Brokkoli lehtede pulbri kasutamine gluteenivabas leivas: uuenduslik lähenemisviis selle bioaktiivse potentsiaali ja tehnoloogilise kvaliteedi parandamiseks

Abstraktne:Võrreldes tavalise leivaga, on gluteenivaba leiva (GF) puhul palju järelküpsetamistdefektid ning madalam toite- ja funktsionaalne väärtus. Kuigi brokkoli lehti tajutaksejääkaineid, iseloomustab neid kõrge toitainete ja bioaktiivsete ühendite sisaldus.Käesolevas uuringus hinnatitoiteväärtus,tehnoloogiline kvaliteet, antioksüdantsed omadusedja inhibeeriv toimerikastatud GF-i arenenud glükatsiooni lõpp-produktide (AGE) moodustumise vastubrokoli lehtede pulbriga (BLP). Võrreldes kontrolliga oli gluteenivaba leib BLP-ga (GFB).mida iseloomustab märkimisväärne (p < 0.05) higher content of nutrients (proteins and minerals), as well paranenud erimahu ja küpsetuskadu. Siiski tuleb rõhutada, et BLPmärkimisväärselt (p < 0.05) improved theantioksüdantne potentsiaaljaAGE-vastane toimeGFB-st. Saadudtulemused näitavad, et BLP-d saab edukalt kasutada gluteenivabade küpsetatud toodete komponendina. sisseKokkuvõtteks võib öelda, et äsja välja töötatud täiustatud tehnoloogiliste ja funktsionaalsete omadustega GFB onlisandväärtusega pagaritoode, mis võiks olla gluteenivaba dieediga isikute tervisele kasulik.

Märksõnad:Brassica; taimne kõrvalsaadus; tehnoloogilised omadused; tekstuuri parameetrid;antioksüdanttegevust; vananemisvastased; gluteenivaba dieet; tsöliaakia

Tistanche antioksüdantsete omaduste kohta lisateabe saamiseks klõpsake siin

1. Sissejuhatus

Leib on põhitoit, mida tarbitakse meelsasti üle kogu maailma iga päev [1]. Kuid mõnedel inimestel, kes põevad tsöliaakiat ja muid gluteeniga seotud häireid(nisuallergia ja mittetsöliaakia gluteenitundlikkus), tavapärastenisuleib ja muud gluteeni sisaldavad tooted on kahjulikud [2]. Nendel patsientidel ontoidu gluteenivalgud või täpsemalt nisu gliadiini fraktsioon ja prolamiinidoder (hordeiinid) ja rukis (kõõlusetumine) võivad põhjustada kahjulikke terviseriske ja tüsistusi.Tänapäeval on ainsaks gluteeniga seotud häirete ravimeetodiks järgimine agluteenivaba dieet.

Gluteenivaba leivategu on protsess, mis erineb oluliselt tavapärasestleivategu – eelkõige kasutatud koostisosade, taigna reoloogilise käitumise ja üldise osaslõpptoote kvaliteet [3]. Pideva kolmemõõtmelise puudumise tõttugluteeni võrgustik, mis vastutab taigna reoloogiliste omaduste eest jakvaliteetse leiva arendamine, gluteenivaba leiva valmistamine on väljakutse [4]. Seetõttugluteenivaba leiva (GF) tootmine nõuab keerulisi koostisi, mis koosnevad agluteenivaba põhikoostisosade ja mitmesuguste viskoelastsust jäljendavate lisandite seguGluteeni omadused [5], aga ka mitmekülgseid tehnoloogilisi lahendusi. Võrreldes sellegatavalise leiva puhul on GF-il palju küpsetamisjärgseid defekte, näiteks ebaatraktiivne välimus(ebakorrapärane kooriku pind ja kahvatu värvus), halb suutunne ja maitse ning lühem riiulelu. Viimase kümnendi jooksul on tehnoloogilise täiustamise suunas tehtud märkimisväärseid edusammeja GF sensoorset kvaliteeti ning pikendada selle säilivusaega [6]. Siiski on viimasel ajal kasvanudhulk tarbijaid on huvitatud gluteenivabadest toodetest, mida iseloomustab täiustatudtoitumis- ja tervist edendav kvaliteet.

