CERCETĂRI PRIVIND REALIZAREA UNOR PRODUSE ALIMENTARE...

1

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU FACULTATEA DE ŞTIINłE AGRICOLE, INDUSTRIE ALIMENTARĂ ŞI PROTECłIA MEDIULUI

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

CERCETĂRI PRIVIND REALIZAREA UNOR PRODUSE ALIMENTARE HIPOCALORICE ŞI HIPOGLUCIDICE

(destinate persoanelor supraponderale)

CONDUCĂTORI ŞTIINłIFICI (cotutelă)

Prof. univ. dr. ing. Vasile JÂŞCANU Prof. univ. dr. ing. Rodica SEGAL

AUTOR ing. Claudia Felicia OGNEAN

2009

2

MulŃumesc bunului DUMNEZEU că a vrut să ajung acum, aici. MulŃumesc DESTINULUI că m-am născut în casa părinŃilor mei care cu

neasemuită dragoste, răbdare şi tact mi-au arătat cât de spectaculos de frumoasă e viaŃa când e trăită cu credinŃă, uimire, bucurie şi recunoştinŃă. De la ei am învăŃat că marea fericire e alcătuită din bucuriile mărunte şi din străduinŃa de a găsi în fiecare fiinŃă, scânteia de divinitate care le-a fost aşezată cu dragoste în suflet.

MulŃumesc PĂRINłILOR MEI pentru că m-au făcut, pentru felul în care m-au crescut şi înconjurat cu iubire, pentru dăruirea şi sprijinul lor şi pentru că au crezut întotdeauna în mine.

MulŃumesc SOłULUI MEU că mi-a “ieşit în drum” şi pentru că a ales să călătorim mână în mână pe calea vieŃii. Îi mulŃumesc pentru copilul minunat pe care mi l-a dăruit şi pentru tot ajutorul şi susŃinerea dată în creşterea, dezvoltarea şi progresul meu.

MulŃumesc COPILULUI MEU care a dat direcŃie, motivaŃie şi sens existenŃei mele. Îi mulŃumesc pentru fericirea de a găsi resurse inepuizabile şi nebănuite în zâmbetul şi lumina ochilor lui.

MulŃumesc conducătorilor tezei de doctorat - D-lui prof. univ. dr. ing. Vasile JÂŞCANU şi D-nei prof. univ. dr. ing. Rodica SEGAL - pentru că au acceptat să mă călăuzească pe acest drum al cunoaşterii. Le mulŃumesc pentru profesionalismul şi înŃelepciunea cu care m-a îndrumat şi ajutat în munca de cercetare ştiinŃifică necesară realizării acestei teze.

MulŃumesc OMULUI Vasile JÂŞCANU pentru puterea exemplului în ceea ce priveşte munca, cercetarea, cariera, disciplina, organizarea şi nu în ultimul rând, arta de a lucra cu oamenii. Îi mulŃumesc pentru încrederea acordată, pentru că a intuit în mine potenŃialul şi mi-a acordat şansa de a intra în învăŃământul universitar.

MulŃumesc tuturor celor care m-au ajutat, sprijinit, îndrumat, impulsionat, sfătuit, învăŃat, susŃinut şi încurajat. Tuturor celor care au crezut în mine şi au contribuit la devenirea mea, le mulŃumesc.

3

Cuprins Cuprins................................................................................................................. 3 Obiective .............................................................................................................. 7 1. Studiu documentar...................................................................................... 11

1.1. Preambul în vederea înŃelegerii contextului care a prilejuit alegerea temei ......... 11 1.1.1. “Globezitatea” problemă de sănătate publică mondială.................. 11 1.1.2. Cauzele apariŃiei supraponderalităŃii............................................... 16

1.1.2.1. Plăcerea de a mânca ............................................................... 16 1.1.2.2. Obezitatea – accident în căutarea fericirii ................................ 16

1.1.3. ImplicaŃiile negative ale supraponderalităŃii şi obezităŃii.................. 20 1.1.3.1. ConsecinŃele negative asupra stării de sănătate...................... 20 1.1.3.2. Povara financiară generată de globezitate............................... 21 1.1.3.3. ImplicaŃiile sociale ale supraponderalităŃii şi obezităŃii ............. 22

1.1.4. Justificarea alegerii pentru studiu a produselor de panificaŃie în vederea obŃinerii produselor hipoenergetice şi hipoglucidice................................. 23

1.2. Dietă hipoenergetică, alimente hipoenergetice funcŃionale.................................. 25 1.3. Principii de bază în formularea alimentelor hipoenergetice şi hipoglucidice ........ 30

1.3.1. Îndulcitori ........................................................................................ 30 1.3.1.1. Îndulcitori nutritivi ..................................................................... 31 1.3.1.2. Îndulcitori nenutritivi ................................................................. 32

1.3.2. Ingrediente destinate reducerii conŃinutului de grăsimi în produsele alimentare ............................................................................................. 42

1.3.3. AgenŃi de umplutură ....................................................................... 53 1.3.4. Fibre alimentare.............................................................................. 59

2. Rezultate experimentale ............................................................................. 69 2.1. Materiale şi metode.............................................................................................. 69

2.1.1. Caracteristicile fizico-chimice ale făinurilor şi pâinilor ..................... 69 2.1.2. Caracteristicile reologice ale aluatului ............................................ 69

2.1.2.1. Caracteristicile farinografice..................................................... 69 2.1.2.2. Caracteristicile extensografice ................................................. 70

2.1.3. Probe de coacere ........................................................................... 71 2.1.4. Analize senzoriale .......................................................................... 72 2.1.5. Determinarea umidităŃii................................................................... 74 2.1.6. Determinarea activităŃii α-amilazice................................................ 74 2.1.7. Determinarea capacităŃii de hidratare a gumelor ............................ 74 2.1.8. Determinarea vâscozităŃii ............................................................... 75 2.1.9. Estimarea valorii energetice a pâinilor............................................ 75 2.1.10. ConŃinutul de fibre .......................................................................... 76 2.1.11. Hidrocoloizi ..................................................................................... 77

2.1.11.1. DerivaŃi celulozici ................................................................... 77 2.1.11.2. Gume ..................................................................................... 77 2.1.11.3. Fibre alimentare ..................................................................... 78

2.1.12. Reactivi........................................................................................... 78 2.1.13. Alte materiale.................................................................................. 78

2.2. Utilizarea tărâŃelor de grâu pentru obŃinerea unor produse de panificaŃie funcŃionale................................................................................................................. 80

2.2.1. Evaluarea senzorială a pâinilor cu adaos de tărâŃe ........................ 84 2.2.2. VariaŃia caracteristicilor fizice ale pâinilor cu adaos de tărâŃe ........ 86 2.2.3. VariaŃia conŃinutului de fibre şi a valorii energetice a pâinilor cu

adaos de tărâŃe...................................................................................................... 87 2.2.4. Concluzii ......................................................................................... 89

4

2.3. Aspecte tehnologice şi nutriŃionale referitoare la obŃinerea pâinilor cu adaos de gume alimentare........................................................................................................ 91

2.3.1. Efectul gumelor asupra caracteristicilor reologice ale aluaturilor .... 91 2.3.2. Efectul adaosului de gume asupra caracteristicilor

fizico-chimice ale pâinilor....................................................................................... 96 2.3.3. Efectul adaosului de gume asupra caracteristicilor

senzoriale ale pâinilor .......................................................................................... 100 2.3.4. Efectul adaosului de gume asupra conŃinutului de fibre al pâinilor103 2.3.5. Efectul adaosului de gume asupra valorii energetice a pâinilor.... 104

2.4. Evaluarea derivaŃilor celulozici ca adaosuri cu efect de reducere a valorii energetice a pâinii ................................................................................................... 106

2.4.1. Capacitatea de legare a apei a aluaturilor cu adaos de derivaŃi celulozici.................................................................................................. 107

2.4.2. Caracteristicile aluaturilor cu adaos de derivaŃi celulozici............. 108 2.4.3. Caracteristicilor pâinilor cu adaosuri de diferiŃi derivaŃi celulozici . 109 2.4.4. Caracteristicile senzoriale ale pâinilor cu adaos de

derivaŃi celulozici.................................................................................................. 112 2.4.5. ConŃinutul de fibre al pâinilor cu adaos de derivaŃi celulozici........ 116 2.4.6. Valoarea energetică a pâinilor cu adaos de derivaŃi celulozici ..... 118

2.5. Evaluarea fibrelor din grâu ca sursă pentru creşterea conŃinutului de fibre şi scăderea valorii energetice a produselor de panificaŃie........................................... 121

2.5.1. Comportarea la frământare .......................................................... 121 2.5.2. Caracteristicile pâinilor cu adaos de fibre de grâu ........................ 122 2.5.3. Evaluarea senzorială a efectului adaosului de fibre de grâu ........ 124 2.5.4. Evaluarea conŃinutului de fibre a pâinilor cu adaos

de fibre de grâu.................................................................................................... 126 2.5.5. Evaluarea valorii energetice a pâinilor cu adaos de fibre de grâu în

diferite proporŃii .................................................................................................... 127 2.6. Studiul asupra influenŃelor tehnologice şi nutritive ale utilizării

carboximetilcelulozelor, hidroxipropilmetilcelulozelor şi a diferitelor fibre alimentare pentru obŃinerea unor produse de panificaŃie hipoenergetice.................................. 129

2.6.1. Evaluarea farinografică a efectelor reologice asupra aluaturilor de panificaŃie cu adaos de CMC, HPMC şi fibre....................................................... 130

2.6.1.1. Capacitatea de adsorbŃie a apei ............................................ 130 2.6.1.2. Timpul de dezvoltare a aluatului ............................................ 137 2.6.1.3. Stabilitatea aluatului............................................................... 141 2.6.1.4. Gradul de înmuiere a aluatului ............................................... 144

2.6.2. Evaluare extensografică ............................................................... 147 2.6.2.1. Energia aluaturilor.................................................................. 148 2.6.2.2. RezistenŃa maximă ................................................................ 152 2.6.2.3. RezistenŃa la extensie constantă ........................................... 156 2.6.2.4. Extensibilitatea aluatului ........................................................ 159 2.6.2.5. Raportul R / E ........................................................................ 163

2.6.3. Caracteristicile fizico-chimie ale pâinilor ....................................... 168 2.6.3.1. Umiditatea pâinilor ................................................................. 169 2.6.3.2. Volumul specific ..................................................................... 171 2.6.3.3. Umiditatea pâinilor ................................................................. 176 2.6.3.4. Elasticitatea miezului ............................................................. 177

2.6.4. Caracteristicile senzoriale......................................................... 28178 2.6.5. ConŃinutul de fibre al pâinilor ........................................................ 184 2.6.6. Valoarea energetică ..................................................................... 187

2.7. Efectul hidrocoloizilor de natura celulozică asupra activităŃii enzimatice............ 191

5

3. Concluzii şi direcŃii viitoare de cercetare ................................................... 198 4. ContribuŃii originale ................................................................................... 204 5. Lista lucrărilor publicate cu relevanŃă pentru tematica studiată................. 205 6. ReferinŃe bibliografice ............................................................................... 207 7. ANEXE......................................................................................................... 224 Anexa 1 SituaŃia statistică în fiecare Ńară, pentru populaŃia adultă (raportare

diferenŃiată pe sexe) supraponderală şi respectiv obeză, în anul 2005 şi estimări pentru anul 2015 la aceleaşi categorii de populaŃie…………………...………………………… 225

Anexa 2 - Ghid de alimentaŃie raŃională pentru diferite zone ale lumii…........…231 Anexa 3 - SemnificaŃia unei porŃii pentru diferite alimente…………….......…….235

6

Obiective

Globezitatea a devenit o problemă de sănătate publică mondială cu implicaŃii economice covârşitoare pentru societatea umană. Succesul luptei în vederea controlării, stopării şi prevenirii acestui flagel, constă în efortul concertat al specialiştilor din domenii şi sectoare diferite de activitate: medicină, nutriŃie, agricultură, horticultură, industria alimentară, educaŃie, sport, psihologie, marketing, legislaŃie, politică, economie şi altele.

Este evident faptul că industria alimentară, prin faptul că furnizează alimentele de bază care asigură hrana populaŃiei, este responsabilă într-o foarte mare măsură de starea sănătăŃii publice – dacă privim lucrurile prin prisma ofertei de produse alimentare de pe piaŃă (şi nu a alegerilor pe care le face consumatorul) în conformitate cu credinŃele străvechi (practicarea medicinii consta în arta de a alege alimentele).

În acest context, studiul intitulat “Cercetări privind realizarea unor produse alimentare hipocalorice şi hipoglucidice”, doreşte să investigheze posibilitatea de a obŃine produse de panificaŃie hipoenergetice cu proprietăŃi de alimente funcŃionale.

În urma studierii literaturii de specialitate şi a unor testări preliminare, s-au selecŃionat pentru studiu fibre alimentare care au bune capacităŃi de legare a apei, cu valoare energetică redusă sau fără valoare energetică. S-a făcut această alegere, deoarece s-a urmărit o reducere a conŃinutului energetic în produsele obŃinute (comparativ cu produsul tradiŃional – martorul) prin efectul sinergic rezultat în urma celor două direcŃii de analiză urmărite:

- diluarea conŃinutului energetic prin legarea în produs, a unei cantităŃi de apă cât mai mare

- reducerea densităŃii energetice printr-un adaos cât mai crescut de material de umplutură (ingrediente fără valoare energetică sau cu valoare energetică mai mică decât 4 kcal/g). S-au evaluat următoarele premise

- folosirea tărâŃelor din grâu în vederea obŃinerii produselor de panificaŃie funcŃionale hipoenergetice - evaluarea potenŃialului unor gume (xantan, alginat, guar, CMC) în vederea obŃinerii produselor de panificaŃie funcŃionale cu valoare energetică cât mai mică - studierea perspectivei adăugării derivaŃilor celulozici CMC şi HPMC în vederea obŃinerii produselor de panificaŃie funcŃionale cu densitate energetică cât mai redusă - estimarea posibilităŃii în vederea obŃinerii produselor de panificaŃie funcŃionale hipoenergetice folosind fibre de grâu - analiza comparativă a utilizării diferitelor tipuri de fibre alimentare din diferite surse vegetale (grâu, ovăz, mazăre, cartof, măr, CMC şi HPMC) - în vederea obŃinerii produselor de panificaŃie funcŃionale hipoenergetice - influenŃa pe care o au hidrocoloizii de natură celulozică (CMC şi HPMC) asupra activităŃii enzimatice Toate direcŃiile de investigare, au avut ca scop central obŃinerea unor produse de panificaŃie cu un grad de acceptabilitate cât mai mare în rândul consumatorilor care să aibă un conŃinut cât mai mare de fibre şi densitate energetică cât mai redusă.

