Brokoļu lapu pulvera izmantošana glutēnu nesaturošā maizē: novatoriska pieeja tās bioaktīvā potenciāla un tehnoloģiskās kvalitātes uzlabošanai

Abstract:Salīdzinot ar parasto maizi, bezglutēna maize (GF) parāda daudz pēccepšanasdefekti un zemāka uzturvērtība un funkcionālā vērtība. Lai gan brokoļu lapas tiek uztvertas kāatkritumi, tiem raksturīgs augsts uzturvielu un bioaktīvo savienojumu saturs.Šajā pētījumā tika novērtētsuzturvērtība,tehnoloģiskā kvalitāte, antioksidanta īpašības, un inhibējoša darbībapret GF bagātinātu progresīvu glikācijas galaproduktu (AGE) veidošanosar brokoļu lapu pulveri (BLP). Salīdzinot ar kontroli, bezglutēna maize ar BLP (GFB) bijako raksturo nozīmīgs (p < 0.05) higher content of nutrients (proteins and minerals), as well kā uzlabots īpatnējais tilpums un cepšanas zudumi. Tomēr jāuzsver tas, ka BLPievērojami (p < 0.05) improved theantioksidanta potenciālsunanti-AGE aktivitāteno GFB. Iegūtaisrezultāti liecina, ka BLP var veiksmīgi izmantot kā bezglutēna maizes produktu sastāvdaļu. InSecinājums, jaunizstrādātais GFB ar uzlabotām tehnoloģiskajām un funkcionālajām īpašībām ir ankonditorejas izstrādājums ar pievienoto vērtību, kas varētu sniegt labumu cilvēkiem, kuri ievēro glutēnu nesaturošu diētu.

Atslēgvārdi:Brassica; augu izcelsmes blakusprodukts; tehnoloģiskās īpašības; tekstūras parametri;antioksidantsaktivitāte; anti-ages; bezglutēna diēta; celiakija

Noklikšķiniet šeit, lai iegūtu vairāk informācijas par cistanche antioksidanta īpašībām

1. Ievads

Maize ir galvenais pārtikas produkts, ko katru dienu labprāt patērē visā pasaulē [1]. Tomēr dažiem cilvēkiem, kas cieš no celiakijas un citiem ar lipekli saistītiem traucējumiem(kviešu alerģija un bezceliakijas lipekļa jutība), parasto produktu patēriņškviešu maize un citi lipekli saturoši produkti ir kaitīgi [2]. Tiem pacientiem,uztura lipekļa proteīni vai, konkrēti, kviešu gliadīna frakcija un prolamīni nomieži (hordeīni) un rudzi (zvīņošanās) var izraisīt kaitīgus veselības apdraudējumus un komplikācijas.Mūsdienās vienīgā pieejamā ar lipekli saistītu traucējumu ārstēšana ir abezglutēna diēta.

Bezglutēna maizes gatavošana ir process, kas būtiski atšķiras no parastāmaizes pagatavošana — jo īpaši izmantotajās sastāvdaļās, mīklas reoloģiskajā uzvedībā un kopumāgala produkta kvalitāte [3]. Sakarā ar to, ka nav nepārtrauktas trīsdimensijuglutēna tīkls, kas ir atbildīgs par mīklas reoloģiskajām īpašībām unaugstas kvalitātes maizes izstrāde, bezglutēna maizes pagatavošana ir izaicinājums [4]. Tāpēcbezglutēna maizes (GF) ražošanai ir nepieciešami sarežģīti formulējumi, kas sastāv no anesatur lipekli saturošu pamatsastāvdaļu maisījums un dažādas piedevas, kas imitē viskoelastībuglutēna īpašības [5], kā arī daudzveidīgus tehnoloģiskos risinājumus. Salīdzinājumā arparastajai maizei, GF uzrāda daudzus pēccepšanas defektus, piemēram, nepievilcīgu izskatu(neregulāra garozas virsma un bāla krāsa), slikta sajūta un garša mutē, kā arī īsāks plauktsdzīvi. Pēdējo desmit gadu laikā ir veikti ievērojami sasniegumi, lai uzlabotu tehnoloģijuun GF sensoro kvalitāti un pagarināt tā glabāšanas laiku [6]. Tomēr pēdējā laikā pieaugskaits patērētāju interesējas par bezglutēna produktiem, kam raksturīgi uzlabotiuztura un veselību veicinoša kvalitāte.