Arvukad uuringud on näidanud, et puu- ja köögiviljapõhised kõrvalsaadusedsisaldavad suures koguses toitaineid (valke, vitamiine ja mineraalaineid), samutifunktsionaalsed (kiudained) ja bioaktiivsed ühendid (karotenoidid, fenoolsed ühendid jaglükosinolaadid) [7]. Nende hulgas on fütokemikaalidel oluline bioloogiline aktiivsus,nagu antioksüdantsed ja antimikroobsed omadused, ning võivad seega mängida rolli ennetamiselja inimeste mittenakkuslike haiguste ravi. Polüfenoolide kasulikud mõjudja glükosinolaadi derivaat organismile, sealhulgas ennetaminetsivilisatsiooni haigused, nagu südame-veresoonkonna patoloogiad, 2. tüüpi diabeet, teatud tüüpivähki ja neurodegeneratiivseid haigusi käsitleti kirjanduses laialdaselt [8–10]. Sestsel põhjusel keskendub üha suurem hulk uuringuid kõrvalsaaduste kasutamiselegluteenivabades toodetes odava toitainete ja bioaktiivsete ühendite allikana [11–13]. Hiljuti on Littardi jt. [14] hindas jahvatatud kohvi pärgamendi lisamise mõjuGF-ile ja märkis, et see kõrvalsaadus suutis selle värvi parandadapagaritoode koos antioksüdantse võime olulise suurenemisega jaoksüdatiivne stabiilsus.

TheBrassicaceaeperekonda kuulub palju köögivilju, mida tavaliselt tarbitakse kogu maailmas,mitte ainult traditsiooniliselt toitumise, vaid, mis veelgi olulisem, tervist edendavate omaduste tõttu [15]. Nende hulgas brokkoli (Brassica oleraceavar.kaldkiri) on omandanud märkimisväärseviimastel aastatel "terapeutilise" toiduna olulisust, kuna see sisaldab farmakoloogiliselttoimeained [16,17]. Paljud uuringud on keskendunud brokkoli õisikutele, mismoodustavad vaid 15 protsenti kogu õhust pärit biomassist [18]. Samal ajal kui meid huvitas brokkolikõrvalsaadused, eriti lehed, mida kasutatakse harva toiduks. Brokkoli lehed,sarnased õisikutega, mida iseloomustab kõrge toitainete sisaldus (valgud, C-vitamiin,mineraalid ja mikroelemendid) ja bioaktiivsed ühendid (glükosinolaadid, fenoolhapped,ja flavonoidid) [19,20]. Kuigi neid peetakse jäätmeteks, võidakse neid tarbidaväärtusliku värske tootena või fütotoitainete allikana, võimaldades neil saada lisaväärtustküpsetatud tooted [21,22]. Seega brokoli kõrvalsaaduste väärtustamine ja nende rakendaminenagu võiks potentsiaalsete toitainete omadustega gluteenivabade pagaritoodete koostisosaolla üks alternatiivsetest toidujäätmete vähendamise strateegiatest [23,24]. Käesolevas uuringus uuritibrokkolilehepulbri (BLP) sobivust ja funktsionaalsust GF komponendinapõhineb toiteväärtuse, tehnoloogilise kvaliteedi, antioksüdantsete omaduste analüüsil,ja inhibeeriv toime arenenud glükatsiooni lõpp-produktide (AGE) moodustumise vastuväljatöötatud gluteenivabast leivast, mis on rikastatud BLP-ga (GFB).

2. Materjalid ja meetodid

2.1. Brokkoli lehtede pulbri valmistamine

BLP valmistati eelnevalt kirjeldatud viisil [24]. Lühidalt, kahjustamata lehedküps brokkoli (Brassica oleraceaL. var.kaldkiri) annetanud firma GEMIX (Olsztyn,Poola) puhastati mullajääkidest, pesti veega ja seejärel blanšeeriti veidi (1 min)kuum vesi ensüümide inaktiveerimiseks ja mikroobide koormuse vähendamiseks. Hiljem petioles japeamised keskribad eemaldati ja lehtede labad külmkuivatati, kuna see on meetod, missäilitab tooraine toiteväärtuse ja bioloogilise väärtuse ning värvuse [25]. Kuivlehed jahvatati ja sõeluti, et saada homogeenne pulber (osakeste suurusVäiksem või võrdne0,60 mm).Saadud BLP pakiti suletud plastkarpi ja hoiti edasiseks ajaks külmikusanalüüs ja rakendamine eksperimentaalses GF-i koostises.

