DIPLOMOVÁ PRÁCA. Názov práce. Výroba pekárskych zmesí na jemné pečivo s ďalšími zdravotnými výhodami.
1 DIPLOMOVÁ PRÁCA Názov diplomovej práce Výroba pekárskych zmesí na jemné pečivo s ďalšími zdravotnými výhodami Autor Pegah Ghanbari Požadovaný akademický titul Magistra prírodných vied (Mag.rer.nat.) Viedeň, 2012 Číslo štúdie podľa študijného listu: A 474 Priebeh štúdia podľa študijného listu: Vedúci: Diplomové štúdium prírodných vied Ao.Univ.Prof.Dipl.-Ing.Dr. Emmerich Berghofer
2 Chcel by som poďakovať svojej vedúcej za podporu pri príprave diplomovej práce a môjmu manželovi za morálnu podporu.
3 Obsah 1 Úvod Zdravý životný štýl DALY (Životný rok upravený podľa zdravotného postihnutia) Choroby výživy a životného štýlu Optimálne vstrebávanie živín Obilie Pôvod orného poľnohospodárstva Živiny v obilí Jačmeň Vláknina vlákniny Všeobecné Zložky a väzby Zdroje vlákniny v strave Prirodzený výskyt Umelá výroba Vlastnosti vlákniny v strave Fyzikálne vlastnosti Fyziologické funkcie ß- Glukán Účinky ß-glukánu Rôzne štúdie o ß-glukáne Zdravotné tvrdenie Všeobecné Pozitívny zoznam Nutričný profil Popis úlohy Praktická časť Jemné pečivo Jemné pečivo a trvanlivé pečivo Výroba jemného pečiva bez použitia droždia Krehké pečivo Materiál a metódy Použité suroviny Jačmenná múka
4 8.1.2 Pšeničná múka Sušienková múka: Ďalšie suroviny Použité materiály a vybavenie Na výrobu cesta Na výrobu sušienok Na analýzu Analytické metódy Stanovenie medznej pevnosti (meranie textúry) Stanovenie stupňa rozťažnosti Stanovenie farby Senzorická analýza Experimentálna implementácia Prípravné experimenty Hlavné experimenty Krehké sušienky Poskytuje klient Výsledky a diskusia Predbežné výsledky testu Hlavné výsledky testu Krehké sušienky poskytnuté klientom Meranie farby a textúry krehkých sušienok z rozsiahleho experimentu Senzorické hodnotenie Záver Zhrnutie Zhrnutie Zhrnutie Bibliografia Príloha Životopis
13 Obrázok 4: Príjem makroživín v Rakúsku. Obyvateľstvo (SPRÁVA RAKÚSKEJ VÝŽIVY, 2009) Zvýšenie prírastku sacharidov by bolo veľmi žiaduce. Ďalšia kapitola sa venuje pozitívnym vlastnostiam vlákniny, najmä vlákniny, ktorá sa nachádza v jačmeni. 13
17 Tabuľka 1: Produkcia poľných plodín v Rakúsku (STATISTIK AUSTRIA, 2012b) Vďaka hodnotným živinám a zložkám, ako sú vitamíny, minerály a vláknina, ktoré sa v jačmeni nachádzajú, by sa toto zrno malo viac využívať pri výrobe a spracovaní potravín. Zvýšené používanie jačmennej múky namiesto z. B. Pšeničná múka by zvýšila prísun vlákniny v potravinovom reťazci a viedla k zlepšeniu a optimalizácii celkového zdravia. Kvôli mnohým výhodám vlákniny, ktoré sú vysvetlené v nasledujúcej kapitole, je vhodné jesť stravu bohatú na vlákninu. K zdravému životnému štýlu nepochybne patrí veľa pohybu a vyvážená strava bohatá na vlákninu môže mať profylaktický účinok proti mnohým chorobám. 17