Daudzi pētījumi ir parādījuši, ka augļu un dārzeņu blakusproduktisatur ievērojamu daudzumu uzturvielu (olbaltumvielu, vitamīnu un minerālvielu), kā arīfunkcionālie (diētiskās šķiedras) un bioaktīvie savienojumi (karotinoīdi, fenola savienojumi unglikozinolāti) [7]. Tostarp fitoķīmiskajām vielām ir svarīgas bioloģiskas aktivitātes,piemēram, antioksidanta un pretmikrobu īpašības, un tādējādi tiem var būt nozīme profilaksēun cilvēku neinfekcijas slimību ārstēšana. Polifenolu labvēlīgā ietekmeun glikozinolāta atvasinājums uz organismu, tostarp profilaksecivilizācijas slimības, piemēram, sirds un asinsvadu patoloģijas, 2. tipa cukura diabēts, daži veidivēzis un neirodeģeneratīvas slimības tika plaši apspriestas literatūrā [8–10]. Priekššī iemesla dēļ arvien vairāk pētījumu koncentrējas uz blakusproduktu izmantošanubezglutēna produktos kā zemu izmaksu uzturvielu un bioaktīvo savienojumu avotos [11–13]. Nesen Littardi et al. [14] novērtēja maltas kafijas pergamenta pievienošanas ietekmiGF un norādīja, ka šis blakusprodukts spēj uzlabot šī produkta krāsumaizes izstrādājums kopā ar ievērojamu antioksidantu kapacitātes uzlabošanos unoksidatīvā stabilitāte.

TheBrassicaceaesaime ietver daudzus dārzeņus, ko parasti patērē visā pasaulē,ne tikai tradicionāli uzturam, bet, vēl svarīgāk, to veselību veicinošajām īpašībām [15]. Starp tiem brokoļi (Brassica oleraceavar.slīpraksts) ir ieguvusi ievērojamupēdējos gados kā "ārstniecisks" pārtikas produkts, jo tas satur farmakoloģiskiaktīvās vielas [16,17]. Daudzi pētījumi ir vērsti uz brokoļu ziediem, kasveido tikai 15 procentus no kopējās gaisa biomasas [18]. Kamēr mēs interesējāmies par brokoļiemblakusprodukti, jo īpaši lapas, kas tiek reti izmantoti pārtikā. Brokoļu lapas,līdzīgi ziediem, tiem raksturīgs augsts uzturvielu saturs (olbaltumvielas, C vitamīns,minerālvielas un mikroelementi) un bioaktīvos savienojumus (glikozinolātus, fenolskābes,un flavonoīdi) [19,20]. Lai gan tie tiek uztverti kā atkritumu produkts, tie var tikt patērētikā vērtīgs svaigs produkts vai kā fitoelementu avoti, ļaujot tiem iegūt pievienoto vērtībucepti produkti [21,22]. Tādējādi brokoļu blakusproduktu valorizācija un to pielietojumskā varētu būt bezglutēna maizes izstrādājumu sastāvdaļa ar potenciālām uztura īpašībāmbūt viena no alternatīvajām stratēģijām pārtikas izšķērdēšanas samazināšanai [23,24]. Šajā pētījumā tika pētītsbrokoļu lapu pulvera (BLP) kā GF komponenta piemērotību un funkcionalitātipamatojoties uz uzturvērtības, tehnoloģiskās kvalitātes, antioksidantu īpašību analīzi,un inhibējoša aktivitāte pret progresīvu glikācijas galaproduktu (AGE) veidošanosno izstrādātās bezglutēna maizes, kas bagātināta ar BLP (GFB).

