Ανάπτυξη τροφίμων με βάση το άμυλο εμπλουτισμένων με βιοδραστικά εκχυλίσματα φρούτων και μελέτη της επίδρασης της ξήρανσης στη δομή και στις φυσικοχημικές τους ιδιότητες

Abstract

Εισαγωγή: Το άμυλο αποτελεί βασικό συστατικό της ανθρώπινης διατροφής και χρησιμοποιείται ευρέως ως δομικό στοιχείο κατά την παρασκευή τροφίμων ελεύθερων γλουτένης. Ωστόσο, η πλειοψηφία των εμπορικά διαθέσιμων επιλογών αμυλούχων τροφίμων είναι συνήθως χαμηλής διατροφικής αξίας και ως εκ τούτου ο εμπλουτισμός τους κρίνεται αναγκαίος. Ο εμπλουτισμός αμυλούχων τροφίμων με σκόνη ή εκχυλίσματα φρούτων συνιστούν ένα πολλά υποσχόμενο τρόπο βελτίωσης του διατροφικού προφίλ ενός τροφίμου καθώς περιέχουν πληθώρα μικρο- και μακρο- θρεπτικών συστατικών ό-πως, ενώσεις με αντιοξειδωτική δράση και φυτικές ίνες. Η προσθήκη παραγόντων εμπλουτισμού με τη μορφή σκόνης-εκχυλισμάτος μπορεί να προκαλέσει μεταβολές στις φυσικοχημικές, θερμικές και μηχανικές ιδιότητες των τρόφιμών επηρεάζοντας σημαντικά την αποδοχή του τροφίμου από τους καταναλωτές. Επίσης, το στάδιο της θερμικής επεξεργασίας που έπεται της παρασκευής του τροφίμου, δύναται να προκαλέσει σημαντική υποβάθμιση των προστιθέμενων βιοενεργών συστατικών όπως οι πολυφαινόλες, που χαρακτηρίζονται ως θερμοευαίσθητες. Σκοπός: Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η ανάπτυξη τροφίμων τύπου σνακ με βάση το άμυλο, εμπλουτισμένων με βιοδραστικά συστατικά φρούτων, και η διερεύνηση της επίδρασης του εμπλουτισμού στις φυσικοχημικές, θερμικές και μηχανικές ιδιότητες των προϊόντων. Επιπλέον μελετήθηκε η επίδραση 2 διαφορετικών τρόπων ξήρανσης στις παραπάνω ιδιότητες και στο ολικό πολυφαινολικό περιεχόμενο και αντιοξειδωτική ικανότητα του τελικού προϊόντος. Μέθοδος: Για το σκοπό αυτό παρασκευάσθηκαν 12 διαφορετικά ζυμάρια με άμυλο καλαμποκιού, πρωτεΐνη αρακά και κόμμι ξανθάνης (0,5 ή 0,8 g) ως βασικά υλικά, με τη χρήση δύο διαφορετικών διογκωτικών παραγόντων (μαγιά ή baking powder) και δύο υλικά εμπλουτισμού (λυοφιλιωμένη σκόνη ή λυοφιλιωμένο εκχύλισμα βύσσινου). Στα ζυμάρια έγινε προσδιορισμός των φυσικοχημικών ιδιοτήτων (υγρασία, χρώμα και pH) και των θερμικών ιδιοτήτων (ενθαλπία, θερμοκρασιακό εύρος ζελατινοποίησης και αναδιάταξης του αμύλου) μέσω Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης. Έπειτα, τα ζυμάρια χρησιμοποιήθηκαν ως βιομελάνι για την τρισδιάστατη εκτύπωση και στα εκτυπωμένα δείγματα έγινε προσδιορισμός των παραμέτρων υφής. Έγινε ξήρανση των εκτυπωμένων δειγμάτων με δύο τρόπους, σε ρεύμα θερμού αέρα και υπό κενό, για 60 λεπτά στους 60οC και έγινε προσδιορισμός % απώλειας νερού, χρώματος και σκληρότητας. Τέλος, έγινε εκτίμηση του ολικού πολυφαινολικού περιεχόμενου και της αντιοξειδωτικής ικανότητας των τελικών προϊόντων. Αποτελέσματα: Οι φυσικοχημικές ιδιότητες των ζυμαριών επηρεάστηκαν τόσο από το μέσο εμπλουτισμού όσο και από τον παράγοντα διόγκωσης. Συγκεκριμένα, η μαγιά ως διογκωτικό μέσο σε συνέργεια με τον εμπλουτισμό μείωσε στατιστικά σημαντικά το pH. Τα εμπλουτισμένα ζυμάρια σε σχέση με τα μη εμπλουτισμένα εμφάνισαν μειωμένη περιεκτικότητα υγρασίας υ.