7

2. Rezultate experimentale 2.2. Utilizarea tărâŃelor de grâu pentru obŃinerea unor produse

de panificaŃie funcŃionale Utilizarea tărâŃelor de grâu pentru obŃinerea unor produse de panificaŃie nu este

nouă şi este un pas logic în obŃinerea unor produse alimentare mai puŃin rafinate, cu un conŃinut crescut de fibre. Multe studii urmăresc efectul tehnologic, nutritiv sau funcŃional al tărâŃelor utilizate la obŃinerea diferitelor produse alimentare, al căror ingredient principal este făina de grâu, cum ar fi produse de panificaŃie [*210, *214], biscuiŃi [209], produse de patiserie [*211, *212, *213, *215], cereale pentru mic dejun [*216].

Scopul studiului este de a obŃine produse de panificaŃie care să aibă o valoare energetică scăzută şi care să aducă şi beneficii funcŃionale organismului. TărâŃele de grâu au fost utilizate în special pentru a creşte cantitatea de fibre alimentare în produs şi implicit în raŃia alimentară zilnică. au fost preferate tărâŃele de grâu deoarece sunt obŃinute din grâul din care s-a obŃinut şi făina şi sunt o sursă naturală de fibre, disponibilă în cantităŃi mari şi la preŃuri accesibile. Pe lângă rolul funcŃional, tărâŃele sunt ingrediente cu potenŃial promiŃător în ceea ce priveşte reducerea valorii energetice a produsului finit prin faptul că făina cu valoarea energetică de 361 kcal/100 g se înlocuieşte cu tărâŃă cu valoarea energetică de 261 kcal/100g, valoare energetică mai redusă.

2.2.1. Evaluarea senzorială a pâinilor cu adaos de tărâŃe Testul senzorial a fost unul hedonic, cu scara de 9 puncte. Caracteristicile

senzoriale au fost grupate pe categorii: caracteristici exterioare (aspect general, culoarea cojii, culoarea miezului, porozitatea miezului), comportare la pipăit (textura miezului, umiditatea la pipăit, elasticitatea miezului, densitatea miezului) caracteristici senzoriale la nivelul cavităŃii bucale (gust, aromă, comportarea la masticaŃie) şi scorul general.

Din rezultatele testului senzorial se observă că adaosul de tărâŃe, chiar cu numai 10% faŃă de făină, conduce la scăderea notelor primite iar la adaosul de 20% tărâŃe, punctajul scade mai drastic. Caracteristicile senzoriale cele mai afectate de adaosul de tărâŃe, sunt culoarea miezului, porozitatea acestuia şi aroma.

Produsele cu adaos de 20% tărâŃe au primit note sensibil mai mici comparativ cu cele ale martorului şi chiar comparativ cu cele ale probelor cu 10% adaos de tărâŃe. Această evaluare plasează produsele la limita acceptabilităŃii sau le clasifică chiar inacceptabile din anumite puncte de vedere. Notele cele mai scăzute au fost pentru produsele cu adaos de tărâŃe fermentate, urmate de cele cu tărâŃe fermentate şi spălate. Fermentarea tărâŃelor nu a condus numai la modificare gustului, aromei şi mirosului ci şi a celorlalte caracteristici ale produselor, ceea ce arată clar apariŃia unor modificări ce conduc la înrăutăŃirea proprietăŃilor tehnologice ale aluaturilor cu astfel de adaosuri.

2.2.2. VariaŃia caracteristicilor fizice ale pâinilor cu adaos de tărâŃe Şi aceste caracteristici sunt în concordanŃă cu notele obŃinute la evaluarea

senzorială a pâinilor. Rezultatele cele mai slabe au fost obŃinute de pâinile cu adaos de tărâŃe fermentate iar cele mai bune rezultate au fost obŃinute de pâinile cu adaos de tărâŃe netratate. Caracteristicile produselor cu 10% tărâŃe netratate sunt apropiate de cele ale martorului, porozitatea fiind cea mai afectată. Creşterea conŃinutului de tărâŃe de la 10% la 20%, conduce la scăderea puternică a volumului specific dar şi a porozităŃii şi a elasticităŃii miezului.

8

02468

101214161820

10 20ConŃinut de tărâŃe, %

Scă

der

ea v

alo

rii c

alo

rice

, %

TărâŃe TărâŃe fermentate TărâŃe fermentate şi spălate

2.2.3. VariaŃia conŃinutului de fibre şi a valorii energetice a pâinilor cu adaos de tărâŃe În tabelul 2.2.5 sunt prezentate valorile calculate pentru conŃinutul de fibre,

valoarea energetică şi umiditatea pâinilor cu adaos de tărâŃe. Tabelul 2.2.5. ConŃinutul de umiditate, fibre şi valoarea energetică a pâinilor cu

adaos de tărâŃe.

Proba Umiditate %

ConŃinut de fibre g/100g pâine

Valoare energetică kcal/100g pâine

Martor 46.5 2.07 221 10% tărâŃe 47.7 4.26 204 20% tărâŃe 51.3 6.00 180 10% tărâŃe fermentate 48.9 3.50 200 20% tărâŃe fermentate 50.5 4.43 183 10% tărâŃe fermentate şi spălate 47.6 2.59 205

20% tărâŃe fermentate şi spălate 48.2 4.63 191

Din tabel, se observă că odată cu creşterea cantităŃii de tărâŃe adăugate, are loc

o reducere a valorii energetice de la 221 kcal/100g pentru proba martor la aproximativ 200 kcal/100g pentru probele cu 10% tărâŃe şi 180 kcal/100g pentru probele cu 20 % tărâŃe. Scăderea valorii energetice este legată în special de creşterea cantităŃii de apă din produse. Probele cu umiditatea cea mai mare au valoarea valorică cea mai scăzută. Adaosul de tărâŃe fermentate a avut un efect mai bun decât adaosul de tărâŃe fermentate şi spălate, deoarece umiditatea probelor a fost mai crescută. Umiditatea probelor este strict legată de cantitatea de apă adăugată la frământare pentru a obŃine aluaturi cu aceeaşi consistenŃă. Probele cu adaos de tărâŃe fermentate, au avut o comportare mai bună la frământare şi au legat o cantitate mai mare de apă dar pe parcursul procesului de fermentare, caracteristicile tehnologice ale aluaturilor s-au înrăutăŃit şi au fost obŃinute produse de calitate inferioară. Scăderea procentuală a valorii energetice a produselor este prezentată în figura 2.2.2.

Figura 2.2.2. Scăderea valorii energetice a pâinilor cu adaos de tărâŃe

Figura 2.2.3. VariaŃia valorii energetice cu umiditatea pâinilor.

Din figura 2.2.2., se observă că cea mai mică reducerea a valorii energetice a

fost înregistrată pentru pâinile cu adaos de tărâŃe fermentate şi spălate, unde şi adaosul de apă şi umiditatea produselor au fost cel mai reduse. Legătura dintre conŃinutul de

R2 = 0.8555150

160

170

180

190

200

210

220

230

46 48 50 52

ConŃinutul de umiditate, %

Val

oar

ea c

alo

rica

, kca

l/100

gV

alo

are

ener

get

ică,

kca

l/100

g

9

umiditate al probelor şi valoarea lor energetică se poate observa în figura 2.2.3. Între conŃinutul de umiditate şi valoarea energetică a pâinilor se stabileşte o proporŃionalitate inversă, factorul de corelaŃie liniară având o valoare ridicată, R2 = 0,8555. Valoarea factorului de corelaŃie ar fi şi mai ridicată dacă cele trei adaosuri ar avea aceeaşi capacitate de legare a apei.

2.3. Aspecte tehnologice şi nutriŃionale referitoare la obŃinerea pâinilor cu adaos de gume alimentare Pentru obŃinerea de produse de panificaŃie cu o valoare energetică scăzută s-a

urmărit introducerea în aluat a unei cantităŃi cât mai mari de apă. Cantitatea de apă introdusă în aluat este limitată de efectul tehnologic al acesteia asupra aluaturilor, consistenŃa acestora scade mult şi nu mai pot fi prelucrate. Ca urmare, această apă trebuie să fie reŃinută în aluat de o componentă, alta decât cele ce deja există în aluat. Pentru aceasta au fost introduse în aluat mai multe ingrediente care sunt recunoscute pentru capacitatea lor de a lega cantităŃi mari de apă şi de a modifica textura produselor alimentare (vâscozitatea, corpolenŃa, etc.).

În acest studiu au fost folosiŃi hidrocoloizi furnizaŃi de firma TIC GUMS: gumă xantan (Pre-Hydrated Ticaxan Rapid-3), alginat de sodiu (Pre-Hydrated Colloid 488”T”), gumă celulozică (carboximetilceluloză) (Pre-Hydrated Ticalose CMC 15) şi gumă guar (Pre-hydrated Nutriloid 010).

2.3.1. Efectul gumelor asupra caracteristicilor reologice ale aluaturilor Pentru ca aluaturile de panificaŃie să fie procesate este necesar ca acestea să

aibă anumite caracteristici tehnologice, care sunt apreciate prin diferite studii reologice. Unul dintre cele mai folosite aparate pentru studiul reologiei aluaturilor este farinograful care furnizează informaŃii legate de consistenŃa aluatului, stabilitatea acestuia, etc. Utilizarea acestuia permite observarea modului în care diferitele adaosuri modifică comportamentul aluatului şi permite determinarea exactă a cantităŃii de apă pe care aluatul o poate lega pentru o anumită consistenŃă. Gumele adăugate sunt introduse în proporŃii de 3%, 5% şi 10% faŃă de făină. Făina folosită a fost o făină comercială (Băneasa), tip 650 (folosită uzual în fabricarea produselor de panificaŃie), cu un conŃinut de gluten umed de 28,9%, indice de deformare a glutenului 6 mm, conŃinut mineral 0.63%, indice de cădere de 265s.

Figura 2.3.1. InfluenŃa adaosului de gume asupra capacităŃii de legare a apei

Figura 2.3.2. InfluenŃa adaosului de gume asupra timpului de dezvoltare a aluatului

ConcentraŃia de gumă, %

Cap

acit

ate

de

abso

rbŃi

e, %


Tim

p d

e d

ezvo

ltar

e, m

in

10

În funcŃie de caracteristicile făinii şi de adaosurile din aluat, acest timp de dezvoltare poate să fie mai mic sau mai mare. Gumele, prin afinitatea lor crescută pentru apă, intră în competiŃie pentru aceasta cu componentele făinii care leagă apa (glutenul, amidonul) Echilibrul apei în aluat şi timpul de hidratare a glutenului sunt influenŃate. Gumele evaluate în experiment intră în competiŃie pentru apă ceea ce se concretizează în creşterea timpului de dezvoltare a aluatului. Alginatul de Na şi guma xantan determină o creştere a timpului de dezvoltare şi prezintă un comportament similar: determină formarea unui al doilea maxim pe curba de frământare La un adaos de 10% de alginat şi gumă xantan timpul de dezvoltare a aluatului creşte foarte mult, peste timpul de evaluare farinografică. Şi în cazul gumei celulozice şi gumei guar se observă o întârziere în formarea aluatului mai ales pentru concentraŃii crescute. În cazul carboximetilcelulozei la 11 şi la 14 minute pentru 3% şi respectiv 10% adiŃie de gume, se observă apariŃia unui al doilea maxim, dar cu o consistenŃă mai mică decât primul. De asemenea, se observă şi o uşoară creştere a lăŃimii curbei farinografice, ceea ce poate semnifica fie o creştere a elasticităŃii aluatului, fie o creştere a lipiciozităŃii acestuia. Ultima variantă, este cea adevărată în acest caz, deoarece aluaturile sunt mai lipicioase la pipăit şi par mai plastice, comparativ cu martorul.

În figura 2.3.3. este prezentată variaŃia stabilităŃii aluatului la adaosul de gume. În mod obişnuit gumele pot fi adăugate în aluaturi pentru a le creşte capacitatea de legare a apei, dar mai ales pentru a le asigura o stabilitate mai mare.

Figura 2.3.3. InfluenŃa adaosului de gume asupra stabilităŃii aluatului

Figura 2.3.4. InfluenŃa adaosului de gume asupra gradului de înmuiere a aluatului

Un efect de stabilizare a aluatului pe parcursul frământării a fost observat numai

în cazul gumei xantan şi a alginatului care determină creşterea stabilităŃii aluatului de la 4.5 minute în cazul martorului la 25 şi 19 minute pentru un adaos de 3% guma xantan şi respectiv alginat de Na. La 5 şi la 10% adaos de gume stabilitatea aluatului nu a mai putut fi determinată deoarece pe parcursul timpului de evaluare farinografică aluatul a fost foarte stabil. Guma celulozică şi guma guar determină o scădere a stabilităŃii aluatului - probabil că interacŃiunile cu glutenul determină o slăbire a structurii acestuia, slăbire care nu este compensată de creşterea vâscozităŃii mediului datorită adaosului de gume.