29 študovalo postprandiálnu odpoveď na hladinu cukru v krvi a inzulín. Výrobky z jačmeňa obohatené o ß-glukán majú v porovnaní s výrobkami z celozrnnej múky pozitívne účinky na glukózu v krvi a na inzulín. Obrázok 7: Postprandiálna plazmatická odpoveď na glukán na ß-glukán (CASIRAGHI a kol., 2006) Celozrnná múka z jačmeňa Obrázok 8: Postprandiálna plazmatická odpoveď na glukán na ß-glukán (CASIRAGHI a kol., 2006) Celozrnná múka z jačmeňa BRAND-MILLER a kol. (2003) porovnávali výsledky 14 štúdií. Skúmali vplyv diéty s nízkym indexom cukru v krvi a bežnej stravy na diabetikov. Zistilo sa, že HbA1c2 sa znížil o 43% v skupine s nízkym GI. 2 HbAlc je hemoglobín viazaný na glukózu a parameter pre dlhodobú úpravu cukrovky a odráža stav glukózy v krvi za posledných 6 - 8 týždňov (HALLBACH, 2006). 29
35 zodpovedá živine, výrobok môže obsahovať údaje o výživových hodnotách, inak sa tieto informácie nemusia použiť (EFSA, 2008). Pri hodnotení a kvalifikácii potraviny na účely určenia, či je správne klasifikovaná, je dôležité posúdiť, do akej miery môžu obsiahnuté živiny nepriaznivo ovplyvniť zdravotný význam potraviny. Preto je výhodné klasifikovať potraviny z rovnakých skupín. To uľahčuje porovnanie vplyvu potravín na celkovú výživovú rovnováhu a vyhlásenie, či tieto ovplyvňujú rovnováhu vo väčšej alebo menšej miere v porovnaní s inými potravinami v tej istej skupine (EFSA, 2008). Pri klasifikácii potravín podľa toho, či môžu obsahovať zdravotné alebo výživové údaje, by sa mali brať do úvahy výživové tvrdenia a usmernenia platné v členských štátoch. Rozdielne pokyny a výživové kódy členských štátov však sťažujú jednotné klasifikovanie potravín (EFSA, 2008). 35
40 8.3.3 Stanovenie farby Pomocou prístroja na meranie farieb od Dr. Lange Micro Color (Dr. Bruno Lange AG, Zürich, CH), farby sušienok sa merali umiestnením odmerného valca do stredu sušienok. Rozmery pre toto meranie farieb sú hodnoty L * -, a * -, b * -: L * = jas, ak L * = 0 čierna, ak L * = 100 biela a * = os zelená-červená, ak a * negatívna zelená, ak a * pozitívna modrá b * = modro-žltá os, ak b * negatívna modrá, ak b * pozitívna žltá, vykonali sa 3 sušienky podľa receptu a 2 merania sa vykonali na sušienku. Výsledkom bolo celkom 6 nameraných hodnôt. Senzorická analýza Senzorické hodnotenie vykonalo 82 netrénovaných ľudí ochutnaním piatich odrôd, ktoré vyrobil a dodal klient. Tieto boli potom graficky znázornené pomocou stĺpcového grafu. Laboratórne vyrobené sušienky neboli hodnotené zo senzorického hľadiska, pretože boli stále vo vývojovej fáze a slúžili ako základ vylepšenej receptúry. 40
47 Tabuľka 7: Zmiešavací emulgátor vs. lecitín Zloženie/experiment V1, V2 V3, V4 V5, V6 Múka Sušienková múka Sušienková múka Sušienková múka Kŕmna múčka/jemné otruby Kŕmna múčka/jemné otruby Kŕmna múčka/jemné otruby Tuk Margarín Margarín Margarín Cukor Polevový cukor Polevový cukor Polevový cukor Med med Med proteín Voda Áno * Áno * Áno * Soľ Áno * Áno * Áno * Prísady do pečiva Hydrogenuhličitan sodný Hydrogenuhličitan sodný SAPP 28 SAPP 28 SAPP 28 Emulgátor Zmiešaný emulgátor Lecitín * pridané Dva recepty zo série testov 3, tabuľka 5 sa znova opakovali (tabuľka 8), ale