Uporaba prahu listov brokolija v kruhu brez glutena: inovativen pristop za izboljšanje njegovega bioaktivnega potenciala in tehnološke kakovosti

Povzetek:V primerjavi z običajnim kruhom je pri kruhu brez glutena (GF) veliko naknadne pekenapake ter nižjo hranilno in funkcionalno vrednost. Čeprav se listi brokolija dojemajo kotodpadne snovi, zanje je značilna visoka vsebnost hranil in bioaktivnih spojin.Ta študija je ocenilahranilna vrednost,tehnološka kakovost, antioksidativne lastnosti, in inhibitorno aktivnostproti tvorbi naprednih končnih produktov glikacije (AGE) obogatenega GFs prahom listov brokolija (BLP). V primerjavi s kontrolo je bil brezglutenski kruh z BLP (GFB).za katerega je značilno precejšnje (p < 0.05) higher content of nutrients (proteins and minerals), as well kot izboljšana specifična prostornina in izguba pri pečenju. Vendar pa je treba poudariti, da BLPbistveno (p < 0.05) improved theantioksidativni potencialinanti-AGE aktivnostGFB. DobljenoRezultati kažejo, da se BLP lahko uspešno uporablja kot sestavina brezglutenskih pekovskih izdelkov. noterZaključek je, da je na novo razviti GFB z izboljšanimi tehnološkimi in funkcionalnimi lastnostmipekovski izdelek z dodano vrednostjo, ki bi lahko prinesel zdravstvene koristi preiskovancem na dieti brez glutena.

Ključne besede:kapusnice; rastlinski stranski proizvod; tehnološke lastnosti; parametri teksture;antioksidantdejavnost; anti-age; prehrana brez glutena; celiakija

Kliknite tukaj za več informacij o antioksidativnih lastnostih cistanche

1. Uvod

Kruh je osnovno živilo, ki ga povsod po svetu rade volje uživajo vsak dan [1]. Vendar pa za nekatere posameznike, ki trpijo zaradi celiakije in drugih motenj, povezanih z glutenom(alergija na pšenico in neceliakija občutljivost na gluten), uživanje konvencionalnihpšenični kruh in drugi izdelki, ki vsebujejo gluten, so škodljivi [2]. Pri teh bolnikih jeprehranske glutenske beljakovine ali natančneje gliadinska frakcija pšenice in prolamini izječmen (hordeini) in rž (luščenje) lahko povzročijo škodljiva zdravstvena tveganja in zaplete.Danes je edino razpoložljivo zdravljenje motenj, povezanih z glutenom, upoštevanje adieta brez glutena.

Peka kruha brez glutena je postopek, ki se bistveno razlikuje od običajnegapeko kruha – zlasti glede uporabljenih sestavin, reološkega obnašanja testa in na splošnokakovost končnega izdelka [3]. Zaradi odsotnosti neprekinjenega tridimenzionalnegaglutensko mrežo, ki je odgovorna za reološke lastnosti testa inrazvoj visokokakovostnega kruha, peka kruha brez glutena je izziv [4]. zatoproizvodnja brezglutenskega kruha (GF) zahteva kompleksne formulacije, sestavljene iz amešanica neglutenskih osnovnih sestavin in različnih dodatkov, ki posnemajo viskoelastikolastnosti glutena [5] ter raznolike tehnološke rešitve. V primerjavi zobičajnega kruha, GF kaže številne napake po peki, kot je neprivlačen videz(nepravilna površina skorje in bleda barva), slab občutek in okus ter krajša policaživljenje. V zadnjem desetletju je bil dosežen velik napredek pri izboljšanju tehnologijein senzorične kakovosti GF ter podaljšanje njegovega roka uporabnosti [6]. Vendar pa v zadnjem času naraščaŠtevilni potrošniki se zanimajo za izdelke brez glutena, za katere je značilna izboljšanaprehranske in zdravju koristne kakovosti.

