Застосування порошку листя брокколі в хлібі без глютену: інноваційний підхід до підвищення його біоактивного потенціалу та технологічної якості

Анотація:Порівняно зі звичайним хлібом, безглютеновий хліб (GF) потребує багатьох додаткових випічокдефекти та нижчу харчову та функціональну цінність. Хоча листя брокколі сприймаються яквідходи життєдіяльності, вони характеризуються високим вмістом поживних речовин і біоактивних сполук.У цьому дослідженні оціненохарчова цінність,технологічна якість, антиоксидантні властивості, і гальмівна активністьпроти утворення кінцевих продуктів глікації (AGE) збагаченого GFз порошком листя брокколі (BLP). Порівняно з контролем, безглютеновий хліб з BLP (GFB) бувхарактеризується значним (p < 0.05) higher content of nutrients (proteins and minerals), as well як покращений питомий об'єм і втрати при випіканні. Однак слід підкреслити, що BLPзначно (p < 0.05) improved theантиоксидантний потенціаліанти-AGE активністьGFB. ОтриманеРезультати показують, що BLP можна успішно використовувати як компонент безглютенової випічки. вВисновок, щойно розроблений GFB з покращеними технологічними та функціональними властивостями єхлібобулочні вироби з додатковою вартістю, які можуть принести користь для здоров’я суб’єктів, які дотримуються безглютенової дієти.

Ключові слова:Капуста; овочевий субпродукт; технологічні властивості; параметри текстури;антиоксидантнийдіяльність; анти-віки; безглютенова дієта; целіакія

Натисніть тут, щоб отримати більше інформації про антиоксидантні властивості цистанхи

1. Введення

Хліб є основним продуктом харчування, який охоче споживають у всьому світі щодня [1]. Однак для деяких людей, які страждають на целіакію та інші розлади, пов’язані з глютеном(алергія на пшеницю та чутливість до глютену без целіакії), споживання звичайнихпшеничний хліб та інші продукти, що містять глютен, шкідливі [2]. У цих пацієнтів,дієтичні білки глютену або, зокрема, гліадинову фракцію пшениці та проламіни зячмінь (гордеїни) і жито (накип) можуть призвести до шкідливих ризиків для здоров’я та ускладнень.Сьогодні єдиним доступним лікуванням розладів, пов’язаних із вживанням глютену, є дотримання aбезглютенова дієта.

Процес виготовлення хліба без глютену суттєво відрізняється від традиційногохлібопечення — зокрема, у використовуваних інгредієнтах, реологічній поведінці тіста та в ціломуякість кінцевого продукту [3]. Через відсутність суцільного тривимірклейковини, яка відповідає за реологічні властивості тіста ірозробка високоякісного хліба, виробництво безглютенового хліба є складним [4]. томувиробництво безглютенового хліба (БГ) вимагає складних рецептур, що складаються з асуміш неглютенових основних інгредієнтів і різних добавок, що імітують віскоеластиквластивості глютену [5], а також різноманітні технологічні рішення. В порівнянні ззвичайного хліба, GF має багато дефектів після випікання, наприклад непривабливий зовнішній вигляд(нерівна поверхня скоринки та блідий колір), погане відчуття у роті та смак, коротша полицяжиття. За останнє десятиліття було досягнуто значних успіхів у вдосконаленні технологіїта сенсорну якість GF та подовжити термін його зберігання [6]. Однак останнім часом зростаєряд споживачів зацікавлені в безглютенових продуктах, що характеризуються поліпшеноюхарчова та корисна для здоров'я якість.

