Applicering av broccolibladspulver i glutenfritt bröd: ett innovativt tillvägagångssätt för att förbättra dess bioaktiva potential och tekniska kvalitetⅡ

3. Resultat och diskussion

3.1. Proximal kemisk sammansättning och energivärde för experimentellt glutenfritt bröd

Den BLP som tillämpades i den aktuella studien karakteriserades tidigare i termer av den proximala kemiska sammansättningen och profilen av bioaktiva föreningar [24] och visade sig vara en bra källa till proteiner. Dessutom har en nyligen genomförd studie av Sedlar et al. [7] angav att bland de analyserade vegetabiliska biprodukterna kännetecknades broccolibladen av det högsta innehållet av protein. I jämförelse med en GFC resulterade införlivandet av BLP i GFB i en betydande (p < 0.05) increase in the protein content (Table 2); i praktiken var det dock en relativt liten ökning (1,16 g/100 g). Förutom proteiner fanns BLP rikligt med mineralföreningar [24]; därför en betydande (p < 0.05) enrichment in minerals was determined in experimental GFB, compared with GFC (Table 2). De erhållna resultaten överensstämmer med studien av Ranawana et al. [33], som undersökte effekten av tillsats av frystorkat vegetabiliskt pulver på de näringsmässiga och fysikalisk-kemiska egenskaperna hos vetebröd. Författarna angav att tillsatsen av frystorkad broccoli signifikant (p < 0.05) increased the protein, fat, and total mineral contents in oil-free wheat bread. According to Betoret and Rosell [34] partikelstorleken hos vegetabiliskt pulver påverkar avsevärt dess fysikalisk-kemiska egenskaper. Koncentrationen av makronäringsämnen (proteiner och fett) i pulvret avBrassica napobrassicalämnar successivtökar när partikelstorleken minskades (<125 µm); conversely, a fraction of larger particle size (>1 mm) fanns rikligt med kostfiber. Broccoliböv som användes i föreliggande studie, efter att ha frystorkades och maldes, siktades för att erhålla ett homogent pulver med medelpartikelstorlek under 0.60 mm. Därför, även om de fysikaliska egenskaperna hos BLP skulle kunna ha en inverkan på den berikade produktens näringsvärde, kan BLP rekommenderas som en ingrediens som berikar GF i näringsföreningar, vilket på liknande sätt anges av Sedlar et al. [7]. Energivärdet för GFB var högre än det för icke tillsatt GFC (tabell2), främst på grund av en högre fetthalt levererad av BLP [7]. Broccoliblad är en rik källa till framför allt fleromättade fettsyror -linolensyra, linolsyra och palmitinsyra [35,36], vilket är deras ytterligare viktiga näringsfördel. Men fettsyrornas profil analyserades inte i denna studie och kräver ytterligare bekräftelse.

