Hodnotenie reologických charakteristík kompozitných múčnych zmesí s prídavkom lupiny

Hodnotenie reologických charakteristík kompozitných múčnych zmesí s prídavkom lupiny

Section reference: 
Year:
2023

Overall rating

Scientific work
80%
Design
75%
Discussion interaction
67%
UserScientific workDesignDiscussion interaction
Mgr. Nikolett Nemcová100%100%-
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.100%100%100%
Ing. Tatiana Holkovičová100%--

Hodnotenie reologických charakteristík kompozitných múčnych zmesí s prídavkom lupiny

Tatiana Holkovičová1 , Zlatica Kohajdová , Michaela Lauková , Lucia Minarovičová ,
1 Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Oddelenie potravinárskej technológie
tatiana.holkovicova@stuba.sk

V poslednom období narastá dopyt svetovej populácie po potravinách s vysokým obsahom bielkovín. Vzhľadom na to, že produkcia bielkovín živočíšneho pôvodu má negatívny vplyv na životné prostredie, je dôležité zabezpečiť dostatočné množstvo bielkovín predovšetkým z alternatívnych rastlinných zdrojov 1,2,3.  Viaceré odborné štúdie uvádzajú, že nekonvenčné rastlinné suroviny (strukoviny, olejniny) vykazujú veľký potenciál aj pri produkcii cereálnych výrobkov so zvýšeným podielom bielkovín4,5,6. V tomto smere sa ako perspektívna plodina javí predovšetkým strukovina lupina (vlčí bôb)1,3. Rod Lupinus zahŕňa viac ako 400 druhov, pričom hospodársky význam majú iba 4 druhy vlčieho bôbu: biela širokolistá lupina (L. albus), modrá úzkolistá lupina (L. angustifolius), žltá lupina (L. luteus) a L. mutabilis, tiež známa ako austrálska sladká lupina2,7,8,9. Lupina je považovaná za lacnú alternatívu k iným strukovinám, pretože obsahuje takmer dvojnásobné množstvo bielkovín (35-44 %) v porovnaní s bežnými strukovinami10,11.  Táto plodina je považovaná aj za významný zdroj vlákniny (28-39 %), ktorej prevažnú zložku tvorí nerozpustná vláknina (75–89 %) (celulóza, hemicelulóza a lignín)7,10,12. Lupina sa inkorporuje do cereálnych výrobkov (chlieb, sušienky, krekry, muffiny, cestoviny) predovšetkým ako súčasť kompozitných múčnych zmesí, v ktorých jej podiel tvorí 5-20 %13,14. Cieľom tejto práce bolo sledovať vplyv prídavku lupiny ako zdroja bielkovín na reologické charakteristiky kompozitných múčnych zmesí. Meraním reologických vlastností možno sledovať chovanie sa cesta v priebehu technologického procesu spracovania (miešanie, zahrievanie, chladenie) a následne optimalizovať zloženie kompozitných múčnych zmesí15. Inkorporáciou lupiny do pšeničného cesta dochádza k zmenám reologických vlastností cesta a kvality finálneho produktu. Prídavok tejto bezlepkovej suroviny má za následok najmä oslabenie štruktúry lepkovej siete16. V práci sa použila na prípravu kompozitných múčnych zmesí komerčne vyrábaná lupinová múka a hladká pšeničná múka. Podiel lupiny v múčnych zmesiach predstavoval 5-25 %. Reologické vlastnosti kompozitných múčnych zmesí boli stanovené prístrojom Mixolab s využitím protokolu Mixolab Profiler. Tento protokol profiluje múku na základe 6 základných kritérií (indexov kvality) (väznosť vody, odolnosť voči miešaniu, sila lepku, viskozita škrobového gélu, aktivita amyláz a schopnosť retrogradácie škrobu) hodnotením bodovo od 0 do 9. Z nameraných údajov bolo zistené, že so zvyšujúcim sa prídavkom lupiny (5-25 %) sa zvyšovala väznosť vody v ceste (2-9). Prídavok lupiny do pšeničného cesta ovplyvnil aj stabilitu škrobového gélu počas záhrevu, čo sa prejavilo poklesom indexu kvality z 8 na 2 v bodovom hodnotení kvality. Okrem toho, bolo zistené, že prídavok lupiny mal za následok zníženie hodnoty retrogradácie škrobu, indexu kvality, ktorý súvisí s rýchlosťou starnutia počas skladovania výrobkov.

Thanks: 

Táto práca vznikla s podporou projektov: VEGA 1/0583/20 a operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Drive4SIFood 313011V336 spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja. Autori tiež ďakujú STU za finančnú podporu v rámci Grantovej schémy na podporu mladých výskumníkov č. 1893.

