Embed Size (px)
Citation preview
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETO
VETERINARIJOS AKADEMIJA
VETERINARIJOS FAKULTETAS
MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDRA
VITA KRUNGLEVIČIŪTĖ
BIOKATALIZATORIŲ ĮTAKA AKRILAMIDO FORMAVIMUISI
RUGINĖS DUONOS GAMINIUOSE BEI KVIETINIŲ MILTŲ
TECHNOLOGINIŲ SAVYBIŲ PAGERINIMO GALIMYBĖS RS 190
MODIFIKUOTOMIS MIELĖMIS, TAIKANT PASTARUOSIUS
PUSRUGINĖS DUONOS GAMYBAI
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
Darbo vadovė: Doc. dr. Elena Bartkienė
KAUNAS 2013
2
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO
SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Biokatalizatorių įtaka akrilamido
formavimuisi ruginės duonos gaminiuose bei kvietinių miltų technologinių savybių pagerinimo
galimybės RS 190 modifikuotomis mielėmis, taikant pastaruosius pusruginės duonos gamybai“
1. Yra atliktas mano pačios:
2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir uţsienyje:
3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą panaudotos literatūros sąrašą.
2013 04 24 Vita Krunglevičiūtė (data) (autoriuas vardas, pavardė) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŢ
LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE
Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.
2013 04 24 Vita Krunglevičiūtė (data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO
VADOVO IŠVADOS DĖL DARBO GYNIMO
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
2013 04 25 Doc. dr. Elena Bartkienė (data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
APROBUOTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE
(aprobacijos data) (katedros vedėjo vardas, pavardė) (parašas)
Magistro darbas yra įdėtas į ETD IS
(gynimo komisijos sekretorės parašas)
Magistro baigiamojo darbo recenzentas (vardas, pavardė)
(parašas)
Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:
(data) (gynimo komisijos sekretorės vardas, pavardė) (parašas)
3
TURINYS
SANTRAUKA 5
SUMMARY 6
ĮVADAS 7
1. LITERATŪROS APŢVALGA 9
1.1. Fermentacija maisto pramonėje ir naudojami mikroorganizmai 9
1.1.1. Raugų pienarūgštė fermentacija 11
1.2. Akrilamidas maiste ir jo susidarymo produktuose aspektai 11
1.2.1. Technologinių veiksnių įtaka akrilamido susidarymui 14
1.2.2. Leidţiama akrilamido paros norma 14
1.2.3. Akrilamido įtaka sveikatai 16
1.2.4. Akrilamido kiekio maisto produktuose maţinimo galimybės 16
1.3. Kvietinių miltų savybių pagerinimas modifikuotomis mielėmis 18
1.3.1. Kitos kvietinių miltų pagerinimo galimybės 18
2. TYRIMO METODIKA IR ORGANIZAVIMAS 19
2.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas 19
2.1.1. Raugų gamybos technologija 20
2.1.1.1. Raugų tyrimo metodai 21
2.1.2. Ruginės duonos gamybos technologija 22
2.1.2.1. Ruginės duonos tyrimo metodai 23
2.1.3. 550 C tipo kvietinių miltų farinografinio tyrimo metodika 25
2.1.4. Pusruginių kepinių su kvietiniais 550 C tipo miltais ir modifikuotų
mielių priedu gamybos technologija
25
2.1.5. Pusruginių kepinių tyrimo metodai 27
2.2. Matematinė statistinė duomenų analizė 27
3. REZULTATAI 28
3.1. Raugų ir biokatalizatorių įtaka ruginių kepinių kokybei ir saugai 28
3.1.1. Raugų pH, bendras titruojamasis rūgštingumas ir pienarūgščių
bakterijų proteolitinių fermentų aktyvumas rauguose
28
3.1.2. Raugų ir biokatalizatorių, naudojamų plikinio apcukrinimo
efektyvumui, įtaka kepinių kokybei
29
3.1.3. Kepinių reologinių savybių kitimas ţiedėjant 31
3.1.4. Pienarūgštės fermentacijos įtaka akrilamido formavimuisi kepiniuose 32
3.2. Kvietinių miltų su modifikuotų mielių priedu struktūrinės mechaninės 33
4
savybės ir jų įtaka pusruginių kepinių kokybei
3.2.1. Kvietinių miltų 550 C tipo struktūrinės mechaninės savybės 34
3.2.2. Pusruginių kepinių su kvietiniais miltais, praturtintais modifikuotų
mielių priedu, kokybės rodikliai
34
3.2.3. Pusruginių kepinių reologinių savybių kitimo laikant rezultatai 36
4. REZULTATŲ APTARIMAS 38
IŠVADOS 40
LITERATŪRA 41
PUBLIKACIJŲ SĄRAŠAS 45
PRIEDAI 46
5
SANTRAUKA
Autorius: Vita Krunglevičiūtė.
Tema: Biokatalizatorių įtaka akrilamido formavimuisi ruginės duonos gaminiuose bei kvietinių
miltų technologinių savybių pagerinimo galimybės RS 190 modifikuotomis mielėmis, taikant
pastaruosius pusruginės duonos gamybai.
Darbo vadovė: doc.dr. Elena Bartkienė.
Atlikimo vieta: Darbas atliktas 2011–2013 metais Lietuvos Sveikatos mokslų universitete,
Veterinarijos akademijoje, Maisto saugos ir kokybės katedroje ir Vienos gamtos ir sveikatos mokslų
universitete (BOKU), Maisto saugos ir technologijos katedroje, Maisto fizikos laboratorijoje.
Darbo dydis: 44 puslapiai, 14 lentelių, 8 paveikslai.
Darbo tikslas buvo įvertinti biokatalizatorių įtaką akrilamido formavimuisi ruginės duonos
gaminiuose bei RS 190 modifikuotų mielių įtaką kvietinių miltų 550 C tipo technologinių savybių
pagerinimui, pritaikant juos pusruginės duonos gamybai.
Nustatyta, kad L. delbruecki intensyviau maţina terpės pH (3,35) nei P. acidilactici (4,32),
tačiau, ţaliavos apcukrinimui naudojant gliukoamilolitinius fermentus, fermentacijos procesą
galima suintensyvinti. Ţaliavos apcukrinimas fermentais įtakoja didesnį P. acidilactici proteolitinių
fermentų aktyvumą rauguose. L. delbruecki fermentuoti kepiniai gaunami geresnės kokybės nei
fermentuoti P. acidilactici. P. acidilactici fermentuotų kepinių kokybę galima pagerinti naudojant
optimalų gliukoamilazės kiekį (0,05 ml). 0,030 ml gliukoamilazės panaudojimas ţaliavos
apcukrinimui, lėtina kepinių ţiedėjimą (minkštimo struktūra pakito: su 0,03 ml – 2,15, su 0,05 ml –
2,54 karto). Akrilamido formavimuisi turi įtakos ne tik fermentacijai naudotos PRB, bet ir kepinio
dydis (500 g kepiniuose vidutinis akrilamido kiekis 61,55 µ/kg, 1000 g - 40,48 µ/kg).
Tirtų kvietinių miltų fizikinės struktūrinės savybės yra tinkamos mielinių kepinių gamybai, o
modifikuotų mielių priedas yra tinkama priemonė kvietinių kepinių kokybės rodikliams pagerinti.
550 C tipo kvietinius miltus su modifikuotų mielių priedu panaudojus pusruginių kepinių gamybai
galima pagerinti kepinių akytumą ir padidinti drėgnį, tačiau, kitos savybės nepakinta, arba
gaunamos prastesnės. Šis priedas nelėtina kepinių ţiedėjimo.
Apibendrinant gautus tyrimo rezultatus, galima teigti, kad raugai yra tinkama priemonė
kepinių kokybei pagerinti ir saugai uţtikrinti, o modifikuotų mielių priedas kvietiniuose miltuose
gerina kvietinių kepinių kokybės rodiklius, tačiau neturi teigiamos įtakos pusruginių kepinių
kokybei ir nelėtina ţiedėjimo.
Raktaţodţiai: duona, kokybė, akrilamidas, modifikuotos mielės, fermentacija
6
SUMMARY
Author: Vita Krungleviciute.
Subject: Impact of biocatalysts on the formation of acrylamide in rye bread products and
improvement possibilities of technological properties of wheat flour by genetically modified yeast
RS 190 by applying the latter for semi-rye bread making.
Thesis supervisor: Assoc. prof. dr. Elena Bartkienė.
Place of accomplishment: Thesis was performed in 2011–2013 at Lithuanian University of Health
Sciences, Veterinary Academy, Department of Food Safety and Quality, and in University of
Natural Resources and Life Sciences, Vienna (BOKU), Department of Food Safety and
Technology, Food Physics Laboratory. Thesis extent: 44 pages, 14 tables, 8 pictures.
The goal of the thesis was to assess the impact of biocatalysts on the formation of acrylamide
in rye bread and to determine the impact of genetically modified yeast RS 190 on improvement of
technological properties of wheat flour 550 C by applying them for semi-rye bread making.
It has been established that L. delbruecki decreases pH (3,35) medium more intensively than
P. acidilactici (4,32), however by using glucoamylolytic enzymes for scald making fermentation
process may be intensified. The use of enzymes for scald production results in a better activity of P.
acidilactici proteolytic enzymes in leaven. L. delbruecki fermented bread are received of a better
quality than fermented P. acidilactici. The quality of P. acidilactici fermented bread may be
improved by using an optimum amount of glucoamylase (0,05 ml). Using of 0,030 ml glucoamylase
for the scald producion slows staling process of bread (structure of the crumb changed as follows:
with 0,03 ml – 2,15, with 0,05 ml – 2,54 times). The formation of acrylamide is influenced not only
by lactic acid bacteria (LAB) used for fermentation, but also, by the size of bread (in 500 g pastry
goods – midle acrylamide content61,55 µ/kg, in 1000 g - 40,48 µ/kg) as well.
Physical structural properties of investigated wheat flour are suitable for making bread, whereas
genetically modified yeast supplement is a suitable means for improvement of quality indicators of
wheat bread. By using 550 C type wheat flour with genetically modified yeast supplement for
semi-rye bread making, it is possible to improve the porosity of bread and to increase moistness,
however other properties remain unchanged or result in a poorer quality. This supplement does not
slow the staling process of bread.
By summarising the received research results, it can be stated that lactic acid fermentation is a
safe process for the improvement of quality of rye bread and safety assurance, whereas genetically
modified yeast supplement in wheat flour improves quality indicators of wheat bread, however does
not have positive influence on semi-rye bread and does not slow the staling process.
Keywords: bread, quality, acrylamide, genetically modified yeast, fermentation
7
ĮVADAS
Duona yra kasdienis maisto produktas daugelyje pasaulio šalių, turintis gilias tradicijas, todėl
jo įtaka ţmonių sveikatai yra neabejotina (Movahhed, 2012). Duonos gamybos istorija labai sena.
Yra ţinių, kad jau ankstyvajame neolite buvo kepami raugintos tešlos paplotėliai. Europoje tešlos
fermentacija pradėta taikyti IX - XI amţiuje. Iki XX-to amţiaus vidurio ruginė duona buvo
pagrindinis gyventojų valgis – vienas ţmogus per dieną suvalgydavo iki 1,5 kg duonos. Mitybos
specialistai rekomenduoja ruginės duonos suvartoti 14 – 16 % nuo bendro maisto kiekio. Dabartinis
lietuvis vidutiniškai suvartoja nuo 150 iki 300 g duonos per parą. Įvertinus, koks tai populiarus
maisto produktas, ir koks didelis jo kiekis suvartojamas kasdien, ypatingas dėmesys kreipiamas į jo
saugą ir kitus kokybės rodiklius.
Svarbiausios ţaliavos duonai, tai miltai, vanduo, mikroorganizmai fermantacijai (mielės arba
raugas) ir valgomoji druska. Kepyklose ruginė duona gaminama pagal tradicinę technologiją su
plikiniu ir raugu. Pridėjus plikinio, duonoje padidėja cukraus kiekis, pagerėja jos juslinės savybės,
minkštimo akytumas, plutelės spalva, aromatas (Cho, Peterson, 2010). Plikinį apcukrinant, susidaro
gliukozės, maltozės ir dekstrinų mišinys. Šie cukrai yra gera mitybinė terpė mielėms ir
pienarūgštėms bakterijoms (PRB), kurios atlieka daugybę funkcijų fermentuojant ir kildinant
duonos pusgaminius. Nuo mikroorganizmų veiklos ir išskiriamų metabolitų priklauso kepinių
aromatas ir kitos juslinės savybės, kokybės rodikliai ir sauga.
Lietuvos rinkoje gausus kepinių asortimentas, tačiau pagal tradicines technologijas, su raugu ir
plikiniu, duona gaminama vis rečiau. Šis gamybos būdas reikalauja ţinių ir profesinio
meistriškumo, be to, procesas sudėtingas ir ilgas, o tai verčia gamybininkus ieškoti alternatyvių
sprendimų, t.y., procesą intensyvinti. Vienas iš būdų, sutrumpinti ruginių kepinių gamybos laiką yra
parūgštinimas organinėmis rūgštimis arba naudojant sausus raugus. Tačiau minėti būdai nėra
priimtini vartotojams ir nepateisina jų lūkesčių, nes kepiniai gaunami ne tokio priimtino aromato ir
kitų juslinių savybių.
Kita alternatyva, gamybos proceso sutrumpinimui, tai plikinio apcukrinimo intensyvinimas
fermentiniais preparatais. Šis būdas nėra pavojingas vartotojų sveikatai, nes fermentai, atlikę
technologinę funkciją, suskyla kepimo metu, o kepinių kokybė gaunama tokia, lyg būtų pagaminti
tradicinės technologijos būdu.
Mūsų respublikoje duoną gamina apie 250 gamintojų. Kadangi duona yra vienas pagrindinių
maisto produktų kasdienėje mityboje, todėl labai svarbu, kad kepiniai būtų ne tik jusliškai priimtini,
bet ir tikrai saugūs (Granby et al., 2009).
Vienas iš junginių, susidarančių grūduose ir grūdų produktuose, termiškai juos apdorojant yra
akrilamidas. Jis susidaro kepant aukštesnėje kaip 120 Cº temperatūroje (reaguojant asparaginui ir
8
redukuojantiems cukrams). Akrilamidas jau tapo pasaulinio mąsto problema. Pasaulio Sveikatos
Organizacija (PSO) patvirtina, kad ţmogaus sveikata didţiąja dalimi priklauso nuo maisto, kurį
vartojame, todėl labai svarbu, kad jis būtų saugus, visoje gamybos grandinėje. Dėl to, kepinių
technologijos yra pastoviai tobulinamos, o produktai tiriami, įvertinant jų galimą riziką sveikatai.
Vienas iš būdų, sumaţinti akrilamido kiekį kepiniuose, galėtų būti PRB fermentacijos
panaudojimas, o plikinio apcukrinimo intensyvinimui gliukoamilolitinių fermentų panaudojimas.
Duona, tai produktas, kuris greitai ţiedėja ir genda, todėl pagamintų kepinių atsargos
nekaupiamos. Vartotojai pageidauja, kad kepiniai išliktų minkštos tekstūros ilgesnį laiką. Vienas iš
būdų pratęsti duonos tinkamumo vartoti terminą, tai tradicinės technologijos (su plikiniais ir
raugais) taikymas duonos gamybai, o proceso efektyvumo didinimui─fermentinių preparatų
naudojimas (Mikuš et al., 2012; Balestra et al., 2011). Tačiau, taikant technologinius sprendimus,
labai svarbu įvertinti galutinio produkto saugą.
Šio darbo mokslinis naujumas, tai Aspergilus niger gliukoamilazės panaudojimas plikinio
apcukrinimui, siekiant efektyvinti fermentacijos procesą bei sumaţinti akrilamido formavimasi
kepiniuose. Akrilamidas buvo įvertintas skirtingų dydţių kepiniuose, jų gamybai naudojant
skirtingus gliukoamilazės fermento kiekius.
Darbo tikslas – įvertinti biokatalizatorių įtaką akrilamido formavimuisi ruginės duonos
gaminiuose bei RS 190 modifikuotų mielių įtaką kvietinių miltų technologinių savybių pagerinimui,
pritaikant juos pusruginės duonos gamybai.
Darbo uţdaviniai:
1. Atlikti ruginių raugų gamybą, naudojant plikinio apcukrinimui gliukoamilolitinius fermentus, o
raugo fermentacijai PRB ir nustatyti, kokia skirtingos raugų gamybos technologijos įtaka raugų
pH, BTR ir proteolitinių fermentų aktyvumui;
2. Atlikti ruginės duonos su skirtingais raugais gamybą, nustatyti jos kokybės rodiklius bei atlikti
palyginamąjį įvertinimą;
3. Įvertinti, kuri ruginės duonos gamybos technologija yra efektyvesnė kepinių ţiedėjimui lėtinti;
4. Nustatyti akrilamido formavimosi tendencijas, priklausomai nuo gaminio masės ir
gliukoamilazės kiekio, naudoto ţaliavos apcukrinimui;
5. Atlikti kvietinių miltų fizikinių struktūrinų savybių tyrimą ir įvertinti jų tinkamumą mielinių
kepinių gamybai;
6. Nustatyti ar kvietiniai miltai su modifikuotų mielių priedu yra tinkami pusruginių kepinių
gamybai;
7. Įvertinti modifikuotų mielių priedo įtaka kepinių reologinių savybių kitimui laikymo metu.
