CC BY
13
Научни трудове на Съюза на учените в България - Пловдив Серия В. Техника и технологии, том XIII., Съюз на учените, сесия 5 - 6 ноември 2015 Scientific Works of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series C. Technics and Technologies, Vol. XIII., Union of Scientists, ISSN 1311-9419, Session 5 - 6 November 2015.
ИЗСЛЕДВАНЕ ВЪРХУ ВЪГЛЕХИДРАТНИЯ СЪСТАВ НА ПАНДИШПАНОВИ БЛАТОВЕ С БРАШНО ОТ ТОПИНАМБУР
Цветомир Киряков, Надежда Петкова, Румен Михов Университет по хранителни технологии, бул. Марица 26, 4002, Пловдив
STUDY ON THE CARBOHYDRATE COMPOSITION OF SPONGE CAKE PREPARED WITH JERUSALEM ARTICHOKE TUBERS FLOUR
Tsvetomir Kiryakov, Nadezhda Petkova, Rumen Mihov University of Food Technologies, 26 Maritza Blvd., 4002, Plovdiv
Резюме: Изследван е въглехидратният състав на готови пандишпанови блато-ве, приготвени с брашно от топинамбур. Резултатите от анализа на изделията дават информация за количеството и качеството на въглехидратите и осигуряват данни за оценка на влиянието на термичната обработка върху деградацията и хидролизата им. В пандишпановите блатове и в самото брашно от топинамбур е установено наличие на нискомолекулна фракция съдържаща фруктоза, захароза и фруктоолигозахариди и високомолекулна фракция фруктани - инулин. При термичната обработка на пан-дишпановите изделия не са установени значителни загуби в количеството на вложен инулин, което показва, че той е устойчив на термична деградация и хидролиз.
Ключови думи: фруктани, инулин, TLC, HPLC, пандишпанов блат, Helianthus tuberosus
L.
Abstract: Research on carbohydrate composition of baked sponge cake prepared with Jerusalem artichoke tuber flour was carried out. The results of the analysis of dough products provide information on the quantity and quality of carbohydrates and provide data for evaluation of influence of heat treatment on their degradation and hydrolysis. The presence of low molecular fraction containing fructose, sucrose and fructo-oligosaccharides and high molecular fraction fructans - inulin was found in sponge cake and Jerusalem artichoke tuber flour. Thermal treatment of sponge products showed no significant losses in the amount of added inulin. Therefore this study showed that this polysaccharide is resistant to thermal degradation and hydrolysis.
Key words: fructans, inulin, TLC, HPLC, sponge cake, Helianthus tuberosus L.
Въведение
Топинамбурът (Йерусалимски артишок, Helianthus tuberosus L.) е много подходящ за включване в различни тестени и тестени сладкарски изделия. Той е богат на минерални вещества, витамини и хранителни влакнини и чрез влагането му и заместване на част от
пшеничното брашно може да се намали енергийната стойност и повиши биологичната цен-ност на изделията. Най-ценните съставки на топинамбура са фруктаните (инулин и фрук-тоолигозахариди), които могат да се влагат и в чист вид под формата на бели прахообразни вещества. Те се диспергират във вода и се предлагат на пазара под различни търговски наименования, но така приготвено крайното изделие е лишено от другите биологичноактивни съставки, съдържащи се в брашното от топинамбур [3].
Инулинът е полидисперсен въглехидрат изграден от линейни вериги съставени в по-го-лямата си част от фруктозни единици (степен на полимеризация (СП) от 2 до 60) и завърш-ващи с един глюкозен остатък, свързани с в (2-1) връзки [8].
Разликата в степента на полимеризация между инулин и фруктоолигозахариди има го-лямо влияние върху тяхната функционалност. Инулинът може да формира гел, не е сладък, поради което се използва успешно като заместител на мазнината, докато фруктоолигозаха-ридите са с по-добра водоразтворимост, имат сладък вкус (сладост равна на ~30 % от тази на трапезната захар) и основно служат като заместител на захарта. Също така инулинът и фруктоолигозахаридите са ценни заради пребиотичните им свойства [11].
Функционалните свойства на инулина в топинамбура [1] са съпоставими с тези на за-харозата - като омекотител, водозадържащ агент, пълнител и подсладител.
Цел
Целта на настоящото изследване е да се определи количествено и качествено въглехи-дратния състав на пандишпанови блатове с брашно от топинамбур.
Материали и методи
В процеса на работа са използвани брашно тип 500 София мел Класик, фирма „Гуд милс България ЕАД" и брашно от топинамбур, фирма „Слънчев плод АД Пловдив Бълга-рия".
