehérlisztekétıl. A sikérfehérjék mellett más, biológiai aktivitással rendelkezı fehérje frakciók (albuminok és globulinok) is megjelennek, illetve a nem keményítı jellegő szénhidrátok (elsısorban az arabinoxilán) szerepe is tisztázásra szorul. A szakirodalomból ismert (Saeed et al., 2011), hogy ezek a komponensek jelentısen megváltoztatják a lisztek, illetve a belılük készült tészták tulajdonságait, mint például a vízfelvétel, a dagasztási viselkedés, a tésztastabilitás és általában az e tulajdonságokért felelıs tésztaszerkezet alakulását. A tésztareológiai vizsgálatok eredményei A reológiai tulajdonságokat Mixolab készülékkel határoztuk meg. Elıször a dagasztási tulajdonságokat tekintjük át, melyet leginkább fehérjetulajdonságokra vezetünk vissza. A Mixolab 1. szakasza nyújt lehetıséget e tulajdonságok vizsgálatára. A kísérleti liszt és egy hagyományos, BL 55-ös finomliszt Mixolab görbéjében tapasztalható különbségeket a 4. ábrán láthatjuk. Jól látszik, hogy a két görbe elsı szakasza lényegesen más jellegő, a BKL liszt görbéjének elején felfedezhetünk egy gyors visszaesést. 4. ábra: BL 55 és kísérleti speciális búzaliszt (BKL) mixolabos görbéjének összehasonlítása

5 A vízabszorpciós kapacitás amely a liszt vízfelvevı képességét mutatja alapján sorrendbe állítva a különbözı típusú liszteket, azt állapíthatjuk meg, hogy a BKL liszt (78,5%) rendelkezik a legmagasabb értékkel (5. ábra). 5. ábra: Búzalisztek vízabszorpciós kapacitása (ismételhetıség: 0,378%) A magasabb vízkötı képesség oka, a magasabb fehérjetartalom mellett valószínőleg a nagyobb mennyiségben jelenlevı nem keményítı jellegő poliszacharidok (élelmi rostok), hiszen ezek az anyagok jelentısen több vizet kötnek meg, mint a liszt fı komponensei (Sanz Penella et al., 2008). A tésztakialakulási-idıre (t1) is ugyanez a tendencia érvényes, tehát a BKL lisztnek a legnagyobb ez az értéke, ami elsısorban arra utal, hogy több munkára, így több idıre van szükség ahhoz, hogy az optimális tésztaszerkezet kialakuljon (6. ábra). 6. ábra: Az átlagos tésztakialakulási-idı (t1) függése a lisztminták függvényében (ismételhetıség: 0,0814*t1+0,1252) Ez technológiai szempontból kedvezıtlen. Számos kutató úgy véli, hogy a tésztakialakulási-idı korpafrakció adagolás hatására bekövetkezett emelkedése az élelmi rostok és a sikérfehérjék közötti kölcsönhatásra vezethetı vissza. Ez a kölcsönhatás

6 megakadályozza a fehérjék hidratációját és így hatással van a nagy molekulatömegő fehérjék aggregációjára (Collar et al., 2007; Noort et al., 2010). Emellett a magasabb nyersfehérje tartalom is hozzájárulhat a hosszabb tésztakialakulási-idıhöz. Meg kell jegyezni, hogy a funkcionális komponenseket tartalmazó BKL liszt esetén a nagyobb nyersfehérje tartalom nem jelent több sikérfehérjét, valószínőleg a héj közeli frakciók magasabb védı- és biológiailag aktív fehérje tartalmának köszönhetı ez a magasabb érték. A stabilitás az az érték, amely megmutatja, hogy egy adott liszt további energia bevitel (dagasztás) során mennyi ideig marad az ideális reológiai állapotban. Ez, a mért értékek közül a BL 55 liszt esetén a legmagasabb, a BL 80-as lisztnél a legalacsonyabb, a BKL és a BL 112 pedig közel azonos eredményt produkáltak (7. ábra). 7. ábra: Stabilitás értékek a vizsgált lisztek esetén Az elsısorban sikérfehérjék által befolyásolt tésztaszerkezet gyengülésének mértékét a mixolabos C2 paraméter jellemzi. A tésztalágyulásra jellemzı C12 különbség értékek a 8. ábrán láthatók. 8. ábra: A alapliszt búzalisztek ellágyulás értékeinek, vagyis a C1-C2 (C12) értékeknek az összehasonlítása (ismételhetıség: 0,02 Nm)