9
1. LITERATŪROS APŢVALGA
1.1. Fermentacija maisto pramonėje ir naudojami mikroorganizmai
Moksliniais tyrimais grindţiama, kad fermentacija yra pageidaujamas biocheminis procesas,
kurio metu pasikeičia pirminės maisto matricos sudėtis, dėl suaktyvėjusios mikroorganizmų ir jų
fermentų veiklos (Kohajdová, Karovičová, 2007). Fermentacija yra labai svarbi, kadangi sumaţina
ţaliavos perdirbimo nuostolius, sutrumpina maisto gaminimo laiką, pagerina maisto produktų
baltymų ir angliavandenių bioprieinamumą. Šio proceso metu didelės molekulinės masės junginiai
yra skaidomi į maţesnės molekulinės masės junginius (Khetarpaul, Chauhan, 1993).
Mikroorganizmai ir fermentai atlieka pagrindinį vaidmenį fermentacijos procese. Šis procesas
apima metabolitų gamybą, substratų įsisavinimą, skilimo produktų susidarymą, biomasės gamybą,
sintezę, sudėtinių medţiagų ir maisto komponentų fermentinius pokyčius (Klaenhammer et al.,
2007; Cho, Peterson, 2010).
Maisto gamybai pramoniniu būdu yra naudojamos PRB, nes jos pasiţymi tokiomis
savybėmis, kaip tekstūros savybių suteikimas, specifinių skonio savybių paryškinimas ir maisto
produktų konservavimas (Klaenhammer et al., 2007; Cho, Peterson, 2010). PRB, taip pat, gali būti
naudingos vartotojams dėl savo probiotinių savybių ir antioksidatorių gamybos. PRB įvairovei
ištirti skiriama daug dėmesio, kadangi jos susideda iš daugybės genčių. Daţniausiai aptinkamos
Lactobacillus, Lactococcus arba Leuconostoc spp. bei Streptococcus termophilus. Rečiau
nustatomos Gram teigiamos bakterijos – Bifidobacterium arba Propionibacterium spp., kurios, taip
pat, naudojamos fermentuotų maisto produktų gamyboje.
PRB turi savybę gaminti didelius kiekius pieno rūgšties, o pastaroji maţina fermentuojamųjų
substratų pH. Tai yra vienas svarbiausių veiksnių, dėl kurio PRB yra naudojamos ekologinėje
gamyboje. PRB geba daugintis tiek aerobinėmis, tiek anaerobinėmis sąlygomis ir pasiţymi cukrų
sunaudojimu ir junginių, veikiančių antimikrobiškai, gamyba. Dėl šių savybių PRB yra labai
tinkamos fermentuotų maisto produktų gamybai, kadangi, jos uţkerta kelią kitų, nepageidaujamų
bakterijų, augimui. Tačiau PRB įdiegimas pramonėje priklauso nuo metabolitų, kuriuos jos
gamina, ir jų suteikiamų savybių (skonio ir tekstūros) produktams (Vrancken et al., 2011; Weckx et
al., 2011; Cho, Peterson, 2010).
Fermentacija startiniais mikroorganizmais rekomenduojama, dėl to, kad galutinio produkto
savybes galima prognozuoti, o tai yra perspektyviau nei fermentuoti savaiminiais raugais,
(natūraliai), nes tokiu atveju negalima kontroliuoti proceso (Farnworth, 2003; Klaenhammer et al.,
2007; Kuipers et al., 2008). PRB yra naudojamos kaip startinės kultūros fermentacijai arba kaip
probiotinės kultūros.
10
Probiotikai yra sudėtingi, metaboliškai aktyvūs mikroorganizmai. Todėl galima tikėtis, kad jie
gali turėti įtakos sveikatai keliais būdais, įskaitant imuninę stimuliaciją, konkurenciją dėl maistinių
medţiagų, gleivinės sukibimo, ligos pradţios slopinimo ir antimikrobinių medţiagų gamybos.
Maisto pramonėje fermentacija daţniausiai vykdoma PRB. PRB yra industriškai labai svarbūs
mikroorganizmai, kurie naudojami visame pasaulyje įvairiems maisto produktams gaminti. Jų
pagrindinis pageidautinas metabolitas šiuose procesuose yra pieno rūgštis (Konstantinov, 2005).
Teigiama, kad PRB yra nenuodingos ir nesukelia ligų (Lineback et al., 2011).
Duonos gamybos technologijoje aktuali problema – kepinių ţiedėjimas. Vienas iš būdų
sulėtinti pusruginės duonos, kuri yra populiariausia vartotojų tarpe, ţiedėjimą - PRB fermentuoti
produktai (Narbutaitė, 2010).
Šiandieninėje rinkoje yra didelė mielių pasiūla, kaip natūraliai paplitusių padermių, taip ir
genetiškai modifikuotų ar deaktyvuotų, kurios geba augti net netinkamomis sąlygomis. Taip pat, yra
siūlomi ir tokie priedai kaip fermentai, išgryninti iš mielių ląstelių, kurie veikia kaip augimo
katalizatoriai.
Fermentacijos procesas yra maltazės, invertazės ir zimazės sudėtinga schema. Maltazės turi
polinkį keisti maltozę, kuri yra sudaryta iš krakmolo skilimo α ir β-amilazės ir gliukozės. Invertazę
konvertuoja sacharozės į gliukozę ir fruktozę, o fruktozė ir kiti paprastieji cukrai – anglies dioksidą
ir etanolį. Galutinis rezultatas – tai anglies dioksido tešlos purenimas fermentacijos metu (Akbar et
al., 2012).
Buvo nustatyta, kad fermentacijai naudojant didelį mielių kiekį padidėja metabolinių junginių:
2,3-butanedionų ir fenilacetaldehidų kiekis, kurie yra ţinomi kaip aktyviausi aromato junginiai
(Birch et al., 2013; Callejo, 2011). Mokslinikai Carson ir Dale nustatė, kad modifikuotos arba kitaip
deaktyvuotos mielės suteikia tešlai purumo, kuris lemia porų didumą ir kiekį (Carson, Dale, 2011).
Dehidratuotos mielės teigiamai koreliuoja su fermentacijos temperatūra 21-38°C (P <0,005, R ≥
0,996). Tačiau, mokslininkai teigia, kad jos gali pakenkti maisto saugai, dėl toksinų gamybos, kurie
susidaro fermentuojant ilgesnį laiką (Steven et al., 2011).
Nors įvairūs tyrimai parodė mielių svarbą fermentacijos metu, tačiau jų vaidmuo dar pilnai
neištirtas. Nustatyta, kad mielės veikia kaip katalizatoriai ir išsamūs tyrimai gali būti naudingi
pramonei (Akbar et al., 2012). Mokslininkas Claus su kolegomis nustatė, kad PRB, naudojamos
kartu su mielėmis maţina akrilamido kiekį galutiniuose produktuose (Claus et al., 2008).
11
1.1.1. Raugų pienarūgštė fermentacija
Didţiausią įtaką duonos su raugais kokybei turi geros konsistencijos ir mikrobiologiškai
stabilus raugas, o vienintelis būdas stabilumui uţtikrinti yra PRB, pasiţyminčios antimikrobinėmis
savybėmis (Lineback et al., 2011).
Iš savaiminių ruginių raugų išskirtos Pedioccus acidilacici gamina bakteriocinus, kurie
slopina Bacillus subtilis sporų susidarymą ir pasiţymi antibakteriniu poveikiu prieš įvairias maisto
gedimą sukeliančias bakterijas. Dėl šių PRB savybių, stabdomas duonos mikrobiologinis gedimas,
o tai svarbu ir aktualu vartotojams (Chavan, Chavan, 2011; Juodeikienė et al., 2011).
Vartotojai labiausiai vertina duonos juslines savybes bei maistinę vertę ir saugą. Siekiant
išlaikyti arba pagerinti šias kepinių savybes svarbu tinkamai sudaryti receptūras.
Raugo gamybai naudojamos PRB pagreitina mielių gebėjimą suskaidyti asparaginą. Tokie
raugai sumaţina akrilamido kiekį galutiniuose produktuose net iki 75 % ( Mustafa et al., 2009). Kiti
mokslininkai teigia, kad PRB akrilamido kiekį sumaţina iki 48-71 % (Fiedman, Levin, 2008; Claus
et al., 2008). Mokslininkai tokius pokyčius pagrindţia PRB gebėjimu skaidyti cukrus, ko pasekoje
maţėja pH, o pH koreliuoja su akrilamido kiekiu galutiniame produkte (Claus et al., 2008).
Nustatyta, kad P. acidilactici fermentuoti raugai turi teigiamą įtaką kepinių tūriui ir minkštimo
tekstūros rodikliams (kietumui ir akytumui), o jų teigiamas efektas priklauso nuo kepinio
receptūros ir kepykloje naudojamos technologinės įrangos (Juodeikienė ir kt., 2008; Balestra et al.,
2011).
1.2. Akrilamidas maiste ir jo susidarymo produktuose aspektai
Akrilamidas yra neurotoksiškas ir galintis veikti kancerogeniškai. Jis susiformuoja Majaro
reakcijos metu, termiškai apdorojant didelį angliavandenių kiekį turinčius maisto produktus
(Zhang., 2007; Martinek et al., 2009; Mulla et al., 2011).
Akrilamido molekulė yra maţa hidrofilinė, o pats akrilamidas yra bekvapė kieta medţiaga
arba jo spalva kinta nuo bespalvės iki baltos spalvos. Akrilamidas yra jautrus polimerizacijos
kaitinimo metu. Jis verda 125 °C temperatūroje ir yra termiškai nestabilus. Akrilamidas yra silpnai
rūgštinis ir šarminis konjuguotas amidas, sąveikaujantis su metalo jonais (Zhang., 2007; Mustafa,
2008).
Pirmą kartą akrilamidas nustatytas maisto produktuose 1997 metais, geleţinkelio tunelyje kalnuose
pietvakarių Švedijoje. Čia akrilamido koncentracija buvo (0,07-17,7 nmol/g Hb). Šis kiekis
akrilamido buvo susijęs su toksinių medţiagų nuotekiu iš tunelio statybų metu (Mustafa, 2008).
12
2002-ųjų balandį, Švedijos nacionalinė maisto saugos tarnyba kartu su Stokholmo universitetu
paskelbė moksliniais tyrimais pagrįstą išvadą apie didelį akrilamido kiekį, susidarantį termiškai
apdorojant didelį angliavandenių kiekį turintį maistą (Claus, 2008; Mustafa et al., 2009).
Akrilamidas susidaro maisto produktuose Majaro reakcijos metu iš laisvo asparagino ir
redukuojančių cukrų (daugiausiai iš gliukozės, fruktozės ir maltozės) kurių didelis kiekis grūdinėse
kultūrose (Mustafa et al., 2009; De Vleeschouwer et al., 2010; Mulla et al., 2011).
Majaro reakcijos vyksta esant maţam drėgmės kiekiui ir aukštai temperatūrai (> 100 °C), jų
metu formuojasi galutinio produkto spalva bei juslinės savybės (Hendriksen et al., 2010).
Nors akrilamido susidarymo pagrindinis mechanizmas maisto produktuose Majaro reakcijos,
tačiau yra keletas kitų, šio junginio formavimosi, mechanizmų (Claus et al., 2010).
Pirmosios mokslininkės, kurios išsamiai išanalizavo akrilamido susidarymą ir patvirtino
Stadler ir Mottram hipotezę buvo Zyzak ir Yaylayan. Jos moksliniais tyrimais įrodė, kad
akrilamidas susiformuoja Majaro reakcijos metu iš redukuojančių cukrų. Nors asparaginas gali būti
konvertuojamas į akrilamidą termiškai sukeliant dekarboksilinimą ir deamininimą, tačiau yra
nustatyta, kad angliavandeniai turi reaguoti su asparaginu ir tik tuomet susidaro akrilamidas.
Nustatyta, kad didelis kiekis karbonilinių junginių gali pagreitinti šią reakciją, o hidroksi- karbonilo
junginiai, pavyzdţiui, fruktozė arba gliukozė, yra ţymiai efektyvesni nei kiti, nes pastarieji maţina
aktyvacijos energijos poveikį (Yaylayan, Stadler, 2005).
Pirmoji akrilamido susidarymo prieţastis pagrįsta moksliniais tyrimais, tai, kad jis susidaro
termiškai apdorojant krakmolo turintį maistą ir naudojant nepakankamą vandens kiekį gamybos
metu. Taip pat, svarbu atsiţvelgti ir į tokius parametrus kaip temperatūra, apdorojimo laikas, pH,
priedai ir kt., nes moksliniais tyrimais įrodyta ir daug diskusijų sukelta dėl šių parametrų įtakos
akrilamido formavimuisi (Anese et al., 2007).
Antras formavimosi būdas yra grūdinius produktus veikiant laisvu asparaginu (Martinek et
al., 2009).
Ţmonių suvartojamas akrilamido kiekis su maisto produktais priklauso nuo šalies
nacionalinių mitybos įpročių ir maisto gaminimo technologijos. Didţiausi akrilamido šaltiniai, tai
kepiniai, termiškai apdoroti bulvių produktai, kava (Mei et al., 2008). Capuano ir Fogliano
paskelbė, kad akrilamido yra ir riešutuose (daţnaisiais lazdynų ir migdolų) bei dţiovintuose
vaisiuose (Capuano, Fogliano, 2011).
Dėl maţų ir poliškų molekulių akrilamidas lengvai pasisavinamas ţmonių ir gyvūnų.
Suvartojus maisto, kuriame yra akrilamido, šis per kraujotaką greitai pasiskirsto po visą kūną. Jis
nustatomas kepenyse, širdyje, smegenyse, inkstuose ir net motinos piene (Salles et al., 2013; Mei et
al., 2008).
13
Nustatyta, kad terminio apdorojimo metu, rugiuose esantis laisvas asparaginas yra
konvertuojamas į akrilamidą ir apytiksliai gaunama 0,80 %, kviečiuose 0,98 % ir bulvėse 0,29 %.
Dar trūksta išsamių tyrimų apie akrilamido formavimosi ypatumus naudojant azotines trąšas,
fungicidus ir kt. (Martinek et al., 2009).
Mutageninės ir kancerogeninės akrilamido savybės yra susijusios su jo metabolitu
glicidamidu.
Švedijoje su grūdų produktais gaunama iki 33 % viso akrilamido kiekio gaunamo su maistu
(Sanganyado et. al., 2011). Nepaisant to, grūdų produktus reikia vartoti, ypač viso grūdo, nes juose
yra didelis kiekis biologiškai aktyvių medţiagų ir kitų nepakeičiamų ir su kitais produktais
negaunamų komponentų. Duona yra plačiai vartojama prekė Švedijos gyventojų (Mustafa, 2008).
Lietuva taip pat turi ne tik gilias duonos kepimo tradicijas, bet ir gausų jos asortimentą.
Sara Movahhed ruginėje duonoje nustatė didesnį akrilamido kiekį nei kvietinėje duonoje
(Movahhed, 2012).
Capuano publikavo, kad ruginių ir kvietinių miltų mišrūs gaminiai turi daugiau akrilamido
nei kvietinių miltų kepiniai, pagrįsdamas tuo, kad miltai, turintys aukštą maistinę vertę dėl didelio
kiekio ląstelienos ir pelenų gali turėti įtaką didesnei akrilamido koncentracijai susidaryti kepiniuose
(Capuano et al., 2009)
Taip pat atlikti eksperimentai kepant kiaušinius skirtinguose aliejuose. Nustatyta, kad
didţiausias akrilamido kiekis susidaro kepant su saulėgrąţų aliejumi, o maţiausias kiekis buvo
nustatytas kepant su kukurūzų aliejumi (Özkaynak, Ova, 2009).
Kasmet Nacionaliniame maisto ir veterinarijos rizikos vertinimo institute ištiriama
(NMVRVI) 40 produktų mėginių, kuriuose gali susidaryti didesnis akrilamido kiekis. Šie duomenys
perduodami Europos maisto saugos tarnybai (EFSA), kuri išanalizavusi visų valstybių pateiktus
duomenis, 2011 m. paskelbė rekomenduojamus akrilamido kiekius maiste. 1 lentelėje pateikti
Nacionaliniame maisto ir veterinarijos rizikos vertinimo institute atliktų tyrimų rezultatai ir EFSA
rekomenduojamas akrilamido kiekis maiste.