Številne študije so pokazale, da so stranski proizvodi na osnovi sadja in zelenjavevsebujejo veliko količino hranil (beljakovin, vitaminov in mineralov) terfunkcionalne (prehranske vlaknine) in bioaktivne spojine (karotenoidi, fenolne spojine inglukozinolati) [7]. Med njimi fitokemikalije izkazujejo pomembne biološke aktivnosti,kot so antioksidativne in protimikrobne lastnosti, in tako lahko igra vlogo pri preprečevanjuin zdravljenje nenalezljivih človeških bolezni. Blagodejni učinki polifenolovin derivat glukozinolata na organizem, vključno s preprečevanjemcivilizacijske bolezni, kot so bolezni srca in ožilja, sladkorna bolezen tipa 2, nekatere vrsteo raku in nevrodegenerativnih boleznih se je v literaturi veliko razpravljalo [8–10]. Zazato se vse več raziskav osredotoča na uporabo stranskih produktovv izdelkih brez glutena kot poceni virih hranil in bioaktivnih spojin [11–13]. Pred kratkim sta Littardi et al. [14] ocenjevali vpliv dodatka pergamenta mlete kaveGF in navedel, da je ta stranski proizvod lahko izboljšal barvo tegapekovski izdelek skupaj z znatnim povečanjem antioksidativne sposobnosti inoksidativna stabilnost.

TheBrassicaceaedružina vključuje veliko zelenjave, ki se običajno uživa po vsem svetu,ne le tradicionalno zaradi prehrane, ampak, kar je še pomembneje, zaradi njihovih lastnosti, ki spodbujajo zdravje [15]. Med njimi tudi brokoli (Brassica oleraceavar.poševno) je pridobil precejšnjev zadnjih nekaj letih aktualna kot »terapevtsko« živilo, saj vsebuje farmakološkoučinkovine [16,17]. Številne študije so se osredotočale na cvetove brokolija, kipredstavljajo le 15 odstotkov celotne biomase v zraku [18]. Medtem ko nas je zanimal brokolistranski proizvodi, zlasti listi, ki se redko uporabljajo za hrano. listi brokolija,podobno kot cvetke, se odlikujejo po visoki vsebnosti hranil (beljakovine, vitamin C,minerali in elementi v sledovih) in bioaktivne spojine (glukozinolati, fenolne kisline,in flavonoidi) [19,20]. Čeprav jih dojemamo kot odpadni proizvod, jih je mogoče zaužitikot dragocen svež izdelek ali kot vir fitonutrientov, ki jim omogočajo dodano vrednostpečeni izdelki [21,22]. Tako valorizacija stranskih proizvodov brokolija in njihova uporabakot sestavina brezglutenskih pekovskih izdelkov s potencialnimi prehranskimi lastnostmibiti ena od alternativnih strategij za zmanjšanje zavržene hrane [23,24]. Ta študija je raziskalaprimernost in funkcionalnost prahu brokolijevih listov (BLP) kot komponente GFna podlagi analize hranilne vrednosti, tehnološke kakovosti, antioksidativnih lastnosti,in zaviralno aktivnost proti tvorbi naprednih končnih produktov glikacije (AGE)razvitega brezglutenskega kruha obogatenega z BLP (GFB).

2. Materiali in metode

2.1. Priprava brokolijevih listov v prahu

BLP je bil pripravljen, kot je opisano prej [24]. Na kratko, nepoškodovani listizrel brokoli (Brassica oleraceaL. var.poševno) donacija podjetja GEMIX (Olsztyn,Poljska) očistimo ostankov zemlje, speremo z vodo, nato na kratko (1 min) blanširamo vvročo vodo za inaktivacijo encimov in zmanjšanje mikrobne obremenitve. Nato peclji inglavne srednje rebre so bile odstranjene, listne plošče pa posušene z zamrzovanjem, saj je to metoda, kiohranja hranilno in biološko vrednost ter barvo surovine [25]. Suhaliste zmeljemo in presejemo, da dobimo homogen prah (velikost delcevManj ali enako0.60 mm).Dobljeni BLP smo zapakirali v zaprto plastično škatlo in hranili v hladilniku za nadaljnjo uporaboanaliza in uporaba v eksperimentalni formulaciji GF.

