Właściwości fizyczne bezglutenowego pieczywa chrupkiego

Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
nr 574, 2013, 29–38
WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE BEZGLUTENOWEGO PIECZYWA
CHRUPKIEGO
Ewa Gondek, Ewa Jakubczyk, Beata Wieczorek
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Streszczenie. W pracy badano wpływ składu pieczywa bezglutenowego na jego wybrane właściwości fizyczne. Przedmiotem badań było pieczywo ekstrudowane wyprodukowane na bazie kaszki kukurydzianej bez dodatków oraz pieczywo kukurydziane
z dodatkiem mąki ryżowej, gryczanej oraz mąki z nasion amarantusa. Wykazano, że
skład ekstrudowanej mieszanki w niewielkim stopniu wpływał na zawartość i aktywność wody uzyskanego pieczywa, jak również na współczynnik ekspansji, który wynosił
średnio 152%. Dodatek mąki gryczanej spowodował istotny, prawie dwukrotny, wzrost
współczynnika adsorpcji wody. Wskaźnik rozpuszczalności skrobi w wodzie wahał się
w przedziale 18,56–24,57% i był najniższy w pieczywie z dodatkiem amarantusa. Pieczywo wzbogacone o dodatek mąki z amarantusa cechowało się też najniższą gęstością
pozorną (0,144 g·cm–3) i najwyższą porowatością (94%). Pomiary dynamiki adsorpcji
pary wodnej wykazały, że pieczywo kukurydziano-gryczane chłonie wodę najintensywniej spośród badanych. Współczynnik dyfuzji wody pieczywa wyznaczony na podstawie
równania Ficka wynosił 4,12–7,02·10–9 m2·s–1 a wilgotność równowagowa wyznaczona
z tego równania 18,23–24,24 gH2O·(100 g s.s.)–1.
Słowa kluczowe: pieczywo chrupkie, pieczywo bezglutenowe, WAI, WSI, właściwości
sorpcyjne, ryż, gryka, amarantus
WSTĘP
Celiakia (inaczej choroba trzewna) to trwająca całe życie immunologiczna choroba
o podłożu genetycznym, charakteryzująca się nietolerancją glutenu, białka zapasowego
zawartego w popularnych zbożach. U osób nieprzestrzegających diety gluten prowadzi
do zaniku kosmków jelita cienkiego, które są odpowiedzialne za wchłanianie składników
odżywczych. W efekcie toksycznego działania glutenu wchłanianie pokarmu jest upośleAdres do korespondencji – Corresponding author: Ewa Gondek, Szkoła Główna Gospodarstwa
Wiejskiego w Warszawie, Wydział Nauk o Żywności, Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji
Produkcji, ul. Nowoursynowska 159c, 02-767 Warszawa, e-mail: [email protected]
30
E. Gondek, E. Jakubczyk, B. Wieczorek
dzone, co prowadzi do wystąpienia różnorodnych objawów klinicznych [Konińska i in.
2012]. Według badań, na celiakię cierpi przynajmniej 1% populacji (w Polsce jest to ok.
400 tysięcy osób), a częstość występowania celiakii ciągle wzrasta (w Finlandii sięga
ok. 2,5% populacji ) [www.celiakia.net.pl, www.celiakia.pl]. Jedynym sposobem walki
z tą groźną chorobą jest przestrzeganie właściwej diety. Zapewnienie produktów spożywczych pozbawionych glutenu niezbędnych do realizacji tej diety jest trudnym i ważnym zadaniem stojącym przed technologami żywności [Darewicz i in. 2011, Konińska
i in. 2012]. Podstawą prawidłowo zbilansowanej diety powinny być produkty zbożowe,
jednak najpopularniejsze zboża takie jak pszenica, żyto, jęczmień czy owies zawierają gluten. To on jest istotnym czynnikiem determinującym przydatność mąki do celów
piekarskich, odpowiada za formowanie się ciasta i tworzenie trójwymiarowej struktury
pieczywa, dlatego wyprodukowanie tradycyjnego pieczywa pozbawionego glutenu jest
trudne i kosztowne.