1 lentelė. NMVRVI atliktų tyrimų rezultatai ir EFSA rekomenduojamas akrilamido kiekis
μg/kg
Tirti produktai Lietuvoje nustatyti
(μg/kg)
EFSA rekomenduojami
(μg/kg)
Gruzdintos bulvytės 164-340 600
Bulvių traškučiai 146-910 1000
Minkšta duona <30-47,7 150
Javainiai 49-60 400
Sausainiai, trapučiai 91,9-870 500
Skrudinta kava 170 - 376 450
14
1 lentelės tęsinys. NMVRVI atliktų tyrimų rezultatai ir EFSA rekomenduojamas akrilamido
kiekis μg/kg
Tirti produktai Lietuvoje nustatyti
(μg/kg)
EFSA rekomenduojami
(μg/kg)
Tirpi kava 217 - 222 900
Kūdikių maistas <30 80
Sausainiai, dţiūvėsėliai 61,9 - 222 250
Perdirbtas maistas
vaikams (košės) 30 - 70 100
1.2.1. Technologinių veiksnių įtaka akrilamido susidarymui
Be pasėlių tręšimo, grūdų ir jų produktų kokybei taip pat turi įtakos technologinės
priemonės. Tačiau, tuose pačiuose produktuose gali būti labai skirtingas akrilamido kiekis, todėl
mokslininkai teigia, kad lemiamas faktorius, sąlygojantis akrilamido susidarymą, yra produkto
gamybos technologijos parametrai: temperatūra, apdorojimo laikas, pH, priedai ir kt. (Keramat et
al., 2011). Akrilamido koncentracija gali skirtis ir pačiame produkte, vienas iš pavyzdţių:
skirtingas akrilamido kiekis kepinio viduje ir plutoje (Ahrne et al., 2007).
Taip pat, mokslininkai teigia, kad pelenų kiekis yra aktualiausias veiksnys, tiesiogiai turintis
įtakos, akrilamido susidarymui duonos gaminiuose. Atliktuose tyrimuose su dviem skirtingais miltų
tipais buvo gauti tokie rezultatai: miltuose 1050 tipo (~1,05 % pelenų) akrilamido plokštelių buvo
du kartus didesnė koncentracija, lyginant su miltų tipu 550 (~0,55 %) (Curtis et al., 2010).
Nors miltai, kurių sudėtyje yra didesnis ląstelienos ir pelenų kiekis, mitybiniu poţiūriu yra
vertinami geriau, tačiau iš jų pagamintuose kepiniuose yra ţymiai didesnis akrilamido kiekis (Mulla
et al., 2011).
Kepant gaminius tradicinėje krosnyje galutiniai produktai yra gaunami net su 40 % didesniu
akrilamido kiekiu, lyginant su keptais krosnyje su garais, tačiau dar efektyvesnėmis yra nustatytos
srautinės aukštakrosnės, kuriose kepant, akrilamido kiekį galima sumaţinti iki 60 % (Keramat et
al., 2011).
1.2.2. Leidţiama akrilamido paros norma
Petersonas apskaičiavo, kad maisto produktai, kuriuose yra didelis akrilamido kiekis, sudaro
38 % viso, per parą suvartojamo, energijos kiekio, 47 % viso, dienos suvartojamo, geleţies kiekio ir
15
42 % folio rūgšties suvartojamo kiekio Jungtinėse Amerikos Valstijose. Be to, nustatyta, kad
surūkyta cigaretė akrilamido kiekį kraujyje padidina 1-2 μg (Mei et al., 2008).
Akrilamido koncentracija gali būti iki kelių μg/kg įvairiuose maisto produktuose, daţniausiai
tuose, kuriuose didelis angliavandenių kiekis ir kurie yra termiškai apdoroti. Mustafa teigia, kad
duona yra vienas iš produktų, kuriame gali būti didelis akrilamido kiekis (Mustafa, 2008).
Mokslininkai iki šių dienų neturi vieningos nuomonės dėl nekenksmingos akrilamido paros
normos.
Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) nustatė, kad akrilamido paros norma galėtų būti nuo 0,3
iki 0,8 µg/kg kūno svorio per dieną, tačiau kituose šaltiniuose teigiama, kad ji turėtų būti ne didesnė
kaip 0,5 µg/kg kūno masės per parą (Svensson et al., 2003).
Apskaičiuotas vidutinis akrilamido kiekis, gaunamas su maistu, kinta nuo 0,3 iki 0,6 μg/kg
kūno svorio per dieną, suaugusiems, o vaikai ir paaugliai linkę įsisavinti didesnį kiekį akrilamido,
t.y., vienam kilogramui kūno svorio 0,4-0,6 μg/kg (Curtis et al., 2010). 2002 metais PSO pateikė
duomenis, kad su maistu gaunamas akrilamido kiekis 1 kg kūno masės per dieną yra 0,3-0,8 μg.
2003 metais nustatyta akrilamido norma 0,5 μg /kg kūno svorio per 1 dieną (Granby et al., 2009 ).
Kakavoje, kavoje ir ţaliojoje arbatoje taip pat yra didelis akrilamido kiekis (Mustafa, 2008).
Vokietijoje su duona ir bandelėmis gaunama 25 % akrilamido suvartojamo per dieną (Curtis et
al., 2010). Didţiausias akrilamido kiekis Danijoje, gaunamas vartojant ruginės ir kvietinės duonos
gaminius ─ sudaro 8% visos paros normos, t.y., 2,0 μg (Movahhed, 2012).
Tačiau įvairių produktų gausa, kuriuose nustatytas didelis akrilamido kiekis, rodo didelį jo
paplitimą, todėl vidutinis, gaunamas su maistu, akrilamido kiekis skiriasi ne tik tarp šalių, bet ir tarp
amţiaus grupių (Mustafa, 2008; Capuano et al., 2009).
Termiškai apdorotuose grūdų ir bulvių produktuose akrilamido gali būti nuo 30 iki 7500
μg/kg. Todėl mokslininkai teigia, kad didţiausias akrilamido kiekis yra gaunamas būtent su šiais
maisto produktais (Hendriksen et al., 2010).
Nustatyta, kad Švedijos kūdikiai pirmaisiais gyvenimo metais vidutiniškai gauna nuo 0,04 iki
1,2 μg/kg kūno svorio/per dieną akrilamido su motinos pienu ir mišinukais (Salles et al., 2013).
Vokietijoje, su kepiniais gaunama apie 18-46 % akrilamido. Švedijoje, pagrindinis akrilamido
šaltinis yra bulvių produktai, su jais gaunama 45 % akrilamido, o 22 % gaunama su kava ir 33 % su
grūdiniais produktais (Sanganyado et al., 2011).
16
1.2.3. Akrilamido įtaka sveikatai
Akrilamidas yra ţinomas kaip grauţikų kancerogenas, nustatomas ir ţmonių mityboje. Tačiau
lieka neaiškus kancerogeninio akrilamido poveikio mechanizmas (Mei et al., 2008; Capuano et al.,
2009; Lipworth et al., 2013). Nustatyta, kad akrilamidas neigiamai veikia ţmonių ir gyvūnų nervų
sistemą. Taip pat, nustatyta, kad jis turi toksinį, mutageninį ir kancerogeninį poveikį ţinduolių
reprodukcijai (Martinek et al., 2009).
Tarptautinė vėţio tyrimų agentūra (FAO/WHO) 2005 metais paskelbė, kad akrilamidas yra ţmogui
kenksminga kancerogeninė medţiaga (Pelucchi et al., 2006).
Mokslininkai nustatė, kad akrilamidas veikia kancerogeniškai ir gali sukelti kiaušidţių, inkstų,
ir krūties onkologines ligas (Lipworth et al., 2013; Olesen et al., 2008; Borda, Alexe, 2011), todėl
akrilamido maţinimas maisto produktuose yra labai aktuali tema.
1.2.4. Akrilamido kiekio maisto produktuose maţinimo galimybės
Duonos tešlos papildymas amino rūgštimi (cisteinu) sumaţina akrilamido koncentraciją
duonoje, tačiau toks papildymas turi įtakos tešlos reologinėms ir juslinėms savybėms (Claus et al.,
2010). Tešlos gamybai panaudojus cisteiną, akrilamido koncentracija duonoje nustatyta gerokai
maţesnė. Kai šio fermento buvo naudota 0,005 %, akrilamido kepiniuose nustatyta 50 % maţiau,
lyginant su kontrole. Tačiau pridėjus 0,01 %, akrilamido kiekis padidėjo lyginant su 0,005 %.
Kiti mokslininkai nustatė, kad cisteinas neturi įtakos akrilamido kiekiui kepiniuose, tačiau
kito eksperimento metu, sutrumpinus fermentacijos laiką, po 60 min buvo nustatyta minimali
akrilamido koncentracija kepiniuose ir pastarieji gauti geros kokybės, nepaisant amilazės aktyvumo
(Claus et al., 2008).
Taip pat, akrilamido susidarymui įtakos turi kepimo laikas. Duona buvo kepama 200 °C
temperatūroje 70 min ir 240 °C temperatūroje 50 min, nors duonos kepalai buvo beveik identiški
išoriškai pagal plutą, akrilamido nustatyta atitinkamai, 124,1 mg/kg ir 92,4 mg/kg. Ilgesnis kepimo
laikas ţemesnėje temperatūroje yra tinkama priemonė akrilamido koncentracijos maţinimui
kepiniuose.
Atsisakius vieno konkretaus produkto vartojimo, sumaţinti vartotojo organizmui tenkančią
taršą akrilamidu nepavyks, kadangi moksliniais tyrimais nustatyta, kad akrilamidas yra plačiai
paplitęs, kaip visų krakmolingų produktų mikro- ir makro- komponentas (Mei et al., 2008).
Jau 2002 metais padaryta didelė paţanga moksliniuose tyrimuose ir akrilamido formavomosi
maisto produktuose prevencijoje. Pagrindiniai faktoriai, reguliuojami maţinant akrilamido kiekį
17
kepiniuose, yra fermentacijos temperatūra ir laikas. Akrilamidas veiksmingai maţinamas keičiant
kepimo priedus, tokius kaip NH4HCO3 arba invertuotojo cukraus sirupas.
Priedų naudojimas, pavyzdţiui, cisteino, dvivalenčių katijonų, ar polifenolių yra labai
perspektyvus akrilamido sumaţinimo grūdų produktuose būdas. Tačiau, strategi-
jos, tinkančios bulvių produktams, gali netikti kepinių gamybai, dėl skirtingų
akrilamido pirmtakų ţaliavoje ir visiškai skirtingų produktų gamybos technologijų. Dėl to,
gamintojai turi ieškoti produktų saugos sprendimų ir nepamiršti vartotojų lūkesčių, susijusių su
aromatu, spalva, ir kitomis juslinėmis savybėmis (Claus et al., 2008). Mokslininkas Mustafa teigia,
kad esant dideliam kiekiui asparagino galima vartoti gliciną, nes pastarasis maţina akrilamido kiekį
galutiniame produkte (Mustafa, 2008).
Ilgalaikiai agronominiai tyrimai yra labai svarbūs ir reikalingi, siekiant efektyviau
kontroliuoti akrilamido kiekį termiškai apdorotuose grūdų produktuose. Nustatyta, kad trąšų kiekis
ir jų naudojimo laikas turi įtakos akrilamido formavimuisi ir koncentracijai (Claus et al., 2008).
Šiuo metu intensyviai dirbama, siekiant sumaţinti akrilamido kiekį maisto produktuose,
atrenkant tinkamas ţaliavas bei optimizuojant gamybos technologiją (Curtis et al., 2010).
Akrilamido susidarymą galima efektyviai sumaţinti neorganinių druskų, arba fermentų
pagalba. Fermentų panaudojimas duonos pramonėje populiarėja, nes galima pagaminti geros ir
stabilios kokybės gaminius, nepaisant miltų kepimo savybių bei tešlos apdorojimo skirtumų
(Bašinskienė ir kt., 2010). Fermentų veiklos efektyvumas priklauso nuo sąlygų bei fermentų kiekio
(Ciesarova et al., 2009). Nustatyta, kad asparaginazės naudojimas yra veiksmingas akrilamido
maţinimo metodas (Hendriksen et al., 2010). Į tešlą pridėjus asparaginazės nustatytas 75-95 %
akrilamido kiekio sumaţėjimas galutiniuose produktuose, priklausomai nuo fermento kiekio
(Hendriksen et al., 2010).
Vienas iš efektyviausių būdų, sumaţinti akrilamido kiekį, tai L-asparaginazės panaudojimas.
Šis fermentas efektyviai katalizuoja amino rūgšties L-asparagino virsmą į L-asparto rūgštį,
kuri nėra akrilamido pirmtakas. Dėl šios prieţasties, akrilamido formavimasis yra gerokai
sumaţinamas (Hendriksen et al., 2009; Ciesarova et al., 2010).
Nustatyta, kad naudojant NaCl galima sumaţinti akrilamido susidarymą galutiniuose
produktuose (Curtis et al., 2010).
Akrilamido susidarymo pirmtaką – asparaginą, skaido mielės, kurios yra naudojamos
fermentacijos metu. Mustafa teigia, kad tai puikus būdas akrilamido maţinimui (Mustafa, 2008).
Akrilamido koncentracija yra stabili, duonos kepalus laikant ţemoje temperatūroje (iki 6 °C).
Akrilamido koncentracija reikšmingai sumaţėja kepinius laikant aukštesnėje temperatūroje (nuo
+20 iki +40 ° C), kai drėgmės kiekis yra didelis (Mustafa, 2008; Capuano et al., 2009; Mulla et al.,
2011).
18
1.3. Kvietinių miltų savybių pagerinimas modifikuotomis mielėmis
Mokslininkai atliko tyrimus ir nustatė, kad pramonėje naudojamos komercinės mielės (S.
cerevisiae) gali būti sėkmingai pakeičiamos kitomis net iki 50 %, o šis mielių pakeitimas įtakoja
didesnio tūrio kepinių gavimą (Ramachandra et al., 2009).
Deaktyvuotos/modifikuotos mielės yra naudojamos kvietinių kepinių pagerinimui.
Mokslininkai teigia, kad naudojant deaktyvuotas mieles, dėl įvairių junginių susidarymo, tešlos
lipnumas ir tąsumas yra sumaţinamas, nes šių mielių metabolitai geba suskaidyti glitimą, tačiau
kepiniai su šiuo priedu pasiţymi didesniu akytumu. Yra duomenų, kad kepant su
modifikuotomis/deaktyvuotomis mielėmis sudėtinga išlaikyti gaminių formą (Baiano, Terracone,
2011). Nustatyta, kad deaktyvuotų mielių priedas teigiamai veikia tešlos reologines savybes.
Tačiau, apie tokio deaktyvuotų mielių priedo išsamesnį poveikį kepinių kokybei duomenų nėra ir
reikalingi išsamūs tyrimai dėl kepinių kokybės ir įtakos ţmonių sveikatai (Ramachandra et al.,
2009; Carson, Dale, 2011).
1.3.1. Kitos kvietinių miltų pagerinimo galimybės
Šiuo metu daug dėmesio skiriama fermentacijai kietoje fazėje. Moksliniais tyrimais
įrodyta, kad dėl susidarančių biologiškai aktyvių fenolinių junginių, teigiamai veikiamos
kepinių juslinės savybės (Martins et al., 2011).
Taip pat, kvietinės duonos tūris ir trupumas yra reguliuojami naudojant emulsiklius.
Nustatyta, kad kvietinius miltus papildţius emulsikliais vandens absorbcija padidėja 5 %
(Gómez et al., 2012).
Kvietinių miltų kepiniams įtakos turi technologinio proceso laikas, bei temperatūrinis
reţimas. Nustatyta, kad terminis apdorojimas maţina glitimo tąsumą ir turi įtakos daliniam
krakmolo granulių kleisterizavimuisi. Neil teigia, kad tikslinga parinkti optimalų laiko ir
temperatūros reţimą, nes tokiu būdu galima gauti 12,5 % didesnio drėgnio gaminius, o
drėgnesnis minkštimas, tai galimybė gauti lėčiau ţiedėjančius gaminius (Neill et al., 2012).
Siekiant suardyti glitimą ir kitus, kviečiuose esančius baltymus, papildomai į kviečių
produktus dedami proteolitiniai fermentai. Tokiais tyrimais siekiama sukurti produktus, kurie
tiktų celiakija sergantiems ţmonėms (Stenman et al., 2009). Tačiau mokslininkai Whitehurst ir
Oort nustatė, kad per didelis proteolitinių fermentų aktyvumas gali neigiamai įtakoti duonos
kokybę dėl tešlos praskydimo (Whitehurst, Oort, 2009).
19
2. TYRIMO METODIKA IR ORGANIZAVIMAS
2.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas
Pirmame darbo etape buvo analizuota biokatalizatoriaus kiekio (Aspergillus niger
gliukoamilazės) ir gaminių dydţio (500 g ir 1000 g) įtaka akrilamido formavimuisi ruginės duonos,
pagamintos dvifaziu būdu, t.y., su PRB raugais (Pediococcus acidilactici (KTU057)), kepiniuose.
Antrame darbo etape buvo įvertinta kvietinių miltų (550 C tipo) technologinių savybių
pagerinimo galimybės modifikuotomis mielėmis (RS 190) ir šių miltų įtaka pusruginės duonos
kokybei.
Eksperimento schema pavaizduota 1 paveiksle (a ir b).