Adaosul de gume conduce la o micşorare a căderii consistenŃei aluatului, efectul cel mai puternic fiind observat în cazul gumei xantan şi a alginatului de Na. Acest fapt se coroborează foarte bine cu efectul de creştere a stabilităŃii aluatului. Aluaturile cu adaos de xantan şi alginat au o stabilitate mai mare de 20 de minute, timp mai mare decât cel necesar pentru determinarea gradului de înmuiere. Efecte de stabilizarea a consistenŃei aluatului au şi carboximetilceluloza şi guma guar, dar mai reduse. Efectul acestora este cu atât mai mare cu cât cantitatea de gumă este mai mare.


Sta

bili

tate

, min

Gra

d d

e în

mui

ere,

min


11

Guma xantan şi alginatul pe de o parte, şi guma celulozică şi guma guar pe de altă parte, au avut comportamente similare. Primele au determinat obŃinerea unor aluaturi care se formează greu (necesită timpi de dezvoltare mari) şi care au o stabilitate foarte bună în timp. Guma celulozică şi guma guar au modificat prea puŃin timpul de dezvoltare a aluatului şi au determinat chiar o scădere a stabilităŃii aluatului dar au determinat o creşterea a stabilităŃii aluatului în timp. Se pare că guma celulozică, necesită un timp mai mare pentru hidratare ceea ce determină obŃinerea unui al doilea maxim. Toate gumele determină o creştere a lipiciozităŃii aluatului.

2.3.2. Efectul adaosului de gume asupra caracteristicilor fizico-chimice ale pâinilor Volumul specific al pâinilor este afectat atât de proporŃia de gume adăugate cât

şi de tipul de gumă folosit. Volumul specific al pâinilor este prezentat grafic în figura 2.3.7.

La valori mici ale adaosului de gume (3% şi 5%) volumul specific este afectat foarte puŃin de adaosul de gume, adaosul de xantan în proporŃie de 3% a condus chiar la o creştere a volumului specific al pâinilor în timp ce adaosul celorlalte gume a condus la mici scăderi ale volumului specific. Odată cu creşterea proporŃiei în care sunt adăugate gumele efectul negativ este tot mai pronunŃat, xantanul înregistrâd şi cele mai slabe rezultate când a fost adăugat în proporŃie de 10%.

Figura 2.3.7. VariaŃia volumului specific al

pâinilor la adaosul de gume Figura 2.3.8. Porozitatea miezului pâinilor

cu adaos de gume

Porozitatea miezului este afectată de adaosul de gume (figura 2.3.8.). la adaosuri de 3% şi 5% gumă, porozitatea produselor este oarecum mai crescută comparativ cu martorul, mai ales la 5% adaos dar la creşterea proporŃiei de gume la 10 faŃă de făină porozitatea miezurilor înregistrează o scădere. Efectul pozitiv al gumelor la o proporŃie mică se poate explica prin faptul că în timpul coacerii, vâscozitatea datorată adaosului de gume scade, ceea ce determină o creştere a fluajului aluatului şi o mai bună dezvoltare a aluatului. Totuşi, la proporŃii prea mari, cantitatea de gume afectează reologia aluatului mult prea drastic şi acesta îşi pierde capacitatea de a reŃine gazele – se pierde creşterea în volum a porilor. Acest efect este mult mai vizibil în cazul adaosului de xantan care a determinat şi obŃinerea pâinilor cu cel mai mic volum.

Textura miezului pâinii este afectată de adaosul de gume. Astfel miezul devine mai puŃin elastic. Cantitatea de apă suplimentară din aluat, permite o gelifiere mai avansată a amidonului granular în timpul coacerii iar gelul obŃinut, cu o umiditate mai mare, prezintă o elasticitate mai mică.

În general adaosul de gume are efecte minore asupra caracteristicilor pâinilor când sunt adăugate în proporŃie de 3% şi 5% iar la un adaos de 10% efectele negative sunt mult mai evidente. Impactul cel mai mic asupra caracteristicilor pâinilor îl are

Po

rozi

tate

a m

iezu

lui,

%


Vo

lum

sp

ecifi

c, m

l/100

g

ConcentraŃia de gumă,

12

adaosul de carboximetilceluloză. La proporŃii mici, guma guar determină mici ameliorări a calităŃii pâinilor.

2.3.3. Efectul adaosului de gume asupra caracteristicilor senzoriale ale pâinilor În figura 2.3.10 sunt prezentate caracteristicile senzoriale ale pâinilor cu adaos

de hidrocoloizi. Analiza senzorială a produselor a fost făcută conform metodei descrise în capitolul 2.1.4.

Figura 2.3.10. Caracteristicile senzoriale ale pâinilor cu adaos de gume Gustul pâinilor produse cu adaos de gume nu este foarte diferit de cel al probei

martor. La concentraŃii mari gustul probelor este afectat de adaosul de gume, în special în cazul adaosului de gumă guar. Pentru probele cu adaos de 10% gume, gustul şi aroma probelor a fost mai fad - poate ca o consecinŃă a „diluării” datorate adaosului de gume şi de apă. Un alt efect ar putea fi şi scăderea concentraŃiei de sare din produs,

13

ceea ce ar conduce la sesizarea unui gust mai fad datorat atât lipsei de sare cât şi lipsei efectului potenŃator pe care aceasta îl are în produsele alimentare.

Pâinile cu adaos de gume au culoarea cojii uşor mai intensă decât cea a martorului cu excepŃia adaosului de xantan care conduce la obŃinerea unor produse cu o tentă albicioasă, cu aspect de uscat a cojii.

În general culoarea miezului pâinilor cu adaos de gume a fost mai bună decât cea a martorului. Miezul are o culoare mai albă cu excepŃia xantanului, pentru care apare o tendinŃă cenuşie chiar la concentraŃii scăzute. Textura exprimată ca şi comportarea miezului la pipăit, ca o sumă a elasticităŃii, plasticităŃii, moliciunii miezului, este afectată în mod negativ doar pentru adaosul de xantan şi de folosirea gumelor în proporŃii mari, 10%. Guma guar are efectul cel mai constant şi determină obŃinerea unor note apropiate de cea martorului indiferent de proporŃia în care sunt adăugate. La 10% adaos de carboximetilceluloză miezul îşi pierde din elasticitate şi dobândeşte un aspect umed dar îi creşte moliciunea şi catifelarea.

Odată cu creşterea conŃinutului de gume masticabilitatea produselor se înrăutăŃeşte. La un adaos de 10%, miezul produselor se transformă într-un bol cu caracteristici de aderenŃă la dantură şi care este greu de dispersat în cavitatea bucală prin masticaŃie. Un alt inconvenient legat de folosirea gumelor în proporŃii mari se datorează aspectului umed conferit de cantitatea crescută de apă legată şi care nu este prinsă în gelul de amidon care se formează la coacere.

Ca notă generală, se observă diferenŃe între pâinile obŃinute cu adaosuri de gume diferite. Notele cele mai slabe le-a avut adaosul de xantan care a determinat obŃinerea unor produse cu o acceptabilitate redusă. Efecte mult mai bune, deşi comportamentul reologic a fost similar, a prezentat adaosul de alginat. Aceasta, a determinat obŃinerea celor mai bune note. Note generale foarte bune a obŃinut şi adaosul de gumă celulozică.

Conform analizei senzoriale rezultatele cele mai bune s-au obŃinut la adaosul de alginat de Na urmat îndeaproape de adaosul de carboximetilceluloză. Creşterea proporŃiei de gume peste pragul de 5%, conduce la scăderea acceptabilităŃii produselor de panificaŃie. La un adaos de 5% guma celulozică, guar şi alginat produsele sunt foarte similare probei martor sau chiar au unele caracteristici mai bune, în timp ce la creşterea cantităŃii de gume la 10% faŃă de făină caracteristicile senzoriale se depreciază sensibil.

2.3.4. Efectul adaosului de gume asupra valorii energetice a pâinilor

Figura 2.3.12. Valoarea energetică şi variaŃia valorii energetice a produselor de

panificaŃie cu cantitatea de gume adăugate. Din figura 2.3.12. se observă că la un adaos de 3% şi respectiv 5% alginatul şi

guma xantan determină o reducerea a valorii energetice mai mare comparativ cu carboximetilceluloza şi guma guar, mai ales datorită conŃinutului mai crescut de apă.

14

Reducerea valorii energetice se datorează şi contribuŃiei mai reduse din punct de vedere energetic a gumelor la formula produselor de panificaŃie. Acest fapt este mai uşor de observat în cazul gumei guar care conduce la scăderea constantă a valorii energetice pe măsura ce cantitatea adăugată creşte, umiditatea pâinilor cu adaos de gumă guar nevariind foarte mult. Celelalte gume, care conduc şi la creşterea cantităŃii de apă legată în produs au efecte de scădere a valorii energetice mai considerabile. Cu cât cantitatea de apă legată în aluat este mai mare cu atât valoarea energetică a produselor este mai scăzută.

Adaosul de gume pentru reducerea valorii energetice a produselor de panificaŃie este o soluŃie viabilă dar mai ales pentru gumele care au capacitatea de a creşte cantitatea de apă legată în produse. Astfel efectele cele mai bune le au carboximetilceluloza şi alginatul de Na.

2.4. Evaluarea derivaŃilor celulozici ca adaosuri cu efect de reducere a valorii energetice a pâinii Din rezultatele obŃinute în capitolul anterior reiese că guma celulozică poate fi

folosită cu succes pentru obŃinerea produselor hipoenergetice. Aluaturile obŃinute cu adaos de carboximetilceluloză au o comportare reologică moderată dar pâinile cu astfel de adaos au avut caracteristici superioare, o bună acceptabilitate senzorială şi au condus la cea mai spectaculoasă reducere a valorii energetice a produselor. Premisa de la care s-a plecat a fost utilizarea unor hidrocoloizi care să permită introducerea unei cantităŃi cât mai mari de apă în aluat fără a modifica consistenŃa aluatului. Guma celulozică folosită a avut o capacitate redusă de a lega apa, vâscozitatea relativă a soluŃiilor cu adaos de 1% gumă celulozică (Pre-Hydrated Ticalose CMC 15) este cuprinsă între 50 şi 100 cPs. Dacă ipoteza avansată este corectă, atunci gumele care au capacitatea de a forma soluŃii cu vâscozitatea crescută vor fi capabile şi să crească adsorbŃia apei în aluat. Pentru a verifica ipoteza au fost folosiŃi doi derivaŃi celulozici, o carboximetilceluloză care formează soluŃii foarte vâscoase Walocel® CRT 60 000 PA 07 (CMC 60000) şi o hidroxipropilmetilceluloză Walocel® HM 100 000 PA 2208 FG (HPMC 100000).

2.4.1. Capacitatea de legare a apei a aluaturilor cu adaos de derivaŃi celulozici În figura 2.4.1. este prezentată grafic variaŃia capacităŃii de legare a apei în

funcŃie de proporŃia de gumă adăugată.

Figura 2.4.1. VariaŃia capacităŃii

de adsorbŃie a aluaturilor cu proporŃia de gumă adăugată în

aluat

Din figură se observă că există o foarte bună corelare între cantitatea de apă legată de aluat şi proporŃia de adaos. Factorii de regresie liniară sunt cuprinşi între

R2 = 0.9963

R2 = 0.9973

R2 = 0.996

R2 = 0.9973

50

70

90

110

130

150

170

190

210

0% 5% 10%

ProporŃia de adaos, % faŃă de făină

Cap

acita

tea

de

adso

rbŃie

a a

pie

, %

CMC 20000 CMC40000 CMC 60000 HPMC 100000

Cap

acit

atea

de

adso

rbŃi

e

15

0.996 şi 0.9973. De asemenea se observă că CMC 20000 determină legarea unei cantităŃi de apă similară produsului CMC 40000 şi că panta graficelor este mai accentuată pe măsura ce capacitate de îngroşare a gumelor creşte. Astfel creşterea procentului de gumă CMC 60000 adăugată, determină o creştere mai accentuată a capacităŃii de legare a apei comparativ cu produsele CMC 20000 şi CMC 40000.

2.4.2. Caracteristicilor pâinilor cu adaosuri de diferiŃi derivaŃi celulozici Pâinile cu adaos de derivaŃi celulozici au caracteristicile modificate. Odată cu

creşterea proporŃiei de adaosuri caracteristicile sunt tot mai evident deteriorate. Aceste caracteristici exterioare pot fi observate în figura 2.4.2.

Totuşi la un adaos de 1% se observă o îmbunătăŃire a caracteristicilor pâinilor. Pâinile sunt mai crescute şi are o culoare mai intensă.

Figura 2.4.2. Caracteristicile exterioare ale pâinilor cu adaos de carboximetilceluloză şi

hidroxipropilmetilceluloză (1-martor, 2-1% CMC60000, 3-3% CMC60000, 4-5% CMC60000, 5-10% CMC60000, 6-1% HPMC100000, 7-3% HPMC100000, 8-5%

HPMC100000, 9-10% HPMC100000) Pe măsură ce proporŃia de gumă celulozică adăugată este mai mare şi mai ales

pe măsură ce capacitatea de îngroşare a derivaŃilor celulozici creşte, aspectul produselor este tot mai neplăcut (inferior probei martor). Produsele arată ca şi cum aluatul şi-ar fi pierdut consistenŃa şi ar fi început să curgă. Această transformare apare în timpul coacerii deoarece la sfârşitul fermentării finale avea un aspect apropiat de normal. În timpul coacerii, datorită încălzirii aluatului consistenŃa acestuia începe să scadă. În aluaturile cu adaos de derivaŃi celulozici consistenŃa scade şi mai dramatic deoarece la încălzire vâscozitatea soluŃiilor de carboximetilceluloză şi hidroxipropilmetilceluloză scade. Apa excedentară din aluat, care nu a fost adsorbită de componentele făinii dar a format o soluŃie vâscoasă la rece nu este legată de amidon deoarece încă nu este atinsă temperatura de gelatinizare şi ca urmare consistenŃa aluatului scade şi începe să curgă. Ca urmare pâinile vor avea aspect de curs.