Technologią, która daje nowe możliwości w zakresie produkcji pieczywa ze zbóż
pozbawionych glutenu jest ekstruzja. W procesie ekstruzji charakterystyczna, porowata struktura pieczywa tworzona jest poprzez gwałtowne odparowanie wody z materiału
opuszczającego dyszę ekstrudera [Mościcki 2011]. Surowcem używanym do produkcji
pieczywa bezglutenowego jest kaszka kukurydziana, wytwarzana z obłuszczonej i pozbawionej zarodków kukurydzy, uboga w składniki odżywcze. Prowadzone są liczne badania mające na celu wzbogacanie wartości odżywczej ekstrudatów poprzez dodatek do
tradycyjnych surowców zbożowych składników bioaktywnych, takich jak: wyciągi z roślin strączkowych [Anuonye i in. 2010], granulat z fioletowych ziemniaków [Nayak i in.
2011], suszone żurawina i borówki [Camire i in. 2007] oraz pomidory [Dehghan-Shoar
i in. 2010]. Prowadzono również badania, których celem było wzbogacenie ekstrudatów
w kwasy tłuszczowe omega-3 (głównie EPA – eikozapentaenowy i DHA – dokozaheksaenowy) poprzez dodatek proszku rybnego i rafinowanego oleju rybnego [Paras i Hardeep
2012]. Technika ekstruzji daje wiele możliwości modyfikowania i wzbogacania składu
produktów spożywczych o składniki odżywcze, także wykorzystywania do tego celu nowych surowców, a nawet takich, które uważane były wcześniej za odpadowe (wytłoki,
skórki, pestki) [Mościcki 2011]. Z danych literaturowych wynika jednak, że stosowanie
niektórych dodatków, nawet w niewielkiej ilości, może obniżać wydajność procesu ekstruzji i wpływać niekorzystnie na jakość uzyskiwanego produktu.
Celem niniejszych badań była analiza wpływu dodatku mąki ryżowej, gryczanej
i amarantusowej do bezglutenowego pieczywa chrupkiego wyprodukowanego na bazie
kaszki kukurydzianej na jego wybrane właściwości fizyczne.
MATERIAŁ I METODY BADAŃ
Materiał badawczy stanowiło pieczywo chrupkie bezglutenowe dostarczone przez lokalnego producenta. Badano cztery rodzaje pieczywa wyprodukowanego na bazie kaszki kukurydzianej: pieczywo kukurydziane (kaszka kukurydziana, cukier, sól), kukurydziano-ryżowe (kaszka kukurydziana, mąka ryżowa, cukier, sól), kukurydziane z gryką
(kaszka kukurydziana, mąka gryczana, cukier, sól), kukurydziane z amarantusem (kaszka
kukurydziana, mąka z amarantusa, cukier, sól). Pieczywo było wyprodukowane metodą
Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
Właściwości fizyczne bezglutenowego pieczywa chrupkiego
31
ekstruzji w ekstruderze przemysłowym BC-45 firmy Clextral. Niezależnie od składu mieszanki stosowano zbliżone parametry technologiczne: temperaturę z zakresu 175–170°C,
ciśnienie – 60–75 barów i obroty ślimaków – 120–130 min–1.
Materiał do badań dostarczano w opakowaniach handlowych o wysokiej barierowości
w stosunku do pary wodnej, bezpośrednio od producenta z pominięciem obrotu handlowego. Aktywność wody mierzono w aparacie Higrolab (Rotronic) z dokładnością 0,001,
w temperaturze 22°C. Zawartość wody, zgodnie z PN-84/A-86361, osiągano przez suszenie materiału przez 60 minut w temperaturze 130°C. Do oznaczania współczynnika absorbcji wody (WAI – Water Absorption Index) wykorzystano metodę Andersona [1969] w modyfikacji własnej. Ekstrudat rozdrabniano za pomocą młynka laboratoryjnego na cząstki
o średnicy mniejszej niż 0,315 mm. Z próbki ekstrudatu o masie 0,7 g oraz 7 ml destylowanej wody sporządzano, poprzez ciągłe mieszanie w wytrząsarce przez 40 minut, zawiesinę.