Численні дослідження показали, що фрукти і овочі засновані на субпродуктахмістять значну кількість поживних речовин (білків, вітамінів і мінералів), а такожфункціональні (харчові волокна) та біоактивні сполуки (каротиноїди, фенольні сполуки таглюкозинолати) [7]. Серед них фітохімічні речовини виявляють важливу біологічну активність,такі як антиоксидантні та антимікробні властивості, і, отже, можуть відігравати роль у профілактиціта лікування неінфекційних захворювань людини. Корисна дія поліфеноліві похідних глюкозинолатів на організм, в тому числі для профілактикихвороби цивілізації, такі як серцево-судинні патології, діабет 2 типу, деякі видирак і нейродегенеративні захворювання широко обговорювалися в літературі [8–10]. дляз цієї причини все більше досліджень зосереджено на застосуванні побічних продуктіву безглютенових продуктах як недорогих джерелах поживних речовин і біоактивних сполук [11–13]. Нещодавно Littardi та ін. [14] оцінювали вплив додавання пергаменту меленої кавидо GF і вказав, що цей побічний продукт міг покращити колір цьогохлібобулочних виробів разом зі значним підвищенням антиоксидантної здатності таокислювальна стійкість.

Theкапустяніродина включає багато овочів, які зазвичай споживаються в усьому світі,не тільки традиційно для харчування, але, що більш важливо, для їх корисних властивостей [15]. Серед них брокколі (Brassica oleraceaвар.курсив) набула значногоактуальність в останні кілька років як «терапевтичне» харчування, оскільки містить фармакологічнодіючі речовини [16,17]. Багато досліджень зосереджено на суцвіттях брокколі, якіскладають лише 15 відсотків загальної повітряної біомаси [18]. Поки нас цікавила брокколісубпродукти, зокрема листя, які рідко використовуються в їжу. листя брокколі,схожі на суцвіття, характеризуються високим вмістом поживних речовин (білків, вітаміну С,мінерали та мікроелементи) і біоактивні сполуки (глюкозинолати, фенолокислоти,і флавоноїди) [19,20]. Хоча вони сприймаються як відходи, вони можуть бути спожитіяк цінний свіжий продукт або як джерело фітонутрієнтів, що дозволяє отримати додаткову вартістьвипічка [21,22]. Таким чином, валоризація субпродуктів брокколі та їх застосуванняяк інгредієнт хлібобулочних виробів без глютену з потенційними нутрицевтичними властивостямибути однією з альтернативних стратегій зменшення харчових відходів [23,24]. У цьому дослідженні дослідженопридатність і функціональність порошку листя брокколі (BLP) як компонента GFна основі аналізу харчової цінності, технологічності, антиоксидантних властивостей,та інгібіторну активність проти утворення кінцевих продуктів глікації (AGEs)розробленого безглютенового хліба, збагаченого BLP (GFB).

2. Матеріали та методи

2.1. Приготування порошку з листя брокколі

BLP був підготовлений, як описано раніше [24]. Коротко, непошкоджені листязріла брокколі (Brassica oleraceaL. var.курсив) подаровано компанією GEMIX (Ольштин,Польща) очищали від залишків ґрунту, промивали водою, потім коротко (1 хв) бланшували вгаряча вода для інактивації ферментів і зменшення мікробного навантаження. Потім черешки іголовні жилки були видалені, а листові пластинки висушені заморожуванням, оскільки це метод, якийзберігає харчову та біологічну цінність і колір сировини [25]. Сухийлистя подрібнюють і просівають до отримання однорідного порошку (розмір частокМенше або дорівнює0.60 мм).Отриманий BLP упаковували в герметичний пластиковий ящик і зберігали в холодильнику для подальшого використанняаналіз і застосування в експериментальній постановці ГФ.

2.2. Приготування експериментального безглютенового хліба

У цьому дослідженні оптимізована формула GF [26] використовували як контроль (GFC). Кукурудзяний крохмаль(HORTIMEX, Konin, Польща), крохмаль картопляний (PPZ "Trzemeszno" Sp. Z oo, Trzemeszno,Польща), цукор, свіжі дріжджі (Lesaffre Polska SA, Wołczyn, Польща), пектин (E 440(i), ZPOWPektowin, Jasło, Польща), рапсова олія «Kujawski» (ZT «Kruszwica» SA, KruszwicaПольща), сіль і вода були основними інгредієнтами GFC (табл1). Раніше охарактеризованоBLP [24] було включено до GFB шляхом заміни 5 відсотків (w/w) кукурудзяного крохмалю вФормула GFC. Цей рівень заміни базувався на попередньому дослідженні, яке показало, що5 відсотків був прийнятним рівнем заміни, який не вплинув на сенсорні властивості хліба,тоді як GFB з 7 відсотками BLP мав надто інтенсивний смак капусти (дані не показані).