Pediococcus acidilactici (KTU057) raugų gamyba, ţaliavos apcukrinimui naudojant skirtingą
biokatalizatoriaus kiekį
↓
Pediococcus acidilactici (KTU057) raugų proteolitinių fermentų aktyvumo tyrimas, pH ir BTR
tyrimas
↓
Ruginių kepinių su Pediococcus acidilactici (KTU057) raugais ir skirtingu biokatalizatoriaus
kiekiu gamyba
↓
Kepinių kokybės ir saugos analizė
Kepi-
nių
tūrio
Kepi-
nių
savito-
jo tūrio
Akytu-
mo
Kepinių
svorio ir
masės
nuostolių
po
terminio
apdoroji-
mo
Minkšti-
mo
drėgnio
Minkštimo
reologinių
savybių kitimo
ţiedėjant
Bendro
titruojamojo
rūgštingumo
(BTR)
Akrilamido
kiekio
↓
Kokybės ir saugos rodiklių palyginamasis įvertinimas
a) 1 pav. Pirmojo darbo etapo schema
20
Kvietinių miltų su RS 190 modifikuotų mielių priedu struktūrinių fizikinių savybių nustatymas
farinografu
↓
Pusruginių kepinių su kvietiniais miltais su modifikuotų mielių priedu ir be jo gamyba
↓
Pusruginės duonos kepinių kokybės rodiklių tyrimas (tūrio, savitojo tūrio, masės, drėgnio, BTR,
minkštimo reologinių savybių kitimo gaminius laikant) ir palyginamasis pusruginių kepinių
kokybės rodiklių įvertinimas
b) 1 pav. Antrojo darbo etapo schema
2.1.1. Raugų gamybos technologija
Pirmojo etapo metu buvo paruošti plikiniai, ţaliavos apcukrinimui naudojant skirtingą kiekį
Aspergillus niger gliukoamilazės (0,03 ml ir 0,05 ml), plikiniai fermentuoti Pediococcus acidilactici
(KTU057) grynomis kultūromis. Raugų gamybai naudotos ţaliavos pateiktos 2 lentelėje.
2 lentelė. Raugų gamybai naudotos ţaliavos
Mėginiai Ţaliavos, naudotos gamybai
K L. delbruecki Kontrolė - pasijoti ruginiai rupiniai (1150 tipo) fermentuoti
L. delbruecki
P.a Kr Pasijoti ruginiai rupiniai (1150 tipo) fermentuoti Pediococcus
acidilactici (KTU057) ţaliavos apcukrinimui nenaudojant
gliukoamilazės
P.a 0,03r Pasijoti ruginiai rupiniai (1150 tipo) fermentuoti Pediococcus
acidilactici (KTU057), ţaliavos apcukrinimui naudojant 0,03 ml
gliukoamilazės
P.a 0,05r Pasijoti ruginiai rupiniai (1150 tipo) fermentuoti Pediococcus
acidilactici (KTU057), ţaliavos apcukrinimui naudojant 0,05 ml
gliukoamilazės
Plikiniai buvo paruošti pasijotus ruginius rupinius uţplikius (99 °C temperatūros ) vandeniu ir
atšaldţius mėginius iki kambario temperatūros į juos buvo pridėta 0,03 ir 0,05 ml Aspergillus niger
gliukoamilazės. Naudota Aspergillus niger gliukoamilazė „Spirizyme Plus FG“ (Novozymes,
Danija) 400 AV/g (aktyvumo vienetų grame, kurie nusako 1 μmol maltozės hidrolizę per minutę
specialiose sąlygose).
21
Pediococcus acidilactici (KTU057) grynos kultūros buvo gautos iš Kauno technologijos
universiteto, Maisto produktų technologijos katedros, Grūdai ir grūdų produktai grupės kolekcijos.
Jos buvo padaugintos 32°C temperatūroje MRS sultinyje ir panaudotos plikinių fermentavimui.
2.1.1.1. Raugų tyrimo metodai
Proteolitinių fermentų aktyvumo rauge tyrimo metodas. 5 g mėginio uţpilta reagentu F
(Folin Ceulceu). Reagento F paruošimui naudota: 0,01 M natrio acetato buferinis tirpalas ir 0,05 M
kalcio acetatas (pH=7,5). Tirpalai sumaišyti. Mėginys sumaišytas su reagentu F ir nufiltruotas pro
popierinį filtrą. Tyrimui naudotas gautas filtratas (I). Po to, į tuščius mėgintuvėlius įpilta po 5 ml
0,65 % kazeino tirpalo. Mėgintuvėliai su kazeinu išlaikyti 10 min. 37 ºC temperatūroje termostate ir
į inkubuotus termostate mėgintuvėlius įpilta po 1 ml filtrato (I) ir vėl inkubuota 37 ºC temperatūroje
termostate 10 min, įpilta po 5 ml trichloroacto rūgšties ir vėl inkubuota 37 ºC temperatūroje
termostate 30 min. Mėginiai išmaišyti ir nufiltruoti, gautas filtratas (II).
Po to, į mėgintuvėlius įpilta 1 ml F – C reagento (10 ml folino folio reagento, praskiesta 40 ml
distiliuoto vandens), 2 ml filtratas (II) ir 5 ml Na2CO3 ir inkubuota 10 min 37 ºC temperatūroje.
Proteolitinių fermentų aktyvumo nustatymui paruoštiems raugų mėginiams spektrofotometru
išmatuota absorbcija, kai bangos ilgis 660 nm. Proteolitinis fermentų aktyvumas paskaičiuotas
pagal formulę:
gPUmTE
DPA /,1000
10
4
kur: D – fermentinio tirpalo absorbcija;
4– ryšys tarp reakcijos mišinio ir fermento tirpalo pridėjus TCA (trichloroacto rūgšties);
TE – tirozino ekvivalentas, ml/µM;
m – fermento masė 1 ml tirpalo, mg;
1000 – koeficientas.
Absorbcija išmatuota spektrofotometru kiekvienam mėginiui 4 kartus, po to, paskaičiuotas
absorbcijos vidurkis.
Nubrėţta standartinė kreivė, kuriai naudoti standartinių mėginių tirpalai (3 lentelė).
3 lentelė. Reagentai ir jų kiekiai adsorbcijai matuoti
Reagentai Tuščias
mėginys
Standartas
1
Standartas
2
Standartas
3
Standartas
4
Reagentas G, ml 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04
H2O, ml 2,00 1,99 1,98 1,97 1,96
Reagentas E, ml 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00
Reagentas D, ml 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
22
pH tyrimo metodika. Raugams buvo nustatyta pH vertė pH-metru (PP-15, Sartorius AG,
Vokietija).
BTR tyrimo metodika. 10g tiriamojo mėginio sumaišyta su 100 ml distiliuoto vandens ir į
mišinį įlašinus 3-5 lašus fenolftaleino (1 % spiritinis tirpalas) nutitruota 0,1 N NaOH tirpalu, kol
išnyks rausvai roţinė spalva. Bendras titruojamasis rūgštingumas išreikštas Neimano laipsniais
(ºN).
BTR apskaičiuotas pagal formulę:
Xp = a×k
kur: Xp – mėginio titruojamasis rūgštingumas;
a – NaOH tirpalo kiekis sunaudotas mėginio titravimui;
k – NaOH tirpalo titro pataisos koeficientas (k = 1).
2.1.2. Ruginės duonos gamybos technologija
Ruginių kepinių receptūros pateiktos 4 lentelėje.
4 lentelė. Ruginių mėginių receptūros
Ţaliavos P.aK P.a 0,03 P.a 0,05
Vanduo Pagal paskaičiavimus
Druska 45
Mielės 50
Pasijoti ruginiai rupiniai 1150
tipo
1000
Biokatalizatoriaus kiekis (ml) 0 0,03 0,05
Raugas 200 P.aK – mėginys iš pasijotų ruginių rupinių (1150 tipo) fermentuotų Pediococcus acidilactici (KTU057)
ţaliavos apcukrinimui nenaudojant gliukoamilazės;
P.a 0,03 – mėginys iš pasijotų ruginių rupinių (1150 tipo) fermentuotų Pediococcus acidilactici (KTU057)
ţaliavos apcukrinimui naudojant 0,03 ml gliukoamilazės;
P.a 0,05 - mėginys iš pasijotų ruginių rupinių (1150 tipo) fermentuotų Pediococcus acidilactici (KTU057)
ţaliavos apcukrinimui naudojant 0,05 ml gliukoamilazės.
Pagrindiniai ruginės duonos gamybos technologiniai etapai buvo šie:
1. Iš receptūroje pateiktų komponentų buvo maišoma tešla lėtaeigėje maišymo mašinoje.
2. Po maišymo tešla palikta atsistovėjimui 20 minučių, kad atsistatytų reologinės savybės.
3. Suformuoti padiniai pusgaminiai.
4. Pusgaminių kildinimas (+35 °C temperatūroje, 60 minučių).
5. Pusgaminių kepimas (maţėjančių temperatūrų reţimu: 5 minutes 280 °C temperatūroje ir
30 minučių 240 °C temperatūroje).
23
Atvėsintiems iki kambario temperatūros kepiniams buvo atlikti kokybės rodiklių tyrimai.
Ruginių kepinių gamybai naudoti pasijoti ruginiai rupiniai 1150 tipo (gamintojas AB
„Malsena“, Panevėţys, Lietuva). 100 g pasijotų ruginių rupinių 1150 tipo maistinė ir energinė vertė
pateikta 5 lentelėje.
5 lentelė. Pasijotų ruginių rupinių 1150 maistinė ir energinė vertė 100 gramų produkto
Ruginiai pasijoti miltai 100 g produkto
Energinė vertė / Maistinė vertė 1218 kJ/ 287 kcal
Baltymai 10,7 g
Angliavandeniai 56,8 g
Riebalai 1,9 g
Naudotų ruginės duonos gamyboje pasijotų ruginių rupinių 1150 tipo (gamintojas AB
„Malsena“, Panevėţys, Lietuva) specifikacija pateikta 6 lentelėje.
6 lentelė. Pasijotų ruginių rupinių 1150 tipo specifikacija
Specifikacija Kiekis
Drėgnis, % 12,0–14,5
Pelenų kiekis, % 1,61–2,20
Kritimo skaičius, sek Ne trumpiau kaip 130
Taip pat, gamyboje buvo naudotos švieţios presuotos kepimo mielės „SEMA“ (gamintojas
LALLEMAND Sp. zo.o., Lublin, Lenkija). Iki eksperimento mielės laikytos 16 ºC temperatūroje.
Ruginių kepinių gamybai naudota valgomoji joduota garinta druska ekstra (gamintojas OAO
„Mozyrsol“, Baltarusija). Naudotos druskos sudėtis: NaCl – min 99,7 %; jodas 20-40 mg/kg (jodo
jonų kiekis ); lipnumą reguliuojanti medţiaga E 536 (kalio ferocianidas).
2.1.2.1. Ruginės duonos tyrimo metodai
Ruginiams kepiniams atlikti tyrimai pateikti 7 lentelėje.
7 lentelė. Ruginių kepinių tyrimo metodai
Rodikliai Metodo esmė Literatūros šaltinis
Kepinio drėgnis
5g kepinio minkštimo mėginys dţiovintas +105 °C
temperatūroje iki pastovios masės. Masės pokytis
apskaičiuotas, %.
LST 1492:1997
24
7 lentelės tęsinys. Ruginių kepinių tyrimo metodai
Rodikliai Metodo esmė Literatūros šaltinis
Kepinio tūris
Tiriamas mėginys išstumia savo tūrį atitinkantį sorų
kruopų kiekį, kuris išmatuojamas matavimo
cilindru, cm3.
Sventickaitė ir kt.,
2002
Kepinio
savitasis tūris
Kepinys pasveriamas elektroninėmis svarstyklėmis
0,1 g tikslumu. Specifinis tūris (Dens)
apskaičiuojamas pagal tūrio ir masės santykį,
cm3/g.
ICC No. 131:1995
Minkštimo
akytumas
Ţuravliovo prietaiso cilindru išpjaunami trys
minkštimo mėginiai ir pasveriami.
Apskaičiuojamas akytumas %.
LST 1442: 1996
Kepinių
minkštimo
tekstūros
tyrimas
Stivens – LFRA tekstūrografu įvertinama duonos (4
mm storio riekių) mėginį deformuojanti jėga (F) po
16; 40; 64 val.
Svetickaitė ir kt.,
2001
BTR tyrimo
metodika
10 g tiriamojo mėginio sumaišyta su 100 ml
distiliuoto vandens ir į mišinį įlašinus 3-5 lašus
fenolftaleino (1 % spiritinis tirpalas) nutitruota 0,1
N NaOH tirpalu kol išnyks rausvai roţinė spalva.
Titruojamasis rūgštingumas išreikštas Neimano
laipsniais (ºN) irapskaičiuojamas pagal formulę:
Xp = 2*a*k kur: Xp – BTR; a – NaOH tirpalo
kiekis sunaudotas mėginio titravimui, k – NaOH
tirpalo titro pataisos koeficientas (k = 1).
LST ISO
11869:2003
Akrilamido ruginiuose kepiniuose nustatymo metodika
2 g tiriamojo mėginio patalpinta į 50 ml centrifugavimo kolbą. Įpilta 100 ng/g vidinio
standarto (vidinio standarto paruošimas: 200 µl d3 – akrilamido ištirpinta 10 ml acetonitrilo, gauta
10 ng/µl koncentracijos d3 – akrilamido vidinio standarto tirpalas), viskas sumaišyta „Vortex“
purtykle. Po to, į kolbą įpilta 10 ml vandens ir 10 ml acetonitrilo bei QuEChERS ekstrahavimo
druskos (paruošimas: 4,0 g MgSO4 anhidrido ir 0,05 g NaCl). Mišinys stipriai išmaišytas
maišyklėje 1 min, po to, centrifuguotas 4000 aps/min greičiu 5 minutes. Po centrifugavimo
susidaręs heksano sluoksnis nupiltas. Iš kolbos paimatas 1 ml acetonitrilo ekstrakto ir įpiltas į
mėgintuvėlį, kuriame jau buvo pasverta 50 mg PSA ir 150 mg MgSO4 anhidrido. Mėgintuvėlio
turinys išmaišytas maišykle 30 s ir išpilstytas į buteliukus po 10 µL LC-MS/MS analizei.
Akrilamido kiekybinis tyrimas atliktas efektyviosios skysčių chromatografijos ir dvigubosios
masių spektrometrijos (LC-MS/MS) metodu. Tyrimui naudota įranga: Detektorius: Micromass
Premier XE sujungtas su Waters 2695 Alliance. Analizei naudota kolonėlė Phenomenex Luna 3u
HILIC (150 2,00 mm). Naudota mobili fazė: 6 % parūgštintas metanolio acetonitrilas (0,1 % acto
rūgštis). Eliuento tekėjimo greitis 0,25 ml/min. Mėginio įleidimo į kolonėlę tūris 10 μl. Reakcijos
reţimas (MRM), fragmentacija vykdyta m/z: 72 > 55 akrilamidui ir m/z: 78 > 58 akrilamidui d3.
25
Akrilamidas kiekybiškai įvertintas naudojant standartinio tirpalo ir linijinės kalibravimo
kreivės metodą. Mėginio chromatogramos pavyzdys pateiktas 1 priede.
2.1.3. 550 C tipo kvietinių miltų farinografinio tyrimo metodika
Naudoti reagentai: distiliuotas vanduo, ne maţesnio kaip 3–čiojo grynumo laipsnio pagal LST
EN ISO 3696 Analizės vanduo. Tyrimas atliktas pagal LST 1696:2001 (ICC 115/1:1992). Tyrimui
naudota įranga: Brabender farinografas (Brabender OHG, Vokietija).
Mėginių paruošimas: 0,1 g tikslumu atsverta 300 g miltų, kurių drėgnis 14 ir supilta į
maišyklę. Maišyta 1 min, po to, per 22 s supiltas vanduo iš biuretės. Homogenizuojamos tešlos
konsistencija turi atitikti 500 ±20 FV.
Tešlos struktūrinės mechaninės savybės įvertintos pagal farinogramos rodiklius (8 lentelė).
8 lentelė. Farinogramos rodikliai
Rodiklis Aprašymas
Vandens absorbcija Kai absorbcija didesnė kaip 56 % (didelė), tešla formuojasi
lėtai, didelė tešlos išeiga. Kai absorbcija maţesnė kaip 52 %
(maţa), tešla formuojasi greičiau, maţa tešlos išeiga.
Tešlos susidarymo trukmė, min 2–4 min
Tešlos stabilumas, min Ne maţiau kaip 3,5 ir ne daugiau kaip 10
Praskydimo laipsnis, FV Optimalus – 80,
Atsparumas (tešlos stabilumo ir
susidarymo laiko suma)
Daugiau kaip 3,5 (didelis), reikia intensyviai minkyti
Maţiau kaip 1,5 (maţas), glitimo kokybė prasta
2.1.4. Pusruginių kepinių su kvietiniais 550 C tipo miltais ir modifikuotų mielių priedu
gamybos technologija
Pusruginių kepinių gamybai naudoti kvietiniai miltai (550 C tipo) ir pasijoti ruginiai rupiniai
1150 tipo. Kvietinių miltų (550 C tipo) maistinė vertė ir specifikacija pateikta 9 ir 10 lentelėse.
Taip pat, naudoti kvietiniai miltai 550 C tipo su modifikuotų mielių priedų, gauti iš UAB „Kauno
grūdai“ (Kaunas, Lietuva).