Uzyskaną zawiesinę odwirowywano w wirówce laboratoryjnej SIGMA Laboratory Centrifuges z prędkością obrotową 12 500 obr./min–1 przez 10 minut. Przesącz zlewano i ważono
otrzymany żel. Współczynnik rozpuszczalności w wodzie (WSI – Water Solubility Index)
określano metodą opisaną przez Harpera [1981]. Przesącz uzyskiwany podczas pomiaru
współczynnika WAI suszono do całkowitego odparowania wody w temperaturze 110°C.
Gęstość ekstrudatów oznaczono za pomocą stereopiknometru helowego T6-20226
firmy Quantachrome Instruments. Wymienione powyżej badania wykonywano w pięciu
powtórzeniach. Współczynnik ekspansji wyznaczono na podstawie stosunku pola przekroju szczeliny dyszy ekstrudera i pola przekroju poprzecznego próbki pieczywa. Gęstość
geometryczną próbek obliczano na podstawie wymiarów i masy. Za pomocą korkoboru
z pieczywa chrupkiego wycinano krążki o średnicy 20 mm, które ważono, a następnie
określano ich wymiary za pomocą suwmiarki z dokładnością 0,1 mm. Pomiary współczynnika ekspansji i gęstości wykonano w dziesięciu powtórzeniach.
Kinetykę adsorpcji pary wodnej badano w środowisku o wilgotności względnej 75%,
rejestrując masę pieczywa co 3 minuty przez 48 godzin. Uzyskane krzywe przebiegu
zmian zawartości wody w funkcji czasu opisano równaniem Ficka dla dyfuzji nieustalonej [Crank 1975]:
u
gdzie:
ur A ˜ u0 ur exp KW u
u0
ur
A
K
τ
–
–
–
–
–
–
(1)
zawartość wody po czasie τ [g H2O·(100 g s.s.)–1],
początkowa zawartość wody [g H2O·(100 g s.s.)–1],
równowagowa zawartość wody [g H2O·(100 g s.s.)–1],
współczynnik kształtu (stała),
stała powiązana ze współczynnikiem dyfuzji,
czas [min].
Obliczono efektywny współczynnik dyfuzji wody Def w badanej próbce [Crank 1975]:
Def
gdzie:
K ˜ L
2
Def – efektywny współczynnik dyfuzji [m2·min–1],
K – stała,
L – droga dyfuzji [m].
nr 574, 2013
(2)
32
E. Gondek, E. Jakubczyk, B. Wieczorek
Analiza statystyczna
Analizę regresji krzywych kinetycznych przeprowadzono przy wykorzystaniu programów Table Curve 2D v 5.01 oraz arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel 2010,
a ocenę dopasowania modelu Ficka do danych empirycznych na podstawie współczynnika determinacji (R2), średniego błędu kwadratowego RMS oraz zredukowanego testu χ2,
korzystając z zależności:
2
RMS
§u u ·
¦¨ e u o ¸
e
©
¹ ˜ 100%
N
¦ u
N
F2
gdzie:
i 1
e
uo (3)
2
(4)
N n
ue – równowagowa zawartość wody wyznaczona eksperymentalnie
[g H2O·(100 g s.s.)–1],
uo – prognozowana równowagowa zawartość wody [g H2O·(100 g s.s.)–1],
N – liczba danych,
n – liczba stałych w równaniu.
Do szczegółowego porównania średnich wartości współczynników: WAI, WSI, ekspansji oraz gęstości, porowatości, aktywności i zawartości wody zastosowano test Tukeya. Wnioskowanie statystyczne prowadzono przy poziomie istotności α = 0,05.