2.3. Характеристика експериментального безглютенового хліба

2.3.1. Визначення найближчого хімічного складу та енергетичної цінності

Основний хімічний склад визначали у ліофілізованих ГФ згідно зстандартний метод [27]: вміст вологи аналізували методом сушіння (AOAC925.10), вміст білків визначали методом К’єльдаля (N× 6,25 для азотуна перетворення білка) (AOAC 979.09), і вміст жиру з використанням екстракції Сокслета гексаном(AOAC 923.03); загальну зольність визначали ваговим методом шляхом випалюваннямуфельна піч на 550◦C протягом 10 год (AOAC 923.03). Загальний вміст вуглеводів становиврозраховується шляхом віднімання значень вмісту вологи, білка, жиру та золи від 100.Енергетичні значення (кДж) розраховували шляхом множення кількості макроелементів навідповідні коефіцієнти перерахунку (17 кДж/г для білка, 37 кДж/г для жиру та 17 кДж/г длявуглеводи) [28]. Коефіцієнт перерахунку для розрахунку калорій становить 1 кДж=0.239 ккал.

2.3.2. Визначення фізичних параметрів

Вага GF оцінювалася за допомогою цифрових ваг із точністю 0.01-g. Theоб’єм батона визначали за модифікованим стандартним методом витіснення насіння ріпаку, вяке насіння проса використовували замість ріпаку. Розраховано питомий об'єм (ПВ).як об’єм буханки, поділений на його вагу. Щільність (D) розраховували як вагу батона, поділенуза своїм обсягом. Втрати при випіканні були розраховані, як зазначено в рівнянні (1).

де:

a—початкова маса тіста перед випічкою (г), а

b—маса випечених і охолоджених ГФ (г).

Колір кірки та м’якушки GF оцінювали за допомогою HunterLab ColorFlex(Hunter Associates Laboratory, Inc, Рестон, Вірджинія, США). Колір кірки визначали насередня точка верхньої частини скоринки хліба, а колір м’якушки аналізували в серединіточка центрального зрізу 2-cm. Вимірювання проводилися через діаметр 3- смдіафрагма, що містить оптичне скло. Колір виражався відповідно досистемою CIELab, а визначеними параметрами були: легкість (L* = 0 (чорний) іL* = 100 (білий) і хроматичні компоненти:a* (−a* = зелений і плюсa* = почервоніння) іb* (−b* = синій і плюсb* = жовтизна). Значення були середніми для принаймні дев'яти повторів.

Щоб представити зовнішній вигляд крихти та кірки зразкових сканів GFC та GFBприклад центрального зрізу кожного експерименту, GF було зроблено за допомогою планшетного сканера (EpsonPerfection V200 Photo) за підтримки Epson Creativity Suite Software Images (Мал1). 

Фігура 1.Візуальний вигляд м'якушки та скоринки зразкового контрольного безглютенового хліба (A,C) та безглютеновий хліб з порошком листя брокколі (B,D). 