9 lentelė. 100 g kvietinių miltų (550 C tipo) energinė ir maistinė vertė
100 g produkto maistinė vertė
Energinė vertė 1406 kJ/ 331 kcal
Baltymai 10,3 g
Angliavandeniai 70,0 g
Riebalai 1,1 g
26
10 lentelė. Kvietinių miltų (550 C tipo) specifikacija
Specifikacija Kiekis
Glitimas, % 22–32
Drėgnis, % 14–15
Pelenų kiekis, % 0,51–0,63
Baltymų kiekis, % 10,5–14,0
Kritimo skaičius, sek 280–320
Vandens sugėrimas, % 58,0–59,5
Stabilumas, min Ne maţiau kaip 3
Pusruginių kepinių receptūros pateiktos 11 lentelėje.
11 lentelė. Pusruginės duonos receptūros
Ţaliavos pavadinimas
Kiekis g Kiekis g
KK K PRK PR
Pasijoti ruginiai rupiniai 1150 tipo - - 250 250
Kvietiniai miltai (550 C tipo) 500 - 250 -
Kvietiniai miltai 550 C su RS 190
modifikuotų mielių priedu - 500 - 250
Mielės 15
Druska 20
Vanduo Pagal paskaičiavimus KK – kontrolinė duona iš kvietinių 550 C tipo miltų be priedo;
K - kvietinių miltų 550 C tipo duona su modifikuotų mielių priedu;
PRK – pusruginė kontrolinė duona be priedo;
PR su priedu - pusruginė kontrolinė duona su modifikuotų mielių priedu.
Pusruginių kepinių gamybos technologiniai etapai:
1. Tešla maišoma 5 min greitai. Vanduo pilamas 22 ºC temperatūros. Tešlos temperatūra 29 °C.
Ši operacija buvo atlikta maišykle „DIOSNA“(Vokietija).
2. Tešlos atsigulėjimas 20 min. Formavimas 500 g padiniais kepalais.
3. Kildinimas 45 min 35 ºC temperatūroje, esant 85 % santykiniam drėgniui.
4. Kepimas 240 ºC temperatūroje 30 min.
Kepimas ir kildinimas buvo vykdytas kepimo krosnyje su kildinimo kamera „Sveba Oahlen
Fristad Sweden“ (Švedija).
27
2.1.5. Pusruginių kepinių tyrimo metodai
Pusruginiams kepiniams nustatyti pagrindiniai kokybės rodikliai: kepinio svoris, minkštimo
drėgnis, kepinio tūris, kepinio savitasis tūris, minkštimo akytumas, BTR, mechaniniu tekstūros
analizatoriumi įvertintas kepinių reologinių savybių kitimas po 16 val., 40 val. ir 64 valandų.
Tyrimų metodų aprašymai pateikti skyriuje 2.1.2.1. Ruginių kepinių tyrimo metodai, 7
lentelėje.
2.2. Matematinė statistinė duomenų analizė
Ruginių, pusruginių ir kvietinių kepinių gamyba kartota 2 kartus, lygiagrečiai tiriant po 3
mėginius. PRB proteolitinių fermentų aktyvumo tyrimas kartotas 2 kartus, ruošiant du paralelinius
mėginius, kiekvienam absorbciją matuojant 4 kartus. Kvietinių miltų tešlos struktūrinių mechaninių
savybių tyrimas kartotas 2 kartus. Akrilamido kiekybinei analizei buvo ruošti 3 paraleliniai
mėginiai, tyrimas kartotas 2 kartus. Matematinė statistinė duomenų analizė atlikta naudojant MS
Exel programinį paketą ir statistinį Prism 3.0 programinį paketą.
Rezultatams buvo paskaičiuotos vidutinės reikšmės, variacijos koeficientas, standartinis
nuokrypis, skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas P ir standartinė paklaida (P patikimas, kai
P≤0,05).
28
3. REZULTATAI
3.1. Raugų ir biokatalizatorių įtaka ruginių kepinių kokybei ir saugai
3.1.1. Raugų pH, bendras titruojamasis rūgštingumas ir pienarūgščių bakterijų
proteolitinių fermentų aktyvumas rauguose
Raugų pH, BTR ir esančių rauguose proteolitinių fermentų aktyvumas pateiktas 2 paveiksle (2
priedas).
Nustatyta, kad raugų mėginiuose pH kito nuo 3,35 iki 4,32, atitinkamai, mėginiuose,
fermentuotuose L. delbruecki ir P. acidilactici, nenaudojant fermentinio preparato. Tarp mėginių
pH nustatytas reikšmingas skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas (P = 0,0003). Pagal gautus
tyrimo rezultatus galime teigti, kad L. delbruecki intensyviau maţina substrato pH nei P.
acidilactici, tačiau procesą galima efektyvinti plikinio apcukrinimui naudojant gliukoamilazę. Su
šiuo biokatalizatoriumi, naudojant jo skirtingą kiekį (0,003 ir 0,005 ml), gautų raugo mėginių pH
buvo maţesnis, atitinkamai, 0,33 ir 0,31.
BTR rauguose kito nuo 8,3 iki 12,8 °N, atitinkamai, mėginiuose P.a 0,05ml ir P.a 0,03ml.
Tarp pH ir BTR mėginiuose koreliacijos nenustatyta (R=0,02676; P = 0,8364).
0
2
4
6
8
10
12
14
K L.
delbruecki
P a P a 0,03 ml P a 0,05 ml
N°
0
50
100
150
200
250 AV
pH
BTR, °N
Proteolitinių fermentų
aktyvumas, AV
2 pav. Raugų pH, BTR ir PRB, esančių rauguose, proteolitinių fermentų aktyvumas (Pastaba: K
L. delbruecki - Pasijoti ruginiai rupiniai (1150 tipo) fermentuoti L. delbruecki; P.a - Pasijoti ruginiai rupiniai (1150 tipo)
fermentuoti Pediococcus acidilactici (KTU057) ţaliavos apcukrinimui nenaudojant gliukoamilazės; P.a 0,03ml -
Pasijoti ruginiai rupiniai (1150 tipo) su Pediococcus acidilactici (KTU057), ţaliavos apcukrinimui naudojant 0,03 ml
gliukoamilazės; P.a 0,05ml - Pasijoti ruginiai rupiniai (1150 tipo) su Pediococcus acidilactici (KTU057), ţaliavos
apcukrinimui naudojant 0,05 ml gliukoamilazės)
29
Didţiausias proteolitinių fermentų aktyvumas nustatytas mėginiuose, fermentuotuose L.
delbruecki (189,01 AV). Mėginiuose, fermentuotuose P. acidilactici nustatytas 7 kartus maţesnis
proteolitinių fermentų aktyvumas. Mėginiuose, kurių apcukrinimui buvo naudojami fermentiniai
preparatai, fermentinis aktyvumas nustatytas didesnis: P.a 0,03 ml – 74,62 AV, P.a 0,05 ml –
113,24 AV. Tarp pH ir proteolitinių fermentų aktyvumo nustatyta stipri, tačiau nepatikima
koreliacija (R=0,8393; P = 0,0839), o tarp mėginių BTR ir proteolitinių fermentų aktyvumo
koreliacija nenustatyta (R=0,1648; P = 0,5941).
Proteolitinis aktyvumas svarbus akrilamido susidarymui. Tai įtakoja fermentacijos metu iš
pienarūgščių bakterijų išskirti laisvieji junginiai. Mokslinikas Banu nustatė, kad fermentacijos
temperatūra turi įtakos galutiniam rūgštingumui. Banu tyrimo metu nustatytė didesnį rūgštingumą,
esant aukštesnei kaip 40 °C temperatūrai (Banu, Aprodu, 2012; Banu et al., 2011). Esant per
dideliam proteolitiniam aktyvui galimi neigiami tešlos kokybinių rodiklių nukrypimai, vienas iš jų
─ tešlos praskydimas (Whitehurst, Oort., 2009).
Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad L. delbruecki intensyviau produkuoja
metabolitus, rūgštinančius aplinką nei P. acidilactici, tačiau, ţaliavos apcukrinimui naudojant
gliukoamilolitinius fermentus, fermentacijos procesą galima suintensyvinti. Tokios pačios
tendencijos nustatytos ir proteolitinių fermentų aktyvumo.
3.1.2. Raugų ir biokatalizatorių, naudojamų plikinio apcukrinimo efektyvumui, įtaka kepinių
kokybei
Kepinių minkštimo drėgnis ir svoris po terminio apdorojimo pateikti 3 paveiksle.
0
10
20
30
40
50
60
K L. delbruecki P a P a 0,03 ml P a 0,05 ml
%
0,815
0,82
0,825
0,83
0,835
0,84
0,845
0,85 kg
Minkštimo drėgnis, %
Svoris, kg
3 pav. Ruginių kepinių minkštimo drėgnis ir svoris (Pastaba: K – kontrolinis mėginys su L delbruecki;
Pa – Pediococcus acidilactici mėginys; Pa 0,03 ml – mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,03 ml fermento; Pa
0,05 ml – mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,05 ml fermento)
30
Mėginių minkštimo drėgnis kito nuo 38,02 iki 54,46 %, atitinkamai, mėginių Pa 0,05 ml ir Pa
0,03 ml. Kepinių svoris kito nuo 829,3 iki 846,2 g (4 pav.).
Didţiausi masės nuostoliai (7,9 %) po terminio apdorojimo gauti mėginių Pa 0,05 ml.
Maţiausi masės nuostoliai (6 %) gauti mėginių, fermentuotų L delbruecki.
Pagal gautus tyrimo rezultatus, gaminių nukepimas neviršijo 10 % ir tokia gamyba būtų
efektyvi, nes gaunami nedideli masės nuostoliai.
Kepinių savitasis tūris ir BTR rezultatai pateikti 4 paveiksle (3 priedas).
Nustatyta, kad kepinių savitasis tūris kito nuo 2,42 iki 2,5 ml/g, atitinkamai, mėginių,
fermentuotų Pediococcus acidilactici ir fermentuotų Pediococcus acidilactici su 0,03 ml mėginių
fermentuotų Pediococcus acidilactici su 0,05 ml gliukoamilazės, naudotos ţaliavos apcukrinimui
prieš fermentaciją.
Didţiausias kepinių BTR nustatytas kontrolinio mėginio (3,8 N°), maţiausias ─ mėginių,
fermentuotų Pediococcus acidilactici (2,6 N°).
Pagal gautus rezultatus galima teigti, kad 0,03 ml gliukoamilazės panaudojimas nėra efektyvi
priemonė kepinių savitajam tūriui padidinti, tačiau kepiniai, kurių raugų gamybai buvo naudota
0,05 ml gliukoamilazės gauti didţiausio savitojo tūrio (2,5 ml/g).
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
K L. delbruecki P a P a 0,03 ml P a 0,05 ml
N°; ml/g Savitasis tūris ml/g
BTR, °N
4 pav. Ruginių kepinių savitasis tūris ir BTR (Pastaba: K – kontrolinis mėginys su L delbruecki; Pa –
Pediococcus acidilactici mėginys; Pa 0,03 ml – mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,03 ml fermento; Pa 0,05 ml
– mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,05 ml fermento)
Didţiausias akytumas nustatytas kepinių, kurių fermentacijai naudotas L. delbruecki raugas
(58,44 %) (5 pav.; 4 ir 5 priedai). Paklaidų ribose nuo jų skyrėsi kepiniai, kurių raugo gamybai buvo
naudotos Pediococcus acidilactici, o ţaliavos apcukrinimui 0,05 ml fermento (58,16 %).
Atvirkštinės tendencijos nustatytos 0,03 ml gliukoamilazės priedo panaudojimo, jo poveikis
31
akytumui nustatytas neigiamas, gautų mėginių akytumas maţesnis nei mėginių be gliukoamilazės
(maţesnis 2,7 %).
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
%
K L. delbruecki P a P a 0,03 ml P a 0,05 ml
Akytumas, %
5 pav. Ruginių kepinių akytumas (Pastaba: K – kontrolinis mėginys su L delbruecki; Pa – Pediococcus
acidilactici mėginys; Pa 0,03 ml – mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,03 ml fermento; Pa 0,05 ml – mėginys
su Pediococcus acidilactici ir su 0,05 ml fermento)
Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad gliukoamilazės panaudojimas ţaliavos
apcukrinimui prieš fermentaciją turi teigiamos įtakos kepinių kokybės rodikliams, tačiau turi būti
parenkamas optimalus fermento kiekis.
Raugo antioksidacinis aktyvumas priklauso nuo fermentacijos. Fermentacija PRB yra
priemonė, kuria siekiama padidinti bioaktyvių junginių, turinčių antioksidacinį veikimą duonos
kepiniuose kiekį (Banu et al., 2011). Fermento veiksmingumas priklauso nuo parenkamo kiekio
(Ciesarova et al., 2009).
3.1.3. Kepinių reologinių savybių kitimo ţiedėjant rezultatai
Po 16 valandų išlaikymo kambario temperatūroje tvirčiausios tekstūros nustatyti kepiniai Pa
0,03 ml (200 TAV), minkščiausi kepiniai fermentuoti P. acidilactici be gliukoamilazes (135 TAV)
(6 pav.; 6 priedas). Po 40 valandų ţiedėjimo tendencijos nustatytos priešingos, t.y., kiečiausi
mėginiai nustatyti fermentuoti P. acidilactici be gliukoamilazes (230 TAV), minkščiausi su 0,05 ml
gliukoamilazės (193 TAV). Po 64 valandų išlaikymo nustatytos tos pačios ţiedėjimo tendencijos
kaip ir po 40 valandų, t.y., kiečiausi mėginiai fermentuoti P. acidilactici be gliukoamilazės (313,5
TAV), minkščiausi su 0,05 ml gliukoamilazės (237 TAV). Po 112 valandų laikymo ţiedėjimo
tendencijos pasikeitė, kiečiausi kepiniai gauti fermentuoti P. acidilactici ir 0,03 ml gliukoamilazės
32
(382,5 TAV), minkščiausi kontroliniai kepiniai, kurių fermentacijai naudotas L. delbruecki raugas
(316,5 TAV).
Įvertinus kepinių tekstūros pokytį kartais, nustatyta, kad labiausiai pakito mėginio, kurio
fermentacijai buvo naudotas P. acidilactici raugas struktūra (2,83 karto). Maţiausiai pakito
kontrolinio mėginio struktūra (1,86 karto). Mėginių su gliukoamilazės fermentu apcukrinta
fermentuota ţaliava tekstūra pakito – su 0,03 ml – 2,15, o su 0,05 ml – 2,54 karto.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Po 16 val. Po 40 val. Po 64 val. Po 112 val.
TAV
K L. delbruecki
P a
P a 0,03 ml
P a 0,05 ml
6 pav. Kepinių reologinių savybių kitimas ţiedėjant (Pastaba: K – kontrolinis mėginys su L delbruecki; Pa
– Pediococcus acidilactici mėginys; Pa 0,03 ml – mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,03 ml fermento; Pa 0,05
ml – mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,05 ml fermento)
Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad lyginant P. acidilactici fermentuotus
mėginius, gliukoamilazės panaudojimas plikinio apcukrinimui turėjo teigiamos įtakos kepinių
tekstūros pokyčiams, t.y., jie ţiedėjo lėčiau ir šiuo atveju veiksmingesnis buvo 0,03 ml
gliukoamilazės priedas.
3.1.4. Pienarūgštės fermentacijos įtaka akrilamido formavimuisi kepiniuose
Akrilamido kiekis 1000 ir 500 g kepiniuose pateiktas 7 paveiksle (7 ir 8 priedai).
Didesnis akrilamido kiekis nustatytas maţesniuose kepiniuose, lyginant su didesniais.
Maţuose kepiniuose akrilamido nustatyta vidutiniškai 61,55 µ/kg, didesniuose kepiniuose
vidutiniškai 40,48 µ/kg. Lyginant tarpusavyje didesnės ir maţesnės masės mėginius, nustatyta
pienarūgštės fermentacijos įtaka akrilamido kiekiui kepiniuose, t.y., kepiniuose su raugais susidarė
maţesnis šio kancerogeno kiekis.
Fermentacijai naudojamos PRB geba skaidyti cukrus, ko pasekoje maţėja pH, o pH koreliuoja
su akrilamido kiekiu galutiniame produkte. Mokslininkas Pedreschi nustatė, kad kuo maţesnis
33
tešlos pH, tuo maţesnis akrilamido kiekis susidaro. Tokiu būdu galima sumaţinti akrilamido kiekį
galutiniame produkte 48-71 % (Mustafa et al., 2009; Pedreschi et al., 2011; Fiedman, Levin, 2008;
Claus et al., 2008).
0
20
40
60
80
100
120
K Pa Pa 0,3 ml Pa 0,5 ml
µg/kg Akrilamido kiekis 1000 g
duonos mėginiuose, µg/kg
Akrilamido kiekis 500 g duonos
mėginiuose, µg/kg
7 pav. Akrilamido kiekis 1000 ir 500 g kepiniuose (Pastaba: K – kontrolinis mėginys be raugo; Pa –
Pediococcus acidilactici mėginys; Pa 0,03 ml – mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,03 ml fermento; Pa 0,05 ml
– mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,05 ml fermento)
Maţesnis akrilamido kiekis nustatytas kepiniuose, pagamintuose su raugais, kurių
apcukrinimui buvo naudotas 0,05 ml gliukoamilazės, atitinkamai didesniuose – 20,09 µ/kg,
maţesniuose – 42,35 µ/kg.