16

0

50

100

150

200

250

1 3 5 10ProporŃie adaos, %

Val

oar

e en

erg

etic

ă, k

cal/1

00g

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Scă

dere

a p

roce

ntu

ală

a va

lori

i en

erge

tice,

%

CMC20000 CMC40000 CMC60000 HPMC100000 Martor

O altă modificare care survine odată cu creşterea proporŃiei de gumă (mai ales pâinile cu adaos de 5% şi 10%) şi este mai uşor de observat pe măsură ce capacitatea de creştere a vâscozităŃii soluŃiilor creşte este contractarea pâinilor. Această contractare apare numai la răcire. Pe măsură ce pâinile se răcesc, acestea încep să se contracte. Acest fapt se datorează faptului că gelul de amidon din miez este mai diluat şi cantitatea de apă din aluat este mai mare şi ca urmare pereŃii porilor sunt mai groşi şi mai ales devin etanşi. La răcire, gazele din pori se contractă şi vaporii de apă condensează iar în por se realizează o presiune negativă. Deoarece pereŃii porilor sunt etanşi are loc un colaps al acestuia şi ca urmare, miezul de pâine se contractă şi trage după el şi coaja exterioară.

Culoarea cojii pâinilor se modifică odată ce cantitatea de gume adăugată este mai mare deşi condiŃiile de coacere (timp, temperatura) sunt aceleaşi. Această modificare se poate datora fie cantităŃii mai mari de apă din aluat ce poate favoriza procesul de hidroliză a amidonului, fie acŃiunii directe a derivaŃilor carboximetilcelulozici asupra enzimelor. Este posibil ca aceste carboximetilceluloze, deoarece sunt apropiate din punct de vedere structural cu amidonul să interfereze cu procesul de hidroliză printr-un mecanism de protejarea enzimei în timpul coacerii.

Şi hidroxipropilmetilceluloza a prezentat efecte similare carboximetilcelulozelor dar totuşi efectul de curgere a aluatului nu este la fel de vizibil - aluatul pare să-şi păstreze mai bine consistenŃa în timpul coacerii. Aspectul acestor pâini este superior celor preparate cu CMC20000 şi CMC40000 chiar dacă au un conŃinut de umiditate mai mare.

2.4.3. Valoarea energetică a pâinilor cu adaos de derivaŃi celulozici Valoarea energetică a pâinilor scade odată cu creşterea cantităŃii de derivaŃi

celulozici adăugaŃi. Această scădere se datorează atât valorii energetice mai mici a acestor gume (2 kcal/g) cât mai ales scăderii conŃinutului de substanŃă uscată prin creşterea umidităŃii probelor. În figura 2.4.11. este prezentată valoarea energetică a pâinilor dar şi scăderea procentuală a conŃinutului energetic al pâinilor în funcŃie de adaos. Se observă că valoarea energetică scade odată cu creşterea proporŃiei de adaos, dar scăderea diferă de la un derivat celulozic la altul: CMC20000 şi CMC40000 au eficienŃe apropiate dar mai mici decât CMC60000 şi HPMC100000. Scăderea valorii energetice a pâinilor se datorează într-o mică măsură şi valorii energetice mai reduse a gumelor care sunt adăugate la reŃeta de fabricaŃie a pâinilor. Se remarcă o scădere a valorii energetice a substanŃei uscate a pâinii.

Figura 2.4.11. VariaŃia valorii energetice şi

scăderea procentuală a valorii energetice a pâinilor în funcŃie de cantitatea de derivaŃi celulozici adăugaŃi

17

R2 = 0.9934

R2 = 0.9926R2 = 0.9998

R2 = 0.9998

R2 = 0.9999

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50VariaŃia procentuală a umidităŃii, %

Scă

der

ea p

roce

ntu

ală

a va

lori

i en

erg

etic

e, %

CMC20000 CMC40000 CMC60000HPMC100000 Linear (General)

Din figura 2.4.13 se observă că există o foarte bună corelare între variaŃia valorii energetice şi variaŃia umidităŃii pâinilor, factorii de regresie liniară R2 având valori mai mari de 0,9900, chiar şi atunci când rezultatele nu sunt sortate în funcŃie de tipul de derivat celulozic folosit. Factorii de regresie liniari mult mai mari decât în cazul conŃinutului de fibre se datorează faptului că adaosul de fibre conduce la scăderea valorii energetice a produselor prin două mecanisme sinergice: introducerea în reŃetă a unui component cu o valoare energetică mai mică şi prin legarea de către acest component a unei cantităŃi suplimentare de apă care conduce la diluarea valorii energetice a pâinii.

Figura 2.4.13. Scăderea valorii energetice în funcŃie de variaŃia

conŃinutului de umiditate al pâinilor

Utilizarea carboximetilcelulozelor şi a hidroxipropilmetilcelulozei permite

obŃinerea unor produse de panificaŃie cu o valoare energetică mai redusă. La un adaos de 10% CMC60000 sau HPMC 100000 se realizează o scădere a valorii energetice cu mai mult de 40% iar la un adaos de 5% valoarea energetică scade cu ~30%. Adaosul acestor gume are efecte pozitive minore la o proporŃie de 1%.

2.5. Evaluarea fibrelor din grâu ca sursă pentru creşterea conŃinutului de fibre şi scăderea valorii energetice a produselor de panificaŃie

La adaosul de 10% fibre de grâu valoarea energetică a produselor scade cu 15,7% iar la un adaos de 15% valoarea energetică scade cu 22,15% comparativ cu proba martor. Reducerea valorii energetice este mult mai puŃin pronunŃată comparativ cu situaŃia utilizării derivaŃilor celulozici unde se realizează reducerea valorii energetice cu 20% pentru un adaos de numai 3% gumă. Caracteristicile senzoriale ale produselor obŃinute cu 3% adaos de caboximetilceluloză sau hidroxipropilmetilceluloză sunt mult mai bune decât la probele cu adaos de fibre de grâu la care s-a realizat reducerea valorii energetice în aceeaşi proporŃie. Scăderea valorii energetice a produselor de panificaŃie este cu atât mai mare cu cât cantitatea de apă legată este mai mare şi depinde mai puŃin de cantitatea de fibre adăugate deoarece şi acestea au valoare energetică (chiar dacă mai mică decât cea a făinii). Acest fapt poate fi observat şi în figura 2.5.6. unde este prezentată dependenŃa dintre proporŃia de adaos, conŃinutul de fibre şi conŃinutul de umiditate al pâinilor pe de o parte şi valoarea energetică pe de altă parte.

18

Figura 2.5.6. DependenŃa dintre proporŃia de adaos, conŃinutul de fibre şi conŃinutul de umiditate al pâinilor pe de o parte şi valoarea energetică pe de altă parte pentru pâinile preparate cu adaos de fibre de grâu şi pentru pâinile preparate cu adaos

de HPMC

În figura 2.5.6. se observă o foarte bună corelaŃie între valoarea energetică a pâinilor şi conŃinutul de umiditate, de fibre şi proporŃia de fibre sau gume adăugate - factorii de regresie liniară R2 au valori mai mari 0.9848. În cazul adaosului de fibre valoarea energetică scade mai accentuat odată cu creşterea proporŃiei de fibre şi a conŃinutului de fibre din pâine, deoarece cantitatea de apă legată de aceste fibre este mai redusă decât în cazul derivaŃilor celulozici. Scăderea valorii energetice în acest caz se datorează în cea mai mare măsură diluării pâinii cu fibre (care au o valoare energetică foarte mică). În cazul adaosului de derivaŃi celulozici, valoarea energetică scade mai accentuat odată cu creşterea conŃinutului de umiditate al pâinii, deoarece cantităŃi mici de derivaŃi celulozici determină legarea unor cantităŃi mari de apă care nu aduc nici un aport energetic suplimentar produsului.

2.6. Studiul asupra influenŃelor tehnologice şi nutritive ale utilizării carboximetilcelulozelor, hidroxipropilmetilcelulozelor şi a diferitelor fibre alimentare pentru obŃinerea unor produse de panificaŃie hipoenergetice În studiile anterioare au fost evaluaŃi mai mulŃi hidrocoloizi şi fibre alimentare

pentru a se analiza eficienŃa utilizării lor în scopul obŃinerii unor produse de panificaŃie cu o valoare energetică redusă şi cu un conŃinut ridicat de fibre. Din aceste studii, s-a evidenŃiat faptul că hidrocoloizii şi gumele sunt adaosuri care pot fi folosite pentru obŃinerea unor produse de panificaŃie hipoenergetice funcŃionale. Utilizarea lor însă, este limitată de efectele senzoriale şi tehnologice nedorite pe care le au aceste adaosuri. Dintre toŃi hidrocoloizii analizaŃi, derivaŃii celulozici (carboximetilcelulozele şi hidroxipropilmetilcelulozele) au avut eficienŃa cea mai mare în scăderea valorii energetice a produsului finit, fiind în strânsă dependenŃă cu cantitatea de apă legată suplimentar în aluat. Cantitatea de apă legată suplimentar, depinde atât de natura hidrocoloidului adăugat cât şi de cantitatea de hidrocoloid adăugată.

2.6.1. Evaluarea farinografică a efectelor reologice asupra aluaturilor de panificaŃie cu adaos de CMC, HPMC şi fibre Studiul farinografic a fost făcut în conformitate cu metoda descrisă în capitolul

2.1.2. şi a fost realizat utilizând echipamentul Flourgraph E6 fabricat de firma Haulbelt (Germania), cu o cuvă care permite fabricarea unor aluaturi din 100 de grame de făină. Pentru studiu a fost folosită făină comercială provenită de la moara Cibin, Sibiu. Toate

y = -0.1133x + 24.01R2 = 0.9734

y = -0.0273x + 7.9401R2 = 0.995

y = -0.2052x + 91.988R2 = 0.9999

0

10

20

30

40

50

60

70

120 140 160 180 200 220 240

Valoarea energetică a a pâinilor, kcal/100g

Pro

po

po

rŃia

de

HP

MC

ad

ăug

ată,

%

0

10

20

30

40

50

60

70

Um

idit

atea

/Co

nŃin

ut

de

fib

re %

proporŃia de fibre conŃinut de fibre conŃinutul de umiditate

y = -0.3534x + 75.735R2 = 0.9846

y = -0.1367x + 31.714R2 = 0.9964

y = -0.0983x + 67.786R2 = 0.9989

0

10

20

30

40

50

60

70

120 140 160 180 200 220 240

Valoarea energetică a a pâinilor, kcal/100g

Pro

po

po

rŃia

de

fib

re a

dău

gate

, %

0

10

20

30

40

50

60

Um

idit

ate/

Co

nŃi

nu

t d

e fi

bre

%

proporŃia de fibre conŃinut de fibre conŃinutul de umiditate

FIBRE HPMC100000

19

R2 = 0.9964R2 = 0.9964

R2 = 0.9970R2 = 0.9991

R2 = 0.9975R2 = 0.9994

50

60

70

80

90

100

0% 1% 2% 3% 4% 5%

ProporŃia de gumă adăugată, %

Cap

acita

tea

de

adso

rbŃie

, %

CMC30

CMC100

CMC1000

CMC10000

CMC30000

CMC60000

Linear (CMC30)

Linear (CMC100)

Linear (CMC1000)

Linear (CMC30000)

Linear (CMC10000)

Linear (CMC60000)

testele au fost realizate folosind aceeaşi făină dar datorită amplorii studiului şi a unor probleme tehnice, testele au fost împărŃite în timp. Primele au fost făcute testele cu carboximetilceluloze, apoi cele cu hidroxipropilmetilceluloze şi fibre. Făina a avut un conŃinut de umiditate de 13,4 şi respectiv 12,9 la cele două date ale studiului, conŃinut de gluten umed de 29,6, conŃinut de cenuşă 0,65% şi cifra de cădere 263 sec.

2.6.1.1. Capacitatea de adsorbŃie a apei

2.6.1.1.1. Efectul adaosului de carboximetilceluloze

. Capacitatea de adsorbŃie a aluaturilor creşte odată cu creşterea cantităŃii de gume adăugate şi odată cu creşterea capacităŃii acestora de a creşte vâscozitatea soluŃiilor în care sunt adăugate. Pentru a vedea dacă există o proporŃionalitate între cantitatea de gumă adăugată şi cantitatea de apă legată de aluat în figura 2.6.1 sunt trasate tendinŃele de variaŃie liniară a capacităŃii de adsorbŃie a apei de către aluaturi în funcŃie de proporŃia de gumă adăugată.

Figura 2.6.1. VariaŃia capacităŃii de adsorbŃie a apei cu proporŃia de carboximetilceluloze adăugate

Din figura 2.6.1. se observă o creştere proporŃională a capacităŃii de adsorbŃie a

apei de către aluaturi odată cu creşterea proporŃiei de gume adăugate. Există o foarte bună corelare matematică între aceste mărimi, factorii de regresie liniară R2 având valori mai mari de 0,9900.

În figura 2.6.2 este prezentată variaŃia capacităŃii de adsorbŃie a apei în funcŃie de vâscozitatea soluŃiilor apoase cu concentraŃia de 1% carboximetilceluloză.

Figura 2.6.2.