2. Materiāli un metodes

2.1. Brokoļu lapu pulvera pagatavošana

BLP tika sagatavots, kā aprakstīts iepriekš [24]. Īsi, nebojātas lapasnobrieduši brokoļi (Brassica oleraceaL. var.slīpraksts) ziedoja uzņēmums GEMIX (Olština,Polija) tika attīrīti no augsnes paliekām, nomazgāti ar ūdeni, pēc tam īsi (1 minūti) blanšēti.karstu ūdeni, lai inaktivētu fermentus un samazinātu mikrobu slodzi. Pēc tam kātiņi ungalvenās vidusribas tika noņemtas, un lapu asmeņi tika liofilizēti, jo tā ir metode, kassaglabā izejmateriāla uzturvērtību un bioloģisko vērtību un krāsu [25]. Sausslapas tika samaltas un izsijātas, lai iegūtu viendabīgu pulveri (daļiņu izmērsMazāks par vai vienāds ar0,60 mm).Iegūtais BLP tika iesaiņots noslēgtā plastmasas kastē un turpmākai lietošanai glabāts ledusskapīanalīze un pielietojums eksperimentālajā GF formulēšanā.

2.2. Eksperimentālās bezglutēna maizes gatavošana

Šajā pētījumā optimizēta GF formula [26] tika izmantots kā kontrole (GFC). Kukurūzas ciete(HORTIMEX, Konina, Polija), kartupeļu ciete (PPZ "Trzemeszno" Sp. Z oo, Trzemeszno,Polija), cukurs, svaigs raugs (Lesaffre Polska SA, Wołczyn, Polija), pektīns (E 440(i), ZPOWPektowin, Jasło, Polija), rapšu eļļa "Kujawski" (ZT "Kruszwica" SA, KruszwicaPolija), sāls un ūdens bija galvenās GFC sastāvdaļas (tabula1). Iepriekš raksturotsBLP [24] tika iekļauts GFB, aizstājot 5 procentus (w/w) kukurūzas cietesGFC formula. Šis aizstāšanas līmenis tika balstīts uz provizorisku pētījumu, kas to parādīja5 procenti bija pieņemamais aizstāšanas līmenis, kas neietekmēja maizes maņu īpašības,tā kā GFB ar 7 procentiem BLP bija pārāk intensīva kāpostu garša (dati nav parādīti).

2.3. Eksperimentālās bezglutēna maizes raksturojums

2.3.1. Proksimālā ķīmiskā sastāva un enerģētiskās vērtības noteikšana

Pamata ķīmiskais sastāvs tika noteikts liofilizētos GF saskaņā arstandarta metode [27]: mitruma saturs tika analizēts, izmantojot žāvēšanas metodi (AOAC925.10), olbaltumvielu saturs tika noteikts ar Kjeldāla metodi (N× 6,25 slāpeklimuz olbaltumvielu pārvēršanu) (AOAC 979.09) un tauku saturu, izmantojot Soksleta ekstrakciju ar heksānu(AOAC 923.03); kopējie pelni tika noteikti ar gravimetrisko metodi, sadedzinotmufeļkrāsns uz 550◦C 10 stundas (AOAC 923,03). Kopējais ogļhidrātu saturs bijaaprēķina, no 100 atņemot mitruma, olbaltumvielu, tauku un pelnu satura vērtības.Enerģijas vērtības (kJ) tika aprēķinātas, reizinot makroelementu skaitu arattiecīgie pārrēķina koeficienti (17 kJ/g olbaltumvielām, 37 kJ/g taukiem un 17 kJ/gogļhidrāti) [28]. Pārrēķina koeficients kaloriju aprēķināšanai ir 1 kJ=0,239 kcal.

2.3.2. Fizikālo parametru noteikšana

GF svars tika novērtēts, izmantojot digitālo svaru ar 0.01-g precizitāti. Theklaipu tilpums tika noteikts, izmantojot modificētu standarta rapšu izspiešanas metodi, inkuras prosas sēklas tika izmantotas rapšu vietā. Tika aprēķināts konkrētais tilpums (SV).kā klaipu tilpumu, kas dalīts ar tā svaru. Blīvums (D) tika aprēķināts, dalot klaipu svarupēc tā apjoma. Cepšanas zudumi tika aprēķināti, kā norādīts vienādojumā (1).

kur:

a— mīklas sākotnējais svars pirms cepšanas (g) un

b— izcepto un atdzesēto GF svars (g).

GF garoza un drupatas krāsa tika novērtēta, izmantojot HunterLab ColorFlex(Hunter Associates Laboratory, Inc, Reston, VA, ASV). Garozas krāsa tika noteikta plkstklaipu garozas augšdaļas viduspunkts, bet drupatas krāsa tika analizēta vidūcentrālās 2-cm šķēles punkts. Mērījumus veica 3-cm diametrādiafragma ar optisko stiklu. Krāsa tika izteikta saskaņā arCIELab sistēma, un noteiktie parametri bija: vieglums (L* = 0 (melns) unL* = 100 (baltie) un hromatiskie komponenti:a* (−a* = zaļums un plussa* = apsārtums) unb* (−b* = zilums un plussb* = dzeltenums). Vērtības bija vismaz deviņu atkārtojumu vidējās vērtības.

Prezentēt drupatas un garozas izskatu parauga GFC un GFB skenēšanas laikāKatra eksperimenta centrālās daļas piemērs, GF tika izgatavots, izmantojot plakanvirsmas skeneri (EpsonPerfection V200 Photo), ko atbalsta Epson Creativity Suite Software Images (attēls1). 

1. attēls.Parauga bezglutēnu maizes drupatas un garozas vizuālais izskats (A,C) un bezglutēna maize ar brokoļu lapu pulveri (B,D). 

2.3.3. Teksturālo īpašību novērtēšana

Svaigas (2 h) un uzglabātas (24 un 72 h pēc cepšanas) tekstūras profils (TPA tests)GF drupatas tika analizētas, izmantojot TA.HD Plus tekstūras analizatoru (Stable Micro SystemsLtd., Godalminga, Apvienotā Karaliste) ir aprīkots ar 30-kg slodzes elementu. Vidējās maizes šķēles 25- mmbiezumam tika veikts dubults saspiešanas cikls līdz 40 procentiem deformācijas no sākotnējā augstumaar 35- mm plakanu alumīnija kompresijas disku (zonde P/35). Izvēlētaisiestatījumi bija šādi: ātrums pirms testa/testa/pēctesta, 2.0 mm/s, relaksācijas laiks, 5 s, spēks,10 g, un sprūda, režīms auto. Katra šķēle tika saspiesta divas reizes, lai iegūtu divu kodumu tekstūruprofila līkne [29], no kura tika iegūti šādi tekstūras parametri: cietība,atsperīgums, košļājamība, saliedētība un noturība, ko aprēķina uzņēmuma programmatūratetrametrs. Katram svaigam un uzglabātam GF veidam tika analizēti seši atkārtojumi.

2.4. BLP un GF antioksidantu kapacitātes novērtējums

2.4.1. Kopējā fenola satura noteikšana

Kopējais fenola saturs (TPC) tika noteikts, izmantojot Folin-Ciocalteureaģents, kura pamatā ir Horšvalda un Andlauera iepriekš aprakstītā metode [30]. Metanola ekstrakti tika iegūti no 200 mg liofilizēta GF un 100 mg BLP ar 1ml 67 procentu metanola. Paraugi tika pakļauti ultraskaņas vibrācijai (30 s) un virpuļošanai(30 s), pēc tam centrifugēja 10 minūtes pie 13, 000 apgr./min pie 4◦C. Iepriekš minētā darbība tika atkārtotapiecas reizes, un supernatanti tika savākti 5- ml mērkolbā. Metanolsekstrakti tika sagatavoti trīs eksemplāros. TPC tests tika veikts mikroplatēs unalikvotas 15µL metanola ekstraktu ievietoja mikroplates iedobēs. Sekojoši,250 µL Folin-Ciocalteu reaģenta (iepriekš atšķaidīts ar ūdeni 1:15,v/v) tika pievienots,un maisījumu inkubēja 10 minūtes tumsā istabas temperatūrā. Tad, 25µL noKatrai iedobei pievienoja 20 procentus nātrija karbonāta, un maisījumu inkubēja 20 minūtes.Pirms nolasīšanas mikroplāksne tika automātiski sakrata, un tika izmērīta absorbcijaplkstλ = 755 nm ar Infifinite M1000 PRO plākšņu lasītāju (Tecan Group AG, Männedorf,Šveice). Standarta kalibrēšanai tika izmantota gallskābe ({{0}},03–1,0 mg L−1 ), unrezultāti tika izteikti gallskābes ekvivalenta (GAE) mg uz vienu gramu sausnas(g DM) GF vai BLP.

2.4.2. Trolox ekvivalenta antioksidanta jauda ar ABTS testu

Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC) ar 2,20 -kazino-bis (3-etilbenzolstiazolīna -6-sulfonskābes (ABTS) tests tika veikts, kā aprakstījis Horšvalds unAndlauers [30]. Lai iegūtu ABTS radikālu katjonu (ABTS· plus) šķīdums ar absorbcijuvērtība 0.70± {0}}.02 pie 734 nm, 10 ml 7-mmoL/L ABTS ūdens šķīduma un 0,5 mlno 51.{1}}mmoL/L−1 K ūdens šķīdums2S2O4 tika sajaukti, pēc tam uzglabāti tumsā plkstistabas temperatūrā 16 stundas. Tālāk, ABTS· plusrisinājums (1480µL) tika pievienots 20µL noBLP un GF metanola ekstrakti. Analīzei mikroplatēs, alikvotās daļas pa 10µL noparaugs (BLP vai GF metanola ekstrakti, kas sagatavoti, kā aprakstīts iepriekš TPC testam),standartiem vai sagataves tika ievietotas mikroplates iedobēs. Reakcijas un laika mērījumitika uzsākti, pievienojot 270µL no ABTS· plusrisinājums. Reakcija tika veiktaārā pulksten 30◦C tumsā 6 minūtes. Pēc reakcijas absorbcija tika mērīta pie 734 nmar mikroplašu lasītāju. Trolox tika izmantots standarta kalibrēšanai (0.25–1000µmol/l−1 ), un rezultāti tika izteiktiµmol Trolox g−1 GF vai BLP DM.

2.4.3. Trolox ekvivalenta antioksidanta jauda ar DPPH testu

Tika veikts TEAC ar 2-difenil-pikrilhidroksil (DPPH) radikāļu attīrīšanas testspēc Horšvalda un Andlauera [30]. Lai iegūtu DPPH šķīdumu absorbējošudiapazonā no 0,95 līdz 1,10 plkstλ = 517 nm, 10 mg DPPH tika izšķīdināti 250 ml80 procenti metanola. DPPH šķīdums tika svaigi pagatavots pirms analīzes. Analīzei,20 µL BLP un GF metanola ekstraktu (aprakstīts sadaļā2.4.1), sagataves vai standartitika ievietoti mikroplates iedobēs un pēc tam 300µL no DPPH· tika pievienots šķīdums. Thereakcija tika veikta apkārtējās vides temperatūrā 30 minūtes tumsā. Trolox tika izmantotsstandarta kalibrēšana ({0}},005–0,75 mM), un iegūtie rezultāti tika izteikti kāµmol TroloxGF vai BLP ekvivalenti (TE) uz g DM.

2.4.4. Fotoķīmiluminiscences tests

Fotoķīmiluminiscences (PCL) tests tika veikts, kā aprakstījis Zieli ´nski,Zieli ´nska un Kostyra [31]. Šī metode tika izmantota, lai noteiktu antioksidantu spējuBLP un liofilizēti GF ekstrakti pret superoksīda anjonu radikāļiem, kas rodas noluminola fotosensibilizators UV gaismas iedarbībā Photochem aparātā (AnalytikJēna, Leipciga, Vācija). Antioksidantu aktivitāte tika analizēta ar ACW (hidrofilunosacījums) un ACL (lipophilic condition) komplekti saskaņā ar ražotāja protokoliem.ACW gadījumā 50-mg paraugs tika ekstrahēts ar 1 ml ūdens, bet ACL — 50-mg paraugstika ekstrahēts ar 1 ml MeOH un heksāna maisījuma (4:1;v/v). Koncentrācija noekstrakta šķīdums tika noregulēts, lai nodrošinātu, ka radītā luminiscence atrodas iekšāstandarta līknes diapazons. Antioksidantu kapacitāte tika aprēķināta, salīdzinotparauga aizkaves laiks ar Trolox standarta līkni, un tas tika izteiktsµmolTrolox g−1 DM.

2.5. Inhibējošās aktivitātes novērtējums pret AGE

Tika novērtēta inhibējošā aktivitāte pret progresīviem glikācijas galaproduktiem (AGE).izmantojot divusin vitromodeļu sistēmas: liellopu seruma albumīns (BSA)-glikoze unBSA-metilglioksāls (MGO). Ieguves un inkubācijas procedūras tika pieņemtas noSzawara-Nowak et al. [32]. Īsumā, 150 mg liofilizēta parauga tika ekstrahēti ar 67 procentiemmetanolu, kratot 25 ° C temperatūrā◦C 40 minūtes, izmantojot termomikseri (Thermomixer, Eppendorf,Polija). Supernatants, kas iegūts pēc centrifugēšanas, tika iztvaicēts līdz sausamslāpekļa atmosfērā, un sausais atlikums tika izšķīdināts fosfāta buferšķīdumā (0,1 M, pH 7,4).0,5 ml iegūtā šķīduma tika inkubēti ar 1 ml maisījuma, kas satur BSA(10 mg/mL) un nātrija azīdu (0,1 mg/ml) fosfāta buferšķīdumā (0,1 M, pH 7,4) unatbilstoši D-glikozei vai MGO. Mērīšanai, 250µl reakcijas maisījumatika ievietots akās (mikroplašu 96-akas, melna, Porvair). Fluorescējošā intensitāteλuzbudinājums330 nm unλemisija410 nm (BSA-glikoze), unλuzbudinājums340 nm unλemisijaTika izmērīti 420 nm (BSA-MGO). Katram ekstraktam tests tika veikts trīs eksemplāros. AKā pozitīvā kontrole tika izmantots 1 mM aminoguanidīna. Rezultāti tika prezentēti kā aAGE inhibējošās aktivitātes procentuālais daudzums.2.6. Statistiskā analīzeJa vien nav norādīts citādi, visās tabulās sniegtie dati ir vidējās vērtības un standartitrīskāršu novērojumu novirzes. Parasti atšķirības starp eksperimentāloGF tika analizēti ar nesapārotut-pārbaude ar Veiha korekciju (p < 0.05), except for atšķirības starp GF, ko izraisa uzglabāšanas laiks, kas tika analizēts ar vienvirziena metodiANOVA, izmantojot GraphPad Prism versiju 8.0.0 operētājsistēmai Windows, GraphPad programmatūra (SanDjego, Kalifornija, ASV).