Nustatyta, kad akrilamido kiekis kepiniuose silpnai ir nepatikimai koreliavo su kepinių BTR
(R = 0,4943; P = 0,2970) ir raugo pH (R = 0,3168; P = 0,4371). Taip pat, nustatyta vidutinė, tačiau
nepatikima akrilamido kiekio kepiniuose koreliacija su proteolitinių fermentų aktyvumu rauguose
(R = 0,6226; P = 0,2110). Su raugų BTR ir akrilamido kiekiu koreliacija nenustatyta (R = 0,07716;
P = 0,7222).
Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad duonos gamyba su raugais, t.y., taikant
dvifazį gamybos būdą, yra saugesnė akrilamido formavimosi kepiniuose aspektu.
3.2. Kvietinių miltų su modifikuotų mielių priedu struktūrinės mechaninės savybės ir jų įtaka
pusruginių kepinių kokybei
Šiame darbo etape buvo įvertinta modifikuotų mielių priedo įtaka 550 C tipo kvietinių miltų
struktūrinėms mechaninėms savybėms ir pusruginių kepinių kokybei.
34
3.2.1. Kvietinių miltų 550 C tipo struktūrinės mechaninės savybės
Tešlos, pagamintos iš 550 C tipo kvietinių miltų, fizikinės savybės pateiktos 12 lentelėje.
Nustatyta, kad vandens įgėrimas (kai miltų drėgnis 14 %) 60,9 %. Tešlos susidarymo laikas
2,5 minutės, stabilumas – 3,2 minutės, o praskydimo laipsnis po 12 minučių 83.
12 lentelė. Tešlos fizikinių savybių parametrai, išmatuoti „Brabender“ farinografu
Mėginys
Vandens
įgėrimas
pagal
500 FV,
%
Vandens
įgėrimas
imant 14 %
miltų
drėgnį
Tešlos
susida-
rymo
laikas,
min
Stabi-
lumas
Prasky-
dimo
laipsnis po
10 min
Praskydimo
laipsnis po
12 min
(pagal ICC)
Kvietiniai miltai
550 C tipo
60,3 60,9 2,5 3,2 70 83
Tešlos fizikinių savybių parametrai, išmatuoti ekstensiografu pateikti 13 lentelėje.
Nustatyta, kad tešlos elastingumas iš 550 C tipo miltų didţiausias, tešlą išlaikius 90 minučių
(193 mm). Daugiausiai energijos tešlos deformacijai reikia, kai tešla fermentuota 90 minučių (166
mm).
13 lentelė. Tešlos fizikinių savybių parametrai, išmatuoti ekstensiografu
Mėginys Po 45 min Po 90 min Po 135 min
Kvietiniai
miltai 550
C tipo
Ener
gij
a
Ela
stin
gu
mas
BU
Ela
stin
gu
mas
, m
m
Ener
gij
a
Ela
stin
gu
mas
BU
Ela
stin
gu
mas
, m
m
Ener
gij
a
Ela
stin
gu
mas
BU
Ela
stin
gu
mas
, m
m
134 322 187 166 322 193 143 423 188
Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad kvietiniai miltai 550 C tipo yra tinkami
mielinių kepinių gamybai.
3.2.2. Pusruginių kepinių su kvietiniais miltais, praturtintais modifikuotų mielių priedu,
kokybės rodikliai
Pusruginių kepinių, pagamintų iš 550 C tipo kvietinių miltų ir 550 C tipo kvietinių miltų,
pagerintais modifikuotų mielių priedu, kokybės rodikliai pateikti 14 lentelėje (9 priedas).
Nustatyta, kad modifikuotų mielių priedas turi teigiamai įtakos kvietinių kepinių tūriui,
svoriui po terminio apdorojimo, akytumui ir savitaįam tūriui. Pastarieji gauti didesni, atitinkamai,
580 ml; 10,2 g; 7,49 % ir 1,3 ml/g. Taip pat, nustatyta, kad kvietiniai kepiniai su modifikuotų mielių
35
priedu didino mėginių drėgnį ir bendrą titruojamąjį rūgštingumą (jie nustatyti, atitinkamai, 37 % ir
1,4°N).
Atlikus pusruginių kepinių gamybą vienfaziu būdu, nustatyta, kad reikšmingos modifikuotų
mielių įtakos šių gaminių kokybei nėra. Pusruginių kepinių tūris su modifikuotų mielių priedu
nustatytas maţesnis nei kepinių be priedo 20 ml. Taip pat, kepinių su priedu po terminio
apdorojimo nustatyti didesni masės nuostoliai (8,6 g maţiau). Tačiau akytumas kepinių su priedu
nustatytas didesnis 2,83 %, nei kepinių be priedo. Savitasis tūris ir bendras titruojamasis
rūgštingumas kepinių, su modifikuotų mielių priedu ir be jo, nustatytas vienodas, atitinkamai, 2,2
ml/g ir 1,6 °N. Kepiniai su modifikuotų mielių priedu gauti didesnio drėgnio 4,9 %, nei kepiniai be
priedo.
14 lentelė. Pusruginių kepinių kokybės rodikliai: tūris, svoris, akytumas, minkštimo drėgnis,
BTR
Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad modifikuotų mielių priedas yra tinkama
priemonė kvietinių kepinių kokybei pagerinti, tačiau kvietinius miltus 550 C tipo su modifikuotų
mielių priedu panaudojus pusruginių kepinių gamybai galima pagerinti kepinių akytumą ir padidinti
drėgnį, tačiau, kitos savybės nepakinta, arba gaunamos net prastesnės.
Nors komercinės mielės S. cerevisiae seniai naudojamos ir yra priimtinos duonos ir kitų
kepinių gamyboje, vis ieškoma naujų perspektyvų, gerinančių kepinių kokybę ir saugą
(Ramachandra et al., 2009). S. cerevisiae mieles pakeitus kitomis, pavyzdţiui, deaktyvuotomis
Duonos
mėginiai
Tūris,
ml Svoris, g
Akytumas,
%
Savitasis
tūris, ml/g
Minkštimo
drėgnis, % BTR, °N
KK 740+/-3 435,1+/-8,1 51,37+/1,01 1,7+/-0,2 34,32+/-0,24 1+/-0,21
K su priedu 1320+/-4 445,3+/-4,8 58,86+/0,91 3,0+/-0,3 37,00+/-0,31 1,4+/0,07
PRK 1830+/-2 835+/-5,9 46,14+/-0,52 2,2+/-0,6 42,45+/-0,40 1,6+/0,14
PR su priedu 1810+/-5 826,4+/-6,4 48,97+/0,73 2,2+/-0,4 47,35+/-0,37 1,6+/0,11
Stulpelio statistika
Vidutinė vertė 1425 635,5 51,34 2,275 40,28 1,400
Standartinis
nuokrypis 514,0 225,5 5,453 0,5377 5,802 0,2828
Standartinė
paklaida 257,0 112,8 2,727 0,2689 2,901 0,1414
P 0,0116 0,0111 0,0003 0,0035 0,0008 0,0022
Variacijos
koeficientas,
% 36,07 35,49 10,62 23,64 14,40 20,20
Pastaba: P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05;
KK – kontrolinė duona iš kvietinių 550 C tipo miltų be priedo;
K su priedu - kvietinių miltų 550C tipo duona su modifikuotų mielių priedu;
PRK – pusruginė kontrolinė duona be priedo;
PR su priedu - pusruginė kontrolinė duona su modifikuotų mielių priedu.
36
galimas kepinių formos suprastėjimas. Tačiau, nustatyti teigiami tešlos reologinių savybių pakitimai
(sumaţinamas lipnumas ir tąsumas) (Baiano, Terracone, 2011), ţenklus kepinių akytumo
padidėjimas (Ramachandra et al., 2009; Carson, Dale, 2011; Claus et al., 2008). Tačiau apie
modifikuotų mielių priedą RS 190 išsamesnių publikuotų tyrimų nėra. Tokie tyrimai svarbūs ir
aktualūs ne tik dėl gaminių kokybės, bet ir dėl saugos aspektų.
3.2.3. Pusruginių kepinių reologinių savybių kitimo laikant rezultatai
Pusruginių kepinių reologinių savybių kitimas laikant 16; 40; 64 ir 112 valandų pateiktas 8
paveiksle (10 priedas). Po 16 valandų laikymo, lyginant kvietinius kepinius nustatyta, kad su
modifikuotų mielių priedu kepiniai gaunami minkštesnės tekstūros (115 TAV), nei be priedo (186
TAV). Pusruginių kepinių minkštimo reologinės savybės skyrėsi paklaidų ribose (su priedu – 295
TAV; be priedo – 292 TAV). Po 40 valandų laikymo kambario temperatūroje išryškėjo modifikuotų
mielių priedo įtaka kepinių ţiedėjimui – su priedu kvietinių ir pusruginių kepinių minkštimas
nustatytas minkštesnis, t.y., kepiniai ţiedėjo lėčiau. Po 64 valandų laikymo kvietinių kepinių
ţiedėjimo tendencijos išliko tos pačios (su priedu kepiniai ţiedėjo lėčiau), o pusruginių kepinių
minkštimo kietumas skyrėsi paklaidų ribose (+/- 3 TAV). Po 112 valandų išlaikymo kambario
temperatūroje su priedu kepiniai (tiek kvietiniai, tiek pusruginiai) nustatyti kietesni, atitinkamai, 93
ir 113 TAV.
0
100
200
300
400
500
600
700
Po 16 val. Po 40 val. Po 64 val. Po 112 val.
TAV
KK
K su priedu
PRK
PR su priedu
8 pav. Kepinių reologinių savybių kitimas laikant (Pastaba: KK – kontrolinė duona iš kvietinių 550 C tipo
miltų be priedo; K su priedu - kvietinių miltų 550C tipo duona su modifikuotų mielių priedu; PRK – pusruginė
kontrolinė duona be priedo; PR su priedu - pusruginė kontrolinė duona su modifikuotų mielių priedu)
Nustatyta, kad tarp kepinių drėgnio ir tekstūros pokyčio kartais bei tarp kepinių bendro
titruojamojo rūgštingumo ir tekstūros pokyčio kartais koreliacijos nėra (atitinkamai, R = 0,1864; P
37
= 0,5683 ir R = 0,09520; P = 0,6914). Nustatyta stipri ir patikima koreliacija tarp kepinių akytumo
ir minkštimo tekstūros pokyčio kartais (R = 0,9428; P = 0,0290). Mokslininkai teigia, kad
drėgnesni gaminiai ţiedėja lėčiau (Neill et al., 2012). Duona lėčiau ţiedėja ir tada, kai fermentacija
vykdoma PRB arba naudojami fermentuoti priedai (Juodeikienė et al., 2011). Naudojant PRB ar
fermentuotus priedus stiprėja kepinių juslinės savybės. Duonos ţiedėjimas susijęs su fermentų
aktyvumu, kurie neleidţia vandenilinėms jungtims susidaryti ir prailgina tinkamumo vartoti
terminą (Kim et al., 2006). Apie modifikuotų/deaktyvuotų mielių priedą RS 190 ir jo įtaką duonos
ţiedėjimui publikuotų duomenų nėra.
Pagal gautus tyrimo rezultatus galima teigti, kad modifikuotų mielių priedo panaudojimas
kvietinių miltų praturtinimui, o pastarųjų panaudojimas kvietinių ir pusruginių kepinių gamybai,
nėra efektyvi priemonė kepinių ţiedėjimui lėtinti, nes kepinių su priedu struktūra po 112 valandų
laikymo pakito, atitinkamai, kvietinių – 2,44, o pusruginių – 1,97 karto.
38
4. REZULTATŲ APTARIMAS
Daugelis mokslininkų nagrinėja PRB įtaką kepinių kokybės rodikliams (Akbar et al., 2012;
Yurdugul et. al., 2012) ir teigia, kad PRB turi teigiamos įtakos duonos kokybės rodikliams
(Lineback et al., 2011; Juodeikienė et al., 2011; Vrancken et al., 2011). Mes atlikome eksperimentą
ir įvertinome ruginių raugų, pagamintų, fermentuojant L. delbruecki ir P. acidilactici, kurių plikinio
apcukrinimo intensyvinimui buvo naudoti gliukoamilolitiniai fermentai, gamybos efektyvumą, ir
nustatėme raugų pH (L. delbruecki raugo pH = 3,35, o P. acidilactici raugo pH = 4,32), BTR (P.a
0,05ml ir P.a 0,03ml mėginiuose atitinkamai 8,3 iki 12,8 °N) ir išskirtų PRB proteolitinių fermentų
aktyvumą (be fermentų – 26,81 AV; su 0,03 ml – 74,62 AV; su 0,05 ml – 113,24 AV).
Ţaliavos apcukrinimui panaudojus gliukoamilolitinius fermentus ir plikinį fermentuojant P.
acidilactici gaunami geresni kepinių kokybės rodikliai, o optimalus fermento kiekis plikiniui
apcukrinti - 0,05 ml. Mūsų gautus tyrimo rezultatas patvirtina ir mokslininkė Bašinskienė, kuri
teigia, kad fermentų panaudojimas duonos pramonėje populiarėja ir yra naudingas bei svarbus, nes
galima pagaminti geros ir stabilios kokybės gaminius (Bašinskienė ir kt., 2010).
Lineback teigia, kad didţiausią įtaką duonos su raugais kokybei turi geros konsistencijos ir
mikrobiologiškai stabilus raugas, o vienintelis būdas stabilumui uţtikrinti yra PRB, pasiţyminčios
antimikrobinėmis savybėmis (Lineback et al., 2011). Atlikus ruginės duonos, su skirtingais raugais,
gamybą, nustatyta, kad L. delbruecki fermentuoti kepiniai pasiţymėjo didţiausiu akytumu (58,44
%) ir maţiausiais masės nuostoliais (6 %). Kepinių, kurių fermentacijai naudotos P. acidilactici
nustatytas maţiausias BTR (2,6 N°).
Duonos ţiedėjimas – tai duonos fizikinių savybių (kietumo, juslinių savybių) kitimas laikymo
metu, kai vyksta krakmolo retrogradacija (Curti ir kt., 2011). Ţiedėjimo procesą lėtina fermentacija
ir fermentuotų priedų panaudojimas kepinių gamyboje (Juodeikienė ir kt., 2008). Mes nustatėme,
kad intensyviau ţiedėja kepiniai fermentuoti P. acidilactici. Prieš fermentaciją panaudojus plikinio
apcukrinimui gliukoamilazę ir fermentuojant P. acidilactici kepinių tekstūros pokyčiai laikymo
metu sulėtėja, t.y., kepiniai ţiedėja lėčiau, tačiau lėčiausiai ţiedėjo kontroliniai kepiniai, pagaminti
su L. delbruecki raugu (316,5 TAV). Taigi, mūsų gauti duomenys parodė, kad kontrolinio mėginio
struktūra laikymo metu pakito 1,86 karto, o fermentuoto P. acidilactici - 2,83 karto. Ţiedėjimą
efektyviausiai lėtino 0,03 ml gliukoamilazės priedas. Kiti mokslininkai, taip pat, akcentuoja, kad
fermentų efektyvumas priklauso nuo naudojamo fermentų kiekio (Ciesarova et al., 2009).
Mes nustatėme teigiamą PRB įtaką kepinių saugos akrilamido aspektu uţtikrinimui.
Kepiniuose, kurių gamyboje buvo taikytas dvifazis procesas (su plikiniais ir raugais), nustatytas
maţesnis akrilamido kiekis. Mokslininkas Mustafa ir kt. nustatė, kad galima gauti iki 75 % maţesnę
39
akrilamido koncentraciją kepiniuose, jų gamyboje naudojant PRB (Mustafa et al., 2009). Mes
nustatėme, kad akrilamido kiekiui, taip pat, įtakos turi kepinio dydis, o didesnis akrilamido kiekis
susidaro maţesniuose kepiniuose (500 g) nei didesniuose (1000 g), tačiau, bet kokiu atveju,
naudinga taikantyti dvifazį gamybos būdą, nes tai yra saugesnis būdas akrilamido formavimosi
kepiniuose aspektu ir ši nuomonė sutampa su kitų mokslinikų darbais (Fiedman, Levin, 2008;
Claus et al., 2008).
Kadangi akrilamidas yra kancerogeninė medţiaga ir kenkia ţmonių sveikatai, o dėl maţų ir
poliškų molekulių yra lengvai pasisavinamas (Salles et al., 2013; Mei et al., 2008), akrilamido
maţinimo galimybių paieška yra labai aktuali problema. Ją sprendţiant reikia įvertinti ir į kitus
technologinius veiksnius - temperatūrą (krosnies parinkimas) bei kepimo laiką, kurie, taip pat, turi
įtakos akrilamido formavimuisi kepiniuose (Claus et al., 2008; Mustafa, 2008; Capuano et al., 2009;
Mulla et al., 2011). Mokslininkai atkreipia dėmėsį ir į ţaliavų pasirinkimą (Mulla et al., 2011;
Movahhed, 2012).
Kepinių gamybos technologijose nuolat vykdomi eksperimentai, kurių tikslas ─ gauti geresnės
kokybės produktus. Mokslininkas Ramachandra ir kt. įrodė, kad geros kokybės kepinius galima
gauti juos fermentuojant ne tik su S. cerevisiae mielėmis (Ramachandra et al., 2009). Mes atlikome
eksperimentą ir įvertinome modifikuotų mielių priedo RS 190 įtaką kvietinių miltų 550 C tipo
savybėms ir jų panaudojimo galimybėms pusruginių kepinių gamyboje.
Yra ţinoma, kad deaktyvuotų mielių priedas teigiamai veikia tešlos reologines savybes
(Ramachandra et al., 2009; Carson, Dale, 2011). Mes nustatėme, kad modifikuotų mielių priedas
550 C tipo miltuose ir šių miltų panaudojimas pusruginių kepinių gamyboje, pagerina pusruginių
kepinių tūrį, svorį ir akytumą (atitinkamai, 580 ml; 10,2 g; 7,49 %) bei savitąjį tūrį (1,3 ml/g) ir
drėgnį (kepiniai su modifikuotų mielių priedu gauti 4,9 % didesnio drėgnio). Tačiau, su
modifikuotų mielių priedu kvietinių miltų panaudojimas pusruginės duonos gamyboje įtakoja
didesnius masės nuostolius po terminio apdorojimo. Taip pat, modifikuotų mielių priedas nėra
efektyvus kepinių ţiedėjimo lėtinimui. Mes nustatėme, kad po 112 valandų išlaikymo kambario
temperatūroje kepiniai su priedu (tiek kvietiniai, tiek pusruginiai) nustatyti kietesni, atitinkamai, 93
ir 113 TAV.
Pagal gautus tyrimo rezultatus, galime apibendrinti, kad kepinių gamyboje natūralių raugų
naudojimas yra efektyviausia priemonė kepinių kokybei ir saugai uţtikrinti, o gamybos proceso
intensyvinimui, efektyvus 0,03 ml gliukoamilolitinių fermentų priedas.
40
IŠVADOS
1. L. delbruecki intensyviau maţina terpės pH (raugo pH = 3,35) nei P. acidilactici (pH =
4,32), tačiau, ţaliavos apcukrinimui naudojant gliukoamilolitinius fermentus, fermentacijos
procesą galima suintensyvinti (Pa 0,03 ml - pH = 3,68; Pa 0,05 ml - pH = 3,66). Ţaliavos
apcukrinimas prieš fermentaciją gliukoamilolitiniais fermentais įtakoja didesnį P.
acidilactici proteolitinių fermentų aktyvumą rauguose (be fermentų – 26,81 AV; su 0,03 ml
– 74,62 AV; su 0,05 ml – 113,24 AV).
2. Su L. delbruecki gaunami geresnės kokybės gaminiai, tačiau P. acidilactici gamybos
efektyvumą galima pagerinti gliukoamilazės panaudojimu ţaliavos apcukrinimui prieš
fermentaciją, nes ji teigiamai įtakoja kepinių kokybės rodiklius, tačiau turi būti parenkamas
optimalus fermento kiekis (0,05 ml).
3. L. delbruecki efektyviau lėtina kepinių ţiedėjimą (minkštimo struktūra pakito 1,86 karto) nei
P. acidilactici (minkštimo struktūra pakito 2,83 karto), tačiau gliukoamilazės panaudojimas
ţaliavos apcukrinimui prieš fermentaciją, maţina kepinių tekstūros pokyčius laikymo metu
(struktūra pakito: su 0,03 ml – 2,15, o su 0,05 ml – 2,54 karto).
4. Akrilamido formavimuisi turi įtakos ne tik fermentacijai naudoti mikroorganizmai, bet ir
kepinio dydis:
a) 500 g kepiniuose akrilamido nustatyta vidutiniškai 61,55 µ/kg, 1000 g kepiniuose
vidutiniškai 40,48 µ/kg;
b) maţesnis akrilamido kiekis nustatytas kepiniuose, pagamintuose su raugais, kurių
apcukrinimui buvo naudotas 0,05 ml gliukoamilazės, atitinkamai didesniuose – 20,09
µ/kg, maţesniuose – 42,35 µ/kg.
5. Kvietinių miltų fizikinės struktūrinės savybės yra tinkamos mielinių kepinių gamybai:
a) vandens įgėrimas (kai miltų drėgnis 14 %) 60,9 %;
b) tešlos susidarymo laikas 2,5 minutės;
c) tešlos stabilumas – 3,2 minutės;
d) praskydimo laipsnis po 12 minučių 83.
6. Modifikuotų mielių priedas yra tinkama priemonė kvietinių kepinių kokybei pagerinti,
tačiau kvietinius miltus 550 C tipo su modifikuotų mielių priedu panaudojus pusruginių
kepinių gamybai galima pagerinti kepinių akytumą ir padidinti drėgnį, tačiau, kitos savybės
nepakinta, arba gaunamos prastesnės.
7. Modifikuotų mielių priedas, nėra efektyvi priemonė kepinių ţiedėjimui lėtinti, nes kepinių
su priedu minkštimo struktūra po 112 valandų laikymo pakito, atitinkamai, kvietinių – 2,44,
o pusruginių – 1,97 karto.
41
LITERATŪRA
1. Ahrne L., Andersson C. G., Floberg P. , Rosén J., Lingnert H. Effect of crust temperature
and water content on acrylamide formation during baking of white bread: Steam and falling
temperature baking. Food Science and Technology. 2007. 40 P. 1708─1715
2. Akbar A., Shehzad A., Khan M. R., Shabbir M. A., Amjid M. R. Yeast, its types and role in
fermentation during bread making process-A. Pakistan Journal of Food Sciences. 2012. 22
P. 171─179
3. Anese M., Sovrano S., Bortolomeazzi R. Effect of radioferquency heating on acrylamide
formation in bakery products. European Food Research and Technology. 2007. 226 P.
1197─1203
4. Baiano A., Terracone C. Dough rheology and bread quality of supplemented Flours. Journal
of food. 2011. 9 P. 180 ─186
5. Balestra F., Cocci E., Pinnavaia G., Romani S. Evaluation of antioxidant, rheological and
sensorial properties of wheat flour dough and bread containing ginger powder. Food Science
and Technology. 2011 44 P. 700─705
6. Banu I., Aprodu I. Studies concerning the use of Lactobacillus helveticus and
Kluyveromyces marxianus for rye sourdough fermentation. Eur Food Res Technol. 2012.
234 P. 769─777
7. Banu I., Vasilean I., Aprodu I. Effect of Lactic Fermentation on Antioxidant Capacity of
Rye Sourdough and Bread. Food Sci. Technol. Res. 2010. 16 P. 571–576
8. Banu I., Vasilean I., Aprodu I. Effect of Select Parameters of the Sourdough Rye
Fermentation on the Activity of Some Mixed Starter Cultures. Food Biotechnology. 2011.
25 P. 275─291
9. Banu I., Vasilean I., Aprodu I. Quality Evaluation of the Sourdough Rye Breads. Food
Technology. 2011. 35 P. 94─105
10. Bašinskienė L., Juodeikienė G., Garmuvienė S.. Aspergillus spp. gaminamų amilolitinių
fermentų įtaka kvietinės duonos gamybos procesui. Kauno technologijos universitetas.
Maisto chemija ir technologija. 2010. T. 44. Nr. 1
11. Birch A. N., Petersen M. A., Hansen Å. S. The aroma profile of wheat bread crumb
influenced by yeast concentration and fermentation temperature. LWT - Food Science and
Technology. 2013. 50 P. 480─488
12. Borda D., Alexe P. Acrylamide levels in food. Romanian Journal of Food Science. 2011. 1
P. 3─15
13. Callejo M. J. Present situation on the descriptive sensory analysis of bread. Journal of
Sensory Studies. 2011. 26 P. 255─268
14. Capuano E., Fogliano V. Acrylamide and 5-hydroxymethylfurfural (HMF): A review on
metabolism, toxicity, occurrence in food and mitigation strategines. Food Science and
Technology. 2011. 44 P. 793─810
15. Capuano E.,. Ferrigno A, Acampa I., Serpen A., Açar Ö. Ç., Gökmen V., Fogliano V. Effect
of flour type on Maillard reaction and acrylamide formation during toasting of bread crisp
model systems and mitigation strategies. Food Research International. 2009. 42 P.
1295─1302
16. Carson L. Ch., Dale J. K. Method for the production of bread. Unated States Patent
Application Publication. 2011. 1 P. 2─62
17. Chavan R. S., Chavan S. R. Sourdough Technology A Traditional Way for Wholesome
Foods. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2011. 10 P. 170─183
18. Cho I. H., Peterson D. G. Chemistry of bread aroma. Food Science and Biotechnology.
2010 . 19 P. 575─582
42
19. Ciesarova Z., Kukurova K., Bednarikova A., Markova L. and Baxa S. Influence of food
processing on acrylamide level in gingerbreads and cookies. Acrylamide: Influence of plant
genetics, agronomy and food processing. Aspects of Applied Biology 97. 2010. 48 P. 87─92
20. Ciesarova Z., Kukurova K., Bednarikova A., Morales F. J. Effect of heat treatment and
dough formulation on the formation of Maillard reaction products in fine bakery products –
benefits and weak points. Journal of Food and Nutrition Research. 2009. 48 P. 20─30.
21. Claus A., Carle R., Schieber A. Acrylamide in cereal products. Journal of Cereal Science.
2008. 47 P.118─133
22. Claus A., Schieber D.S., and Carle R. Thermal formation of acrylamide and impact of
agronomic and technological factors on its minimization in bakery products. Influence of
plant genetics, agronomy & food processing. Aspects of Applied Biology 97. 2010 P. 9
23. Claus, A., Mongili, M., Weisz, G., Schieber, A., Carle, R. Impact of formulation and
technological factors on the acrylamide content of wheat bread and bread rolls. Journal of
Cereal Science. 2008 P. 47 P. 546─554
24. Curti E., Bubici S., Carini E., Baroni S., Vittadini E. Water molecular dynamics during
bread staling by Nuclear Magnetic Resonance. Food Science and Technology. 2011. 44 P.
854─859
25. Curtis T. Y., Postles J., Halford N. G., Shewry P. R., Powers S. J., Mottram D. S., Elmore J.
S. and Penberthy P. Prospects for reducing the levels of acrylamide precursors in rye.
Genetics, agronomy & food processing. 2010. P. 73─76
26. De Vleeschouwer K., Van der Plancken I., Van Loey A., Hendrickx M. E. Role of
precursors on the kinetics of acrylamide formation and elimination under low moisture
conditions using a multiresponse approach – Part I: Effect of the type of sugar. Food
Chemistry. 2008. 114 P. 116─126
27. Farnworth E. R. Handbook of Fermented Functional Foods. CRC Press. New York. 2003. P.
569─579
28. Friedman M., Levin C. E. Review of Methods for the Reduction of Dietary Content and
Toxicity of Acrylamide. J. Agric. Food Chem. 2008. 56 P. 6113─6140
29. Gómez A. V., Buchner D., Tadini C. C., Añón M. C., Puppo M. C.. Emulsifiers: Effects on
Quality of Fibre-Enriched Wheat Bread.Food and Bioprocess Technology. 2012. 60 P. 119
30. Granby K., Nielsen N. J., Hedegaard R. V., Christensen T., Kann M. and Skibsted L. H.
Acrylamide–asparagine relationship in baked/toasted wheat and rye breads. 2009. 25 P.
921─929
31. Hendriksen H. V., Kornbrust B. A., Østergaard P. R., Stringer M. A. Evaluating the
potential for enzymatic acrylamide mitigation in a range of food products using an
asparaginase from Aspergillus oryzae. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2009. 57
P. 4168─4176
32. Hendriksen H. V., Kornbrust B. and Stringer M. Acrylamide mitigation using asparaginase.
Influence of plant genetics, agronomy & food processing. Aspects of Applied Biology 97.
2010. P. 77─80
33. Yaylayan V., Stadler R. Acrylamide formation in food: a mechanistic perspective. Journal
of AOAC International. 2005. 88 P. 262─267
34. Yurdugul S., Pancevska N. A., Yildiz G. G., and Bozoglu F. The influence of a cellulase
bearing enzyme complex from anaerobic fungi on bread staling. Romanian agricultural
research. 2012. No. 29
35. Juodeikienė G., Digaitienė A., Narbutaitė V., Bašinskienė L., Vismantienė D.
Antimikrobiškai aktyviomis Pediococcus acidilactici fermentuotų raugų įtaka kvietinių
kepinių kokybei ir pelėjimui. Maisto chemija ir technologija. 2008. 42 P. 2
36. Juodeikienė G., Šalomskienė J., Eidukonytė D., Vidmantienė D., Narbutaitė V., Vaičiulytė-
Funk L. The impact of novel fermented products containing extruded wheat material on the
quality of wheat bread. Food technology - biotechnology. 2011. 49 P. 502─510
43
37. Keramat J., LeBail A., Prost C., Soltanizadeh N. Acrylamide in Foods: Chemistry and
Analysis. Food and Bioprocess Technology. 2011. 4 P. 340─363
38. Keramat J., LeBail A., Prost C., Jafari M. Acrylamide in Baking Products: A Review
Article. Food Bioprocess Technol. 2011. 4 P. 530─543
39. Khetarpaul N., Chauhan B. M. Sensory evaluation of some recipes prepared from fermented
pearl millet flour. J. Dairying Food and Home Science. India. 1993. 12 P. 96─104.
40. Kim J. H., Maeda T., Morita N. Effect of fungal α- amylase on the dough properties and
bread quality of wheat flour substituded with polished Florus. Food Research International.
2006. 39 P. 117─126
41. Klaenhammer T.R., Azcarate-Peril M.A., Altermann E., Barrangou R. Influence of the dairy
environment on gene expression and substrate utilization in Lactic acid bacteria. Journal of
Nutrition. 2007. 137 P. 50─74
42. Kohajdová Z., Karovičová J. Fermentation of cereals for specific purpose. Journal of Food
and Nutrition Research. 2007 46 P. 51─57
43. Konstantinov S. R. Lactobacilli in the porine intestine: From composition to fuctionality.
PhD. Thesis, Wagening University, Wageningen. 2005. P. 393─406
44. Kuipers O. P., Poolman B., and Hugenholtz J. 9th International Symposium on Lactic Acid
Bacteria. Applied and Environmental Microbiology. 2008. 74 P. 4589─4598.
45. Lineback D. R., Coughlin J. R., Stadler R. H. Acrylamide in Foods: A Review of the
Science and Future Considerations. Food Science Technology. 2011. 3 P. 15─35
46. Lipworth L., Sonderman J. S., Tarone R. E., McLaughlin J. K., Acrylamide: a human cancer
risk? European Journal of Cancer Prevention. 2013. 22 P. 193–194
47. Martinek P., Klem K., Váňová M., Bartáčková V., Večerková L., Bucher P., Hajšlová J.
Effects of nitrogen nutrition, fungicide treatment and wheat genotype on free asparagine and
reducing sugars content as precursors of acrylamide formation in bread. 2009. 55 P.
187─195
48. Martins S., Mussatto S. I., Avila G. M., Saenz J. M., Aguilar C. N., Teixeira J. A. Bioactive
phenolic compounds: Production and extraction by solid-state fermentation. Biotechnology
Advances. 2011. 29 P. 365–373
49. Mei N., Hu J., Churchwell M.I., Guo L., Moore M.M., Doerge D.R., Chen T. Genotoxic
effects of acrylamide and glycidamide in mouse lymphoma cells. Food & Chemical
Toxicology. 2008. 46 P.628
50. Mikuš L., Kocková M., Kováčová M., Dodok L. Application of selected enzymes to
improve shelf‐life and rheological properties of bakery products. 6th International
Congress. Flour-Bread '11. 8th Croatian Congress of Cereal Technologists. 2012 P. 289
51. Movahhed S. Effect of adding different levels of sourdough and soybean flour on chemical
and sensory. Properties of toast breds. International conference on agriculture. Dubai. 2012.
P. 6─7
52. Mulla M. Z., Bharadwaj V. R., Annapure U. S., Singhal R. S.. Effect of formulation and
processing parameters on acrylamide formalion. Food Science and Technology. 2011. 44 P.
1643─1648
53. Mustafa A., Fink M., Kamal-Eldin A., Rosén J., Andersson R., Åman P. Interaction effects
of fermentation time and added asparagine and glycine on acrylamide content in yeast-
leavened bread. Food Chemistry. 2009. 112 P. 767–774
54. Mustafa, A. Acrylamide in bread – precursors, formation and reduction. Doctoral thesis.
2008. 52 P. 91
55. Neill G., Al-Muhtaseb A. H., Magee T. R. A. Optimisation of time/temperature treatment,
for heat treated soft wheat flour. Journal of Food Engineering. 2012. 113 P.422─426
56. Olesen P. T., Olsen A., Frandsen H., Frederiksen K., Overvad K., Tjonneland A.
Acrylamide exposure and incidence of breast cancer among postmenopausal women in the
Danish diet, cancer and health study. International Journal of Cancer. 2008. 122 P.
2094─2100
44
57. Özkaynak E., Ova G. Effects of various cooking conditions on acrylamide formation in
rolled patty. Food Additives & Contaminants. 2009. 26 P. 793─799
58. Pedreschi F., Mariotti S., Granby K., Risum J. Acrylamide reduction in potato chips by
using commercial asparaginase in combination with conventional blanching. LWT - Food
Science and Technology. 2011. 44 P. 1473─1476
59. Pelucchi C., Galeone C., Levi F., Negri E., Franceschi S., Talamini R., Bosetti C., Giacosa
A., La Vecchia C. Dietary acrylamide and human cancer. International Journal of Cancer.