bol vykonaný jeden test Na druhú sa používa pšeničný margarín a namiesto pšeničnej múka so sušienkovou múkou. Spotreba vody by mala byť minimalizovaná. Pokus sa uskutočňoval iba s kŕmnou múčkou ako zdrojom bohatým na ß-glukany a piekol sa pri 170 ° C a 200 ° C. Tabuľka 8: Pšeničná múka vs. sušienková múka - a- margarín vs. maslo Zloženie/skúška V1 V2 Múka Pšeničná múka sušienková múka Kŕmna múčka Kŕmna múčka Tuk Margarín Maslo Cukor Granulovaný cukor Granulovaný cukor Med Med Bielkoviny Vaječný bielok 4,2% Vaječný bielok 4,2% Voda Áno * Áno * Soľ Áno * Áno * prostriedok na pečenie bikarbonát sodný hydrogenuhličitan sodný * pridané 47
51 9.3 Krehké sušienky o V 1 čas pečenia: 9 minút o V 2 čas pečenia: 15:30 minút o V 3 čas pečenia: 19 minút Variabilnými faktormi (tabuľka 13) boli sušienková múka, sladová múka a vanilkový cukor. Prvý experiment slúžil ako referenčná vzorka. Hmota cesta sa pomocou lisu na cesto vytvarovala do požadovaného tvaru, položila na papier na pečenie na plechu a upiekla. Tabuľka 13: Krehké pečivo/Skúška V1 V2 V3 Múka Jačmenná múka Jačmenná múka Jačmenná múka Sušienková múka Tuk Margarín Margarín Margarín Cukorový cukor Icingový cukor Icingový cukor Icingový cukor Vanilkový cukor Vanilkový cukor Bielkoviny Vaječný žĺtok Vaječný žĺtok Vaječný žĺtok Voda Áno * Áno * Áno * Soľ Áno * Áno * Áno * Prírastky do sladovej múky * 9,4 Pridal klient Krehké sušienky sprístupnené Recepty boli dané klientovi a ďalej interne vyvíjané. Výsledkom bolo päť rôznych druhov sušienok s rôznymi príchuťami. Príchute dodávaných sušienok boli nasledujúce: V1: lieskový orech anízu V2: citrón V3: müsli jablko V4: neutrálny variant V5: klíčiaci lieskový orech Obsah vlákniny a ß-glukánu v jačmennej múke a v týchto sušienkach bol skúmaný. Hodnoty sa nachádzajú v oblasti s výsledkami. 51
57 Tabuľka 18: Meranie textúry 11% masla vs. 17% masla - a vaječný bielok vs. meranie lepku/priemer experimentu výška stupeň expanzie textúry Priemerná hodnota V3 5,436 0,720 7,628 3,213 STABW 0,094 0,074 0,872 0,501 Priemerná hodnota V4 5,407 0,703 7,716 3,423 V5 V6 V7 V8 STABW 0,025 0,043 0,448 0,359 priemer 5,415 0,666 8,141 3,953 STDEV 0,016 0,025 0,316 0,552 priemer 5,388 0,716 7,602 2,277 STDEV 0,027 0,075 0,823 0,299 priemer 5 5,95 0,703 7,551 2,913 STDEV 0,047 0,040 0,378 0,453 priemer 5,343 0,641 8,446 3,350 STDEV 0,714 0,025 V sušienkach boli viditeľné soľné kryštály a hnedé škvrny (obr. 9 - 14) a bolo ich dobre vidieť. Možno preto, že sa počas miešania ingrediencií nerozpúšťali dobre vo vode. 5 Obrázok 9: Krmivová múčka/7% lepku -1 Obrázok 10: Jačmenná múčka/7% lepku, 180 C 5 Pre lepšie pochopenie boli vzorky v niektorých testovacích sériách kódované odlišne. 57