2.2. Priprava poskusnega brezglutenskega kruha

V tej študiji je optimizirana formula GF [26] je bil uporabljen kot kontrola (GFC). koruzni škrob(HORTIMEX, Konin, Poljska), krompirjev škrob (PPZ "Trzemeszno" Sp. Z oo, Trzemeszno,Poljska), sladkor, sveži kvas (Lesaffre Polska SA, Wołczyn, Poljska), pektin (E 440(i), ZPOWPektowin, Jasło, Poljska), repično olje "Kujawski" (ZT "Kruszwica" SA, KruszwicaPoljska), sol in voda sta bili glavni sestavini GFC (tabela1). Prej označenoBLP [24] je bil vključen v GFB z zamenjavo 5 odstotkov (w/w) koruznega škroba vGFC formula. Ta stopnja zamenjave je temeljila na predhodni študiji, ki je pokazala, da5 odstotkov je bila sprejemljiva nadomestna raven, ki ni vplivala na senzorične lastnosti kruha,medtem ko je imel GFB s 7 odstotki BLP preveč intenziven okus po zelju (podatki niso prikazani).

2.3. Značilnosti eksperimentalnih brezglutenskih kruhov

2.3.1. Določanje proksimalne kemijske sestave in energijske vrednosti

Osnovno kemično sestavo smo določili v liofiliziranih GF postandardna metoda [27]: vsebnost vlage je bila analizirana z metodo sušenja (AOAC925.10), je bila vsebnost beljakovin določena s Kjeldahlovo metodo (N× 6,25 za dušikna pretvorbo beljakovin) (AOAC 979.09) in vsebnost maščobe z uporabo Soxhletove ekstrakcije s heksanom(AOAC 923.03); Skupni pepel je bil določen z gravimetrično metodo z zgorevanjemmufelna peč pri 550◦C 10 h (AOAC 923.03). Skupna vsebnost ogljikovih hidratov je bilaizračunano z odštevanjem vrednosti vsebnosti vlage, beljakovin, maščobe in pepela od 100.Energijske vrednosti (kJ) smo izračunali tako, da smo število makrohranil pomnožili zustrezne pretvorbene faktorje (17 kJ/g za beljakovine, 37 kJ/g za maščobe in 17 kJ/g zaogljikovi hidrati) [28]. Pretvorbeni faktor za izračun kalorij je 1 kJ=0.239 kcal.

2.3.2. Določanje fizikalnih parametrov

Teža GF je bila ovrednotena z uporabo digitalne tehtnice z natančnostjo 0.01-g. TheProstornina štruce je bila določena z uporabo modificirane standardne metode izpodrivanja oljne ogrščice, vkatera semena prosa so uporabili namesto repičnega. Izračunan je bil specifični volumen (SV).kot prostornina štruce, deljena z njeno težo. Gostota (D) je bila izračunana kot deljena teža štrucepo svoji prostornini. Izguba pri pečenju je bila izračunana, kot je navedeno v enačbi (1).

kje:

a— začetna teža testa pred peko (g) in

b— masa pečenih in ohlajenih GF (g).

Barva skorje in drobtine GF je bila ovrednotena s HunterLab ColorFlex(Hunter Associates Laboratory, Inc, Reston, VA, ZDA). Barva skorje je bila določena prisredina vrha skorje štruce, medtem ko smo barvo drobtin analizirali na sredinitočka osrednje 2-cm rezine. Meritve so bile izvedene skozi premer 3- cmdiafragma, ki vsebuje optično steklo. Barva je bila izražena v skladu zsistem CIELab, določeni parametri pa so bili: lahkotnost (L* = 0 (črna) inL* = 100 (bele) in kromatične komponente:a* (−a* = zelenica in plusa* = rdečina) inb* (−b* = modrina in plusb* = rumenost). Vrednosti so bile povprečje vsaj devetih ponovitev.

Za predstavitev videza drobtine in skorje zglednih GFC in GFB skeniranjprimer osrednjega dela vsakega eksperimenta, GF je bil izdelan s ploskim skenerjem (EpsonPerfection V200 Photo), ki ga podpira Epson Creativity Suite Software Images (slika1). 

Slika 1.Vizualni videz drobtine in skorje zglednega kontrolnega brezglutenskega kruha (A,C) in brezglutenski kruh z listi brokolija v prahu (B,D). 