7 A fehérje gyengülése a hımérséklet emelés és mechanikai energia (keverés) növekedésének hatására következik be. Tehát minél kisebb a C12 különbség, annál kisebb mértékő a hidratált fehérjeszerkezet szétesése, gyengülése, töredezése és denaturálódása, így annál jobb minıségő terméket (kenyeret) lehet elıállítani a lisztbıl. A C12 értékeknél azt figyelhettük meg, hogy a BKL liszt hasonló értékekkel rendelkezett, mint a hagyományos sütıipari lisztek, tehát e tekintetben a reológiai viselkedés hasonló technológiai minıséget vetít elıre. A megnövekedett tésztakialakulási-idı és a vízabszorpciós kapacitás megegyeznek sok kutató által megfigyelt eredménnyel (Jia et al., 2011; Noort et al., 2010; Sedej et al., 2011). A korpaadagolás tésztastabilitásra gyakorolt pozitív (Sanz Penella et al., 2008) és negatív (Sedej et al., 2011) hatásáról egyaránt beszámoltak már, de találunk olyan tanulmányokat, amelyek nem mutattak ki egyértelmően stabilitásra gyakorolt hatást (Wang et al., 2002). A sikérfehérjék mellett a keményítınek és egyéb szénhidrát komponenseknek is kiemelkedı szerepe van a tészta és a kenyér szerkezetének kialakulásában. A Mixolab 2. szakasza lehetıséget ad a keményítı tulajdonságok vizsgálatára. A csúcsviszkozitás (C3-as paraméter) a keményítı csirizesedésének a mértékét mutatja meg. Ez az érték a BKL esetében a legalacsonyabb (9. ábra). 9. ábra: A liszt minták csúcsvizskozitását jellemzı C3 paramétereinek értékei (ismételhetıség: 0,02 Nm) Ez magyarázható a BKL liszt magasabb fehérje- és nyerszsír tartalmával, a keményítı csökkent mennyiségével. A kevesebb keményítı kevesebb mennyiségő vizet vesz fel, tehát kisebb mértékő lesz a keményítı duzzadás, amely pedig alacsonyabb csúcsviszkozitás (C3) értéket eredményez (Sedej et al., 2011). A hıhatására kialakult keményítı-gél stabilitását a mixolabos görbérıl leolvasható C4 paraméterek, és a C34 különbség-értékek jellemzik (10. ábra). 10. ábra: A liszt minták keményítıjének gél stabilitását jellemzı C3-C4 (C34) különbség értékei (ismételhetıség: 0,05 Nm)