Методи: Пандишпановият блат е приготвен по класическа рецептура и е обогатен с брашно от топинамбур [5]. Брашното от топинамбур замества процент от масата на брашно тип 500 - табл.1.
Таблица 1
Смеси брашно тип 500 и топинамбур
Брашно тип 500, % Брашно от топинамбур, %
100 -
80 20
70 30
60 40
Термичната обработка е осъществена в пекарен шкаф при температура 190 °С за 35
min.
Влагата е определена съгласно AACC 44-15A [6]. Общите фруктани са определени спектрофотометрично при 480 nm и са изразени като еквиваленти фруктоза [4]. За качествено определяне на въглехидратния състав на получените етанолни и водни екстракти от пробите блат и брашно от топинамбур е използвана тънкослойна хроматография [13]. Ин-дивидуалният въглехидратен състав на екстрактите е анализиран чрез HPLC-RID метод с подвижна фаза д. H2O и температура на колоната 85 °C [14].
Резултати и обсъждане
Проведеният анализ показва наличие на фруктоза, захароза и инулини, съпоставими с ФОЗ стандартите Frutafit HD (СП 9-12) и инулин със СП 22 (фиг. 1). В етанолната ек-стракция преобладават главно захароза, фруктоза и фруктоолигозахариди (фиг. 1а), докато
с последващата водна екстракция освен остатъчни количества фруктоза, захароза и ФОЗ и се наблюдава и присъствие на инулин (фиг. 1б).
Ж
ж
Фиг. 1. ТЬС хроматограма на 95 % етанолни и б) водни екстракти от блат с вложено брашно от топинамбур, където 1. фруктоза, 2. глюкоза, 3. захароза, 8. фруктоолигозахариди Frutafit HD (СП 9 - 12) 13. и 14. инулин със СП 22 и 25; а) 95 % етанолен екстракт от: 4. блат контрола; 5. блат с 20 % брашно от топинамбур (БТ), 6. блат с 30 % БТ, 7. блат 40 % БТ; б) водни екстракти 9. блат контрола; 10. блат с 20 % БТ, 11. блат с 30 % БТ, 12. блат 40 % БТ
На фиг. 2 е представена хроматограмата от проведения HPLC анализ на воден екстракт от блат. От получените резултати се открива наличие на инулин, захароза и фруктоза.
Фиг. 2. НТЪС хроматограма на проба пандишпанов блат с вложено брашно от топинамбур, където 1.инулин, 2. захароза и 3. фруктоза
Резултатите от спектрофотометричния и HPLC анализи на брашното и изделията са представени в табл.1.
Таблица 1
Въглехидратен състав на пандишпанови блатове с вложено брашно от топинамбур, % спрямо сухо вещество (средно±SD)
Проба Влага, % Нискомо-лекулна ^ги и ФОЗ) Високо-молекулна фракция (инулинова серия) Общи фруктани Инулин Fru Заха-роза
топинамбур брашно 7,5±0,1 13,2 ± 2,6 19,0 ± 0,1 32,2 ± 2,6 18,9± 0,1 3,2 5,2
блат контрола 8,4±0,1 3,7 ± 0,1 - - - - 25,2
блат 20 % топинамбур 9,6±0,1 3,4 ± 0,4 3,4 ± 0,4 6,8 ± 0,4 3,6± 0,2 2,9 33,2
блат 30 % топинамбур 10,0±0,2 3,7 ± 0,3 4,1± 1,1 7,7 ± 0,3 3,2± 0,1 3,0 31,7
блат 40 % топинамбур 11,5±0,1 3,8 ± 0,1 4,6 ± 0,1 8,4 ± 0,5 4,2± 0,2 3,1 32,2
При влагане на брашно от топинамбур в пандишпановите блатове и с увеличаване на неговата концентрация от 20 на 30 и 40% (от масата на брашното) се забелязва нарастване на количеството на общите фруктани (табл. 1). Количеството на инулина при пробата с 20 % брашно от топинамбур е близко до това на пробата с 30 % брашно - около 3 %. Ко-
116
личеството на фруктозата и при трите проби - с 20, 30 и 40% брашно от топинамбур (от масата на брашното) е приблизително еднакво, като при контролата не се открива наличие на фруктоза. Количеството на захарозата и при трите проби - с 20, 30 и 40% брашно от топинамбур е приблизително еднакво, като съответства на количеството захароза в брашното от топинамбур плюс количеството на захароза в контролата.