VariaŃia capacităŃii de adsorbŃie a

apei de către aluaturile cu

1%, 3% şi 5% adaos de

carboximetilceluloze cu

vâscozitatea soluŃiilor acestora

R2 = 0.9312

R2 = 0.8093

R2 = 0.8208

55.0

60.0

65.0

70.0

75.0

80.0

85.0

90.0

95.0

0 5000 10000 15000

Vascozitatea soluŃiilor, mPa·s

Cap

acit

atea

de

adso

rbŃi

e, %

1%

3%

5%

20

R2 = 0.9609

R2 = 0.9983

R2 = 0.9975

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6

ProporŃia adăugată, %

Cap

acita

tead

e ad

sorb

Ńie, %

HPMC100

HPMC15000

HPMC100000

Capacitatea de adsorbŃie a apei are o variaŃie logaritmică cu vâscozitatea

soluŃiilor de carboximetilceluloze, factorii de regresie R2 au valori mari, ceea ce indică corelaŃii bune. Factorii de regresie R2 pentru adaosul de 3% şi 5% sunt mai mici: 0,8093 şi respectiv 0,8208, comparativ cu situaŃia adaosului de 1% unde R2 este 0,9312. CorelaŃiile mai slabe se pot explica prin interacŃiunile dintre componentele făinii şi carboximetilceluloze şi mai ales faptului că faza lichidă din aluat este mult mai redusă cantitativ comparativ cu totalitatea apei din aluat şi cantitatea de substanŃe dizolvate în acesta poate conduce la o reducere a hidratării hidrocoloizilor datorită competiŃiei pentru apă. Din aceste grafice, se poate trage concluzia că utilizarea unor carboximetilceluloze cu o capacitate foarte mare de creştere a vâscozităŃii nu va conduce la o creştere spectaculoasă a cantităŃii de apă adăugată.

2.6.1.1.2. Efectul adaosului de hidroxipropilmetilceluloze

Comportarea aluaturilor cu adaos de hidroxipropilmetilceluloze este foarte asemănătoare cu cea a aluaturilor cu adaos de carboximetilceluloze.

Figura 2.6.3. VariaŃia

capacităŃii de adsorbŃie a apei cu proporŃia de

hidroxipropilmetilceluloze adăugate

Şi în cazul utilizării HPMC-urilor se observă aceeaşi variaŃie proporŃională a

capacităŃii de legare a apei de către aluaturi cu cantitatea de gumă adăugată. Există o foarte bună corelaŃie matematică a celor două mărimi, factorii de regresie liniară R2 având valori foarte mari. Se observă că nu există mari deosebiri între aluaturile cu adaos de HPMC15000 sau HPMC100000, ceea ce sugerează tot o variaŃie logaritmică a capacităŃii de adsorbŃie a apei cu capacitatea de îngroşare a hidrocoloizilor folosiŃi. Această comportare este confirmată de alura curbelor de tendinŃă.

2.6.1.1.3. Efectul adaosului de fibre

Pentru obŃinerea produselor de panificaŃie cu valoare energetică scăzută au fost evaluate mai multe tipuri de fibre care diferă prin sursă biologică şi prin capacitatea de legare a apei. Deoarece capacitatea de legare a apei este în strânsă legătură cu scăderea valorii energetice s-a dorit o selectare a fibrelor în funcŃie de capacitatea lor de a lega apa.

În figura 2.6.5 este prezentată variaŃia capacităŃii de hidratare farinografice a aluaturilor la un adaos de 10% şi 15% fibre faŃă de făină. Se observă că fibrele folosite în aceeaşi proporŃie conduc la capacităŃi de hidratare diferite şi odată cu creşterea proporŃiei de fibre adăugate creşte şi capacitate de hidratare a aluatului.

21

83.3

71.2

79.072.0

86.0

77.0

90.0

77.0

94.0

85.0

58.5

0.010.020.0

30.040.050.060.070.0

80.090.0

100.0

10 15ProporŃia de fibre, %

Cap

acita

tea

de a

dsor

bŃie

a a

pei,

%

Apple AF12

Exafine

Oat HF200

Wheat WF400

Potato KF200

Martor

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

Mar

tor

CMC30

CMC10

0

CMC10

00

CMC10

000

CMC30

000

CMC30

000

CMC60

000

Sta

bil

itat

ea a

luat

ulu

i, m

in

1%

3%

5%

Pentru a se observa dacă există o proporŃionalitate între proporŃia de fibre adăugate şi capacitatea de hidratare, în figura 2.6.6. sunt trasate şi tendinŃele de variaŃie liniară a capacităŃii de hidratare a aluaturilor cu adaos de fibre cu proporŃia de fibre adăugate. Din analizarea coeficientului de regresie liniară R2 se observă că se stabileşte o foarte bună corelare între cantitatea de apă legată de aluat şi proporŃia de fibre pe domeniul analizat. Valorile coeficientului de regresie liniară are valori cuprinse între 1 şi 0,9920, ceea ce denotă o corelaŃie foarte bună.

Figura 2.6.5. Capacitatea de adsorbŃie a apei a aluaturilor cu

adaos de 10% şi 15% fibre faŃă de

făină

2.6.1.2. Timpul de dezvoltare a aluatului

La adăugarea de derivaŃi celulozici şi de fibre se observă o creştere a timpului de dezvoltare a aluatului. În general timpul de dezvoltare creşte odată cu creşterea capacităŃii de creştere a vâscozităŃii produsului care este adăugat dar există şi excepŃii. Pentru aluaturile cu adaos de proporŃii mici de gume, 1% faŃă de făină, şi mai ales la utilizarea gumelor cu capacitate mai mică de creştere a vâscozităŃii se observă formarea unui al doilea maxim farinografic, mai mic decât primul. Odată cu creşterea proporŃiei de gume acest maxim devine mai mare şi mai vizibil (vezi figura 2.6.8), din acest motiv pentru determinarea timpului de dezvoltare a fost luat în calcul întotdeauna cel de-al doilea maxim deoarece acesta indică hidratarea completă a hidrocoloidului adăugat.

2.6.1.3. Stabilitatea aluatului

Adaosul de derivaŃi celulozici are un efect pozitiv asupra stabilităŃii aluaturilor, atât carboximetilcelulozele cât şi hidroxipropilmetilcelulozele au crescut stabilitatea aluatului cu excepŃia adaosului de 1% CMC60000.

22

Figura 2.6.11. Stabilitatea aluaturilor cu adaos de 1%, 3% şi 5% carboximetilceluloze Stabilitatea aluaturilor cu adaos de hidroxipropilmetilceluloze este mai mare

decât cea a aluaturilor cu adaos de carboximetilceluloze. Şi în cazul hidroxipropilmetilcelulozelor cele doua acŃiuni de stabilizare şi de degradare mecanică pot fi observate dar se face simŃit şi un al treilea efect, cel de diluare şi interferenŃă cu structura glutenică.

Deoarece stabilitatea aluatului este afectată de atât de multe procese antagonice nici o corelaŃie nu a putut fi făcută între stabilitatea aluatului şi vâscozitatea soluŃiilor derivaŃilor celulozici folosiŃi pe de o parte sau cu timpul de dezvoltare a aluatului pe de altă parte.

Adaosul de fibre influenŃează în mod diferit stabilitatea aluatului, în funcŃie de natura adaosului (figura 2.6.13.). Adaosul de fibre din măr scade stabilitatea aluatului iar creşterea proporŃiei de fibre conduce la o scădere şi mai accentuată a acesteia. Un impact mai mic îl are adaosul de fibre din mazăre care determină o uşoară creştere a stabilităŃii pentru un adaos de 10% în timp ce un adaos de 15% destabilizează puternic structura glutenică şi determină o scădere a stabilităŃii. Adaosul de fibre din ovăz, cartof şi grâu au un efect mai bun asupra caracteristicilor aluatului, determinând o creştere a stabilităŃii. Efectul cel mai redus este pentru adaosul de fibre din cartof şi efectul cel mai mare de stabilizare în cazul fibrelor de grâu.

2.6.2. Evaluare extensografică 2.6.2.1. Energia aluaturilor

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Martor CMC30 CMC100 CMC1000 CMC10000 CMC30000 CMC60000

En

erg

ia a

luat

uri

lor

la 4

5 m

in,

cm2

1%

3%

5%

Figura.2.6.17. Energia aluaturilor cu 1%, 3% şi 5% adaos de carboximetilceluloze la 45

de minute Adaosul de carboximetilceluloze reduce energia aluaturilor cu excepŃia adaosului

de CMC1000 care la 1% adaos conduce la creşterea energiei dar la proporŃii mai mari are un efect de reducere a energiei, similar celorlalte gume. Efectul cel mai redus este, aşa cum ne aşteptam la o proporŃie de 1% CMC adăugată şi tendinŃa este de scădere a energiei pe măsură ce proporŃia de gumă şi cantitatea de apă legată de către aluaturi este mai mare. Faptul că nu mai există diferenŃe aşa de mari între aluaturile cu diferite CMC-uri la un adaos de 5% arată că reologia aluatului este afectată mai puŃin de către gume.

23

.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Martor HPMC100 HPMC15000 HPMC100000

En

erg

ia a

luat

uri

lor

la 4

5 m

in, c

m2

1%

3%

5%

Figura 2.6.19. Energia aluaturilor cu 1%, 3% şi 5% adaos de HPMC la 45 de minute de

la frământare

În cazul aluaturilor cu adaos de hidroxipropilmetilceluloze corelaŃiile dintre energia aluaturilor şi cantitatea de apă sunt mai mari pentru aluaturile cu doar 1% HPMC, factorul de regresie liniară R2 fiind 0,8622 şi scade la 0,6872 pentru aluaturile cu 3% şi 0,4853 pentru cele cu 5%. Astfel importanŃa fazei lichide ca plasticizant scade şi interacŃiunile hidroxipropilmetilcelulozei cu proteinele glutenice din structura aluatului devin mai importante. Modelul variaŃiei energiei aluaturilor cu tipul de gumă folosită sugerează o corelaŃie între energia aluaturilor şi capacitatea de modificare a vâscozităŃii a hidroxipropilmetilcelulozelor şi ca atare au fost determinaŃi factorii de corelare. Pentru aluaturile cu 1% şi 3% corelaŃiile stabilite sunt foarte bune, valoarea factorilor de regresie liniară R2 fiind 0,9559 şi respectiv 0,9719 iar pentru aluaturile cu adaos de 5% HPMC nu a putut fi stabilită nici o corelaŃie.

Deşi adaosul de fibre din măr a avut cel mai negativ efect din punct de vedere farinografic adaosul de 10% fibre din grâu a condus la cele mai bune rezultate din punct de vedere al energiei aluaturilor. Toate aluaturile cu fibre arată o înrăutăŃire a caracteristicilor lor extensografice, efectul negativ al adaosului de 15% fibre fiind mai mare decât al adaosului de 10% fibre. La o proporŃie de 15% fibre energia aluaturilor cu fibre din grâu, ovăz şi cartof a fost mai mare decât cea a aluaturilor cu adaos de fibre din măr şi din mazăre. Se observă că energia aluaturilor cu adaos din fibre nu suferă o modificare prea mare în timp în comparaŃie cu proba martor.

Energia aluaturilor cu adaos de 10% şi 15 % fibre este afectată puternic de adaosul de fibre, energia aluaturilor cu 10% fibre este mai mică de 60 cm2 cu excepŃia adaosului de fibre de măr iar pentru un adaos de 15% energia aluaturilor scade sub 50 cm2, la aproape jumătate din valoarea probei martor.

2.6.2.2. RezistenŃa maximă

RezistenŃa maximă oferă informaŃii legate de forŃa necesară pentru ruperea aluatului, de presiunea la care rezistă filmele de aluat în timpul fermentaŃiei. O rezistenŃă crescută va conduce la o creştere a energiei aluaturilor [*230]. RezistenŃa maximă a aluaturilor cu adaos de 1% CMC nu se modifică foarte mult faŃă de rezistenŃa aluatului martor.

VariaŃia rezistenŃei maxime a aluaturilor cu adaos de hidroxipropilmetilceluloză este foarte asemănătoare cu variaŃia de energie a acestor aluaturi. RezistenŃa maximă a aluaturilor scade proporŃional cu cantitatea de gumă adăugată şi cu vâscozitatea soluŃiilor acestor gume. Acest model de variaŃie sugerează că proteinele glutenice care

24

au importanŃa cea mai mare asupra acestor proprietăŃi reologice, interacŃionează cu hidroxipropilmetilcelulozele. Deoarece aluaturile cu carboximetilceluloze nu respecta acelaşi model, putem trage concluzia că radicalii care substituie unităŃile de celuloză interacŃionează cu proteinele glutenice şi le împiedică să formeze legături cu alte proteine glutenice ceea ce conduce la slăbirea structurii. Cu cât proporŃia de astfel de radicali, proveniŃi dintr-un grad de substituŃie mai mare sau dintr-o cantitate mai mare de gumă, este mai mare, cu atât degradarea caracteristicilor aluaturilor este mai mare. Această proporŃionalitate se reflectă şi în coeficienŃii de corelare a variaŃiei liniare a rezistenŃei maxime cu vâscozitatea soluŃiilor de HPMC. CoeficienŃii de regresie liniară R2 au valori foarte mari, 0,9263, 0,9170 şi 0,9625 pentru aluaturile cu 1%, 3% şi respectiv 5% HPMC (figura 2.6.25).

2.6.3. Caracteristicile fizico-chimie ale pâinilor 2.6.3.2. Volumul specific

În tabelul 2.6.8 este prezentat volumul specific al pâinilor cu adaos de derivaŃi celulozici sau fibre alimentare. Se observă că cel mai mic efect asupra volumului pâinilor îl are adaosul de carboximetilceluloze şi hidroxipropilmetilceluloze. Dar deşi efectul este minor acesta este pozitiv. Adaosul de derivaŃi celulozici produce o creştere a volumului specific la un adaos de 3% şi 5%, aşa cum a fost observat şi în studiile anterioare. Creşterea este cu atât mai redusă cu cât cantitatea de hidrocoloid adăugată este mai mare. În cazul adaosului de fibre, pâinile au avut un volum mult mai mic decât pâinea martor. Cu cât cantitatea de fibre creşte cu atât scăderea volumului specific este mai sensibilă. Lipsa de corelare se datorează modului diferit în care interacŃionează adaosurile cu componentele aluatului. În cazul adaosului de grâu, energia crescută se datorează unei creşteri excesive a rezistenŃei aluatului (peste 600 unităŃi) şi unei reduceri a extensibilităŃii, în timp ce adaosul de fibre din mazăre a determinat o reducere atât a rezistenŃei cât şi a extensibilităŃii aluatului. Volumul pâinilor cu adaos de fibre pare să depindă mai mult de extensibilitatea aluatului decât de energia acestuia. Din figura 2.6.47 se observă că se stabileşte o corelaŃie bună între volumul pâinii şi extensibilitatea aluaturilor cu adaos de fibre.

Tabelul 2.6.8. Volumul specific şi variaŃia volumului specific al pâinilor cu adaos

de derivaŃi celulozici şi fibre alimentare

Proba Volum

specific, ml/100g

VariaŃia volumului specific, %

Proba Volum specific

VariaŃia volumului specific, %

Martor 472 - 10% Exafine 396 -16 5% CMC10000 515 9 15% Exafine 319 -32 5% CMC 30000 484 3 10% Potato KF200 264 -44 3% CMC 60000 509 8 15% Potato KF200 198 -58 5% CMC 60000 486 3 10% Apple AF12 287 -39 3% HPMC 15000 487 3 15% Apple AF12 213 -55 5% HPMC 15000 465 -1 10% Oat HF200 284 -40 3% HPMC100000 490 4 15% Oat HF200 248 -47

10% Wheat WF400 246 -48 5% HPMC100000 481 2 15% Wheat WF400 180 -62

25

Figura 2.6.48. Probele de coacere cu adaos de carboximetilceluloze şi hidroxipropilmetilceluloze

Martor

5% CMC10000 5% CMC30000

3% CMC60000 5% CMC60000

3% HPMC15000 5% HPMC15000

3% HPMC100000 5% HPMC100000

26

Figura 2.6.49. Aspectul exterior şi aspectul miezului pâinilor cu adaos de 10% şi 15% fibre

Exafine 10% Exafine 15%

Potato KF 10% Potato KF 15%

Apple AF12 10% Apple AF12 10%

Oat HF200 10% Oat HF200 15%

Wheat WF400 10% Wheat WF400 15%

27

2.6.3.3. Porozitatea pâinilor În tabelul 2.6.9. sunt prezentate porozităŃile miezurilor pâinilor cu adaos de

derivaŃi celulozici şi fibre. Cum era de aşteptat, din analiza volumului specific porozitatea miezului pâinilor cu adaos de gume nu este foarte diferită de cea a probei martor, diferenŃe mici pot fi observate mai ales în sensul îmbunătăŃirii acesteia. Gumele, prin creşterea vâscozităŃii fazei lichide a aluatului, determină o menŃinere mai bună a gazelor în aluat atât în faza de fermentare cât şi cea de coacere şi ca urmare, volumul gazelor din aluat este mai mare. Această capacitate crescută de reŃinere a gazelor prin etanşarea porilor are şi un aspect negativ: în timpul răcirii pâinilor, când gazele se contractă şi în pori apare o depresiune, gazele din exterior nu pot pătrunde şi atunci are loc un colaps al porilor ce atrage după sine o contracŃie a pâinilor. Coaja fiind moale, urmăreşte miezul şi face ca pâinea să se contracte. Acest fenomen are ca urmare un volum specific şi o porozitate mai mică decât ar fi normal. Procesul este vizibil mai ales în cazul utilizării hidrocoloizilor cu capacitate mare de creştere a vâscozităŃii, CMC60000, HPMC15000 şi HPMC 100000, la proporŃii mari de adaos (5%). Procesul este mult mai vizibil pentru proporŃii mai mari de gume adăugate [*221], [*222, [*223].

Tabelul 2.6.9. porozitatea pâinilor cu adaos de derivaŃi celulozici şi fibre

Proba Porozitate %

VariaŃia porozităŃii

% Proba Porozitate

%

VariaŃia porozităŃii

% Martor 85 - 10% Exafine 83 -2 5% CMC10000 88 3 15% Exafine 78 -8 5% CMC 30000 85 0 10% Potato KF200 74 -13 3% CMC 60000 86 1 15% Potato KF200 61 -29 5% CMC 60000 86 1 10% Apple AF12 76 -11 3% HPMC 15000 87 3 15% Apple AF12 65 -24 5% HPMC 15000 84 -1 10% Oat HF200 78 -9 3% HPMC100000 85 0 15% Oat HF200 75 -12

10% Wheat WF400 77 -9 5% HPMC100000 85 0 15% Wheat WF400 73 -14

În cazul adaosului de fibre, se înregistrează o scădere a porozităŃii miezului. Şi în

acest caz, variaŃia procentuală a porozităŃii este mai redusă decât variaŃia procentuală a volumului specific pentru aceeaşi probă. Acest fapt se datorează faptului că densitatea miezului pâinilor scade pe măsură ce umiditatea acestuia creşte, deoarece apa are o densitate mai mică decât substanŃa uscate. Scăderea cea mai redusă a porozităŃii a fost înregistrată pentru adaosul de fibre extrase din mazăre în timp ce adaosul de fibre din cartof în proporŃie de 15% a determinat o scădere cu 29% a porozităŃii miezului.

2.6.3.4. Elasticitatea miezului

Elasticitatea miezului este afectată în mod negativ de adaosurile de hidrocoloizi sau fibre. Cantitatea mare de apă din aluat permite gelifierea completă a unei părŃi mai mari din amidonul făinii şi ca urmare gelul rezultat este mai umed şi cu proprietăŃi texturale diferite de cele ale miezului probei martor.

Tabelul 2.6.10. Elasticitatea şi variaŃia elasticităŃii pâinilor cu adaos de derivaŃi

celulozici şi fibre alimentare

Proba Elasti-citate

%

VariaŃia elastici-

tăŃii %

Proba

Elasti-citate

%

VariaŃia elastici-

tăŃii %

Martor 96 - 10% Exafine 88 -8 5% CMC10000 95 -1 15% Exafine 88 -8

28

6

7

8

9Aspect

Culoarea cojii

Culoarea miezului

Porozitate

Umiditate

ElasticitateDensitate

Gust

Miros

MasticaŃie

General

Martor 5% CMC10 000 5% CMC 30 000

3% CMC 60 000 5% CMC 60 000 3% HPMC 15 000

5% HPMC 15 000 3% HPMC 100 000 5% HPMC 100 000

5% CMC 30000 90 -6 10% Potato KF200 87 -9 3% CMC 60000 96 0 15% Potato KF200 85 -11 5% CMC 60000 92 -4 10% Apple AF12 92 -4 3% HPMC 15000 92 -4 15% Apple AF12 83 -14 5% HPMC 15000 88 -8 10% Oat HF200 92 -4 3% HPMC100000 90 -6 15% Oat HF200 85 -11

10% Wheat WF400 91 -5 5% HPMC100000 93 -3 15% Wheat WF400 85 -11

Aceasta nu explică totuşi întru totul procesul de reducere a elasticităŃii miezului

deoarece nu s-au putu face corelaŃii între elasticitatea miezului şi umiditatea acestuia. Factorii de regresie liniară R2 sunt de 0,1399 pentru pâinile cu gume şi 0,3651 pentru cele cu adaos de fibre. Fibrele şi hidrocoloizii adăugaŃi probabil că interferează cu gelul de amidon şi ca urmare se obŃin produse cu valori ale elasticităŃii miezului diferite de cele aşteptate. Adaosul de 10% fibre afectează moderat elasticitatea miezului pâinilor, similar adaosului de 3% şi 5% gume dar creşterea proporŃiei de fibre la 15 % a determinat o reducere mai importantă a elasticităŃii miezului, cu 11% până la 14%. De această dată, adaosul de 15% fibre din măr a determinat o reducere cu elasticităŃii de la 96%, pentru proba martor, la 83%.

2.6.4. Caracteristicile senzoriale

Figura 2.6.50. Caracteristicile senzoriale ale pâinilor cu adaos de carboximetilceluloze

şi hidroxipropilmetilceluloze

29

2

3

4

5

6

7

8

9Aspect

Culoarea cojii

Culoarea miezului

Porozitate

Umiditate

ElasticitateDensitate

Gust

Miros

MasticaŃie

General

Martor 10% Exafine 15% Exafine 10% Potato KF200 15% Potato KF200 10% Apple AF1215% Apple AF12 10% Oat HF200 15% Oat HF20010% Wheat WF400 15% Wheat WF400

Figura 2.6.51.

Caracteristicile senzoriale ale pâinilor cu adaos fibre

2.6.5. ConŃinutul de fibre al pâinilor ConŃinutul de fibre al pâinilor fabricate cu adaos de derivaŃi celulozici sau fibre

din diferite surse, creşte faŃă de cel al probelor martor chiar dacă şi umiditatea acestora este mai mare. Efectul de diluare datorat acestei cantităŃi suplimentare de apă este totuşi redus, deoarece umiditatea pâinilor creşte de la 44,6% pentru proba martor la maxim 53,6% pentru pâinea cu adaos de 5% HPMC100000. În tabelul 2.6.11. este prezentat conŃinutul de fibre al pâinilor calculat pe baza reŃetei de fabricaŃie şi a conŃinutului de umiditate al ingredientelor şi produselor finite.

Tabelul 2.6.10. ConŃinutul de fibre al pâinilor cu adaos de derivaŃi celulozici şi

fibre alimentare

Proba ConŃinutul de

fibre %

Proba ConŃinutul de

fibre %

Martor 2,0 10% Exafine 5,2 5% CMC10000 4,3 15% Exafine 6,5 5% CMC 30000 4,3 10% Potato KF200 5,4 3% CMC 60000 3,4 15% Potato KF200 6,7 5% CMC 60000 4,1 10% Apple AF12 4,7 3% HPMC 15000 3,4 15% Apple AF12 5,7 5% HPMC 15000 4,0 10% Oat HF200 6,8 3% HPMC100000 3,3 15% Oat HF200 8,4

10% Wheat WF400 6,7 5% HPMC100000 4,0 15% Wheat WF400 8,5

Din tabel se observă că probele cu un adaos de 3% gume celulozice au un conŃinut de fibre puŃin mai mare de 3%, în timp ce probele cu adaos de 5% fibre au un conŃinut puŃin mai mare de 4%. Probele care sunt preparate cu un derivat celulozic cu o capacitate mai mare de creştere a vâscozităŃii soluŃiilor vor avea un conŃinut mai redus

30

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

Martor

5% C

MC 30 0

00

5% C

MC 60 0

00

5% H

PMC 15 00

0

5% H

PMC 100 0

00

15%

Exa

fine

15%

Pota

to K

F200

15%

App

le A

F12

15%

Oat

HF200

15%

Whe

at W

F400

Cre

şter

ea c

on

Ńinu

tulu

i de

fibre

, %

a substanŃeiuscate

a pâinilor

de fibre faŃă de pâinile similare, dar care au în compoziŃie un derivat cu o capacitate mai redusă de creştere a vâscozităŃii.

Pentru adaosul de fibre există o variaŃie mult mai mare datorată compoziŃiei acestora. Astfel, fibrele din cartof, mazăre şi mai ales măr vor determina o creştere mai redusă a conŃinutului de fibre datorită compoziŃiei lor mai reduse în astfel de fibre, 74%, 65% şi respectiv 55%. Adaosul de fibre din grâu şi ovăz determină cea mai mare creştere a conŃinutului de fibre.

În figura 2.6.54. sunt prezentate creşterile procentuale ale conŃinutului de fibre al pâinilor şi pentru comparaŃie creşterea conŃinutului de fibre al substanŃei uscate a acestora. Figura 2.6.54. VariaŃia conŃinutului de fibre al pâinilor şi al substanŃei uscate a pâinilor

DiferenŃele cele mai mari între conŃinutul de fibre al pâinii şi al substanŃei uscate

se observă în cazul utilizării produselor ce vor determina legarea unor cantităŃi importante de apă în aluat şi vor conduce la creşterea umidităŃii pâinii. De aici se poate trage concluzia că pentru o creştere mai eficientă a conŃinutului de fibre trebuie alese fibre care să conducă la reŃinerea unor cantităŃi mai mici de apă în aluat.

2.6.6. Valoarea energetică Valoarea energetică a pâinilor este modificată de materialele adăugate prin două

mecanisme. Unul de înlocuire a componentelor cu valoare energetică din reŃetă (făina) cu alte componente care nu au valoare energetică sau una mult mai redusă. A doua metodă este cea de diluare a conŃinutului energetic prin creşterea conŃinutului de umiditate.

În urma adaosului de gume şi fibre se observă o reducere a valorii energetice a pâinilor de la 229 kcal/100g până la 173 kcal/100g. Cea mai importantă reducere a valorii energetice a fost observată în cazul adaosului de 5% HPMC100000. Adaosul de 10% fibre din măr are eficienŃa cea mai scăzută. Efectul mai scăzut de reducere a valorii energetice în pâinile cu fibre din măr şi mazăre se datorează unui conŃinut mai

31

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

Martor

5% C

MC 30 0

00

5% C

MC 60 0

00

5% H

PMC 15 00

0

5% H

PMC 100 0

00

15%

Exa

fine

15%

Pota

to K

F200

15%

App

le A

F12

15%

Oat

HF200

15%

Whe

at W

F400

Scă

der

ea v

alo

rii c

alo

rice

, %

VariaŃia valoriicalorice datoratăadaosului de apă

VariaŃia valoriicalorice a subst.usc.

redus de fibre ceea ce conduce la o valoare energetică mai mare comparativ cu celelalte produse.