β., ήταν λιγότερο φωτεινά (↓L*), και οι χρωματικές αποχρώσεις ήταν περισσότερο κόκκινες (↑a*) και μπλε (↓b*)(p<0,05). Το baking powder οδήγησε σε αύξηση της σκληρότητας και μαζί με τον εμπλουτισμό σε μείωση της συνεκτικότητας των ζυμαριών. Ο εμπλουτισμός με λυοφιλιωμένο εκχύλισμα αύξησε την ελαστικότητα των ζυμαριών αλλά μείωσε τη συνεκτικότητα τους. Το κομμιώδες μειώθηκε με την προσθήκη 0,8 g κόμμεος ξανθάνης (p<0,05). Η θερμοκρασία έναρξης και η κορύφωσης του φαινομένου της ζελατινοποίησης αυξήθηκε με τον εμπλουτισμό ανεξάρτητα από τον διογκωτικό παράγοντα αλλά όχι στατιστικά σημαντικά σε όλα τα δείγματα(p>0,05), όμως το baking powder αύξησε στατιστικά σημαντικά τις θερμοκρασίες αυτές και σε εμπλουτισμένα ή μη- δείγματα (p<0,05). Η θερμοκρασία λήξης και η ενθαλπία του φαινομένου δεν επηρεάστηκαν. Για το φαινόμενο της αναδιάταξης/ανακρυστάλλωσης του αμύλου, η θερμοκρασία έναρξης και κορύφωσης και η ενθαλπία φάνηκαν να μειώνονται κατά τον εμπλουτισμό αλλά όχι πάντα στατιστικά σημαντικά (p<0,05). Η ξήρανση με ρεύμα θερμού αέρα οδήγησε σε στατιστικά σημαντικά αυξημένη απώλεια νερού και σε αυξημένη σκληρότητα σε σχέση με την ξήρανση υπό κενό. Μεγαλύτερη σκληρότητα παρατηρήθηκε στη ξήρανση σε ρεύμα θερμού αέρα στα δείγματα με baking powder ενώ ο εμπλουτισμός με σκόνη βύσσινου μείωσε την σκληρότητα. Το χρώμα των δείγματών που ξηράθηκαν υπό κενό ήταν εν γένει πιο φωτεινά και σε περισσότερο μπλε αποχρώσεις (↑L*,↓b*). Για τα ολικό πολυφαινολικό περιεχόμενο και οι δυο μορφές εμπλουτισμού (p>0,05) στη ξήρανση υπό κενό αλλά και η χρήση μαγιάς ως διογκωτικό μέσο (p<0,05) οδήγησαν σε υψηλότερες τιμές στο τελικό προϊόν (P.Y.b_VD: 126,240±1,58 mg GAE/100g d.w., P.B.b_VD: 66,174±0,54 mg GAE/100 g d.w., P.Y.b_TD: 81,908±0,98 mg GAE/ 100 g d.w. P.B.b_TD: 61,027±0,49 mg GAE/100 g d.w.) σε σύγκριση με το δείγμα ελέγχου. Η αντιοξειδωτική ικανότητα ωστόσο δεν έδειξε να επηρεάζεται από τον εμπλουτισμό και από την ξήρανση. Συμπεράσματα: Ο εμπλουτισμός και η χρήση διαφορετικών διογκωτικών παραγόντων φαίνεται να επηρεάζει τις φυσικοχημικές και θερμικές ιδιότητες και την υφή των ζυμαριών. Ως προς τον εμπλουτισμό και τα δύο είδη είχαν στις περισσότερες παραμέτρους ίδια αποτελέσματα. Η μαγιά ως διογκωτικός παράγοντας φάνηκε να προσδίδει καλύτερη υφή και καλύτερη συγκράτηση των φαινολικών ουσιών. Τέλος, η ξήρανση υπό κενό οδηγεί σε τελικό προϊόν με καλύτερη υφή και καλύτερη συγκράτηση ολικών πολυφαινολικών σε σχέση με την ξήρανση σε ρεύμα αέρα στην ίδια θερμοκρασία και χρόνο.