2.2. Eksperimentaalse gluteenivaba leiva valmistamine

Selles uuringus on optimeeritud GF-valem [26] kasutati kontrollina (GFC). Maisitärklis(HORTIMEX, Konin, Poola), kartulitärklis (PPZ "Trzemeszno" Sp. Z oo, Trzemeszno,Poola), suhkur, värske pärm (Lesaffre Polska SA, Wołczyn, Poola), pektiin (E 440(i), ZPOWPektowin, Jasło, Poola), rapsiõli "Kujawski" (ZT "Kruszwica" SA, KruszwicaPoola), sool ja vesi olid GFC peamised koostisosad (tabel1). Varem iseloomustatudBLP [24] liideti GFB-sse, asendades 5 protsenti (w/w) maisitärklistGFC valem. See asendustase põhines eeluuringul, mis seda näitas5 protsenti oli vastuvõetav asendustase, mis ei mõjutanud leiva sensoorseid omadusi,arvestades, et 7-protsendilise BLP-ga GFB-l oli liiga intensiivne kapsa maitse (andmeid pole näidatud).

2.3. Eksperimentaalsete gluteenivabade leibade omadused

2.3.1. Proksimaalse keemilise koostise ja energiaväärtuse määramine

Põhiline keemiline koostis määrati külmkuivatatud GF-ides vastavaltstandardmeetod [27]: niiskusesisaldust analüüsiti kuivatusmeetodil (AOAC925.10), valgusisaldus määrati Kjeldahli meetodil (N× 6,25 lämmastiku jaoksvalgu muundamiseks) (AOAC 979.09) ja rasvasisaldus, kasutades Soxhleti ekstraheerimist heksaaniga(AOAC 923,03); kogutuhk määrati gravimeetrilisel meetodil sissepõletamise teelmuhvelahi 550◦C 10 tundi (AOAC 923,03). Süsivesikute kogusisaldus oliarvutatakse, lahutades 100-st niiskuse, valgu, rasva ja tuhasisalduse väärtused.Energiaväärtused (kJ) arvutati makrotoitainete arvu korrutamisel arvugavastavad ümberarvestustegurid (valgu puhul 17 kJ/g, rasva puhul 37 kJ/g ja 17 kJ/gsüsivesikud) [28]. Kalorite arvutamise teisendustegur on 1 kJ=0,239 kcal.

2.3.2. Füüsikaliste parameetrite määramine

GF-ide kaalu hinnati digitaalse kaaluga 0.01-g täpsusega. Thepätsi maht määrati modifitseeritud standardse rapsiseemne väljatõrjumise meetodil, aastalmilliseid hirsiseemneid kasutati rapsiseemne asemel. Arvutati spetsiifiline maht (SV).kui pätsi maht jagatud selle kaaluga. Tihedus (D) arvutati pätsi massi jagamiselselle mahu järgi. Küpsetuskadu arvutati valemis (1) näidatud viisil.

kus:

a—taigna algkaal enne küpsetamist (g) ja

b— küpsetatud ja jahutatud GF-ide kaal (g).

GF-ide koore ja puru värvi hinnati HunterLab ColorFlexi abil(Hunter Associates Laboratory, Inc, Reston, VA, USA). Koore värvus määratipätsi kooriku ülaosa keskpunkt, samal ajal kui puru värvi analüüsiti keskelkeskse 2-cm lõigu punkt. Mõõtmised viidi läbi läbimõõduga 3-cmdiafragma, mis sisaldab optilist klaasi. Värvi väljendati vastavaltCIELabi süsteem ja määratud parameetrid olid: kergus (L* = 0 (must) jaL* = 100 (valged) ja kromaatilised komponendid:a* (−a* = rohelus ja plussa* = punetus) jab* (−b* = sinisus ja plussb* = kollasus). Väärtused olid vähemalt üheksa korduse keskmised.

Esitada eeskujulike GFC- ja GFB-skaneeringute puru ja kooriku välimustIga katse keskse lõigu näide, GF valmistati tasapinnalise skanneri abil (EpsonPerfection V200 Photo), mida toetab Epson Creativity Suite Software Images (joonis1). 

Joonis 1.Eeskujuliku kontroll-gluteenivaba leiva puru ja kooriku visuaalne välimus (A,C) ja gluteenivaba leib brokolilehtede pulbriga (B,D). 