2006. 118 P. 467–471
60. Ramachandra B., Manjunath H., Prabha R. and Krishna R. Standardization of bread dough
rise capacity using Kluyveromyces lactis and Saccharomyces Cerevisiae yeast cultures.
Department of Dairy Microbiology. 2009. 28 P. 124─126
61. Salles T. D., Stedingk H., Granum B., Gützkow K. B., Rydberg P., Törnqvist M., Mendez
M. A., Brunborg G., Brantsæter A. L., Meltzer H. M., Alexander J., and Haugen M. Dietary
Acrylamide Intake during Pregnancy and Fetal Growth─Results From the Norwegian
Mother and Child Cohort Study (MoBa). Department of Materials and Environmental
Chemistry, Arrhenius Laboratory, Stockholm University, Sweden. 2013. 374 P.121
62. Sanganyado E., Parekh C. T. and Eriksson S. Analysis of acrylamide in traditional
foodstuffs in Zimbabwe. African Journal of Food Science. 2011. 5 P. 910─913
63. Stenman S.M., Venalainen J.I., Auriola S., Mauriala T., Norja K. Z. A., Jantunen A.,
Šotkovský P., Hubálek M., Hernychová L., Novák P., Havranová M., Šetinová I.,
Kitanovičová A., Fuchs M., Stulbk J., Tučková L. Proteomics in food. Food microbiology
and food safety. Spain. 2008. 8 P. 375─588
64. Steven P., Chyer K., Jordan J., Wilbert L., Paula I., Brian S. Growth of Salmonella enterica
and Staphylococcus aureus in No-Knead Bread Dough during Prolonged Yeast
Fermentation. Journal of Food Protection. 2011. 74 P. 285─288
65. Svensson K., Abramsson L., Becker W., Glynn A., Hellenas K. E., Lind Y., Rosen J.
Dietary intake of acrylamide in Sweden. Journal of Food Chemistry and Toxicology. 2003.
41 P. 1581─1586
66. Vilma Narbutaitė. Ekstruduotos ţaliavos fermentacija pieno rūgšties bakterijomis ir jos
produktai duonos gamyboje. Daktaro disertacija. Kaunas. 2010. 9─34 p.
67. Vrancken G., Vuyst L. D., Rimaux T., Allemeersch J., and Weckx S. Adaptation of
Lactobacillus plantarum IMDO 130201, a Wheat sourdough isolate, to growth in wheat
sourdough simulation medium at different pH values through differential gene expression.
Appl Environ Microbiol. 2011 77 P. 3406─3412
68. Weckx S., Allemeersch J., Van der Meulen R., Vrancken G., Huys G., Vandamme P., Van
Hummelen P., De Vuyst L. Metatranscriptome analysis for insight into whole-ecosystem
gene expression during spontaneous wheat and spelt sourdough fermentations. Appl Environ
Microbiol. 2011. 77 P. 618─26
69. Whitehurst, Oort van M. Enzymes in food technology. Second edition. India. 2009.
P.111─114
70. Zhang Y. Formation and Reduction of Acrylamide in Maillard Reaction: A Review Based
on the Current State of Knowledge. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2007.
47 P. 521─542
45
PUBLIKACIJŲ SĄRAŠAS
Publikuota:
1. Bartkienė, Elena; Jakobsone, Ida; Juodeikienė, Graţina; Vidmantienė, Daiva; Pugajeva,
Iveta; Bartkevics, Vadims; Krunglevičiūtė, Vita; Rekštytė, Toma. Acrylamide reduction in
mixed wheat-rye bread by using lactic acid fermentation in combination with Aspergillus
niger glucoamylase / Elena Bartkiene, Ida Jakobsone, Grazina Juodeikiene, Daiva
Vidmantiene, Iveta Pugajeva, Vadims Bartkevics, Vita Krungleviciute, Toma Rekstyte. Iš:
FOODBALT-2012. 7th Baltic Conference on Food Science and Technology “Innovative and
healthy food for consumers” : Kaunas, May 17-18 : Conference program and abstracts /
Kaunas University of Technology. Department of Food Technology ; [Editors: Petras
Rimantas Venskutonis, Jonas Damašius]. Kaunas : Technologija, 2012, p. 162. ISBN 978-
609-02-0415-3.
2. Bartkienė, Elena; Juodeikienė, Graţina; Zaborskienė, Gintarė; Krunglevičiūtė, Vita;
Rekštytė, Toma; Skabeikytė, Erika. Biogenic amine formation in fermented plant products /
Elena Bartkienė, Graţina Juodeikienė, Gintarė Zaborskienė, Vita Krunglevičiūtė, Toma
Rekštytė, Erika Skabeikytė. Iš: Žemės ūkio gyvulių fiziologija : Tarptautinė mokslinė
konferencija, skirta LSMU Veterinarijos akademijos Anatomijos ir fiziologijos katedros
Virškinimo fiziologijos ir patologijos mokslinio centro 20 metų jubiliejui paminėti :
Programa ir tezės : Kaunas, 2012 rugsėjo 27-28 d. = Physiology of livestock : International
scientific conference . The conference is dedicated to the 20th anniversary of the Research
center of Digestive physiology and pathology of the department of Anatomy and physiology
of LUHS Veterinary academy : programme and abstracts : 27-28 September, Kaunas /
Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Veterinarijos akademija/Lithuanian university of
health science Veterinary academy ; [Org.komitetas/Org. committee: Antanas Sederevičius
(pirm./chairman) ir kt. Kaunas : Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Leidybos namai,
2012, p. 73-74. (Tezės / Abstracts).
Priimta spaudai:
1. Bartkienė, Elena; Juodeikienė, Graţina; Zaborskienė, Gintarė; Krunglevičiūtė, Vita;
Rekštytė, Toma. Biogeninių aminų formavimasis pašarams naudojamuose fermentuotuose
augaliniuose produktuose / Elena Bartkienė, Graţina Juodeikienė, Gintarė Zaborskienė, Vita
Krunglevičiūtė, Toma Rekštytė. // Veterinarija ir zootechnika. Kaunas : Lietuvos
veterinarijos akademija. ISSN 1392-2130. 2012, [ISI Master Journal List; Index Copernicus;
Index Veterinarius; Veterinary Bulletin; Animal Breeding Abstracts; EBSCO Publishing;
IFIS Publishing]. [Citav. rod.: 0,232].
2. E. Bartkienė, I. Jakobsone, G. Juodeikienė, D. Vidmantienė, Toma Rekštytė, I. Pugajeva, V.
Bartkevics, A.Maruška, O. Ragaţinskienė. The influence of certain LAB sourdough
fermentation of the Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) tubers on the quality and
safety of wheat bread. 8th
Baltic Conference on Food Science and Technology FOODBALT
-2013.Talinas, geguţės 23-24.
3. E. Bartkienė, G. Schleining, T. Rekštytė, V. Krunglevičiūtė. Solid state fermented lupine
products safety and their influence on wheat – lupine dough properties and bread quality. 8th
International scientific conference „Students on their Way to Science“. Jelgava, geguţės 24,
2013.
46
PRIEDAI
47
1. Priedas
min
1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 2.90 3.00 3.10
%
0
100
MRM of 3 channels,ES+
75>58
ST_03_10_2011_6
500 ng/g
1.233e+005
Acrylamide d3
2.21
min
%
0
100
MRM of 3 channels,ES+
72>27
ST_03_10_2011_6
500 ng/g
5.537e+003
Acrylamide
2.20
min
%
0
100
MRM of 3 channels,ES+
72>55
ST_03_10_2011_6
500 ng/g
3.646e+005
Acrylamide
2.21
1 pav. Akrilamido chromatograma
2. Priedas
1 lentelė. Raugų pH, BTR ir PRB proteolitinių fermentų aktyvumas
Raugų mėginiai pH BTR, °N
Proteolitinių fermentų
aktyvumas, AV
K L. delbruecki 3,35+/- 0,01 9,8+/- 0,2 189,01+/- 0,01
P a 4,32+/- 0,02 10,6+/- 0,1 26,81+/- 0,03
P a 0,03 ml 3,68+/- 0,01 12,8+/- 0,1 74,62+/- 0,01
P a 0,05 ml 3,66+/- 0,03 8,3+/- 0,2 113,24+/- 0,02
Stulpelio statistika
Vidutinė vertė 3,753 10,38 100,9
Standartinis nuokrypis 0,4074 1,877 68,55
Standartinė paklaida 0,2037 0,9384 34,27
P 0,0003 0,0016 0,0603
Variacijos koeficientas, % 10,86 18,09 67,92
Pastaba: P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05;
K L. delbruecki – kontrolinis su L. delbruecki; Pa – Pediococcus acidilactici; Pa 0,03 ml –
Pediococcus acidilactici su 0,03 ml fermento; Pa 0,05 ml – Pediococcus acidilactici su 0,05 ml
fermento
48
3. Priedas
2 lentelė. Kepinių kokybės rodikliai: tūris, savitasis tūris, akytumas, svoris, minkštimo
drėgnis, BTR
Duonos
mėginiai
akrilamido
tyrimui Tūris, ml Svoris, g Akytumas, %
Savitasis
tūris ml/g
Minkštimo
drėgnis, % BTR, °N
K L.
delbruecki 2100+/-1 846,2+/-1,2 58,44+/-1,26 2,48+/-0,26 39,72+/0,06 3,8+/-0,2
P a 2035+/-2 841,3+/-1,1 56,04+/-1,11 2,42+/-0,16 41,13+/0,26 2,6+/-0,6
P a 0,03 ml 2032+/-1 838,8+/-1,4 53,35+/-1,16 2,42+/-0,43 54,46+/0,26 2,8+/-0,1
P a 0,05 ml 2072+/-3 829,3+/-1,1 58,16+/-1,21 2,50+/-0,21 38,02+/0,26 3,0+/-0,2
Stulpelio statistika
Vidutinė
vertė 2060 838,9 56,50 2,455 43,33 3,050
Standartinis
nuokrypis 32,42 7,100 2,356 0,04123 7,527 0,5260
Standartinė
paklaida 16,21 3,550 1,178 0,02062 3,763 0,2630
P <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001 0,0014 0,0014
Variacijos
koeficientas,
% 1,57 0,85 4,17 1,68 42,89 17,25
Pastaba: P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05;
K L. delbruecki – kontrolinis su L. delbruecki; Pa – Pediococcus acidilactici; Pa 0,03 ml –
Pediococcus acidilactici su 0,03 ml fermento; Pa 0,05 ml – Pediococcus acidilactici su 0,05 ml
fermento
4. Priedas
Kontrolė – kontrolinis mėginys iš pasijotų ruginių rupinių (1150 tipo)
fermentuotų su L. delbruecki; P.a.k. - mėginys iš pasijotų ruginių rupinių
(1150 tipo) fermentuotų Pediococcus acidilactici (KTU057) ţaliavos
apcukrinimui nenaudojant gliukoamilazės)
2 pav. Tiriamieji duonų mėginiai
49
5. Priedas
Kontrolė – kontrolinis mėginys iš pasijotų ruginių rupinių (1150 tipo)
fermentuotų su L. delbruecki
P.a 0,3 – mėginys iš pasijotų ruginių rupinių (1150 tipo) fermentuotų
Pediococcus acidilactici (KTU057) ţaliavos apcukrinimui naudojant
0,03 ml gliukoamilazės;
P.a 0,5 - mėginys iš pasijotų ruginių rupinių (1150 tipo) fermentuotų
Pediococcus acidilactici (KTU057) ţaliavos apcukrinimui naudojant
0,05 ml gliukoamilazės
3 pav. Tiriamieji duonų mėginiai
6. Priedas
3 lentelė. Kvietinių kepinių reologinių savybių kitimo ţiedėjant rezultatai
Mėginiai
Tekstūros analizatoriaus vienetai, TAV
Po 16 val. Po 40 val. Po 64 val. Po 112 val.
Pokytis
kartais
K L. delbruecki 170+/-2 210+/-2 290+/-2 316,5+/-1,1 1,86
P a 135+/-1 230+/3 313,5+/-2,9 382,5+/-1,2 2,83
P a 0,03 ml 200+/-3 215+/-2 257+/-3 430+/-2 2,15
P a 0,05 ml 165+/-2 193+/-1 237+/-2 419+/-3 2,54
Stulpelio statistika
Vidutinė vertė 167,5 212,0 274,4 387,0 2,345
Standartinis nuokrypis 26,61 15,25 34,03 51,20 0,4268
Standartinė paklaida 13,31 7,627 17,01 25,60 0,2134
P 0,0011 0,0001 0,0005 0,0006 0,0016
Variacijos koeficientas, % 15,89 7,20 12,40 13,23 18,20
Pastaba: P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05;
K – kontrolinis su L. delbruecki; Pa – Pediococcus acidilactici; Pa 0,03 ml – Pediococcus
acidilactici su 0,03 ml fermento; Pa 0,05 ml – Pediococcus acidilactici su 0,05 ml fermento
50
7. Priedas
4 lentelė. Akrilamido kiekis 1000 g kepiniuose
Nr
Mėginio kodas
Drėgnio
koeficientas
Akrilamido kiekis
s.m.,
µg/kg
Akrilamido kiekis
duonos mėginiuose,
µg/kg
1000 g mėginiai
1 K L. delbruecki 0,3972 128,00+/-3,14 50,84
3 Pa 0,4113 103,47+/-2,26 42,56
4 Pa 0,03 ml 0,5446 88,90+/-2,14 48,42
5 Pa 0,05 ml 0,3802 52,85+/-1,14 20,09
Stulpelio statistika
Vidutinė vertė 0,4333 93,31 40,48
Standartinis nuokrypis 0,07527 31,43 14,03
Standartinė paklaida 0,03763 15,71 7,013
P 0,0014 0,0095 0,0103
Variacijos koeficientas, % 17,37 33,68 34,65
Pastaba: P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05;
K – kontrolinis L. delbruecki; Pa – Pediococcus acidilactici; Pa 0,03 ml – Pediococcus
acidilactici su 0,03 ml fermento; Pa 0,05 ml – Pediococcus acidilactici su 0,05 ml fermento
8. Priedas
5 lentelė. Akrilamido kiekis 500 g kepiniuose
Nr
Mėginio kodas
Drėgnio
koeficientas
Akrilamido kiekis
s.m.,
µg/kg
Akrilamido kiekis
duonos mėginiuose,
µg/kg
500 g mėginiai
1 K 0,3972 246,00+/-2,14 97,71
3 M Pa 0,4113 129,00+/-1,14 53,06
4 M Pa 0,03 ml 0,5446 97,44+/-0,84 53,07
5 M Pa 0,05 ml 0,3802 111,39+/-1,11 42,35
Stulpelio statistika
Vidutinė vertė 0,4333 146,0 61,5524,63
Standartinis nuokrypis 0,07527 67,93 24,63
Standartinė paklaida 0,03763 33,97 12,32
P 0,0014 0,0232 0,0154
Variacijos koeficientas, % 17,37 46,54 40,02
Pastaba: P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05;
K – kontrolinis mėginys su L. delbruecki; Pa – Pediococcus acidilactici mėginys; Pa 0,03 ml –
mėginys su Pediococcus acidilactici ir su 0,03 ml fermento; Pa 0,05 ml – mėginys su
Pediococcus acidilactici ir su 0,05 ml fermento
51
9. Priedas
a)
b)
4 pav. Tiriamieji duonų mėginiai (Kv su priedu - kvietinių miltų 550 C tipo duona su modifikuotų
mielių priedu; Kv – kontrolinė duona iš kvietinių 550 C tipo miltų be priedo; b) R su priedu -
pusruginė kontrolinė duona su modifikuotų mielių priedu; R.K. – pusruginė kontrolinė duona be
priedo)
52
10. Priedas
6 lentelė. Pusruginių kepinių reologinių savybių kitimo gaminius laikant rezultatai
Mėginiai
Tekstūros analizatoriaus vienetai, TAV
Po 16 val. Po 40 val. Po 64 val.
Po 112
val.
Pokytis
kartais
KK 186+/-2 210+/-2 258+/-2 374+/-3 2,01
K su priedu 115+/-1 197+/-1 236+/-2 281+/-2 2,44
PRK 292+/-2 345+/-3 404+/-3 468+/-4 1,60
PR su priedu 295+/-2 317+/-3 406+/-4 581+/-5 1,97
Stulpelio statistika
Vidutinė vertė 222,0 26,73 326,0 426 2,005
Standartinis nuokrypis 87,51 74,68 91,67 128,5 0,3438
Standartinė paklaida 43,76 37,34 45,83 64,24 0,1719
P 0,0148 0,0056 0,0057 0,0070 0,0014
Variacijos koeficientas, % 39,42 27,95 28,12 30,16 17,14
Pastaba: P – skirtumo tarp rezultatų reikšmių patikimumas, P patikimas, kai P ≤ 0,05;
KK – kontrolinė duona iš kvietinių 550 C tipo miltų be priedo;
K su priedu - kvietinių miltų 550 C tipo duona su modifikuotų mielių priedu;
PRK – pusruginė kontrolinė duona be priedo;
PR su priedu - pusruginė kontrolinė duona su modifikuotų mielių priedu