2.3.3. Vrednotenje teksturnih lastnosti

Profil teksture (TPA test) svežega (2 h) in shranjenega (24 in 72 h po peki)drobci GF so bili analizirani z analizatorjem teksture TA.HD Plus (Stable Micro SystemsLtd., Godalming, Združeno kraljestvo) je opremljen z merilno celico 30- kg. Srednje rezine kruha 25- mmdebelina podvržena dvojnemu ciklu stiskanja do 40-odstotne deformacije njihove prvotne višinez 35- mm ploščatim aluminijastim stiskalnim diskom (sonda P/35). Izbraninastavitve so bile naslednje: hitrost pred testom/testom/po testu, 2.0 mm/s, čas relaksacije, 5 s, sila,10 g, in sprožilec, način auto. Vsaka rezina je bila dvakrat stisnjena, da je nastala tekstura dveh ugrizovkrivulja profila [29], iz katerega so bili pridobljeni naslednji teksturni parametri: trdota,prožnost, žvečljivost, kohezivnost in prožnost, kot jih izračuna programska oprematetrameter. Za vsako vrsto svežega in shranjenega GF je bilo analiziranih šest ponovitev.

2.4. Vrednotenje antioksidativne zmogljivosti BLP in GF

2.4.1. Določanje skupne vsebnosti fenolov

Vsebnost skupnih fenolov (TPC) je bila določena z uporabo Folin–Ciocalteureagent, ki temelji na metodi, ki sta jo prej opisala Horszwald in Andlauer [30]. Metanolni ekstrakti so bili pridobljeni iz 200 mg liofiliziranega GF in 100 mg BLP z 1ml 67-odstotnega metanola. Vzorci so bili izpostavljeni ultrazvočnim vibracijam (30 s) in vrtinčenju(30 s), nato centrifugirali 10 minut pri 13,000 vrt./min pri 4◦C. Zgornji korak je bil ponovljenpetkrat in supernatante smo zbrali v 5-mL merilno bučko. Metanolekstrakti so bili pripravljeni v treh izvodih. Test TPC je bil izveden v mikroploščah inalikvoti 15µL metanolnih ekstraktov smo dali v vdolbinice mikroplošč. Kasneje,250 µl Folin–Ciocalteujevega reagenta (predhodno razredčenega z vodo 1:15,v/v) je bil dodan,in zmes inkubiramo 10 minut v temi pri sobni temperaturi. Potem, 25µL odV vsako jamico dodamo 20 odstotkov natrijevega karbonata in zmes inkubiramo 20 minut.Mikroploščo smo pred odčitavanjem samodejno pretresli in izmerili absorbancopriλ = 755 nm z bralnikom plošč Infifinite M1000 PRO (Tecan Group AG, Männedorf,Švica). Galna kislina je bila uporabljena za standardno umerjanje ({{0}}.03–1.0 mg L−1 ), inrezultati so bili izraženi v mg ekvivalentov galne kisline (GAE) na en gram suhe snovi(g DM) GF ali BLP.

2.4.2. Ekvivalentna antioksidativna zmogljivost Troloxa s testom ABTS

Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC) z 2,20 -casino-bis (3-etilbenzenTest tiazolin-6-sulfonske kisline (ABTS) je bil izveden, kot sta opisala Horszwald inAndlauer [30]. Za pridobitev kationskega radikala ABTS (ABTS· plus) raztopina z absorbancovrednost 0,70± {{0}}.02 pri 734 nm, 10 mL 7- mmol/L vodne raztopine ABTS in 0,5 mLod 51.4- mmol/l−1 vodna raztopina K2S2O4 premešali, nato shranili v temnem prisobni temperaturi 16 ur. Nato ABTS· plusrešitev (1480µL) je bil dodan 20µL odmetanolni izvlečki BLP in GF. Za analizo v mikroploščah alikvoti po 10µL odvzorec (metanolni ekstrakti BLP ali GF, pripravljeni, kot je opisano zgoraj za test TPC),standarde ali slepe vzorce položimo v vdolbinice mikroplošč. Meritve reakcije in časaso se začele ob dodatku 270µL od ABTS· plusrešitev. Reakcija je bila izvedenaven ob 30◦C v temi 6 min. Po reakciji smo izmerili absorbanco pri 734 nms čitalcem mikroplošč. Trolox je bil uporabljen za standardne kalibracije (0.25–1000µmol/L−1 ), in rezultati so bili izraženi vµmol Trolox g−1 DM GF ali BLP.