WYNIKI I DYSKUSJA
Zastosowanie mąk: ryżowej, gryczanej i amarantusowej wzbogacających wartość
odżywczą pieczywa chrupkiego wyprodukowanego na bazie kukurydzy spowodowało
niewielki wzrost jego wilgotności i aktywności wody (tab. 1). Według danych literaturowych, na wilgotność ekstrudatu ma wpływ nie tylko skład przetwarzanej mieszanki,
ale również warunki procesu ekstruzji. Zależność pomiędzy parametrami procesu ekstruzji a aktywnością i zawartością wody ekstrudowanego pieczywa żytniego analizowano w pracy Gondek i innych [2013]. Aktywność wody pieczywa badanego w niniejszej
pracy wahała się w przedziale 0,25–0,35, co odpowiadało zawartości wody z zakresu
7,12–8,33 g H2O·(100 g s.s.)–1 (tab. 1). Według danych literaturowych [Marzec i Lewicki
2004], taka zawartość wody zbliżona jest do zawartości wody na poziomie monowarstwy
wyznaczonej z równania GAB, jest więc optymalną z punktu widzenia stabilności przechowalniczej produktu.
Współczynnik adsorpcji wody (WAI) opisuje proces dyspersji skrobi w wodzie i jest
miarą stopnia skleikowania skrobi. Kleikowanie skrobi jest przekształceniem surowej
skrobi natywnej w postać strawną dla człowieka. Intensywność kleikowania jest zależna
Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
0,34c
0,35c
0,28b
Kukurydziane
z ryżem
Corn-rice
Kukurydziane
z gryką
Corn-buckwheat
Kukurydziane
z amarantusem
Corn-amaranth
8,16b
8,33c
8,26bc
7,12a
Zawartość wody
Water content
[g H2O·(100 g
s.s.)–1]
4,38a
9,23c
5,48b
4,23a
Współczynnik
adsorpcji wody
Water adsorption
index
[g·g–1]
18,56b
24,19a
24,57a
23,98a
Współczynnik
rozpuszczalności
w wodzie
Water solubility
index [%]
155b
152a
151a
150a
Współczynnik
ekspansji
Expanssion
index [%]
Wartości oznaczone tym samymi literami (w kolumnach) nie różnią się istotnie statystycznie przy α = 0,05.
Mean values followed by the same letters (in columns) do not differ significantly at α = 0.05.
0,25a
Kukurydziane
Corn
Rodzaj pieczywa
Type of bread
Aktywność
wody
Water activity
Tabela 1. Wpływ składu pieczywa bezglutenowego na wybrane właściwości fizyczne
Table 1. Influence of composition of on selected physical properties of gluten-free crisp bread
0,144a
0,157b
0,155b
0,167c
1,612a
1,493c
1,562b
1,619a
Gęstość pozorna
Gęstość
Apparent
piknometryczna
density
Particle density
[g·cm–3]
[g·cm–3]
94
85
90
87
Porowatość
Porosity
[%]
34
E. Gondek, E. Jakubczyk, B. Wieczorek
od wilgotności surowca i temperatury procesu, ale parametry te różnią się w zależności
od pochodzenia skrobi. Wielu autorów opisywało zależność pomiędzy WAI a składem
przerabianego surowca i parametrami procesu ekstruzji. Jin i inni [1994] badali wpływ
dodatku błonnika sojowego i prędkości obrotowej ślimaka na właściwości fizyczne ekstrudatów, Wójtowicz i inni [2010] analizowali wpływ konfiguracji układu plastyfikującego ekstrudera i prędkości obrotów ślimaka na cechy ekstrudowanych makaronów pełnoziarnistych, a Mitrus i inni [2010] badali wpływ parametrów ekstruzji na właściwości
fizyczne skrobi ziemniaczanej. Autorzy ci zaobserwowali istotną zależność pomiędzy
wskaźnikiem WAI a prędkością obrotów ślimaka, z kolei Ding i inni [2005], analizując
wpływ różnych warunków procesu na właściwości fizykochemiczne ekstrudatów ryżowych, nie stwierdzili zależności między wskaźnikiem adsorpcji wody a parametrami procesu ekstruzji, potwierdzili natomiast istnienie dodatniej korelacji pomiędzy wilgotnością
przetwarzanej mieszanki a WAI. Współczynnik adsorpcji wody badanych w pracy próbek
pieczywa różnił się istotnie w zależności od jego składu. Dodatek mąki ryżowej i gryczanej spowodował istotny wzrost WAI w porównaniu do pieczywa kukurydzianego bez dodatków, z kolei dodatek mąki z amarantusa nie wpływał na wartość WAI. Współczynnik
ten osiągał maksymalną wartość w pieczywie z dodatkiem mąki gryczanej (tab. 1).