2.3.3. Tekstuuriomaduste hindamine

Värske (2 tundi) ja säilitatud (24 ja 72 tundi pärast küpsetamist) tekstuuriprofiil (TPA test)GF-i tükke analüüsiti TA.HD Plus tekstuurianalüsaatoriga (Stable Micro Systems).Ltd., Godalming, UK) on varustatud 30-kg koormusanduriga. Keskmised 25- mm suurused saiaviiludpaksus läbis kahekordse kokkusurumistsükli kuni 40% deformatsioonini nende algkõrgusest35-mm lameda otsaga alumiiniumist survekettaga (sond P/35). Valitudseaded olid järgmised: testieelne/testi/testijärgne kiirus, 2.0 mm/s, lõdvestusaeg, 5 s, jõud,10 g ja päästik, režiim automaatne. Iga viil suruti kaks korda kokku, et saada kahehammustusega tekstuurprofiilikõver [29], millest saadi järgmised tekstuuriparameetrid: kõvadus,vetruvus, närimisvõime, sidusus ja vastupidavus, mis on arvutatud seadme tarkvara abil.tetrameeter. Iga värske ja säilitatud GF-i puhul analüüsiti kuut kordust.

2.4. BLP ja GF-ide antioksüdandivõime hindamine

2.4.1. Üldfenoolisisalduse määramine

Fenooli üldsisaldus (TPC) määrati Folin-Ciocalteu abilreaktiiv, mis põhineb eelnevalt Horszwaldi ja Andlaueri kirjeldatud meetodil [30]. Metanooliekstraktid saadi 200 mg külmkuivatatud GF-st ja 100 mg BLP-st koos 1ml 67% metanooli. Proovid allutati ultrahelivibratsioonile (30 s) ja keeristele(30 s), seejärel tsentrifuugiti 10 minutit kiirusel 13, 000 p/min 4◦C. Eespool kirjeldatud sammu korrativiis korda ja supernatandid koguti 5-mL mõõtekolbi. metanoolekstraktid valmistati kolmes eksemplaris. TPC test viidi läbi mikroplaatidel jaalikvoodid 15µL metanooliekstrakte asetati mikroplaadi süvenditesse. Järgnevalt250 µL Folin-Ciocalteu reaktiivi (eelnevalt lahjendatud veega 1:15,v/v) lisati,ja segu inkubeeriti 10 minutit pimedas toatemperatuuril. Siis, 25µL ofIgasse süvendisse lisati 20% naatriumkarbonaati ja segu inkubeeriti 20 minutit.Mikroplaati loksutati enne lugemist automaatselt ja mõõdeti neelduminejuuresλ = 755 nm plaadilugejaga Infifinite M1000 PRO (Tecan Group AG, Männedorf,Šveits). Standardseks kalibreerimiseks kasutati gallushapet ({{0}},03–1,0 mg L−1 ), jatulemused väljendati gallushappe ekvivalentide (GAE) milligrammides ühe grammi kuivaine kohta(g DM) GF-ide või BLP.

2.4.2. Troloxi ekvivalentne antioksüdantide maht ABTS-testi järgi

Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC) 2,2 võrra0 -kasiino-bis (3-etüülbenseentiasoliin-6-sulfoonhappe (ABTS) test viidi läbi Horszwaldi jaAndlauer [30]. ABTS-i radikaalkatiooni saamiseks (ABTS· pluss) neelduv lahusväärtus 0.70± {0}},02 lainepikkusel 734 nm, 10 ml 7-mmoL/l ABTS-i vesilahust ja 0,5 ml51.{1}}mmol/l−1 K vesilahus2S2O4 segati, seejärel säilitati pimedas kltoatemperatuuril 16 tundi. Järgmiseks ABTS· plusslahendus (1480µL) lisati 20-leµL ofBLP ja GF metanooliekstraktid. Mikroplaatidel analüüsimiseks 10 alikvoodidµL-stproov (BLP või GF metanooliekstraktid, mis on valmistatud nii, nagu eespool TPC testi jaoks kirjeldatud),standardeid või toorikud asetati mikroplaadi süvenditesse. Reaktsiooni ja aja mõõtminealustati 270 lisamiselµABTS-i L· plusslahendus. Reaktsioon viidi läbivälja kell 30◦C pimedas 6 minutit. Pärast reaktsiooni mõõdeti neeldumist lainepikkusel 734 nmmikroplaadilugejaga. Troloxi kasutati standardsete kalibreerimiste jaoks (0.25–1000µmol/l−1 ), ja tulemused väljendati keelesµmol Trolox g−1 GF või BLP DM.