При термичната обработка на пандишпановите изделия не се установяват загуби в количеството на инулина, следователно тези печива запазват хранителната си стойност като здравословен продукт богат на фруктани. Подобни научни съобщения за минимални загуби на инулин при термичната обработка на тестени изделия [10] и за запазване на вложените пребиотици са докладвани и за хлябове с вложен инулин или брашно от топинамбур [7, 15]. Изследванията на тестени изделия с вложен високомолекулен инулин показват, че той е по-устойчив на термична деградация и хидролиз [12, 15]. Загубите не надвишават 6% [10], както е и в случая с изследваните кексове с вложен инулин [2].
Изводи
- Изследван е въглехидратният състав на пандишпанови блатове, в които брашното тип 500 е заменено с 20, 30 и 40 % брашно от топинамбур. Установено е, че с най-високи нива на общи фруктани и инулин е пробата с 40% брашно от топинамбур, а при контролата изобщо не се открива наличието им.
- Термичната обработка на печивата не променя количеството на вложените фруктани, следователно обогатеният на хранителни влакнини продукт запазва своите функционални и здравословни характеристики.
Литература
1. Баева, М. Р., Терзиева, В. В., Панчев, И. Н. (2009) Пандишпанов блат без захар с брашно от клубените на топинамбур. «Хранителна наука, техника и технологии - 2009» - Юбилейна научна конференция с международно участие - Пловдив, Научни трудове на УХТ, том LVI, ISSN 0477-0250, свитък 2, стр. 22-28.
2. Глушкова В. И., Н. Тр. Петкова, М. А. Стоянова, В. Н. Терзиева, Изследване върху обогатени с инулин кексове, Научни трудове на университета по хранителни технологии, "Хранителна наука, техника и технологии 2014" Том LXI, 816-819
3. Киряков Цв., Терзиева В., Топинамбур - алтернативен източник на биологичноак-тивни вещества, Научни трудове на „Съюза на учените Пловдив", „Техника и технологии 2013" том Х, 199- 202
4. Петкова Н., П. Денев, Екстракция и определяне на фруктани (инулин и олиго-фруктози) в лечебни растения, Екология и здраве, Академично издателство на Аграрния университет, Пловдив, 2012, 399-404
5. Сомов Г. Т. и кол. (2003) Сборник рецепти за заведенията за обществено хранене. Издателство „Техника" ООД, София, пл. Славейков № 1
6. AACC International. (2000). Approved Methods of the American Association of Cereal 353 Chemists. St Paul, Mn (USA): American Association of Cereal Chemists
7. Huebner, J., Wehling, R. L., Parkhurst, A., & Hutkins, R. W. Effect of processing conditions on the prebiotic activity of commercial prebiotics. International Dairy Journal, 18 (3), 2008, 287-293.
8. Karolini-Skaradzinska, Zofia; Bihuniak, Patrycja; Piotrowska, Elzbieta; Wdowik Lucyna (2007) Properties of dough and qualitative characteristics of wheat bread with addition of iunlin. Polish journal of food and nutrition sciences 2007, Vol. 57, No. 4(B), pp. 267-270
9. Kearsley, M, Boghani M,. Maltitol and maltitol syrups. In Sweeteners and Sugar Alternatives in Food Technology, H. Mitchell (Ed.). Blackwell Publishing. 2006.
10. Meyer, D., Peters, B. Enhancing the nutritional value of bread with inulin. Agro Food Industry Hi-Tech, 20(3), 2009, 48-50.
11. Morris, Cécile; Morris, Gordon A. (2012) The effect of inulin and fructo-oligosaccharide supplementation on the textural, rheological and sensory properties of bread and their role in weight management: A review, Food Chemistry xxx (2012) xxx-xxx
12. Pencheva D., N. Petkova, P. Denev, Determination of inulin in dough products, Scientific works of UFT: "Food science, engineering and technologies", UFT Academic Publishing House, Plovdiv, Volume LIX (59), 2012, 339-344.
13. Petkova N., Denev P., Ivanova M., Vlaseva R.,Todorova M., Influence of harvest time on fructan content in the tubers of Helianthus tuberosus L., Nutrihort proceeding papers, 2013, Ghent ISBN: 978-9040303463 , 284-289.
14. Petkova N., R. Vrancheva, P. Denev, I. Ivanov, A. Pavlov, HPLC-RID method for determination of inulin and fructooligosacharides, ASN, vol. 1, 2014, 99 -107
15. Praznik, W., Cieslik, E., Filipiak-Florkiewicz, A., Soluble dietary fibres in Jerusalem artichoke powders: Composition and application in bread. Nahrung-Food, 46(3), 2002, 151-157