Wskaźnik rozpuszczalności w wodzie ekstrudatów zbożowych (WSI), który jest miarą ilości rozpuszczalnych sacharydów obecnych w produkcie (zarówno znajdujących się
pierwotnie w przetwarzanym surowcu, jak i uwolnionych podczas procesu technologicznego) według dostępnych danych literaturowych, kształtuje się na poziomie od kilku do
kilkudziesięciu procent [Mitrus i in. 2010]. WSI jest w dużym stopniu zależny zarówno
od składu i wilgotności ekstrudowanej mieszanki, jak i od parametrów procesu ekstruzji
[Ding i in. 2005]. Uzyskane w niniejszej pracy wartości współczynnika WSI wahały się
w zakresie od 18,56% dla pieczywa kukurydzianego z amarantusem do 24,57% dla produktu wzbogaconego o mąkę ryżową. Wzbogacenie pieczywa kukurydzianego w dodatek mąki ryżowej i gryczanej nie wpłynął na wartość WSI, a dodatek mąki z amarantusa
istotnie obniżył współczynnik rozpuszczalności sacharydów w wodzie. WSI jest nie tylko
miarą intensywności zastosowanej obróbki barotermicznej, a więc żelatynizacji i hydrolizy skrobi, ale również miarą strawności i przyswajalności produktów ekstrudowanych.
Według danych literaturowych, WSI ekstrudatów ryżowych wynosił 21,52–32,70%
[Ding i in. 2005], ekstrudowanej kaszki kukurydzianej z dodatkiem razowej mąki owsianej – 24,79–35,69% [Rzedzicki i Zarzycki 2006], a modyfikowanej skrobi ziemniaczanej
– 2–16% [Mitrus i in. 2010].
Współczynnik ekspansji badanego pieczywa zmieniał się w dość wąskim zakresie
od 150 do 155%. Współczynniki ekspansji dostępne w literaturze sięgają nawet kilkuset
procent [Ekielski i in. 2006], jednak w przypadku pieczywa chrupkiego ekstrudat jest,
po opuszczeniu dyszy ekstrudera, formowany do postaci wstęgi na transporterze poprzez
system wałków, a następnie cięty. Powoduje to zmniejszenie jego objętości, a co za tym
idzie obniżenie wyznaczanego na podstawie pola przekroju kromki współczynnika ekspansji. Najwyższym współczynnikiem ekspansji cechowało się pieczywo z dodatkiem
mąki z amarantusa, co było zbieżne z pomiarami gęstości pozornej ekstrudatów.
Gęstość piknometryczna wyznaczona w stereopiknometrze gazowym nie korelowała ze współczynnikiem ekspansji ani z gęstością geometryczną (pozorną). Metoda pomiaru opiera się na zjawisku wnikania medium pomiarowego (helu) w pory materiału.
Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
Właściwości fizyczne bezglutenowego pieczywa chrupkiego
35
Zawartość wody – Water content
[g /100 g.s.s.]
Cząsteczki helu z racji swojej niewielkiej masy zdolne są penetrować najmniejsze nawet
pory materiału, jednak dostępne są dla nich tylko tzw. pory otwarte. Tworzące się podczas
procesu wolne przestrzenie wewnątrz materiału, jak również pory zamknięte są niewykrywalne przy zastosowaniu tej metody. Im mniej porów znajdujących swoje ujście na
powierzchni materiału, tym gęstość piknometryczna jest niższa. Spośród badanych próbek pieczywa najniższą gęstością pozorną, a więc najbardziej porowatą strukturą cechowało się pieczywo z dodatkiem mąki z amarantusa.