Sources: 

1. Lucas MM., Stoddard FL., Annicchiarico P., Frías J., Martínez-Villaluenga C., Sussmann D., Pueyo JJ. (2015) Frontiers in Plant Science, 6, p. 1-6.

2. Vogelsang-O’Dwyer M., Bez J., Petersen IL., Joehnke MS., Detzel A., Busch M, Zannini E. (2020) Foods, 9(2), p. 1-24.

3. Shrestha S., van't Hag L., Haritos VS., Dhital, S. (2021) Trends in Food Science and Technology, 116, p. 928-939.

4. Hoehnel A., Axel C., Bez J., Arendt EK., Zannini, E. (2019) Journal of Cereal Science, 89, p. 1-8.

5. Yaver E., Bilgiçli N. (2021) Food Chemistry, 357, p. 1-11.

6. Malekipoor R., Johnson SK., Bhattarai RR. (2022) Nutrients, 14(14), p. 1-15.

7. Khan MK., Karnpanit W., Nasar‐Abbas SM., Huma ZE., Jayasena V. (2015) International Journal of Food Science Technology, 50(9), p. 2004-2012.

8. Georgieva N., Kosev, V. (2018) Banat's Journal of Biotechnology, 9(18), p. 65-76.

9. Sedláková K., Straková E., Suchý P., Krejcarová J., Herzig I. (2016) Acta Veterinaria Brno, 85(2), p. 165-175.

10. Arnoldi A., Boschin G., Zanoni C., Lammi C. (2015) Journal of Functional Foods, 18, p. 550-563.

11. Grela ER., Kiczorowska B., Samolińska W., Matras J., Kiczorowski P., Rybiński W., Hanczakowska E. (2017) European Food Research and Technology, 243(8), p. 1385-1395.

12. Sharma S., Singh S. (2017) Legume Research-An International Journal, 40(3), p. 478-484.

13. Villarino CBJ., Jayasena V., Coorey R., Chakrabarti-Bell S., Johnson SK. (2016) Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 56(5), p. 835-857.

14. Pleming D., Farahnaky A., Majzoobi, M. (2021) International Journal of Food Science and Technology, 56(12), p. 6707-6718.

15. Culetu A., Mohan G.,  Duta DE. (2020) Food Science and Technology, 77(1), p. 13–24.

16. Hadnađev TD., Torbica A., Hadnađev M. (2011) Procedia Food Science, 1, p. 328-334.

Discussion

Dobrý deň, zaujala ma Vaša práca, aj keď nie som priamo z daného odboru. Zdá sa, že širšie zavedenie používania lupiny v potravinárstve by mohlo byť zdraviu i prírode prospešné. Vo výsledkoch uvádzate, že: "Prídavok lupiny do pšeničného cesta ovplyvnil aj stabilitu škrobového gélu počas záhrevu, čo sa prejavilo poklesom indexu kvality z 8 na 2 v bodovom hodnotení kvality." Čo toto dramatické zníženie kvality konkrétne znamená pre prax? Zaujímalo by ma, či ste hodnotili alebo plánujete hodnotiť aj organoleptické vlastnosti potravín pripravených s prídavkom lupiny. To je totiž iste kľúčové pre jej zavedenie do jedálneho lístka prípadných konzumentov. Vopred Vám ďakujem za Vaše vyjadrenia, ZB

 

Dobrý deň pani doktorka, ďakujem za Vaše otázky a pripomienky.

Mnohé klinické štúdie preukázali pozitívny vplyv lupiny a proteínov z lupiny pri prevencii obezity, cukrovky a gastrointestinálnych problémov.

Zníženie hodnoty indexu kvality viskozity (stability škrobového gélu) je spôsobené zvýšenou aktivitou amyláz, čím dochádza k zníženiu stability škrobového gélu počas záhrevu. Táto skutočnosť má za následok zníženie viskozity a konzistencie cesta počas pečenia, čo môže spôsobiť zníženie objemu finálnych produktov.

Senzorickému hodnoteniu konkrétnych výrobkov (žemle, krekry, sušienky) sa v budúcnosti plánujem venovať v rámci ďalšieho vedeckého výskumu. Z odbornej literatúry vyplýva, že čiastočné nahradenie pšeničnej múky lupinou do 15 % podielu nemá štatisticky významný vplyv (p < 0,05) na senzorickú akceptáciu výrobkov. Znížená celková prijateľnosť výrobkov s vyšším podielom lupiny sa pripisuje predovšetkým horkej dochuti takýchto produktov za čo sú zodpovedné antinutričné látky prítomné v tejto strukovine.

Dobrý deň, ďakujem Vám veľmi pekne za promptnú a precíznu odpoveď. Veľa úspechov do Vašej ďaľšej práce želá ZB.