8 Általánosan elmondható, hogy a BKL alacsonyabb C3 paraméterrel rendelkezik, azaz nagyobb C34 különbséget mutat. Ez a nagyobb C34 különbség a keményítı-gél kisebb stabilitását jelzi, vagyis a csirizesedés kisebb mértékő a BKL liszt esetén. Míg a BL 55 liszt magasabb C3 és kisebb C34 értékekkel rendelkezik, ami azt mutatja, hogy a gél stabilabb, a csirizesedés nagyobb mértékő. A keményítı retrogradációjára jellemzı paraméterek: C5 és C5-C4 (C54) értékek. A BL 55 és BL 80 közel azonos C54 értékkel rendelkezik, a BKL pedig sokkal alacsonyabbal (11. ábra). A kisebb C54 különbség értékek azt mutatják, hogy a BKL liszt esetén a csirizesedett keményítınek csak kisebb hányada megy át retrogradáción. Ennek lehet az oka a magasabb nyerszsír tartalom (lipid tartalom), ugyanis az amilóz molekulák nem tudnak úgy visszarendezıdni és visszakristályosodni, mint az alacsonyabb nyerszsír tartalomnál, amely a hagyományos sütıipari lisztekre jellemzı. Azonban a C54 paraméterben bekövetkezett csökkenés pozitív hatással lehet a kenyér minıségére. Jól ismert tény, hogy a keményítı retrogradációja az egyik oka a kenyér öregedésének (Jia et al., 2011; Sedej et al., 2011; Torbica et al., 2010). Ebbıl az következik, hogy a BKL lisztet nagyobb arányban tartalmazó kenyerek öregedése, poshadása valószínőleg késıbb következik be. Következtetések Mérési eredményeink alapján megállapíthatjuk, hogy a funkcionális liszt táplálkozástanilag kiemelkedıen elınyösnek bizonyult a hagyományos lisztekhez képest. A funkcionális liszt (BKL) magas élelmi rost- és nyersfehérje tartalma meghatározó jelentıségő, ezek táplálkozástani jelentıségük mellett jelentısen befolyásolják a tészták technológiai szempontból meghatározó tulajdonságát, reológiai viselkedését. Láthattuk, hogy a funkcionális liszt magasabb fehérje- és élelmi rost tartalma feltehetıen a vízabszorpciós kapacitást és a tésztakialakulási-idıt, míg a magasabb nyersfehérje- és nyerszsír tartalma a keményítınek tulajdonított tulajdonságokat befolyásolta. A héj alatti frakciók adagolása magasabb vízmegkötı képességet, lassabb tészta kialakulást, kisebb mértékő keményítı csirizesedést és retrogradációt eredményezett. Az, hogy a kísérleti liszt összetételbeli különlegessége karakteresen eltérı reológiai tulajdonságokat eredményezett, jól mutatja, hogy a megváltozott összetétel igen jelentısen befolyásolhatja a lisztbıl történı végtermékelıállítás során megfigyelhetı technológiai tulajdonságokat is. Ennek bizonyítására és a kísérleti liszt átfogóbb vizsgálatának következı lépését végterméktesztek jelentik, melyrıl következı írásunkban számolunk be. Ezek a vizsgálatok hozzájárulhatnak ahhoz, hogy megismerjük ennek az egészséges összetevıkben gazdag alapanyagnak a termékminıségre gyakorolt hatását, segítve a termékfejlesztést. Irodalomjegyzék Chandalia, M., Garg, A., Lutjohann, D., von Bergmann, K., Grundy, S.M., & Brinkley, L. J. (2000): Beneficial Effects of High Dietary Fiber Intake in Patients with Type 2 Diabetes Mellitus. New England Journal of Medicine, 342 (19), Collar, C., Santos, E. & Rosell, C.M. (2007): Assessment of the rheological profile of fibre-enriched bread doughs by response surface methodology. Journal of Food Engineering, 78 (3), Jia, C., Huang, W., Abdel-Samie, M. A.-S., Huang, G. & Huang, G. (2011): Dough rheological, Mixolab mixing, and nutritional characteristics of almond cookies with and without xylanase. Journal of Food Engineering, 105 (2),

9 Hódsági, M., Gelencsér, T. & Salgó, A. (2010): A Mixolab technika alkalmazási lehetıségei. Élelmiszervizsgálati közlemények, 3, Noort, M.W.J., van Haaster, D., Hemery, Y., Schols, H.A. & Hamer, R.J. (2010): The effect of particle size of wheat bran fractions on bread quality Evidence for fibre protein interactions. Journal of Cereal Science, 52 (1), Saeed, F., Pasha, I., Anjum, F.M. & Sultan, M.T. (2011): Arabinoxylans and arabinogalactans: a comprehensive treatise. Critical reviews in food science and nutrition, 51 (5), Sanz Penella, J.M., Collar, C. & Haros, M. (2008): Effect of wheat bran and enzyme addition on dough functional performance and phytic acid levels in bread. Journal of Cereal Science, 48 (3), Sedej, I., Sakač, M., Mandić, A., Mišan, A., Tumbas, V. & Hadnañev, M. (2011): Assessment of antioxidant activity and rheological properties of wheat and buckwheat milling fractions. Journal of Cereal Science 54 (3), Torbica, A., Hadnañev, M. & Dapčević, T. (2010): Rheological, textural and sensory properties of gluten-free bread formulations based on rice and buckwheat flour. Food Hydrocolloids, 24 (6-7), Wang, J., Rosell, C.M. & Benedito de Barber, C. (2002): Effect of the addition of different fibres on wheat dough performance and bread quality. Food Chemistry, 79 (2), Wolk, A., Manson, J.E. & Stampfer, M.J. (1999): Long-term intake of dietary fiber and decreased risk of coronary heart disease among women. JAMA, 281 (21). *A publikáció az ÉLELMISZER Tudomány Technológia LXVI. évfolyam számában jelent meg.