Skład pieczywa chrupkiego wpływał na jego właściwości sorpcyjne. Przykładową
krzywą przedstawiającą dynamikę zmian zawartości wody w pieczywie poddanym ekspozycji na wilgotne powietrze przedstawiono na rysunku 1.
25
20
15
10
5
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Czas – Time [min]
Rys. 1.
Fig. 1.
Przebieg zmian zawartości wody pieczywa kukurydzianego w środowisku o aktywności
wody 0,75
Water content changes of corn bread at environmental water activity of 0,75
Marzec i Lewicki [2004] badali właściwości sorpcyjne pieczywa chrupkiego wyprodukowanego z mąki żytniej i pszennej. Wykazali, że skład recepturowy nie wpływał na
kształt uzyskiwanych izoterm sorpcji. Zarówno pieczywo pszenne, jak i żytnie cechowało się izotermą o przebiegu zgodnym z II typem według klasyfikacji Brunauera i innych
[1940]. Badane przez tych autorów pieczywo chrupkie żytnie i pszenne różniło się jednak
równowagową zawartością wody, jaka ustaliła się w materiale po trzymiesięcznym przechowywaniu w higrostacie. Według Marzec i Lewickiego [2004], skład pieczywa wpływał na wilgotność równowagową wyznaczoną na podstawie pomiarów kinetycznych.
Dynamikę sorpcji wody przez ekstrudaty wyprodukowane na bazie kaszki kukurydzianej
badali Ekielski i inni [2013a] i wykazali, że zmiany zawartości wody ekstrudatu poddanego ekspozycji na wysoką wilgotność względną środowiska są zależne od wielkości
jego powierzchni i przebiegają najintensywniej przez pierwsze 10 godzin procesu. Według innych badań tych samych autorów [Ekielski i in. 2013b], szybkość sorpcji zależy
od wilgotności względnej środowiska, a wilgotność ekstrudatu, niezależnie od warunków, stabilizuje się po 23–25 godzinach. Wyniki uzyskane w ramach niniejszej pracy
są całkowicie zgodne z przedstawionymi w wyżej wymienionych pracach. Stabilizację
zawartości wody w pieczywie obserwowano po 25 godzinach procesu, a zmiany zawartości wody zachodziły najintensywniej przez pierwsze 8 godzin eksperymentu. W tabeli 2
nr 574, 2013
36
E. Gondek, E. Jakubczyk, B. Wieczorek
Tabela 2. Właściwości sorpcyjne pieczywa chrupkiego w środowisku o aktywności wody 0,75
Table 2. Water sorption properties of investigated crisp bread at environmental water activity
of 0,75
Rodzaj pieczywa
Type of crisp bread
R2
RMS [%]
χ2
ur
2
–1
Def [m ·s ]
Kukurydziane
Corn
Kukurydziane
z ryżem
Corn-rice
Kukurydziane
z gryką
Corn-buckwheat
Kukurydziane
z amarantusem
Corn-amaranth
0,994
0,995
0,996
0,996
0,58
0,56
0,51
0,61
4,56 ·10–6
4,84·10–6
3,71·10–6
4,51·10–6
20,18
22,52
24,24
18,23
4,12·10
–9
4,29·10
–9
7,02·10
–9
4,94·10–9
przedstawiono wartości współczynnika dyfuzji wody i wilgotności równowagowej badanych próbek pieczywa obliczone na podstawie równania Ficka [Crank 1975]. Wartości
współczynnika determinacji, średniego błędu kwadratowego oraz zredukowanego testu
χ2 wskazują, że równanie to dobrze opisuje dynamikę zmian zawartości wody w przeprowadzonym eksperymencie.