2.4.3. Ekvivalentna antioksidativna zmogljivost Troloxa s testom DPPH

Izveden je bil TEAC z 2-difenil-pikril-hidroksilnim (DPPH) testom odstranjevanja radikalovpo Horszwaldu in Andlauerju [30]. Za pridobitev absorpcije raztopine DPPHv območju od 0,95 do 1,10 atλ = 517 nm, 10 mg DPPH smo raztopili v 250 ml80 odstotkov metanola. Raztopina DPPH je bila sveže pripravljena pred analizo. Za analizo,20 µL metanolnih ekstraktov BLP in GF (opisanih v poglavju2.4.1), praznine ali standardidali v vdolbinice mikroplošč in nato 300µL DPPH· dodana je bila raztopina. Thereakcijo izvajamo pri sobni temperaturi 30 minut v temi. Trolox je bil uporabljen zastandardna kalibracija ({{0}}.005–0.75 mM), dobljeni rezultati pa so bili izraženi kotµmol TroloxEkvivalenti (TE) na g suhe snovi GF ali BLP.

2.4.4. Fotokemiluminescenčni test

Fotokemiluminiscenčni (PCL) test je bil izveden, kot je opisal Zieli ´nski,Zieli ´nska in Kostyra [31]. Ta metoda je bila uporabljena za merjenje antioksidativne sposobnostiBLP in liofilizirani GF ekstrakti proti superoksidnim anionskim radikalom, ki nastanejo izluminol fotosenzibilizator pod izpostavljenostjo UV svetlobi v aparatu Photochem (AnalytikJena, Leipzig, Nemčija). Antioksidativno aktivnost smo analizirali z ACW (hidrofilnistanje) in komplete ACL (lipofilno stanje) v skladu s protokoli proizvajalca.Za ACW je bil 50-mg vzorec ekstrahiran z 1 ml vode, za ACL pa 50-mg vzorecsmo ekstrahirali z 1 ml mešanice MeOH in heksana (4:1;v/v). Koncentracijaraztopina ekstrakta je bila prilagojena tako, da je bila ustvarjena luminiscenca znotrajobseg standardne krivulje. Antioksidativno zmogljivost smo izračunali s primerjavozakasnitveni čas vzorca s standardno krivuljo Trolox in je bil izražen vµmolTrolox g−1 DM.

2.5. Vrednotenje zaviralne aktivnosti proti AGE

Ocenjeno je bilo zaviralno delovanje proti končnim produktom napredovale glikacije (AGE).z uporabo dvehin vitromodelni sistemi: goveji serumski albumin (BSA)-glukoza inBSA-metilglioksal (MGO). Postopki ekstrakcije in inkubacije so bili sprejeti izSzawara-Nowak et al. [32]. Na kratko, 150 mg liofiliziranega vzorca je bilo ekstrahiranih s 67 odstotkimetanola s stresanjem pri 25◦C 40 minut s termomešalnikom (Thermomixer, Eppendorf,Poljska). Supernatant, dobljen po centrifugiranju, smo uparili do suhegapod dušikom in suhi ostanek raztopimo v fosfatnem pufru (0.1 M, pH 7,4).0.5 mL dobljene raztopine smo inkubirali z 1 mL mešanice, ki je vsebovala BSA(10 mg/mL) in natrijev azid (0.1 mg/mL) v fosfatnem pufru (0,1 M, pH 7,4) inustrezno D-glukozo ali MGO. Za meritev 250µl reakcijske zmesidali v vdolbinice (vdolbinice 96-mikrplošče, črne, Porvair). Fluorescentna intenzivnostλvzbujanje330 nm inλemisija410 nm (BSA-glukoza) inλvzbujanje340 nm inλemisijaIzmerili smo 420 nm (BSA-MGO). Za vsak ekstrakt je bil test izveden v treh izvodih. AKot pozitivno kontrolo smo uporabili 1 mM aminogvanidina. Rezultati so bili predstavljeni kot aodstotek inhibitorne aktivnosti AGEs.2.6. Statistična analizaČe ni navedeno drugače, so podatki v vseh tabelah povprečne vrednosti in standardiodstopanja trojnih opazovanj. Na splošno so razlike med eksperimentalnimiGF so bili analizirani z neparnimt-test z Weichovim popravkom (p < 0.05), except for razlike med GF, ki jih povzroča čas shranjevanja, ki je bil analiziran z enosmernimANOVA, z uporabo GraphPad Prism različice 8.0.0 za Windows, programska oprema GraphPad (SanDiego, CA, ZDA).