2.3.3. Оцінка текстурних властивостей

Профіль текстури (тест TPA) свіжого (2 години) і збереженого (протягом 24 і 72 годин після випічки)крихти GF були проаналізовані за допомогою TA.HD Plus Texture Analyzer (Stable Micro SystemsLtd., Годалмінг, Великобританія) оснащено тензодатчиком 30- кг. Середні скибочки хліба 25- ммтовщина пройшла подвійний цикл стиснення до 40 відсотків деформації їх початкової висотиза допомогою 35- мм алюмінієвого компресійного диска з плоским кінцем (зонд P/35). Вибранепараметри були наступними: швидкість перед тестом/тестом/після тесту, 2.0 мм/с, час релаксації, 5 с, сила,10 г, і курок, режим авто. Кожну скибочку стискали двічі, щоб отримати текстуру на два шматкикрива профілю [29], з яких отримано наступні текстурні параметри: твердість,пружність, жування, когезія та пружність, як розраховано програмним забезпеченнямтетраметр. Для кожного типу свіжого та збереженого GF аналізували шість повторів.

2.4. Оцінка антиоксидантної здатності BLP і GF

2.4.1. Визначення загального вмісту фенолів

Загальний вміст фенолів (TPC) визначали за допомогою Фоліна–Чокальтеуреагент на основі методу, описаного раніше Horszwald і Andlauer [30]. Метанольні екстракти отримували з 200 мг ліофілізованого GF і 100 мг BLP з 1мл 67% метанолу. Зразки піддавали ультразвуковій вібрації (30 с) і вортексуванню(30 с), потім центрифугували протягом 10 хв при 13,000 об/хв при 4◦C. Наведений вище етап повторюютьп’ять разів, а супернатанти збирали в мірну колбу 5- мл. метанолекстракти готували в трьох примірниках. Аналіз TPC проводили в мікропланшетах іаліквоти по 15µЛ метанольних екстрактів поміщали в лунки мікропланшетів. Згодом250 µл реактиву Фоліна–Чокальтеу (попередньо розведеного водою 1:15,v/v) було додано,і суміш інкубували протягом 10 хв у темряві при кімнатній температурі. Потім, 25µL зУ кожну лунку додавали 20% карбонату натрію та суміш інкубували 20 хв.Мікропланшет автоматично струсили перед зчитуванням і виміряли абсорбціювλ = 755 нм із планшетним рідером Infifinite M1000 PRO (Tecan Group AG, Меннедорф,Швейцарія). Для стандартного калібрування використовували галову кислоту ({{0}}.03–1.0 мг л−1 ), іРезультати виражали в мг еквівалентів галової кислоти (GAE) на один грам сухої речовини(g DM) GF або BLP.

2.4.2. Еквівалентна антиоксидантна здатність Trolox за допомогою аналізу ABTS

Еквівалентна антиоксидантна здатність Trolox (TEAC) на 2,20 -казино-біс (3-етилбензоланаліз тіазолін-6-сульфонової кислоти (ABTS) проводили, як описано Horszwald іAndlauer [30]. Щоб отримати катіон-радикал ABTS (ABTS· плюс) розчин з абсорбцієюзначення 0,70± {{0}}.02 при 734 нм, 10 мл 7-ммоль/л водного розчину ABTS і 0,5 мл51.4-ммоль/л−1 водний розчин К2S2O4 змішували, потім зберігали в темряві прикімнатній температурі протягом 16 год. Далі ABTS· плюсрішення (1480µL) було додано до 20µL зметанольні екстракти BLP і GF. Для аналізу в мікропланшетах аликвоти по 10 штµL ззразок (метанольні екстракти BLP або GF, приготовлені, як описано вище для аналізу TPC),стандарти або бланки поміщали в лунки мікропланшетів. Вимірювання реакції та часубули розпочаті після додавання 270µL ABTS· плюсрішення. Реакція була проведенавийти о 30◦С у темряві 6 хв. Після реакції вимірювали абсорбцію при 734 нмз рідером мікропланшетів. Trolox використовувався для стандартного калібрування (0.25–1000µмоль/л−1 ), і результати були виражені вµмоль Trolox g−1 DM GF або BLP.

2.4.3. Еквівалентна антиоксидантна здатність Trolox за допомогою аналізу DPPH

Було проведено аналіз TEAC за допомогою 2-дифеніл-пікрил-гідроксилу (DPPH) радикального поглинанняза Horszwald і Andlauer [30]. Для отримання розчину DPPH поглинаючив діапазоні від 0,95 до 1,10 атλ = 517 нм, 10 мг DPPH було розчинено в 250 мл80 відсотків метанолу. Розчин DPPH був свіжоприготований перед аналізом. Для аналізу,20 µл метанольних екстрактів BLP і GF (описано в Розд2.4.1), заготовки або стандартипоміщали в лунки мікропланшетів, а потім 300µЛ ДППХ· додали розчин. Theреакцію проводили при температурі навколишнього середовища протягом 30 хв у темряві. Trolox використовувався длястандартне калібрування ({{0}}.005–0.75 мМ), а отримані результати виражали якµмол ТролоксЕквіваленти (TE) на грам DM GF або BLP.

2.4.4. Фотохемілюмінесцентний аналіз

Фотохемілюмінесцентний аналіз (PCL) проводили, як описано Zieli ´nski,Зєліньська та Костира [31]. Цей метод був використаний для вимірювання антиоксидантної здатностіBLP і ліофілізовані екстракти GF проти супероксидних аніон-радикалів, утворених зфотосенсибілізатор люмінол під впливом ультрафіолетового світла в апараті Photochem (AnalytikЄна, Лейпциг, Німеччина). Антиоксидантну активність аналізували за допомогою ACW (гідрофільнийстан) і комплекти ACL (ліпофільний стан) відповідно до протоколів виробника.Для ACW зразок 50-мг екстрагували 1 мл води, а для ACL — зразок 50-мгекстрагували 1 мл суміші МеОН і гексану (4:1;v/v). Концентраціярозчин екстракту регулювали, щоб гарантувати, що генерована люмінесценція була в межахдіапазон стандартної кривої. Антиоксидантну здатність розраховували шляхом порівняннячас затримки зразка зі стандартною кривою Trolox, і він був виражений уµмолТролокс g−1 DM.

2.5. Оцінка інгібуючої активності щодо AGEs

Була оцінена інгібуюча активність проти прогресуючих кінцевих продуктів глікації (AGEs).використовуючи двав пробірцімодельні системи: бичачий сироватковий альбумін (BSA)-глюкоза іBSA-метилгліоксаль (MGO). Процедури вилучення та інкубації були прийняті зSzawara-Nowak та ін. [32]. Коротко, 150 мг ліофілізованого зразка було екстраговано з 67 відсоткамиметанолу струшуванням при 25°С◦C протягом 40 хв за допомогою термоміксера (Thermomixer, Eppendorf,Польща). Супернатант, отриманий після центрифугування, упарюють насухов атмосфері азоту, а сухий залишок розчиняли у фосфатному буфері (0,1 М, pH 7,4).0.5 мл отриманого розчину інкубували з 1 мл суміші, що містить БСА(10 мг/мл) і азид натрію (0.1 мг/мл) у фосфатному буфері (0,1 М, pH 7,4) івідповідно D-глюкоза або MGO. Для вимірювання 250µл реакційної сумішіпомістили в лунки (мікропланшет 96-лунки, чорний, Porvair). Інтенсивність флуоресценціїλзбудження330 нм іλемісія410 нм (BSA-глюкоза), іλзбудження340 нм іλемісіяВиміряно 420 нм (BSA-MGO). Для кожного екстракту тест проводили в трьох повторах. АЯк позитивний контроль використовували 1 мМ аміногуанідину. Результати були представлені як aвідсоток інгібіторної активності AGEs.2.6. Статистичний аналізЯкщо не зазначено інше, дані в усіх таблицях є середніми значеннями та стандартнимивідхилення трикратних спостережень. Взагалі, відмінності між експериментальнимиGF були проаналізовані з непарнимt-тест з поправкою Вейха (p < 0.05), except for відмінності між GF, спричинені часом зберігання, який аналізували за допомогою одностороннього аналізуANOVA, з використанням GraphPad Prism версії 8.0.0 для Windows, програмне забезпечення GraphPad (SanДієго, Каліфорнія, США).