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.