MΕΛΕΤΗ ΠΟΙΟΤΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΚΕΙΚ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΕΝΟΥ ΜΕ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΤΑ ΛΙΠΑΡΟΥ ΚΑΙ ΙΝΕΣ ΚΑΡΟΤΟΥ

Transcript

1 MΕΛΕΤΗ ΠΟΙΟΤΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΚΕΙΚ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΕΝΟΥ ΜΕ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΤΑ ΛΙΠΑΡΟΥ ΚΑΙ ΙΝΕΣ ΚΑΡΟΤΟΥ Β. Ψιµούλη, Β. Ωραιοπούλου Σχολή Χηµικών Μηχανικών, Ε.Μ.Π., Ηρώων Πολυτεχνείου 9, Αθήνα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην παρούσα εργασία µελετήθηκε η επίδραση της χρήσης υποκατάστατων λιπαρού και διαιτητικών ινών καρότου στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του κέικ. Συγκεκριµένα µελετήθηκε η επίδραση της υποκατάστασης του λιπαρού σε διάφορα επίπεδα από δύο τύπους υποκαταστατών (υδατανθρακικό και πρωτεϊνικό) και της υποκατάστασης αλεύρου από διαιτητικές ίνες καρότου στα ποιοτικά χαρακτηριστικά. Η υποκατάσταση του λιπαρού καθώς και ο εµπλουτισµός του κέικ µε ίνες καρότου ως υποκατάστατο του αλέυρου είχε ως αποτέλεσµα την απώλεια ποιοτικών χαρακτηριστικών του προϊόντος (ειδικός όγκος, ιδιότητες υφής, οργανοληπτικά χαρακτηριστικά). Ωστόσο η υποβάθµιση της ποιότητας του προϊόντος ήταν λιγότερο έντονη για υποκατάσταση λιπαρού από ινουλίνη και για χαµηλά επίπεδα προσθήκης ινών καρότου. Τέλος µελετήθηκε η συνδυασµένη προσθήκη διαλυτών (ως υποκατάστατο λιπαρού) και αδιάλυτων ινών (ίνες καρότου) και η χρήση γαλακτωµατοποιητή βελτίωσε σηµαντικά την υφή του προϊόντος. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στις µέρες µας η παχυσαρκία παραµένει σε ανησυχητικά υψηλά επίπεδα και γίνονται προσπάθειες αντιµετώπισής της, καθώς έχει συνδεθεί µε απειλητικές για την υγεία παθήσεις, όπως τα καρδιαγγειακά νοσήµατα, η αθηροσκλήρωση και ο διαβήτης. Εποµένως η χρήση συστατικών, που θα µπορούσαν να συµβάλλουν στη µείωση του θερµιδικού φορτίου των τροφίµων καθώς και ο εµπλουτισµός τους µε λειτουργικά συστατικά µε ευεργετικές επιδράσεις στον οργανισµό, αποκτά ιδιαίτερη σηµασία. Συστατικά που µπορούν να υποκαταστήσουν τα λιπαρά, γνωστά ως µιµητές λιπαρών, µπορεί να είναι υδατανθρακικής ή πρωτεινικής φύσης και επιφέρουν σηµαντική µείωση του θερµιδικού φορτίου καθώς η θερµιδική τους αξία κυµαίνεται από 0 έως 4 kcal/g και από 1 έως 4 kcal/g αντίστοιχα. Τα υδατανθρακικής φύσης υποκατάστατα λιπαρών είναι φυτικοί πολυσακχαρίτες και περιλαµβάνουν επεξεργασµένα άµυλα (τροποποιηµένα άµυλα, µαλτοδεξτρίνες και δεξτρίνες), κυτταρίνη, πολύδεξτρόζη, κόµµεα, ινουλίνη