Najwyższym współczynnikiem dyfuzji wody, a więc największą zdolnością sorpcji
pary wodnej zawartej w powietrzu cechowało się pieczywo z dodatkiem gryki. Ta sama
próbka pieczywa uzyskała największą zawartość wody po nieskończenie długim czasie
przechowywania. Dodatek mąki z amarantusa spowodował niewielkie obniżenie się równowagowej zawartości wody w porównaniu do pieczywa kukurydzianego bez dodatków.
Marzec i Lewicki [2004] analizowali dynamikę sorpcji wody przez pieczywo chrupkie.
Uzyskana przez tych autorów wilgotność równowagowa pieczywa chrupkiego pszennego i żytniego w środowisku o wilgotności względnej 65% wynosiła 13,95 i 12,41 g
H2O·(100 g s.s.)–1, a w środowisku o wilgotności względnej 90% odpowiednio 29,07
i 29,73 g H2O·(100 g s.s.)–1. Uzyskane w niniejszej pracy wartości równowagowej zawartości wody w środowisku o wilgotności względnej 75% usytuowane są pomiędzy tymi
wartościami.
WNIOSKI
1. Dodatek mąki ryżowej, gryczanej i amarantusowej do ekstrudowanej mieszanki
spowodował wzrost zawartości i aktywności wody badanego pieczywa kukurydzianego.
2. Dodatek mąki ryżowej i gryczanej spowodował wzrost współczynników rozpuszczalności i absorbcji wody przez skrobię, co wiąże się z poprawą strawności tych ekstrudatów.
3. Dodatek mąki z amarantusa spowodował wzrost współczynnika ekspansji i porowatości pieczywa oraz obniżenie jego gęstości pozornej.
4. Spośród badanych rodzajów pieczywa pieczywo kukurydziano-gryczane cechowało się największą wrażliwością na wysoką wilgotność środowiska, o czym świadczy
najwyższa wartość współczynnika dyfuzji wody i najwyższa wilgotność równowagowa.
Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
Właściwości fizyczne bezglutenowego pieczywa chrupkiego
37
LITERATURA
Anderson R.A., Conway H.F., Pfeifer V.F., Griffin E.L., 1969. Gelatinization of corn grits by roll
and extrusion cooking. Cereal Science Today 14, 4–12.
Anuonye J.C., Onuh J.O., Egwim E., Adeyemo S.O., 2010. Nutrient and antinutrient composition
of extruded acha/soybean blends. Journal of Food Processing and Preservation 34 (2),
680–691.
Brunauer S., Deming L.S., Deming W.E., Teller E., 1940. On the theory of van der Waals adsorption of gases. Journal of American Chemical Society 62, 1723–1732.
Camire M.E., Doughertya M.P., Briggsb J.L., 2007. Functionality of fruit powders in extruded corn
breakfast cereals. Food Chemistry 101 (2), 765–770.
Crank J., 1975. The Mathematics of Diffusion. Calredon Press, Oksford.
Darewicz M., Dziuba J., Jaszczak L., 2011. Celiakia – aspekty molekularne, technologiczne, dietetyczne. Przemysł Spożywczy (1) 2, 19–22.
Dehghan-Shoar Z., Hardacre A.K., Charles S., Brennan Ch.S., 2010. The physico-chemical characteristics of extruded snacks enriched with tomato lycopene. Food Chemistry 123 (4),
1117–1122.
Ding Q.B., Ainsworth P., Tucker G., Marson H., 2005. The effect of extrusion conditions on the
physicochemical properties and sensory characteristics of rice-based expanded snacks.
Journal of Food Engineering 66 (3), 283–289.
Ekielski A., Majewski Z., Żelaziński T., 2006. Wpływ dodatku gryki na własności ekstrudatu kukurydzianego. Inżynieria Rolnicza 7 (82), 155–161.
Ekielski A., Powałka M., Żelaziński T., 2013a. Badania wstępne stabilności wilgotnościowej produktów ekstrudowanych. Inżynieria Rolnicza 2 (143), 53–60.
