Επίδραση πρωτεϊνών και διαιτητικών ινών φυτικής προέλευσης στην ανάπτυξη προϊόντων ελεύθερων γλουτένης με βελτιωμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά

Abstract

The objective of this study was the development of gluten-free bakery productswith enhanced nutritional value and quality characteristics. Carob bean flour and resistant starch were used for the nutritional enrichment of gluten-free breads and cakes. More specifically, the effect of carob flour and resistant starch addition on the rheological properties of dough/batter and the quality characteristics and storage stability of bakery products was studied, thereafter the optimization of the fortified formulations followed. The impact of carob flour incorporation percentage (5-15%) and water content on the rheological properties of dough and quality (porosity, crumb grain characteristics, crumb firmness and relative elasticity) of the produced breads was assessed. Doughs containing carob/water content ratio of 10/100, 15/130 and 15/140 exhibited satisfactory viscoelastic properties and the final bread products produced showed high quality attributes, such as high porosity and decreased crumb firmness. Since 15% carob addition led to bread of high quality characteristics, optimization of the product with combined use of resistant starch and 15% carob content followed. Afterwards, the effect of carob flour particle size on the fermentative ability of doughs and the physical properties of breads with varying water content was evaluated. Dough height during fermentation was maximized at a specific water content level, different for each carob fraction used. Specifically, doughs containing 150%, 140%, 120% and 130% water content and carob flour particle size of 258.55, 174.73, 126.37 and 80.36 μm, respectively, presented maximum dough height during fermentation. Breads were prepared with the abovementioned combinations of water content and carob flour particle size, were compared in terms of structural properties and storage stability. Incorporation of the coarsest (258.55 μm) and the finest (80.36 μm) carob flour fraction leaded to breads with increased specific volume and lower staling rates during storage compared to control bread containing only rice flour. Therefore those breads were chosen as the best formulations for a comparative study with commercially available gluten-free breads. Commercial samples exhibited increased volume, but their staling rates during storage were considered higher compared to carob flour breads. Sensory evaluation of gluten-free carob breads and commercial breads was conducted and all samples tested were considered acceptable. Concerning cake manufacturing, resistant starch was incorporated up to 20% (flour weight), in order to increase the nutritional value of cakes. Resistant starch addition increased cakes specific volume, decreased crumb hardness and staling rate.

Ο σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η ανάπτυξη αρτοσκευασμάτων ελεύθερωνγλουτένης με βελτιωμένα ποιοτικά και διατροφικά χαρακτηριστικά. Για τον διατροφικό εμπλουτισμό των αρτοσκευασμάτων επιλέχθηκε η προσθήκη χαρουπάλευρου και ανθεκτικού αμύλου. Αντικείμενο των πειραμάτων ήταν η μελέτη της προσθήκης χαρουπάλευρου και ανθεκτικού αμύλου στα ρεολογικά χαρακτηριστικά της ζύμης/ζυμαριού, στα ποιοτικά και διατροφικά χαρακτηριστικά και στη διατηρησιμότητα αρτοσκευασμάτων με βάση το ρυζάλευρο, ενώ ακολούθησε μελέτη βελτιστοποίησης για την παραγωγή εμπλουτισμένων προϊόντων με υψηλή διόγκωση και μαλακή ψίχα. Αρχικά, προσδιορίστηκε η ταυτόχρονη επίδραση της ποσότητας του χαρουπάλευρου (5-15%) και της περιεκτικότητας σε νερό στα ρεολογικά χαρακτηριστικά του ζυμαριού και στις ιδιότητες των άρτων (πορώδες, μορφολογικά χαρακτηριστικά ψίχας, σκληρότητα και ελαστικότητα ψίχας). Οι συνδυασμοί χαρουπάλευρο/νερό ίσοι με 10/110, 15/130 και 15/140 οδήγησαν στην παρασκευή ζυμαριών με ικανοποιητικές ιξωδοελαστικές ιδιότητες και οι αντίστοιχοι άρτοι που παρήχθησαν σημείωσαν επαρκή διόγκωση, υψηλό πορώδες και μειωμένη σκληρότητα ψίχας. Καθώς η προσθήκη χαρουπάλευρου σε ποσοστό 15% οδήγησε στην παραγωγή άρτου υψηλών ποιοτικών χαρακτηριστικών, η μελέτη προχώρησε σε βελτιστοποίηση του προϊόντος με συνδυασμένη χρήση ανθεκτικού αμύλου και 15% περιεκτικότητα σε χαρουπάλευρο. Επιπλέον, προσδιορίστηκε η επίδραση της κοκκομετρίας του χαρουπάλευρου σε σταθερό ποσοστό προσθήκης 15% και μεταβαλλόμενη περιεκτικότητα σε νερό στην αρτοποιιτική ικανότητα της ζύμης και στα ποιοτικά χαρακτηριστικά των άρτων. Στην διόγκωση των ζυμαριών των άρτων παρατηρήθηκε ένα βέλτιστο σημείο περιεκτικότητας σε νερό διαφορετικό για κάθε κοκκομετρία το οποίο οδήγησε στην υψηλότερη διόγκωση και ήταν αντίστοιχα 150%, 140%, 120% και 130% περιεκτικότητα σε νερό για κοκκομετρία χαρουπάλευρου 258.55, 174.73, 126.37 και 80.36 μm αντίστοιχα. Τα αντίστοιχα αρτοσκευάσματα παρασκευάσθηκαν και συγκρίθηκαν ως προς τα δομικά χαρακτηριστικά και τον ρυθμό παλαίωσής τους. Οι άρτοι με προσθήκη χαρουπάλευρου της υψηλότερης (258.55 μm) και της χαμηλότερης κοκκομετρίας (80.36 μm) παρουσίασαν αυξημένο ειδικό όγκο και μικρούς ρυθμούς παλαίωσης κατά την αποθήκευση τους σε σχέση με τον άρτο αναφοράς (μόνο ρυζάλευρο) και επιλέχθηκαν ως τα βέλτιστα δείγματα για συγκριτική μελέτη με εμπορικά διαθέσιμους άρτους χωρίς γλουτένη. Τα εμπορικά δείγματα εμφάνισαν υψηλότερη διόγκωση, αλλά σημείωσαν υψηλότερους ρυθμούς παλαίωσης έναντι των άρτων με χαρουπάλευρο κατά την αποθήκευση. Ωστόσο, στην οργανοληπτική αξιολόγηση τα αρτοσκευάσματα με χαρουπάλευρο και τα εμπορικά δείγματα βαθμολογήθηκαν ως αποδεκτά. Στην περίπτωση των κέικ, έγινε ενσωμάτωση ανθεκτικού αμύλου σε ποσοστά μέχρι 20%. Η προσθήκη ανθεκτικού αμύλου οδήγησε σε αύξηση του ειδικού όγκου των κέικ, μείωση της σκληρότητας της ψίχας και μειωμένο ρυθμό παλαίωσης.