και πηκτίνη. Τα πρωτεϊνικής φύσης υποκατάστατα λιπαρών περιλαµβάνουν πρωτεΐνες αποτελούµενες από µικροσωµατίδια, οι οποίες προέρχονται από πρωτεΐνη του γάλακτος, του αυγού και ορισµένες πρωτεΐνες δηµητριακών. (Oreopoulou, 2006) Συστατικά που βελτιώνουν τα ευεργητικά για την υγεία χαρακτηριστικά των τροφίµων, επίσης προσελκύουν το ενδιαφέρον της βιοµηχανιάς τροφίµων και των καταναλωτών. Οι διαιτητικές ίνες υπάγονται στην κατηγοριά αυτή καθώς δεν αφοµοιώνονται ενώ αυξάνουν την αίσθηση κορεσµού, συµβάλλουν στη µείωση της LDL-χοληστερόλης, στην καλή λειτουργία του εντέρου και στην πρόληψη του καρκίνου του παχέος εντέρου. (Roberfoid, 2007, Brown et al., 1999, Jenkins et al., 1999)

2 Στην παρούσα εργασία µελετήθηκε η επίδραση της χρήσης υποκατάστατων λιπαρού και διαιτητικών ινών καρότου στα ποιοτικά χαρακτηριστικά ενός ιδιαίτερα αρεστού προϊόντος αρτοποιίας, του κέικ. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Υλικά- Παρασκευή κέικ Χρησιµοποιήθηκε αλεύρι σίτου (Μύλοι Π. Δάκου, Οινόφυτα), και σύσταση του πρότυπου (τυφλού) κέικ βάσει ξηρού βάρους αλεύρου ήταν: διτανθρακική σόδα 11.1 g kg -1, πυροφωσφορικό νάτριο 13.5 g kg -1, φωσφορικό µονοασβέστιο 2.0 g kg -1, ζάχαρη 900 g kg -1, αυγά 670 g kg -1, µαργαρίνη 535 g kg -1 (Μινέρβα Α.Ε., Σχηµατάρι), γάλα 666 g kg -1 και αλάτι 19 g kg -1. Τα υποκατάστατα λιπαρού που χρησιµοποιήθηκαν ήταν: ινουλίνη GR (Orafti Active Food Ingredients, Tienen, Belgium) και µικροσωµατιδιακή πρωτεϊνη Simplesse 100 (CPKelco, Nijmegen, The Netherlands). H ινούλινη και η µικροσωµατιδιακή πρωτεΐνη διαλύονταν σε νερό σε συγκεντρώσεις 20% και 35% αντίστοιχα και αποθηκεύτηκαν στους 4ºC προκειµένου να παραληφθούν πήγµατα. Τα πήγµατα χρησιµοποιήθηκαν για την υποκατάσταση λιπαρού σε ποσοστά 35%, 65% και 100%. Οι διατητικές ίνες που χρησιµοποιήθηκαν για την υποκατάσταση αλεύρου κατά 10% και 20% ήταν ίνες καρότου (Nesse, Germany). Για την παρασκευή κέικ µειωµένων λιπαρών εµπλουτισµένων µε διαιτητικές ίνες καρότου, έγινε υποκατάσταση του αλεύρου και του λιπαρού σε ποσοστά 10% και 65% µε ίνες καρότου και υδατικό πήγµα ινουλίνης αντίστοιχα. Στη συνέχεια επιχειρήθηκε η βελτιστοποίηση του εµπλουτισµένου µε διαλυτές και αδιάλυτες ίνες κέικ µε τη χρήση του γαλακτωµατοποιητή γαλακτικό στεατικό νάτριο (SSL) σε ποσοστά 0.25% και 0.5% επί του αλεύρου. Αρχικά αναµιγνύονταν το λιπαρό µε τη ζάχαρη. Στη συνέχεια προστίθετο το αυγό και τέλος το γάλα και το αλεύρι, στο οποίο είχαν προηγουµένως προστεθεί οι διογκωτικοί παράγοντες και το αλάτι. Τα κέικ ψήθηκαν στους 180 ºC για 50 min. Ακολούθησε ψύξη σε θερµοκρασία περιβάλλοντος, συσκευασία και αποθήκευση τους σε θερµοκρασία περιβάλλοντος. Αναλυτικές µετρήσεις Τα κέικ υποβλήθηκαν σε µετρήσεις υφής, φυσικές και οργανοληπτικές µετρήσεις 20 h αργότερα. Συγκεκριµένα προσδιορίσθηκε ο ειδικός όγκος του κέικ ως ο λόγος του όγκου προς το βάρος του. Το χρώµα της κόρας και της ψίχας µετρήθηκε µε το χρωµατόµετρο Minolta CR200. Οι ιδιότητες της υφής (και συγκεκριµένα η σκληρότητα) προσδιορίσθηκαν µε τον αναλύτη υφής (Ta-XTi2 Stable Microsystems, Surrey, UK), υποβάλλοντας τα δείγµατα σε διπλή συµπίεση. Προσδιορίστηκε επίσης το ειδικό βάρος της ζύµης ως ο λόγος του βάρους της ζύµης προς το βάρος απιονισµένου νερού ίσου όγκου. Τέλος πραγµατοποιήθηκε οργανοληπτικός έλεγχος, κατά τον οποίο τα δείγµατα αξιολογήθηκαν για τη γεύση, το άρωµα και την ολική αποδοχή σε µια 9-βάθµια κλίµακα µε 1 (χαµηλότερη ένταση χαρακτηριστικού) έως 9 (υψηλότερη ένταση χαρακτηριστικού). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Το ειδικό βάρος της ζύµης παρέχει πληροφορίες σχετικά µε την ενσωµάτωση αέρα στη ζύµη. Το ειδικό βάρος αυξήθηκε µε την υποκατάσταση λιπαρού, όπως παρουσιάζεται στο Σχήµα 1, γεγονός που υποδηλώνει τη σηµαντικά χαµηλότερη ποσότητα εγκλωβισµένου αέρα στη ζύµη. Ειδικότερα σε υψηλά επίπεδα υποκατάστασης λιπαρού η µικροσωµατιδιακή πρωτεΐνη οδήγησε σε σηµαντικά υψηλότερο ειδικό βάρος σε σύγκριση µε την ινουλίνη.

3 Σχήµα 1. Επίδαση των υποταστατών λιπαρού στο ειδικό βάρος της ζύµης Σχήµα 2. Επίδαση των υποταστατών λιπαρού στον ειδικό όγκο του κέικ Ο ειδικός όγκος του κέικ, που θεωρείται ως ένας από τους κυριότερους ποιοτικούς δείκτες του κέικ, ακολούθησε τη διαφοροποίηση που παρατηρήθηκε µε τον ειδικό βάρος της ζήµης (Σχήµα 2). Συγκεκριµένα παρατηρήθηκε µείωση του ειδικού όγκου του κέικ µε την αύξηση του επιπέδου υποκατάστασης του λιπαρού, λόγω γης µείωσης του εγκλωβισµένου αέρα στη ζύµη. Σχήµα 3. Επίδαση των υποταστατών λιπαρού στη σκληρότητα του κέικ Η σκληρότητα αποτελεί µία από τις κύριες ιδιότητες της υφής που σχετίζονται µε την ποιότητα του προϊόντος. Η αύξηση της σκληρότητας, που παρατήρηθηκε µε την υποκατάσταση του λιπαρού (Σχήµα 3), µπορεί να συνδεθεί µε την απώλεια της επίδρασης του λιπαρού (που συµβάλλει στην τρυφερή υφή), καθώς και µε την µικρότερη ποσότητα εγκλωνισµένου αέρα στη ζύµη. Η υψηλότερη σκληρότητα που παρατηρήθηκε µε τη µικροσωµατιδιακή πρωτεΐνη έναντι της ινουλίνης, έχει παρατηρηθεί και κατά την υποκατάσταση λιπαρού στο ψωµί (O Brien, 2003). Σε ότι αφορά το χρώµα της κόρας, η

4 υποκατάσταση του λιπαρού µε τη µικροσωµατιδιακή πρωτεΐνη οδήγησε σε σηµαντικά πιο σκοτεινή απόχρωση, ενώ η ινουλίνη δεν παρουσίασε σηµαντική διαφοροποίηση από το χρώµα του τυφλού. Επιπλέον η υποκατάσταση του λιπαρού οδήγησε σε πιο σκοτεινό χρώµα ψίχας και για τους δύο τύπους υποκατάστατου. Σχήµα 4. Οργανοληπτικός έλεγχος των κέικ µε υποκατάστατα λιπαρου (ΙΝ:ινουλίνη, ΜΠ:µικροσωµατιδιακή πρωτεΐνη). Kατά την οργανοληπτική εξέταση τα δείγµατα µε ινουλίνη έλαβαν υψηλότερη βαθµολογία ως προς την γενική εντύπωση έναντι του υποκατάστατου πρωτεΐνικής βάσης (Σχήµα 4). Εφόσον η ινουλίνη έδωσε καλύτερα αποτελέσµατα έναντι της µικροσωµατιδιακής πρωτεϊνικής επιλέχθηκε για την υποκατάσταση λιπαρού σε κέικ τα οποία εµπλουτίσθηκαν µε ίνες καρότου. Η υποκατάσταση αλεύρου µε ίνες καρότου καθώς και η συνδυασµένη χρήση διαλυτών και αδιάλυτων ινών οδήγησε σε σηµαντική αύξηση του ειδικού βάρους της ζύµης και µείωση του ειδικού όγκου του κέικ σε σύγκριση µε το τυφλό δείγµα (Σχήµα 5). Σχήµα 5. Επίδραση των διαιτητικών ινών (ΙΚ:ίνες καρότου, ΙΝ:ινούλινη) στον ειδικό όγκο του κέικ και στο ειδικό βάρος της ζύµης

5 Σχήµα 6. Επίδραση των διαιτητικών ινών (ΙΚ:ίνες καρότου, ΙΝ:ινούλινη) στη σκληρότητα του κέικ. Η υποκατάσταση αλεύρου µε ίνες καρότου σε ποσοτό 10% δεν είχε σηµαντική επίδραση στην σκληρότητα, ενώ η προσθήκη σε µεγαλύτερο ποσοστο 20% οδήγησε σε σηµαντική αύξηση της έναντι του τυφλού. Επιπλέον ο εµπλουτισµός µε ίνες καρότου µε ταυτόχρονη υποκατάσταση λιπαρού παρείχε επίσης προϊόν αυξηµένης σκληρότητας. Γενικότερα η προσθήκη των διαιατητικών ινών επηρρέασε τη σκληρότητα ακολουθώντας τη διαφοροποίηση ως προς τον όγκο, έτσι ώστε κέικ µε µικρότερο όγκο και πυκνότερη δοµή να χαρακτηρίζονται και από µεγαλύτερη σκληρότητα. Επιπλέον η προσθήκη των διαιτητικών ινών αύξησε τη φωτεινότητα του χρώµατος της κόρας, ενώ δεν επέφερε σηµαντική διαφοροποίηση στο χρώµα της ψίχας. Ωστόσο η υποκατάσταση του λιπαρού µε ινουλίνη µείωσε τη φωτεινότητα της ψίχας και στην περίπτωση του εµπλουτισµένου µε ίνες καρότου προϊόντος. Σχήµα 7. Οργανοληπτικός έλεγχος των κέικ µε διαιτητικές ίνες (ΙΚ:ίνες καρότου, ΙΝ:ινούλινη) Κατα την οργανοληπτική εξέταση τα κέικ µε τις διαιτητικές ίνες αξιολογήθηκαν ως αποδεκτά. Τα κέικ µε προσθήκη ινών καρότου σε ποσοστό 20% συγκέντρωσαν τη χαµηλότερη βαθµολογία ως προς τη γεύση, το άρωµα και τη γενική εντύπωση (Σχήµα 7). Η προσθήκη γαλακτωµατοποιητή στο εµπλουτισµένο µε διαλυτές και αδιάλυτες ίνες προϊόν δεν είχε σηµαντική επίδραση στο ειδικό βάρος της ζύµης και ακολούθως στη διόγκωση του προϊόντος (Σχηµα 8). Επιπλέον δεν παρατηρήθηκε διαφοροποίηση στο χρώµα της κόρας και της ψίχας.

6 Σχήµα 8. Επίδραση του γαλακτωµατοποιητή (SSL) στον ειδικό όγκο του κέικ και στο ειδικό βάρος της ζύµης µε διαιτητικές ίνες (ΙΚ:ίνες καρότου, ΙΝ:ινούλινη). Ωστόσο η προσθήκη του γαλακτωµατοποιητή βελτίωσε την υφή του προϊόντος, καθώς αύξηση της ποσότητας του γαλακτωµατοποιητή είχε ως αποτέλεσµα τη µείωση τη σκληρότητας (Σχήµα 9). Μικρότερη σκληρότητα του κέικ µε προσθήκη γαλακτωµατοποιητών (συµπαριλαµβανοµένου και του SSL) έχει αναφερθεί και από τους Jyotsna et al.,(2004). Σχήµα 9. Επίδραση του γαλακτωµατοποιητή (SSL) στη σκληρότητα του κέικ µε διαιτητικές ίνες (ΙΚ:ίνες καρότου, ΙΝ:ινούλινη). ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η υποκατάσταση του λιπαρού στο κέικ είχε ως αποτέλεσµα την παρασκευή προϊόντος µειωµένου όγκου µε σηµαντική απώλεια οργανοληπτικών χαρακτηριστικών. Σε υψηλά επίπεδα υποκατάστασης η ινουλίνη παρουσίασε µικρότερη διαφοροποίηση από το τυφλό έναντι του υποκατάστατου πρωτεϊνικής βάσης. Βάσει και των ευεργετικών για τον οργανισµό χαρακτηριστικών της, η ινουλίνη επιλέχθηκε ως υποκατάστατο λιπαρού σε εµπλουτισµένα µε ίνες καρότου κέικ. Κατά την προσθήκη ινών, ο ειδικός όγκος και η σκληρότητα του κέικ αυξήθηκαν σηµαντικά. Ωστόσο η επίδραση των ινών στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του κέικ σε σύγκριση µε το τυφλό δεν ήταν σηµαντική για χαµηλά επίπεδα υποκατάστασης αλεύρου. Η υποκατάσταση του λιπαρού σε εµπλουτισµένο µε ίνες κέικ, υποβάθµισε την ποιότητα του αντίστοιχου προϊόντος. Σηµαντική βελτίωση στην υφή του προϊόντος επιτεύχθηκε µε την προσθήκη γαλακτωµατοποιητή. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ

7 Oι συγγραφείς ευχαριστούν τις εταιρείες:μύλοι Π.Δάκου, Μινέρβα, Orafti, CPKelco και Danisco για τη δωρεάν παραχώρηση πρώτων υλών. Η παρούσα εργασία υποστηρίχθηκε µε υποτροφία από τον Ειδικό Λογαριασµό Κονδυλίων Έρευνας του Ε.Μ.Π. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Οropoulou V., Fat replacer, In: Bakery Products-Science and Technology (edited by Y.H.Hui). Oxford Blackwell. (2012), p [2] Roberfoid M., J. Nutr. 137:830S-837S (2007). [3] Brown I.L., Rosner B., Willeyy W.W. and Sacks F.M., American J. Clinical Nutr. 69:30-42 (1999). [4] Jenkins D.J.A., Kendall C.W.C. and Vuksan V., J. Nutr. 1431S-1433S (1999). [5] Ο Brien C.M., Mueller A., Scannell A.G.M. and Arendt E.K., J. Food Engr. 56: (2003). [6] Jyotsna R., Prabhasankar P., Indrani D. and Venkateswara Rao G., J Food Sci. 69:SNQ16-SNQ19 (2003).