2.4.3. Troloxi ekvivalentne antioksüdantide võimsus DPPH testi järgi

Viidi läbi TEAC 2-difenüülpikrüülhüdroksüüli (DPPH) radikaali püüdmise testHorszwaldi ja Andlaueri järgi [30]. Et saada DPPH lahust absorbeerivvahemikus 0.95 kuni 1.10 atλ = 517 nm, 10 mg DPPH-d lahustati 250 ml80 protsenti metanooli. DPPH lahus valmistati enne analüüsi värskelt. Analüüsi jaoks20 µL BLP ja GF metanooliekstrakte (kirjeldatud jaotises2.4.1), tühikud või standardidpandi mikroplaadi süvenditesse ja seejärel 300 uiµL DPPH-st· lisati lahus. Thereaktsioon viidi läbi ümbritseva keskkonna temperatuuril 30 minutit pimedas. Troloxi kasutatistandardkalibreerimine ({{0}},005–0,75 mM) ja saadud tulemused väljendati järgmiselt:µmol TroloxGF-i või BLP ekvivalendid (TE) grammi DM-i kohta.

2.4.4. Fotokemiluminestsentsanalüüs

Fotokemoluminestsentsi (PCL) test viidi läbi nii, nagu kirjeldas Zieli ´nski,Zieli ´nska ja Kostyra [31]. Seda meetodit kasutati antioksüdantide võime mõõtmiseksBLP ja külmkuivatatud GF ekstraktid superoksiidi anioonradikaalide vastu, mis tekivadluminooli fotosensibilisaator UV-valguse käes Photochemi aparaadis (AnalytikJena, Leipzig, Saksamaa). Antioksüdantset aktiivsust analüüsiti ACW-ga (hüdrofiilnetingimus) ja ACL (lipofiilne seisund) komplektid vastavalt tootja protokollidele.ACW puhul ekstraheeriti 50- mg proovi 1 ml veega ja ACL-i puhul 50- mg prooviekstraheeriti 1 ml MeOH ja heksaani seguga (4:1;v/v). Kontsentratsioonekstraktilahust reguleeriti nii, et tekitatud luminestsents oleks seesstandardkõvera vahemik. Antioksüdandi võime arvutati, võrreldesproovi viivitusaeg Troloxi standardkõveraga ja seda väljendati ühikutesµmolTrolox g−1 DM.

2.5. AGE-de vastase inhibeeriva toime hindamine

Hinnati inhibeerivat toimet arenenud glükatsiooni lõpp-produktide (AGE) vastukasutades kahtein vitromudelsüsteemid: veise seerumi albumiin (BSA)-glükoos jaBSA-metüülglüoksaal (MGO). Ekstraheerimise ja inkubeerimise protseduurid võeti vastu alatesSzawara-Nowak et al. [32]. Lühidalt, 150 mg külmkuivatatud proovi ekstraheeriti 67 protsendigametanooli loksutamisel 25 °C juures◦C 40 minutit termomikseriga (Thermomixer, Eppendorf,Poola). Pärast tsentrifuugimist saadud supernatant aurustati kuivaksLämmastiku keskkonnas ja kuiv jääk lahustati fosfaatpuhvris (0,1 M, pH 7,4).0,5 ml saadud lahust inkubeeriti 1 ml BSA-d sisaldava seguga(10 mg/mL) ja naatriumasiidi (0,1 mg/mL) fosfaatpuhvris (0,1 M, pH 7,4) jasobivalt D-glükoos või MGO. Mõõtmiseks 250µl reaktsioonisegustpandi süvenditesse (mikroplaadi 96-kaevud, must, Porvair). Fluorestsentsi intensiivsusλerutus330 nm jaλemissioon410 nm (BSA-glükoos) jaλerutus340 nm jaλemissioonMõõdeti 420 nm (BSA-MGO). Iga ekstrakti puhul viidi test läbi kolmes eksemplaris. APositiivse kontrollina kasutati 1 mM aminoguanidiini. Tulemused esitati aAGE-sid inhibeeriva aktiivsuse protsent.2.6. Statistiline analüüsKui ei ole märgitud teisiti, on kõigis tabelites esitatud andmed keskmised ja standardsedkolmekordsete vaatluste kõrvalekalded. Üldiselt erinevused eksperimentaalseteGF-e analüüsiti paaritat-test Weichi parandusega (p < 0.05), except for GF-ide erinevused, mis on põhjustatud säilitusajast, mida analüüsiti ühesuunalise meetodigaANOVA, kasutades GraphPad Prism versiooni 8.0.0 Windowsi jaoks, GraphPadi tarkvara (SanDiego, CA, USA).