În figura 2.3.55. este prezentată scăderea valorii energetice a pâinilor prin reducerea valorii energetice a substanŃei uscate şi prin reducerea substanŃei uscate a pâinilor. Din figură se observă că adaosul de derivaŃi celulozici determină o scădere a valorii energetice mai mari de 15% în timp ce adaosul de 5% derivaŃi celulozici determină o reducere a valorii energetice cuprinsă între 20% şi 25%. DerivaŃii cu o capacitatea mai mare de a creşte vâscozitatea soluŃiilor, determină o scădere mai mare a valorii energetice dar derivaŃii hidroxipropilici au o eficienŃă mai mare decât derivaŃii carboximetilcelulozici chiar dacă nu au aceeaşi capacitate de a creşte vâscozitatea soluŃiilor.

Figura 2.6.55. Scăderea valorii energetice a pâinilor cu adaos de gume celulozice şi fibre

Din aceste date reiese că utilizarea derivaŃilor celulozici este mai eficientă în

reducerea valorii energetice a produselor decât utilizarea fibrelor, deoarece adaosuri de 5% derivaŃi celulozici au avut rezultate similare în ce priveşte reducerea valorii energetice, cu situaŃia adaosului a 15% fibre iar adaosul de 3% derivaŃi celulozici este similar unui adaos de 10% fibre. Din analiza senzorială a produselor din nou derivaŃii celulozici sunt cei care prezintă modificările cele mai mici şi acceptabilitatea cea mai mare. Toate adaosurile practicate par să afecteze în special caracteristicile texturale ale miezului (elasticitatea, comportarea masticaŃie) precum şi porozitatea. Adaosurile de fibre determină o scădere puternică a volumului specific al produselor. Un efect mai mic asupra caracteristicilor senzoriale pare să aibă adaosul de fibre din mazăre şi măr dar acestea au o eficienŃă mai redusă în scăderea valorii energetice.

32

2.7. Efectul hidrocoloizilor de natura celulozică asupra activităŃii enzimatice

În urma testelor de coacere a fost observat că produsele de panificaŃie au o culoare a cojii mult mai intensă deşi au fost coapte în aceleaşi condiŃii şi din aceeaşi făina, ca şi proba martor. Această culoare mai intensă s-ar putea datora faptului că aluaturile probelor cu adaos de derivaŃi celulozici au un conŃinut de umiditate mult mai mare care ar facilita procesul de amiloliză printr-o mult mai uşoară difuzie a amilazelor şi a produşilor de reacŃie în mediul de reacŃie – aluatul. Totuşi ipoteza este supusă îndoielii deoarece derivaŃii celulozici adăugaŃi determină o creştere substanŃială a vâscozităŃii mediului ceea ce ar îngreuna procesul de difuzie. O altă ipoteză ar fi protejarea activităŃii enzimatice din făină pe parcursul coacerii ceea ce ar conduce la niveluri crescute de glucide cu masă moleculară mică în aluat şi la formarea unei cantităŃi mai mari de melanoidine în coajă. Aceasta conduce la o coajă mai intens colorată.

Acest studiu are ca scop să identifice care dintre cele două ipoteze este cea corectă. Pentru aceasta s-a urmărit activitatea enzimatică a unui preparat enzimatic comercial în prezenŃa mai multor derivaŃi celulozici cu caracteristici diferite şi în concentraŃii diferite.

În figura 2.7.1. este prezentată variaŃia activităŃii amilazice reziduale cu concentraŃia de carboximetilceluloză CMC 30.

Figura 2.7.1. VariaŃia activităŃii

amilazice la diferite concentraŃii de gumă celulozică CMC 30 în preparatul enzimatic, înainte şi după tratamentul

termic

În figura 2.7.1 se poate observa că guma celulozică CMC 30 are un efect de inhibare a activităŃii enzimatice. Astfel la o concentraŃie de 1% şi 2% gumă celulozică în preparatul enzimatic activitatea iniŃială a scăzut la 93% şi respectiv 84% din activitatea preparatului amilazic fără gumă. După un tratament termic la 80ºC timp de 10 minute activitatea enzimatică a probei martor a scăzut la 1%. Adaosul de gumă celulozică a condus la o protejare a amilazei pe parcursul tratamentului termic astfel încât în probele cu 1% şi 2% CMC activitatea amilazică remanentă a fost de 16% şi respectiv 40%.

Activitatea de inhibiŃie a hidroxipropilmetilcelulozei este de asemenea mai redusă comparativ cu cea a carboximetilcelulozelor. La o concentraŃie de 2% HPMC în preparatul enzimatic, activitatea enzimatică a scăzut doar la 97% din activitatea martorului fără gume. Faptul că şi activitatea de inhibiŃie a activităŃii enzimatice este mai redusă, susŃine ipoteza că hidroxipropilmetilceluloza formează mai greu un complex cu amilaza. În figura 2.7.5. este prezentată variaŃia activităŃii enzimatice reziduale a preparatelor amilazice fără şi cu adaos de 2% CMC 30, în funcŃie de timpul de tratament termic.

0102030405060708090

100

0 0.5 1 1.5 2

ConcentraŃia [%]

Act

ivita

te e

nzi

mat

ică

[%]

Activitate reziduală Activitate iniŃială

33

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10 12 14Timp de incubare, min

Act

ivita

te e

nzi

mat

ică,

%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tem

per

atu

ra, o

C

Activitate remanentă, fără CMC Activitate remanentă cu 2% CMC

Temperatura, oC

Figura 2.7.5. VariaŃia activităŃii amilazice remanente a preparatelor amilazice fără şi cu 2% CMC 30 pe parcursul tratamentului termic

Din figura 2.7.5 se observă că 95% din activitatea enzimatică a preparatului

amilazic fără adaos de CMC se pierde în primele 5 minute urmată apoi de o scădere lineară a activităŃii enzimatice. În cazul preparatului amilazic cu adaos de CMC, cea mai mare scădere a activităŃii enzimatice se realizează în primele 2-3 minute (până la atingerea temperaturii de inactivare) iar apoi are loc o scădere lineară a activităŃii enzimatice.

Din datele rezultate din aceste experimente se poate trage concluzia că gumele celulozice au un efect protector asupra amilazelor. Efectul protector se datorează probabil formării unor complexe neproductive între enzimă şi gume datorate similitudinii structurale a derivaŃilor celulozici cu amidonul, substratul enzimei. Aceasta conduce şi la inhibarea activităŃii enzimei. Carboximetilcelulozele au un efect de inhibare şi de protecŃie mai mare decât hidroxipropilmetilcelulozele. Activitatea de protecŃie este cu atât mai mare cu cât moleculele derivaŃilor celulozici sunt mai mici.

34

3. Concluzii şi direcŃii viitoare de cercetare Studiile întreprinse au avut ca scop obŃinerea unor produse de panificaŃie cu

valoare energetică redusă. Pentru reducerea valorii energetice a produselor de panificaŃie au fost urmate două căi, una de diluare a conŃinutului produselor cu apă astfel încât densitatea energetică a produselor să fie mai scăzută iar cealaltă cale urmăreşte înlocuirea unei părŃi a făinii de grâu, care are o valoare energetică ridicată, cu alte componente, cu valoare energetică mult redusă. Cercetările nu se limitează doar la obŃinerea unor produse cu valoare energetică redusă. Ele urmăresc găsirea ingredientelor care pe lângă reducerea valorii energetice a produselor de panificaŃie să permită şi obŃinerea unor produse cu o acceptabilitate mare din partea consumatorilor, produse care să nu se deosebească foarte mult de cele care există actual pe piaŃă, şi care să nu impună o schimbare majoră a obiceiurilor culinare.

Au fost investigate mai multe produse, pornind de la cele care se adaugă deja în produsele de panificaŃie (tărâŃa de grâu) şi ajungând la adaosuri mai puŃin sau deloc testate pentru aplicaŃii de acest tip, cum ar fi gumele şi fibrele.

Adaosul de tărâŃe are o capacitate limitată de reducere a valorii energetice a produselor de panificaŃie deoarece: - tărâŃele (ca material de umplutură) nu sunt lipsite de valoare energetică – au 261

kcal/100g ceea ce reprezintă două treimi din valoarea energetică a făinii (361 kcal/100g);

- capacitatea de legare a apei pentru tărâŃe nu este foarte mare; - adaosul de tărâŃe are efecte negative asupra reologiei aluatului, cu consecinŃe

negative asupra caracteristicilor produsului finit, ceea ce le scade aceptabilitatea. Cele mai bune rezultate au fost obŃinute cu un adaos de tărâŃe netratate,

adăugate în proporŃie de 10%. Au fost obŃinute produse aproape la fel de bine evaluate ca şi martorul (cu excepŃia porozităŃii) la aproape toate criteriile considerate.

Deşi nu s-a realizat o reducere semnificativă a valorii energetice, s-au obŃinut produse valoaroase din punct de vedere funcŃional, prin conŃinutul ridicat de fibre – s-a realizat o creştere a conŃinutului de fibre cu 50%, de la 2,07 g/100g produs la 4,26 g fibre/100 g produs la un adaos de 10% tărâŃe.

Această creştere a conŃinutului de fibre în produsele de panificaŃie oferă o alternativă alimentară sănătoasă prin proprietăŃile de aliment funcŃional pe care le dobândeşte prin conŃinutul ridicat de fibre alimentare.

În mod special pentru persoanele supraponderale consumarea acestor produse prezintă multiple beneficii:

- întârzie apariŃia senzaŃiei de foame; - crearea senzaŃiei de saŃietate; - scăderea colesterolului plasmatic (fibrele solubile); - creşte toleranŃa la glucoză prin scăderea ritmului de absorbŃie al glucozei la

nivel intestinal. Adaosul de gume alimentare în produsele de panificaŃie poate reprezenta o

modalitate de reducere a valorii energetice a acestora. Aceste adaosuri afectează caracteristicile tehnologice ale aluaturilor şi caracteristicile produsului în mod diferit, în funcŃie de natura gumelor introduse. Alginatul de Na, guma xantan, carboximetilceluloza şi guma guar adăugate determină o creştere a cantităŃii de apă legată în aluat, alginatul şi carboximetilceluloza remarcându-se în mod deosebit. Adaosul de fibre nu se limitează doar la creşterea cantităŃii de apă legată. Sunt influenŃate toate caracteristicile reologice ale aluaturilor. Se remarcă o creştere a timpului de dezvoltare a aluatului, ca urmare a concurenŃei pentru apă dintre hidrocoloizii adăugaŃi şi glutenul din făină, şi interferenŃei gumelor cu glutenul. Adaosul de alginat şi gumă xantan nu au mai permis determinarea caracteristicilor farinografice la un adaos de 10%, datorită timpului foarte mare de formare a aluatului. Aceste gume au determinat şi o creştere semnificativă a

35

stabilităŃii aluatului. Carboximetilceluloza şi guma guar au avut rezultate mai scăzute. Stabilitatea crescută a aluaturilor cu adaos de gume este confirmată şi de gradul de înmuiere a aluatului şi indicele de toleranŃă la frământare mai reduse comparativ cu martorul. Deşi, din punct de vedere reologic, adaosurile de alginat şi xantan sunt superioare adaosului de carboximetilceluloză şi gumă guar, caracteristicile pâinilor cu adaos de alginat şi xatan sunt mai scăzute. Acestea au volumul specific, elasticitatea miezului şi porozitatea inferioare probelor martor.

Din punct de vedere senzorial caracteristicile produselor sunt uşor îmbunătăŃite la adaosuri de 3% gume pentru ca apoi, la proporŃii mai mari, acestea să se deprecieze. Rezultatele cele mai slabe din punct de vedere senzorial le-au avut produsele cu adaos de xantan şi alginat. Aceste produse au înregistrat reduceri senificative ale valorii energetice prin cantitatea mare de apă din produse dar nu pot fi folosite în acest scop deoarece se obŃin produse cu caracteristici fizico-chimice şi senzoriale inferioare. Tot din aceleaşi motive adaosuri de gume mai mari de 5% faŃă de făină nu sunt recomandate. Efectul cel mai mare de reducere a valorii energetice a fost înregistrat de adaosul de alginat şi de xantan care la un adaos de 5% au determinat o reducere a valorii energetice cu 15%. Rezultate foarte bune a avut şi adaosul de carboximetilceluloză care la un adaos de 5% a scăzut valoare energetică cu 15% iar la un adaos de 10% cu 45%. Alginatul, xantanul şi guma guar nu prezintă interes pentru obŃinerea unor produse de panificaŃie cu valoare energetică redusă deoarece, fie nu leagă sufiecient de multă apă, fie se obŃin produse cu caracteristici inferioare. Adaosul de carboximetilceluloză permite o reducere remarcabilă a valorii energetice şi obŃinerea unor produse cu calităŃi bune.

Studiile următoare confirmă potenŃialul crescut al derivaŃilor celulozici (carboximeticeluloze şi hidroxipropilmetilceluloze) pentru obŃinerea unor produse cu valoare energetică scăzută. Cantitatea de apă legată în aluat este direct proporŃională cu cantitatea de gume adăugate dar depinde şi de capacitatea derivaŃilor celulozici de a creşte vâscozitatea. Cantitatea de apă legată este o funcŃie logaritmică a vâscozităŃii soluŃiei de derivaŃi celulozici. La valori mari a vâscozităŃii creşterea acesteia determină doar creşteri minore a cantităŃii de apă legate. DerivaŃii celulozici au rezultate diferite, în funcŃie de natura lor. Adaosul de hidroxipropilmetilcelulozele conduce la obŃinerea unor produse superioare atât din punct de vedere senzorial cât şi din punct de vedere al reducerii valorii energetice.

Caracteristicile senzoriale ale pâinilor cu un adaos mai mare de 5% derivaŃi celulozici au fost mult inferioare pâinii martor şi din multe puncte de vedere au fost considerate ca şi inacceptabile. Cele mai afectate caracteristici senzoriale sunt elasticitatea, porozitate, umiditatea miezului sesizată prin palpare şi masticabilitatea. Dacă nu se ajustează cantitatea de sare din reŃeta de preparare, în funcŃie de cantitatea de apă şi ingrediente adăugate, şi gustul produselor este afectat considerabil. Nu a putut fi stabilită o corelaŃie puternică între conŃinutul de umiditate al pâinilor cu adaos şi caracterisiticile senzoriale ale pâinilor.

Volumul specific al pâinilor cu adaos mai mic sau egal cu 5% faŃă de făină este chiar mai bun comparativ cu cel al pâinii martor dar sunt afectate elasticitatea şi porozitatea miezului. Porii miezului devin tot mai groşi, mai etanşi odată cu creşterea proporŃiei de derivaŃi celulozici. Adaosul de derivaŃi celulozici inhibă activitatea amilazică dar au şi un efect de protecŃie termică asupra acestora, astfel încât pâinile vor avea o culoare mai intensă. Hidroxipropilmetilcelulozele au un efect mai puternic de protecŃie comparativ cu carboximetilcelulozele.

DerivaŃii celulozici cu capacitate mai mică de creştere a vâscozităŃii, determină obŃinerea unor produse mai bune din punct de vedere calitativ dar au un efect mai mic de reducere a valorii energetice. Valoarea energetică a pâinilor cu un adaos de 5% derivaŃi celulozici variază între 15% şi 30%, în funcŃie de natura derivaŃilor folosiŃi. O

36

reducere mai mare de 40% a valorii energetice a fost observată la un adaos de 10% derivaŃi celulozici dar caracteristicile senzoriale ale acestor produse sunt mult inferioare. Scăderea valorii energetice a produselor cu adaos de derivaŃi celulozici se datorează în special cantităŃii suplimentare de apă legată în aluat şi mai puŃin efectului de înlocuire a făinii cu ingrediente hipoenergetice. ConŃinutul de fibre al pâinilor este îmbunătăŃit la folosirea derivaŃilor celulozici. La un adaos de 5% gumă celulozice conŃinutul de fibre se dublează. EficienŃa lor este mai redusă datorită diluarii conŃinutului în principii funcŃionale cu apă. Pentru obŃinerea produselor cu valoare funcŃională crescută pot fi folosiŃi derivaŃii celulozici dar utilizarea lor este limitată la un raport de 5% faŃă de masa făinii, proporŃii mai mari conduc la produse neacceptabile. Fibrele alimentare din diferite surse pot fi folosite pentru scăderea valorii energetice a pâinii. Sunt necesare proporŃii mult mai mari de fibre deoarece acestea au o capacitate mai redusă de a lega apa. Scăderea valorii energetice a pâinii se datorează, în cazul fibrelor, mai ales înlocuirii unei părŃi din făină cu materiale cu valoare energetică mai redusă. Fibrele afectează şi caracteristicile reologice ale aluaturilor. Pe lângă o creştere a capacităŃii de adsorbŃie farinografică se înregistrează şi o creştere a a timpului de dezvoltare a aluatului iar în cazul fibrelor din grâu, cartof şi ovăz o creştere a stabilităŃii acestuia. Din punct de vedere extensografic se înregistrează o reducere a energiei aluatului, o scădere a elasticităŃii şi o creştere a rezistenŃei maxime. Efectele tehnologice ale adaosului de fibre sunt proporŃionale cu cantitatea în care se adaugă. ProporŃii mai mari de 15% fibre conduc la obŃinerea unor produse inferioare, neacceptabile. Fibrele din grâu, cartof şi ovăz au condus la obŃinerea produselor cu cele mai inferioare caracteristici fizico-chimice şi senzoriale dar la cele mai mari reduceri ale valorii energetice. Caractaeristicile senzoriale cele mai afectate de adaosul de fibre sunt aceleaşi ca şi în cazul pâinilor cu adaos de derivaŃi celulozici, la care se mai adaugă culoarea cojii şi a miezului. Fibrele sunt mai puŃin eficiente pentru reducerea valorii energetice comparativ cu derivaŃii celulozici. Pentru o reducere de 15% a valorii energetice este necesar un adaos de 10% fibre. Adăugarea fibrelor într-o proporŃie de 15% faŃă de făină a condus la obŃinerea unei reduceri a valorii energetice cu mai mult de 20%. Adaosul de fibre din cartof, ovăz sau grâu a scăzut valoarea energetică cu peste 25% comparativ cu martorul.

DerivaŃii celulozici şi fibrele sunt produse care pot fi folosite pentru obŃinerea de produse de panificaŃie cu valoare energetică redusă. Combinarea acestora permite compensarea defectelor lor (capacitatea gumelor celulozice de a etanşa porii compensează capacitatea redusă de reŃinere a gazelor a aluaturilor cu adaos de fibre, etc.) şi poate conduce la obŃinerea unor produse superioare. Studiile următoare vor urmări obŃinerea unor produse cu caracteristici superioare prin combinarea derivaŃilor celulozici cu fibre. Efectele negative ale adaosurilor asupra caracteristicilor pâinilor vor fi compensate prin introducerea în aluaturi a unor adaosuri cu efecte tehnologice benefice în acest sens, cum ar fi emulgatorii, glutenul, substanŃe oxido-reducătoare, etc.

37

4. ContribuŃii originale Până în momentul acestui studiu s-a evaluat posibilitatea obŃinerii produselor de

panificaŃie hipoglucidice (destinate persoanelor diabetice) şi cea a obŃinerii produselor funcŃionale din cereale.

Încercarea de a se obŃine produse de panificaŃie hipoenergetice a fost explorată doar din punctul de vedere al reducerii densităŃii energetice a produsului finit prin înlocuirea unei părŃi din făină cu fibre (fără valoare energetică sau cu valoare energetică redusă).

Există foarte multe studii în care se estimează potenŃialul hidrocoloizilor în obŃinerea produselor hipoenergetice – dar nu pentru produse de panificaŃie.

Originală este încercarea de a valorifica potenŃialul gumelor de a lega cantităŃi mari de apă în vederea reducerii densităŃii energetice a produselor de panificaŃie.

Inovatoare este şi soluŃia explorată: aceea de a utiliza efectul combinat a trei caracteristici prezente în acelaşi ingredient în vederea obŃinerii produselor de panificaŃie hipoenergetice funcŃionale destinate persoanelor supraponderale: - capacitate mare de legare a apei - rol de agent de umplutură (fară valoare energetică sau cu valoare energetică

redusă) - ingredient cu rol funcŃional În urma unor testări preliminare, luând în considerare scopul propus şi măsura în

care cele trei însuşiri menŃionate anterior au fost prezente, au fost selectate ingredientele studiate. Pentru acestea, s-au stabilit din punct de vedere tehnologic şi senzorial, valorile maxime care pot fi utilizate în vederea obŃinerii unor produse de panificaŃie cu valoare energetică cât mai scăzută.

Pe lângă stabilirea unor limite maxim recomandate (ca adaos în produsele de panificaŃie) pentru ingredientele luate în studiu, s-au făcut şi evaluări comparative din punct de vedere: tehnologic, senzorial, al eficienŃei în vederea reducerea valorii energetice şi a creşterii conŃinutului de fibre a produsului finit. ComparaŃiile s-au făcut atât în cadrul aceleaşi grupe de adaosuri (gumele între ele, derivaŃii celulozici între ei, fibrele din diferite surse între ele) cât şi între grupe diferite.

Deoarece hidrocoloizii de natură celulozică au demonstrat un potenŃial foarte bun în vederea atingerii scopului propus, a apărut necesitatea studierii modului în care prezenŃa acestor hidrocoloizi în aluat afectează activitatea enzimatică. Studiul efectului hidrocoloizilor de natură celulozică asupra activităŃii enzimatice în produsele de panificaŃie este de asemenea o problematică ce nu a mai fost studiată până acum.

38

Bibliografie selectiva *8 – Segal, R., - Principiile nutriŃiei, Ed. Academica, GalaŃi, 2002 *9 – Ognean, C. F., Darie, N., Ognean, M., - Supraponderalitatea – cauzalitate în secolul XXI, Ed. Alma Mater, Sibiu, 2006 *26 – Ognean, C.F., Darie, N., Ognean, M., - Principii dietetice moderne în obezitate şi diabet, Ed. Alma Mater, Sibiu, 2006 *28 - Segal, R., Bahaciu, G., - Alimente pentru nutriŃie specială, editată de Costin, G.M., Segal, R., 2001, Ed. Academica, GalaŃi; *44 - C. J. K. Henry (Editor) - Novel Food Ingredients for Weight Control, CRC Pr I Llc, 2007 *69 – Gunstone, F.D., - Structured and modified lipids, Marcel Dekker, Inc., New York, USA, 2001, *70 – Costin, G.M, Degal, R., - Alimente funcŃionale, Ed. Academica, GalaŃi, 1999 *72 – Ognean, C.F., Darie, N., Ognean, M., - Fat replacers (review), The Journal of Agroalimentary Processes and Technology, 2006, vol. XII (II), 433-442, Ed. Agroprint, Timişoara, ISBN 1453-1399 *79 - Ching Kuang Chow - Fatty Acids in Foods and Their Health Implications, Third Edition, Publisher: Taylor & Francis, Inc., November 2007 *96 - O’Brien, C.M., Mueller, A.,– Evaluation of the effects of fat replacers on the quality of wheat bread Journal of Food Engineering, Volume 56, Issues 2-3, February 2003, Pages 265-267 *114 – Williams, P., - Handbook of hydrocolloids, published by CRC Press LLC, 2009 *115 - Inglett, G.E., Maneepun, S., Vatanasuchart, N. - Evaluation of hydrolyzed oat flour as a replacement for butter and coconut cream in bakery products, Food Science and Technology International, Vol. 6, No. 6, 457-462 (2000) *121 Coultate, T.P., - Food: The Chemistry of Its Components, Publisher: Royal Society Of Chemistry, 5th edition, 2009 *150 – Gaonka, G., McPherson, A., - Ingredient Interactions: Effects on Food Quality, Publisher: Taylor & Francis, Inc., 2005 *154 - Zlatica Kohajdova, Z., Karovičova, J., - Application of hydrocolloids as baking improvers Chemical Papers, Volume 63, Number 1, February, 2009 *161 – Suyong, L., Kinney, M. P., Inglett, G. E., - Rheological characterization of a new oat hydrocolloid and its application in cake baking, Cereal Chemistry, Vol. 82, No.6, 2005 *163 - Mandala, I., Kapetanakou, A., Kostaropoulos, A., - Physical properties of breads containing hydrocolloids stored at low temperature: II-Effect of freezing, Food Hydrocolloids , Vol. 22, No.8, 2008 *164 - Barcenas, M.E., Rosell, C.M., - Different approaches for improving the quality and extending the shelf life of the partially baked bread: low temperatures and HPMC addition, Journal of Food Engineering, Vol.72, No.1, 2006 *177 - Erçelebi, E.A., Ibanoğlu, E., - Rheological properties of whey protein isolate stabilized emulsions with pectin and guar gum, European Food Research and Technology, Volume 229, Number 2, June, 2009 *188 – Nussinovitch, A., - Hydrocolloid applications: gum technology in the food and other industries, Publisher: Chapmann&Hall, 1997 *190 – Nishinari, K., Doi, E., - Food hydrocolloids: structures, properties, and functions, Plenum Publishing Corporation, 1993 *192 - Biliaderis, C.G., Izydorczyk, M.S., - Functional Food Carbohydrates, Taylor & Francis Group, LLC, 2007

39

*199 – Darie, N., Ognean, C.F., - Elemente de nutriŃie umană, Ed. Alma Mater, Sibiu, 2006 *200 – Spiller, G.A., - Handbook Of Dietary Fiber in Human Nutrition, 3rd Edition CRC Press Boca Raton London New York Washington, D.C., 2001 *201 - Bordei, D., Bahrim, G., Pâslaru, V., Gasparotti, C., Elizei, A., Banu, I., Ionescu, L., Codină, G., - Controlul calităŃii în industria panificaŃiei – Metode de analiză, Ed. Academică, GalaŃi, 2007. *202 - Darie, N., Biochimie, - AplicaŃii practice, Ed. Univ. „Lucian Blaga” din Sibiu, 2002 *203 - Whitaker, J.R.,- Enzyme-Catalyzed Reactions Experimental Factors that Affect Rates, în Handbook of Food Enzymology, editori Whitaker, J.R., Voragen, A.G.J., Wong, D.W.S.,Marcel Dekker, NewYork – Basel, 2003 *204 - VanLoey, A., ISmout, .C., Hendrickx, M., - Inactivation of Enzymes From Experimental Design to Kinetic Modeling, în Handbook of Food Enzymology, editori Whitaker, J.R., Voragen, A.G.J., Wong, D.W.S.,Marcel Dekker, NewYork – Basel, 2003 *205 - Belitz, H.-D., Grosch, W., Schieberle P.,- Food Chemistry,editia a 4-a, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2009 *209 - Leelavathi, K. & Haridas Rao, P. - Development of high-fiber biscuits using wheat bran, Journal of Food Science & Technology 30: 187-191, 1993 *216 - Berglund PT, Fastnaught CE & Holm ET - Physicochemical and sensory evaluation of extruded high-fiber barley diet. Cereal Chem 71, 91-95, 1994 *217 - Blandino A., Al-Aseeri M.E., Pandiella S.S.1, Cantero D., Webb C., - Cereal-based fermented foods and beverages, Food Research International, 2003, 36: 527-543; *218 - *** - AACC Approved Methods, 9th edition, American Association of Cereal Chemists , St. Paul, Minnesota, 1995 *231 - Freund, W., Kim, M.-Y., Determining the Baking Quality of Wheat and Rye Flour, în Future of Flour - A compendium of Flour Improvement, editor Popper L., Schafer W., Freund, W., Agrimedia, 2006

CERCETĂRI PRIVIND REALIZAREA UNOR PRODUSE ALIMENTARE...

Documents

Transcript of CERCETĂRI PRIVIND REALIZAREA UNOR PRODUSE ALIMENTARE...