Ekielski A., Powałka M., Żelaziński T., 2013b. Wpływ rozwinięcia powierzchni ekstrudatu na
dynamikę sorpcji wody w różnych warunkach przechowywania. Inżynieria Rolnicza 1
(141), 31–38.
Gondek E., Jakubczyk E., Herremans E., Verlinden B., Hertog M., Vandendriessche T., Verboven P.,
Antoniuk A., Bongaers E., Estrade P., Nicolai B., 2013. Acoustic, mechanical and structural properties of extruded crisp bread. Journal of Cereal Science 58, 132–139.
Harper J.M., 1981. Extrusion of Foods. CRC Press, Boca Raton.
Jin Z., Hsieh F., Huff H.E., 1994. Extrusion cooking of corn meal with soy fiber, salt and sugar.
American Association of Cereal Chemists, 71 (3), 227–234.
Konińska G., Marczewska A., Źródlak M., 2012. Celiakia i dieta bezglutenowa. Wydawnictwo
Polskie Stowarzyszenie Osób z Celiakią i na Diecie Bezglutenowej, Warszawa.
Marzec A., Lewicki P.P., 2004. Właściwości sorpcyjne pieczywa chrupkiego. Żywność. Nauka.
Technologia. Jakość 4 (41), 44–56.
Mitrus M., Mościcki L., Wójtowicz A., 2010. Modyfikacja skrobi ziemniaczanej metodą ekstruzji.
Acta Agrophysica 16 (1), 101–109.
Mościcki L., 2011. Extrusion-cooking techniques: applications, theory and sustainability.
Weinheim, Wiley-VCH Verlag.
Nayak B., Berrios J.D.J., Powers J.R., Tang J., 2011. Effect of extrusion on the antioxidant capacity
and color attributes of expanded extrudates prepared from purple potato and yellow pea
flour mixes. Journal of Food Science 76 (6), 874–883.
Paras S., Hardeep S.G., 2012. Extrusion of hulled barley affecting β-glucan and properties of extrudates. Food and Bioprocess Technology 5 (1), 1–16.
Rzedzicki Z., Zarzycki P., 2006. Wpływ ekstruzji na skład frakcyjny błonnika pokarmowego ekstrudatów z udziałem owsa nagonasiennego. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji
Roślin 239, 281–293.
nr 574, 2013
38
E. Gondek, E. Jakubczyk, B. Wieczorek
Wójtowicz A., Mościcki L., Mitrus M., Oniszczuk T., 2010. Wpływ konfiguracji układu plastyfikującego na wybrane cechy ekstrudowanych makaronów pełnoziarnistych. Inżynieria
Rolnicza 4 (122), 291–297.
www.celiakia.net.pl
www.celiakia.pl
PHYSICAL PROPERTIES OF GLUTEN-FREE CRISP BREAD
Summary. In this work, the effect of composition of gluten-free bread on its selected physical properties was investigated. The extruded bread of corn grits without additives, the corn
crisp bread with addition of rice flour, buckwheat flour or amaranth flour were evaluated.
The composition of extrusion blend affected the water content and water activity to a small
extent. The similar tendency was observed for expansion index (with its average value of
152%). Water solubility index of starch was in the range from 18.56 to 24.57%, the highest value of WSI was observed for amaranth-corn bread. The bread supplemented with
amaranth flour characterised the lowest apparent density (0.144 g·cm–3) and the highest
porosity (94%). The measurements of the water vapour sorption dynamics showed that the
moisture absorption ability of buckwheat – corn bread was more intense than observed for
other breads. The moisture diffusion coefficient determined by solving Fick’s equation was
within the range of 4.12–7.02·10–9 m2·s–1 and the equilibrium moisture content (calculated
from the same equation) ranged from 18.23 to 24.24 g H2O·(100 g s.s.)–1.
Key words: crisp bread, gluten-free bread, WAI, WSI, sorption properties, rice, buckwheat,
amaranth
Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych