kukurydzianych z wybranymi dodatkami smakowymi
Transkrypt
kukurydzianych z wybranymi dodatkami smakowymi
Kulczak Probl HigMEpidemiol i wsp. Właściwości 2013, 94(2): przeciwutleniające 313-316 chrupek fasolowo-kukurydzianych z wybranymi dodatkami smakowymi 313 Właściwości przeciwutleniające chrupek fasolowokukurydzianych z wybranymi dodatkami smakowymi Antioxidant properties of bean-corn crisps with selected flavour ingredients Małgorzata Kulczak, Maria Białas, Maria Jeżewska, Iwona Błasińska Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych w Poznaniu Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno‑Spożywczego w Warszawie Wprowadzenie. Przekąski są popularnymi i lubianymi przez konsumentów produktami żywnościowymi, spożywanymi pomiędzy regularnymi posiłkami. Na polskim rynku wyrobów przekąskowych dominują chrupki i chipsy. Do najpopularniejszych wśród chrupek należą atrakcyjne pod względem smakowym lecz ubogie w składniki odżywcze chrupki kukurydziane. Ich skład chemiczny można by poprawić poprzez wzbogacenie ich, np. o wartościowe żywieniowo warzywa strączkowe. Nasiona zwłaszcza fasoli kolorowej stanowiące też dobre źródło polifenoli – substancji o charakterze przeciwutleniającym polepszyłyby ponadto jakość zdrowotną produkowanych z ich udziałem przekąsek. Introduction. Snacks in Poland, especially crisps and chips, are popular foods consumed between regular meals. Among them corn crisps are the most popular, because of their attractive taste and texture. At the same time, these crisps are low in nutrients and their chemical composition could be improved by fortifying them with legumes. Dry beans, particularly coloured beans are good sources of nutrients and polyphenols, which have antioxidant properties. The addition of legumes to corn crisps would improve the health quality of that group of snacks. Cel. Ocena właściwości przeciwutleniających chrupek fasolowokukurydzianych z różnymi dodatkami smakowymi w porównaniu z tradycyjną chrupką kukurydzianą. Material & methods. Total polyphenol content by the Folin-Ciocalteau method and antioxidant activity using the ABTS and DPPH reagents were determined in the corn crisp and in four kinds of bean-corn crisps (salty, with cocoa and sucralose, with two types of herbal-vegetable mixtures). Materiał i metody. W 4 rodzajach chrupek fasolowo-kukurydzianych (z solą, z kakao i sukralozą, z dwoma rodzajami mieszanek warzywno-ziołowych) oraz w chrupce kukurydzianej oznaczono zawartość polifenoli ogółem metodą Folina-Ciocalteau oraz aktywność antyoksydacyjną metodami z wykorzystaniem odczynników ABTS i DPPH. Wyniki. Oznaczona suma polifenoli we wszystkich chrupkach fasolowokukurydzianych była kilkakrotnie wyższa niż w chrupce kukurydzianej. Chrupki te wykazywały też znacząco wyższą aktywność antyoksydacyjną zarówno z ABTS jak i DPPH. Spośród badanych chrupek fasolowokukurydzianych z dodatkami smakowymi najwyższą zawartość polifenoli i aktywność antyoksydacyjną notowano dla chrupki z udziałem kakao, natomiast w chrupce podstawowej i w jednej z chrupek z mieszanką warzywno-ziołową wartość oznaczanych parametrów była znacznie niższa. Wnioski. Chrupki fasolowo-kukurydziane wykazują lepsze właściwości przeciwutleniające niż tradycyjna chrupka kukurydziana. Spośród badanych chrupek fasolowo-kukurydzianych z dodatkami smakowymi najlepszymi właściwościami przeciwutleniającymi charakteryzowała się chrupka z dodatkiem kakao i sukralozy. Chrupki fasolowo-kukurydziane z różnymi dodatkami smakowymi mogą stanowić uzupełniające źródło substancji o charakterze antyoksydacyjnym w codziennej diecie. Aim. The assessment of antioxidant properties of bean-corn crisps with different flavour ingredients in comparison to traditional corn crisp. Results. Total polyphenol content in all bean-corn crisps was several times higher than in the corn crisp. Also the bean-corn crisp antioxidant activity measured with ABTS and DPPH was significantly better. Among the beancorn crisps, the highest antioxidant activity was noted in the crisp with cocoa, and it was much lower in the crisp with salt and in the one with herbal-vegetable mixture. Conclusions. The bean-corn crisps have better antioxidant properties than the traditional corn crisp. Among all examined bean-corn crisps, antioxidant properties of the bean-corn crisps with cocoa and sucralose were the best. Bean-corn crisps with different flavour ingredients can be a supplementary source of antioxidants in everyday diet. Key words: bean-corn crisp, polyphenols, antioxidant activity, flavour ingredients Słowa kluczowe: chrupka fasolowo-kukurydziana, polifenole, aktywność antyoksydacyjna, dodatki smakowe © Probl Hig Epidemiol 2013, 94(2): 313-316 www.phie.pl Nadesłano: 20.05.2013 Zakwalifikowano do druku: 16.06.2013 Adres do korespondencji / Address for correspondence dr inż. Małgorzata Kulczak IBPRS Warszawa Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych ul. Starołęcka 40, 61-361 Poznań tel. 61 8731986, e-mail: [email protected] 314 Wprowadzenie Przekąski (snacks) są to produkty spożywane pomiędzy głównymi posiłkami, mające na celu wstępne zaspokojenie głodu lub zapewnienie miłych doznań ze względu na ich przyjemny smak i aromat. Największą grupę w krajowej ofercie lubianych przez konsumentów przekąsek stanowią chrupki i chipsy (zwłaszcza słone), na których spożycie przypada ponad 2/3 całego rynku wyrobów przekąskowych, w tym udział chrupek stanowi około 21% [1]. Najbardziej popularne wśród chrupek są, oferowane na rynku w szerokim asortymencie smakowym lecz stosunkowo ubogie w składniki odżywcze, chrupki kukurydziane. Ostatnio pojawiły się również chrupki orkiszowe i gryczane, nie produkuje się natomiast w Polsce tego typu przekąsek z udziałem suchych nasion roślin strączkowych, np. fasoli, a warzywa te mogłyby wzbogacić wspomniane chrupki kukurydziane w składniki cenne, zarówno ze względów żywieniowych jak i zdrowotnych. Nasiona roślin strączkowych, w tym fasoli, stanowią źródło: skrobi, błonnika, białka o wysokiej wartości odżywczej, zbliżonej do pełnowartościowego białka mięsa (uboższego w tryptofan i aminokwasy siarkowe), a także witamin z grupy B (głównie tiaminy, ryboflawiny, niacyny) oraz składników mineralnych o działaniu zasadotwórczym – wapnia, magnezu, cynku i żelaza [2, 3]. Ponadto występują w nich, zwłaszcza w nasionach fasoli kolorowej, polifenole – związki antyoksydacyjne, istotne w profilaktyce chorób krążenia i nowotworowych [4-6]. Substancje te zgromadzone są, przede wszystkim, w okrywach nasiennych [4, 7], przy czym w fasoli kolorowej jest ich kilkanaście razy więcej niż w białej. Wyniki badań Troszyńskiej i wsp. [4] na odmianach fasoli kolorowej i białej wykazują, że suma polifenoli w fasolach kolorowych waha się od 28,6 do 46,7 mg/g okrywy nasiennej, podczas gdy w okrywach fasoli białej nie przekracza 1,5 mg/g. Z innych badań, przeprowadzonych przez Remiszewskiego i wsp. [8] wynika, że całe nasiona krajowej odmiany fasoli kolorowej Red Kidney zawierają, w przeliczeniu na kwas galusowy, od 4,3 do 5,8 mg polifenoli/g s.m. (zależnie od roku uprawy i badanej partii nasion), podczas gdy nasiona fasoli białej i grochu zawierają ich odpowiednio 5 i 8 razy mniej. Na świecie prowadzone są próby wykorzystania nasion strączkowych do produkcji chrupek. Świadczą o tym np. publikacje dotyczące otrzymywania takich produktów z udziałem fasoli, soczewicy czy grochu [9‑11]. Z przeglądu krajowego piśmiennictwa wydaje się, że próby laboratoryjne otrzymania chrupek fasolowych podejmowane były do tej pory jedynie przez niektóre zespoły badawcze podczas realizacji tematu badawczego zamawianego PBZ-KBN-094/ Probl Hig Epidemiol 2013, 94(2): 313-316 P06/2003/29, w latach 2003-2006 [8, 12, 13]. Natomiast prace związane z opracowaniem i wyprodukowaniem chrupek z fasoli kolorowej i kaszki kukurydzianej z różnymi dodatkami smakowymi przeprowadzono w ostatnich latach (2011-2012) w Oddziale Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych w Poznaniu (OK) warszawskiego Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego (IBPRS). Opracowane chrupki zawierają około 2 razy więcej białka i 3 razy więcej składników mineralnych niż tradycyjna chrupka kukurydziana [14]. Są też bogatszym w stosunku do niej źródłem błonnika. Ze względu na wykorzystanie do ich produkcji nieobłuszczonych suchych nasion fasoli kolorowej mogą też być źródłem substancji o charakterze antyoksydacyjnym, w tym polifenoli. Cel pracy Ocena właściwości przeciwutleniających chrupek fasolowo-kukurydzianych z różnymi dodatkami smakowymi w porównaniu do tradycyjnej chrupki kukurydzianej. Materiał i metody Materiał badawczy stanowiły 4 rodzaje chrupek: chrupka „podstawowa”, wyprodukowana z fasoli kolorowej Red Kidney i kaszki kukurydzianej z dodatkiem soli (odpowiednio: 50%, 49,2% i 0,8%) oraz 3 inne rodzaje chrupek, zmodyfikowane w stosunku do „podstawowej” poprzez wprowadzenie do niej (obok stałej 50% ilości fasoli kolorowej) różnych dodatków smakowych. W jednym rodzaju chrupek (wersja słodka) część kukurydzy zastąpiono 10% udziałem kakao i 0,2% dodatkiem sukralozy, natomiast w dwóch pozostałych (wersje wytrawne) część kukurydzy zastąpiono 3% udziałem mieszanek warzywno-ziołowych (I i II). W mieszance I zastosowano: cebulę, seler, pasternak, pieprz ziołowy, kminek, kolendrę, gorczycę i szałwię (udział ziół – 25%), natomiast w mieszance II: marchew, cząber, majeranek, cebulę, pasternak, seler i pieprz czarny (udział ziół – 40%). Zestawy i optymalne ilości dodatków smakowych wykorzystanych w produkcji badanych chrupek fasolowo-kukurydzianych zostały ustalone doświadczalnie przez autorów niniejszej pracy (materiały niepublikowane). Dla porównania wyprodukowano też tradycyjną czystą chrupkę kukurydzianą z kaszki kukurydzianej z dodatkiem soli (odpowiednio: 99,2% i 0,8%). Chrupki wyprodukowano w procesie ekstruzji w ekstruderze jednoślimakowym S-45 Metalchem (Gliwice), przy parametrach dobranych doświadczalnie w Zakładzie Doświadczalnym OK: temperaturze w sekcjach ekstrudera 133/152/170°C i prędkości obrotowej ślimaka ok. 110-115 obr•min-1. Wilgot- Kulczak M i wsp. Właściwości przeciwutleniające chrupek fasolowo-kukurydzianych z wybranymi dodatkami smakowymi ność mieszanek rozdrobnionych surowców kierowanych do ekstruzji wynosiła 14-15%. W chrupkach oznaczano zawartość sumy polifenoli (w przeliczeniu na kwas galusowy – GAE) z wykorzystaniem reakcji z odczynnikiem fenolowym Folina i Ciocalteu według Singletona i Rossiego [15]. Oznaczano też aktywność antyoksydacyjną chrupek (w przeliczeniu na Trolox – Tx) wobec odczynnika ABTS według Re i wsp. [16] i wobec odczynnika DPPH według Nuutila i wsp. [17] oraz Chu i wsp. [18]. Związki fenolowe ekstrahowano, wytrząsając 1 g zmielonej na mąkę próby (wielkość cząstek ≤0,3 mm) z 10 ml 70% (v/v) wodnego roztworu acetonu w temperaturze 20ºC (ekstrakcja jednokrotna). Badania wykonano w 3 powtórzeniach. Opracowanie statystyczne wyników przeprowadzono metodą jednoczynnikowej analizy wariancji. Istotność różnic pomiędzy średnimi wartościami badanych parametrów dla poszczególnych rodzajów chrupek oceniono testem Scheffego przy p<0,05. Wyniki i omówienie Zawartość polifenoli oraz aktywność antyoksydacyjną badanych chrupek przedstawiono w tabeli I. Oznaczona suma polifenoli w chrupkach fasolowo-kukurydzianych wahała się od 2,51 do 4,20 mg GAE./g s.m. i była kilkakrotnie wyższa (od ok. 4 do ok. 6 razy) niż w tradycyjnej chrupce kukurydzianej (p<0,05). Zdecydowany wzrost zawartości polifenoli w chrupkach w miarę wzrostu w nich udziału procentowego nasion strączkowych – fasoli, soczewicy czy grochu obserwowali też w swoich badaniach inni autorzy [9‑11]. Na przykład w badanych przez Antona i wsp. [9] chrupkach kukurydziano-fasolowych, przy wzroście w nich udziału fasoli czerwonej z 15% do 45%, autorzy notowali 2,5-krotnie wyższy poziom polifenoli 315 ogółem; jednocześnie w stosunku do czystej chrupki kukurydzianej zawartość polifenoli w tej chrupce była 4,5 krotnie wyższa. Jak wynika z danych przedstawionych w tabeli I, także w przypadku aktywności antyoksydacyjnej mierzonej obiema metodami (z ABTS i DPPH) znacząco wyższe wartości notowano dla chrupek fasolowo-kukurydzianych w stosunku do czystej chrupki kukurydzianej (p<0,05). Przy pomiarze aktywności antyoksydacyjnej z wykorzystaniem odczynnika ABTS wartości te wyrażone w mg Tx/g s.m. dla chrupek fasolowo-kukurydzianych były od 2,2-krotnie do 3,5-krotnie wyższe niż dla chrupki kukurydzianej, a z wykorzystaniem odczynnika DPPH – analogicznie od 4-krotnie do 8,7-krotnie wyższe. We wspomnianych wyżej badaniach Antona i wsp. [9] w chrupce z 45% udziałem fasoli stwierdzona przez autorów aktywność mierzona z DPPH była prawie 5-krotnie wyższa niż w chrupce bez udziału fasoli. Różnice w wielkościach wszystkich oznaczanych parametrów notowano także pomiędzy poszczególnymi rodzajami chrupek fasolowo-kukurydzianych z różnymi dodatkami smakowymi. Najlepszymi właściwościami przeciwutleniającymi w stosunku do pozostałych chrupek wyróżniała się w tym przypadku chrupka w wersji słodkiej z udziałem kakao i sukralozą (p<0,05). Wynika to z wysokiej zawartości w tej chrupce kakao (10% składu surowcowego mieszanki kierowanej do ekstruzji), o potwierdzonych w innych badaniach, dobrych właściwościach antyoksydacyjnych [19]. Najbardziej zbliżone do siebie pod względem zawartości polifenoli i aktywności antyoksydacyjnej mierzonej z odczynnikiem ABTS były chrupka „podstawowa” i chrupka z dodatkiem mieszanki warzywno-ziołowej I (p>0,05). Natomiast stwierdzone lepsze właściwości przeciwutleniające chrupki z dodatkiem mieszanki II w stosunku do chrupki z do- Tabela I. Właściwości przeciwutleniające chrupek fasolowo-kukurydzianych z udziałem wybranych dodatków smakowych oraz chrupki kukurydzianej (średnia±SD) Table I. Antioxidant properties of bean corn-crisps with selected flavour ingredients vs. corn crisp (mean±SD) Właściwości antyoksydacyjne /Antioxidant properties suma polifenoli /total polyphenol content mg GAE/g s.m. Chrupka /Crisp aktywność antyoksydacyjna /antioxidant activity metoda z ABTS /method with ABTS mg Tx/g s.m. metoda z DPPH /metod with DPPH mg Tx/g s.m. fasolowokukurydziana /bean-corn średnia±SD /mean±SD podstawowa (z solą) /basic (with salt) 2,77±0,02bc* 7,29±0,02b 3,88±0,02c z kakao i sukralozą /with cocoa and sucralose 4,20±0,21 11,38±0,26 6,55±0,20e z mieszanką warzywno-ziołową (I) /with herbal-vegetable mixture (I) 2,51±0,22 7,17±0,16 3,17±0,16b z mieszanką warzywno-ziołową (II) /with herbal-vegetable mixture (II) kukurydziana (z solą) /corn (with salt) d b d b 3,11±0,11 c 8,03±0,18 4,76±0,22d 0,67±0,05a 3,17±0,13a 0,75±0,07a c * odmiennymi inskrypcjami literowymi w kolumnach oznaczono wartości średnie różniące się statystycznie przy poziomie istotności p<0,05 * statistically significant differences in columns at p<0,05 were marked by different letters 316 datkiem mieszanki I (p<0,05) najprawdopodobniej wynikają z innego składu i proporcji zastosowanych w tej mieszance ziół i warzyw. Wysoki udział zwłaszcza ziół (40%) w mieszance II – cząbru i majeranku mógł spowodować uzyskanie wyższych wartości, zarówno w odniesieniu do zawartości polifenoli w tej chrupce, jak i jej aktywności antyoksydacyjnej mierzonej obiema metodami. Dobre właściwości przeciwutleniające wymienionych ziół znajdują potwierdzenie w literaturze [20-22]. Probl Hig Epidemiol 2013, 94(2): 313-316 Wnioski 1. Chrupki fasolowo-kukurydziane wykazują lepsze właściwości przeciwutleniające niż tradycyjna chrupka kukurydziana. 