3.2. Teknologiska parametrar för experimentellt glutenfritt bröd

Effekten av BLP på de tekniska parametrarna för experimentella GF visas i tabell3. Dessutom kan skillnaderna i utseende mellan GFC och GFB uppfattas i figur1. Den specifika volymen av GFC som bestämts i denna studie liknade de resultat som rapporterats tidigare [26]; men i jämförelse med vetebröd var värdet på denna parameter betydligt lägre [37]. En specifik volym av konventionellt vetebröd varierade från 3,5 till 5,5 cm3/g [38,39], medan dess värde för GF reducerades avsevärt och fluktuerade runt 2 cm3/g, beroende på vilka ingredienser som används [26,40]. Användningen av BLP i den experimentella GF-formuleringen påverkade de tekniska parametrarna för GFB. Jämfört med en GFC ökade den specifika volymen av GFB med cirka 30 procent (tabell3). Utöver det upptäcktes en signifikant minskning av bakförlusten i GFB. Den specifika volymen är en av de viktigaste tekniska parametrarna för brödkvalitet; det kan dock inte betraktas som den viktigaste kvalitetsfaktorn i sig. I bröd bakat i pannor krävs höga värden på specifik volym, vanligtvis förknippade med korrekt luftning av bröden, för att få produkter som kan tillfredsställa konsumenterna [41]. Därför är den lämpliga gasbubbelinneslutningen tillsammans med stabilisering av skumstrukturen också väsentliga för att uppnå en acceptabel textur, i vilken de resulterande porerna bör vara små, regelbundna och spridas regelbundet över smula. Å andra sidan kan förändringar som bestäms i båda parametrarna vara resultatet av BLP-egenskaperna som fysikaliska parametrar för bröd beroende på typen och mängden protein som används i degformuleringen, såväl som på dess interaktion med stärkelse. En färsk studie av Sedlar et al. [7] visade att proteiner erhållna från broccoliböv uppvisade viktiga funktionella egenskaper, inklusive en hög löslighet i alkaliskt tillstånd, gynnsamma emulgeringsförmåga och vattenabsorptionsförmåga, såväl som skumningskapacitet och stabilitet. Därför är det möjligt att BLP, på grund av sitt höga proteininnehåll, kan påverka smetens stabilitet under gräddningen. Följaktligen är det möjligt att proteiner av BLP potentiellt skulle kunna bilda ett stabilt nätverk, något som efterliknar glutenegenskaper. Studien av Ranawana et al. [33] visade motsatta resultat, vilket tydde på att vetebröd med frystorkat broccolipulver (10 procent ) uppvisade en dålig jäsningsgrad och därförden minsta, jämfört med bröd med andra vegetabiliska pulver. Författarna förklarade den minskade volymen av broccolibröd med aktiviteten av enzymer som finns i korsblommiga grönsaker [42]. Medan i föreliggande studie framställdes BLP från termiskt förbehandlade blad (blancherade). Således inaktiverades dessa enzymer, vilket skapade optimala förhållanden för jästjäsning som resulterade i en förbättring av den tekniska kvaliteten på GFB.

Tabell 3.Tekniska parametrar för experimentellt glutenfritt bröd

Resultaten av den instrumentella färganalysen av experimentella GF presenteras i tabell3. Tillämpningen av BLP påverkades avsevärt (p < 0.05) all the analyzed parameters of color in the experimental bread. Both the crust and crumb of GFB were much darker (50.41 and 34.92, respectively) than the crust and crumb of GFC (75.89 and 71.58, respectively), which were pale and whitish. The crust and crumb color strongly influence consumer choices [43]. Därför är mörkningen av stärkelsehaltiga GF:er önskvärd och fördelaktig, eftersom de vanligtvis tenderade att ha en ljus skorpa [26] som i jämförelse med vetemjölsmotsvarigheter upplevs som oattraktivt. Den visuella färgskillnaden mellan den typiskt krämiga GFC och grönbruna GFB (Figur130 bevisades genom kolorimetrisk analys. Tvärtemot det positivaa* värde som indikerar en något rödaktig färg på GFC, ett negativt värde för denna koordinat bestämdes för skorpan (−3.65 ± 0.31) och smula (−1.47 ± 0.14) av GFB, vilket indikerar dess grönhet. Värdena förb* koordinater var positiva för båda experimentella GF; dock var GFB - i synnerhet dess skorpa - betydligt gulare än GFC (Tabell3). Skillnaderna i färgerna bestämda mellan de experimentella GF:erna härrörde från applicerad frystorkad BLP, som karakteriserades med en intensiv grön nyans (a* = −9.10 ± 0.03; b* = 27.67 ± 0.14). Bland olika tekniker för uttorkning bidrar frystorkning till att bevara färg och utseende och minimerar nedbrytningen av termolabila föreningar, många av dem ansvarar för aromer och näringsvärde hos grönsaker [44]. Många studier har visat att användningen av pigmenterade biprodukter från grönsaksbearbetning i glutenfria bageriprodukter påverkade slutproduktens färgparametrar [12,13]. Därför förväntades det att den gröna BLP som tillämpas i denna studie skulle ge färgegenskaperna hos den kompletterade GFB. På liknande sätt resulterade vår tidigare studie, där BLP användes för att delvis ersätta majs- och potatisstärkelse i glutenfri sockerkaka, i en livaktigt grön slutprodukt [23]. Men i konfektyrprodukten bibehölls den livligt gröna färgen på den BLP-kompletterade sockerkakan främst på grund av den höga närvaron av socker, medan i GFB, eftersom sockerhalten var mycket lägre, erhölls en mer brunaktig produkt.

Klicka för att få Cistanche-mat beroendeframkallande för antioxidativa

3.3. Texturella egenskaper hos färskt och lagrat experimentellt glutenfritt bröd

Texturprofilen för smulor av färska (två timmar efter gräddning) och lagrade (24 och 72 timmar) experimentella GFs presenteras i tabell4. Färska GFC och GFB var lika mjuka (13,21 och13,80 N, respektive); dock var färsk GFB signifikant (p < 0.05) springier and more cohesive than GFC. Besides, the chewiness of the GFB was over 50% higher compared with the GFC (Table 4). Tuggaren informerar om den tid det tar att tugga en bit mat innan den sväljs. Införlivandet av BLP i den glutenfria formuleringen förlängde tuggtiden för GFB-smulan.

I allmänhet påverkade lagringen negativt texturegenskaperna hos GF, oberoende av BLP (tabell4). Efter 24 timmar var smulan av experimentella GF:er mer än två gånger hårdare i jämförelse med de färska smulorna. Längre lagring (72 timmar) resulterade i ytterligare en signifikant (p < 0.05) increase in the hardness of the GFC and GFB. Moreover, both stored GFs were signifificantly less cohesive, and their resilience was lower than in the case of the fresh samples (Table 4). Appliceringen av BLP i den glutenfria formuleringen orsakade en signifikant minskning av smulfjädring; därmed blev GFB väldigt smulig. I jämförelse med färsk GFB ändrades dock inte tuggheten hos lagrade smulor på ett meningsfullt sätt, i motsats till GFC som lagrades i 72 timmar (tabell4). Ranawana et al. undersökte effekten av tillsats av frystorkade grönsaker (morot, tomat, rödbetor och broccoli) på lagringsegenskaperna hos vetebröd med [45] och utan olja [33]. Författarna angav att bland analyserat grönsaksbröd var broccolibrödet signifikant (p < 0.05) harder compared to the control wheat bread both on the day of baking and during storage. However, the deterioration in texture attributes was more pronounced in the oil-free wheat bread [33]. Typiskt kännetecknas en GF av en kompakt smula med låg kohesivitet och elasticitet och därmed hög sprödhet [46]. De strukturella egenskaperna hos GF påverkas starkt av de ingredienser som används. Således, om gluten saknas, blir förbättringsmedel (hydrokolloider, tandkött och enzymer) ett obligatoriskt element som efterliknar dess funktioner [47,48], vilket ger en GF av tillfredsställande teknisk kvalitet. Bland dem kan fettmimetiska ingredienser övervägas för att förbättra konsistensen, sensoriska egenskaper och hållbarhet hos bakade produkter [49].

3.4. Antioxidantkapacitet hos experimentellt glutenfritt bröd

Resultaten avantioxidantkapacitetav BLP och experimentella GF presenteras i tabell5. GFC kännetecknades av en relativt lågantioxidant aktivitetutvärderas med användning av alla analyser. Tvärtom befanns BLP vara en bra källa till TFC, och utövade följaktligen en högantioxidantkapacitet.Frystorkning, som användes för att framställa BLP, är en välkänd metod som gör det möjligt att bevara näringsvärdet av utgångsmaterialet, inklusive bioaktiva föreningar [25]. Därför, som förväntat, förstärkningen av GF med BLP signifikant (p < 0.05) increased theantioxidant potentialav experimentell GFB. Bland broccolidelar hade bladvävnad högst TFC ochantioxidant aktivitet(DPPH), jämfört med buketter och stjälkar [19]. ABTS-, DPPH- och PCL-ACW-analyser är associerade med aktiviteten hos hydrofila föreningar som polyfenoler, som har bekräftelse i TFC. Å andra sidan informerar PCL-ACL-analysen om aktiviteten hos lipofila föreningar, som fettlösliga vitaminer och karotenoider. Resultaten erhållna av Ranawana et al. [33,45] indikerade att frystorkad broccoli signifikant ökade vitamin E ( - och -tokoferoler) innehållet i broccolibröd jämfört med vetebröd. Dessutom visade författarna att broccolibröd innehöll -karoten och lutein som kännetecknas av starkantioxidant aktivitet. BLP kännetecknades av mycket hög PCL-ACL-aktivitet, och följaktligen var denna analys den högsta bland alla analyserade i GF, vilket tyder på att BLP kan vara en bra källa till lipofila föreningar, vilket på liknande sätt föreslagits av andra författare [50]. Det analyserades dock inte i denna studie och kräver ytterligare utredning.

Ett liknande fynd av ökad antioxidantkapacitet efter BLP-inkorporering erhölls i vår tidigare studie med BLP-berikade mini sockerkakor [24]. Dessutom rapporterades den höga antioxidantkapaciteten hos broccoli och dess biprodukter upprepade gånger i litteraturen [21,51]. Lefarga et al. indikerade att vetebaserat bröd berikat med broccolibiprodukter kännetecknades av signifikant ökad TFC- och antioxidantkapacitet i jämförelse med kontrollbröd utan att försämra den sensoriska kvaliteten [21]. Intressant nog rapporterade författarna att TFC- och antioxidantkapaciteten ökade efter in vitro-smältning, vilket tyder på att den hälsofrämjande potentialen hos produkter berikade med broccolibiprodukter är ännu högre. Eftersom den näringsmässiga kvaliteten hos GF är relativt låg, gjordes flera framgångsrika försök i syfte att förbättra den nutraceutiska potentialen hos dessa produkter, inklusive de vegetabiliska biprodukterna [12,52]. Vår studie bekräftade också att underskattade biprodukter från broccolibearbetning kan vara en värdefull tillsats till GF som förbättrar dess näringsmässiga och funktionella kvalitet.

3.5. Anti-AGEs aktivitet av experimentellt glutenfritt bröd

Närvaron av fenoliska föreningar, förutom förbättringen av antioxidantpotentialen, kan också bidra till andra bioaktiva aktiviteter. De avancerade glykeringsslutprodukterna (AGEs) bildas kontinuerligt i människokroppen, och intensiteten av AGEs-bildning ökar av hyperglykemi och oxidativ stressstatus [53]. Dessutom har forskning visat att dietära AGEs är viktiga bidragsgivare till poolen av AGEs som bildas i människokroppen [54]. Därför är utmaningen att utvärdera livsmedelsprodukter med naturliga hämmare av AGEs-bildningen. AGEs hämmande aktivitet övervakades i två modellsystem av BSA-MGO och BSA-glukos och presenterades i figur2. Vi fann att extrakt av BLP hade hög aktivitet mot AGE-formationerna (83,53 procent) i BSA-MGO-studien, nästan samma som referensmaterialet för aminoguanidin (84,03 procent). De erhållna uppgifterna överensstämde med Sotokawauchi et al. [55], som noterade den positiva effekten av broccolibroddar minskade i AGE-bildningen. Dessutom noterades en hög effektivitet mot AGE-bildning i GF efter tillsats av BLP (77,60 procent) jämfört med kontrollen (67,47 procent). Därför resulterade införlivandet av BLP i 1,15 gånger högre anti-AGE-aktivitet hos den designade glutenfria produkten. I denna studie observerade vi också att BLP visade en stark antiglykerande effekt (p < 0.05) in a BSA-glucose system, as is demonstrated in Figure 2. På samma sätt, i den här modellenanti-AGEaktiviteten hos BLP var hög och stod för 82,37 procent. Ingen signifikant skillnad observerades mellan prover av GFC och GFB, och nådde 49,97 respektive 49,20 procent .

Resultaten som erhölls i denna studie överensstämmer med andra studier som använder biprodukter i brödformulering för att förbättra anti-AGE-aktiviteten. Studien av Peng et al. [56] visade att inblandning av druvkärnor kan minska nivån av Nε- (karboximetyl)lysin (CML), en vanlig avancerad glykeringsslutprodukt i bröd. En annan lösning för att minska AGE i bröd kan vara att applicera glutenfritt mjöl med ett högre innehåll av bioaktiva föreningar. Studien av Szawara-Nowak et al. [32] visade att bovetebröd har högre hämmande effekter mot bildandet av AGE än kontrollbrödet.

Dessutom påvisades en stark korrelation mellan BSA-MGO och ACW och ACL (r=0.988 och 0.829), medan lägre korrelationskoefficienter beräknades för BSA-MGO vs. ABTS (r { {6}}.808), BSA-MGO vs. DPPH (r=0.793) och BSA-MGO vs. TPC (r=0.806) (tabell6). En högre positiv korrelation erhölls mellan BSA-glukos och antioxidantaktiviteten mätt med ACL, ABTS, DPPH och r=0.995, 0.998 respektive 0.999 , BSA-glukos och TPC, r=0.998 (p < 0.05). A similar finding was reported by Szawara-Nowak et al. [32], som fann ett starkt samband mellan anti-AGE-aktivitet och TFC. Därför verkar det som om BSA-glukosmodellen skulle kunna vara ett mer lämpligt system för att detektera AGEs hämmande aktivitet hos bageriprodukter med broccoliböv, på grund av högkorrelationskoefficienter mellan BSA-glukos- och TPC-värden och antioxidantaktivitetenmätt med DPPH, ABTS och ACW.

Tabell 6.Korrelationskoefficienter för bovint serumalbumin-metylglyoxal (BSA-MGO), BSA-glukosochantioxidant aktivitetoch förhållandet totalt fenolinnehåll (TPC).

validera detta koncept och verifiera de positiva hälsoeffekterna av GFB och mänsklig interventionstudier behövs.

Författarbidrag:Conceptualization, UK-K. och ND; metodik, UK-K., ND och MS;formell analys, UK-K.; undersökning, UK-K., ND, NB, K.Š., MS och TJ; resurser, UK-K.;skrift—original utkast förberedelse, UK-K.; skrivande—granskning och redigering, UK-K., ND och MS;visualisering, UK-K.; och tillsyn, UK-K. Alla författare har läst och samtyckt till publiceringenversion av manuskriptet.

Intressekonflikt:Författarna förklarar ingen intressekonflikt.

Referenser

1. Conte, P.; Fadda, C.; Piga, A.; Collar, C. Tekno-funktionell och näringsmässig prestanda av kommersiellt bröd tillgängligt i Europa.Food Sci. Technol. Int.2016, 22, 621–633. [CrossRef] [PubMed] 

2. Cabanillas, B. Glutenrelaterade störningar: Celiaki, veteallergi och nonceliac glutenkänslighet.Crit. Rev. Food Sci. Nutr.2020, 60, 2606–2621. [CrossRef] 

3. Matos, ME; Rosell, CM Förstå glutenfri deg för att nå bröd med fysisk kvalitet och näringsbalans.J. Sci. Food Agric.2014, 95, 653–661. [CrossRef] [PubMed] 4. Ronda, F.; Pérez-Quirce, S.; Villanueva, M. Reologiska egenskaper hos glutenfria bröddegar: samband med brödkvalitet. IFramsteg inom livsmedelsreologi och dess tillämpningar; Woodhead Publishing: Cambridge, Storbritannien, 2016; s. 297–334.

5. Zannini, E.; Jones, JM; Renzetti, S.; Arendt, EK Funktionella ersättningar för gluten.Annu. Rev. Food Sci. Technol.2012, 3, 227–245. [CrossRef] [PubMed] 

6. Conte, P.; Fadda, C.; Drabi ´nska, N.; Krupa-Kozak, U. Teknologiska och näringsmässiga utmaningar, och nyhet i glutenfri brödtillverkning: En recension.Pol. J. Food Nutr. Sci.2019, 69. [CrossRef]