2. Spośród badanych chrupek fasolowo-kukurydzianych z dodatkami smakowymi najlepszymi właściwościami przeciwutleniającymi charakteryzowała się chrupka z dodatkiem kakao i sukralozy. 3. Chrupki fasolowo-kukurydziane z różnymi dodatkami smakowymi mogą stanowić uzupełniające źródło substancji o charakterze antyoksydacyjnym w codziennej diecie. Piśmiennictwo / References 1. Mruk J, Teleżyńska K. Raport – Rynek słodyczy i słonych przekąsek. Poradnik Handlowca 2009, 10. http://www. poradnikhandlowca.com.pl/archiwum/10-2009,Rok2009,29.html 2. Gawęcki J, Zielke M. Żywność – wartość odżywcza i jakość zdrowotna. [w:] Żywienie człowieka. Podstawy nauki o żywieniu. Gawęcki J, Hryniewiecki L (red). PWN, Warszawa 2000: 325-325. 3. Krupa U, Soral-Śmietana M. Nasiona fasoli – źródłem odżywczych i nieodżywczych makroskładników. Żywn Nauk Technol Jakość 2003, 2(35) supl. 98-111. 4. Troszyńska A, et al. Polyphenolic compounds in the seed coat of legume seeds. Pol J Food Nutr Sci 1997, 6(47), 3: 37-45. 5. Anderson JW, Major AW. Pulses and lipaemia, short- and long-term effect: potential in the prevention of cardiovascular disease. Br J Nutr 2002, 3(88) supl.: S263-S271. 6. Mathers JC. Pulses and carcinogenesis: potential for the prevention of colon, breast and other cancers. Br J Nutr 2002, 3(88) supl.: S273-S279. 7. Mikołajczak A, Drużyńska B. Antyoksydacyjne właściwości polifenoli okryw nasiennych fasoli kolorowej. Żywn Nauk Technol Jakość 1999 3(20) supl.: 112-117. 8. Remiszewski M i wsp. Wpływ ekstruzji na aktywność przeciwutleniającą nasion wybranych roślin strączkowych. Żywn Nauk Technol Jakość 2007, 2(51): 98-104. 9. Anton AA, Fulcher RG, Arntfield SD. Physical and nutritional impact of fortification of corn starch-based extruded snacks with common bean (Phaseolus vulgaris L.) flour: Effects of bean addition and extrusion cooking. Food Chem 2009, 113: 989-996. 10. Lazou A, Krokida M. Structural and textural characterization of corn-lentil extruded snacks. J Food Eng 2010, 100: 392‑408. 11. Hood-Niefer S, Tyler RT. Effect of protein, moisture content and barrel temperature on the physicochemical characteristics of pea flour extrudates. Food Res Int 2010, 43, 2: 659-663. 12. Gumienna M, Czarnecka M, Czarnecki Z. Zmiany zawartości wybranych składników żywności w produktach otrzymanych z nasion roślin strączkowych pod wpływem obróbki biotechnologicznej. Żywn Nauk Technol Jakość 2007, 6(55): 159-169. 13. Korus J. Ekstrudaty z fasoli jako nowe produkty przekąskowe. Przem Ferment Owoc Warz 2008, 9: 30-31. 14. Kulczak M i wsp. Ocena składu chemicznego i jakości sensorycznej chrupek fasolowo-kukurydzianych z wybranymi dodatkami smakowymi. Bromat Chem Toksykol 2012, 45, 3: 513-518. 15. Singleton VL, Rossi JAjr. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. Am J Enol Vitic 1965, 16: 144-158. 16. Re R, et al. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med 1999, 26: 1231-1237. 17. Nuutila AM, et al. Comparison of antioxidant activities of onion and garlic extracts by inhibition of lipid peroxidation and radical scavenging activity. Food Chem 2003, 81: 485‑493. 18. Chu YH, Chang CL, Hsu HF. Flavonoid content of several vegetables and their antioxidant activity. J Sci Food Agric 2000, 80: 561-566. 19. Othman A et al. Antioxidant capacity and phenolic content of cocoa beans. Food Chem 2007, 100, 4: 1523-1530. 20. Balcerek M, Modnicki D. Cząber ogrodowy – nowe właściwości w świetle aktualnych doniesień. Panacea 2007, 2(19): 18-19. 21. Szajdek A, Borkowska J. Właściwości przeciwutleniające żywności pochodzenia roślinnego. Żywn Nauk Technol Jakość 2004, 4(41) supl: 5-28. 22. Newerli-Guz J. Przeciwutleniające właściwości majeranku ogrodowego Origanum majorana L. Probl Hig Epidemiol 2012, 93(4): 834-837.