58 Obrázok 11: Kŕmna múčka/7% lepku Obrázok 12: Jemné otruby/7% lepok Obrázok 13: Kŕmna múčka/7% EK Obrázok 14: Jemné otruby/7% EK Cesto z GMd so 7% lepku (V1) bolo veľmi tuhé Hniesť. Polovica cesta sa piekla na 170 C, druhá polovica na 180 C, ktorá mala samozrejme zodpovedajúcu tuhšiu konzistenciu. V2 pozostával z kŕmnej múčky a 7% lepku. Cesto bolo drobivé a pevné. V prvom kole sa vzorky upiekli pri teplote 170 ° C, ochladili sa a potom sa znova upiekli pri rovnakej teplote, o minútu dlhšie (10 minút). Pretože sušienky už boli suché, výsledky analýzy textúry sú podstatne vyššie ako výsledky vzoriek, ktoré boli upečené iba raz. Spracovanie cesta GMd a FM so 7% vaječným bielkom bolo náročné, pretože cesto bolo pevné a drobivé. Cookies (tabuľka 19) boli buď pevné, alebo jemné a kompaktné. Celkovo bola lepšia konzistencia pozorovaná u sušienok s pridaným vaječným bielkom. 58
60 Testovacia séria 4: Vzorky sa vyrobili raz pomocou FM a raz pomocou FK, ale pretože sušienky z FK mali horšiu konzistenciu s veľmi suchým a popraskaným povrchom, analyzovali sa iba vzorky z FM. Okrem vzoriek vyrobených zo sladovej múky FM + (V3) mali zostávajúce sušienky hladký povrch (obr.). Analýza textúry (tabuľka 20) ukazuje veľmi vysokú hodnotu v prvých troch testoch, najmä pre kŕmnu múčku s menej (0,3%) vaječného bielka (V2), čo znamená, že tento variant bol porovnaný s V1 (0,7% vaječného bielka) ), V4 (ovsené vločky) a V5 (prášok z cmaru) sú najchrumkavejšie. Sušienky dobre stúpali podľa stupňa expanzie. Tabuľka 20: Meranie textúry kŕmnej múčky vs. jemné otruby a sladová múka vs. ovsené vločky vs. cmar v prášku Meranie/skúška V1 V2 V3 V4 V5 Priemer Výška Stupeň expanzie Priemerná hodnota textúry 5,445 0,473 11,524 23,073 STDEV 0,022 0,017 0,400 3,379 priemerná 5,423 0,479 11,352 34,919 STDEV 0,028 0,025 0,651 7,822 Priemer 5,442 0,487 11,186 28,572 STDEV 0,036 0,017 0,368 4,073 Priemer 5,443 0,489 11,155 18,548 STDEV 0,023 0,024 0,546 4,243 Priemer 5,472 0,457 11,985 10,430 STDEV 0,015 0,015 0,367 1,340 60
61 Obrázok 15: Kŕmna múčka/sladová múka, 170 C Obrázok 16: Kŕmna múčka/ovsené vločky, 170 C Obrázok 17: Kŕmna múčka/0,3% EK, 170 C Obrázok 18: Kŕmna múčka/sušené mlieko, 170 C Séria skúšok 5: Hmoty cesta, okrem kombinácie z FM a lecitínu (V2, FM), sa dali dobre spracovať. V3 a V4 neobsahovali emulgátor, ale namiesto toho obsahovali vyššie množstvo hydrogenuhličitanu sodného a SAPP 28, obsah týchto kypriacich látok vo V4 bol približne o 25% vyšší ako vo V3. V4 mala počas pečenia veľké vypukliny (obr.), Čo bolo pravdepodobne spôsobené vyšším množstvom kypriaceho prostriedku. Cookies mali lepší objem ako väčšina predtým pečených. Nevýhodou bolo, že boli veľmi mäkké (tabuľka 21). 61
62 Tabuľka 21: Meranie textúry zmiešaný emulgátor vs. meranie/test lecitínu V1 V2 V3 V4 Priemer Výška Stupeň expanzie Priemer textúry 5,420 0,512 10,596 3,207 STDEV 0,032 0,017 0,344 0,443 priemer 5,419 0,517 10,488 3,618 STDEV 0,022 0,013 0,270 0,574 priemer 5,416 0,533 10,188 2,400 STDEV 0,020 0,029 0,375 Priemer 5,416 0,543 9,989 5,925 STABW 0,020 0,023 0,390 1,060 Obrázok 19: Krmná múčka/zmiešaný emulgátor/V1, 170 C Obrázok 20: Krmná múčka/lecitín/V2, 170 C 62
63 Obrázok 21: Kŕmna múčka/V3, 170 C Obrázok 22: Kŕmna múčka/V4, 170 C Obrázok 23: Kŕmna múčka/sušienková múčka Obrázok 24: Kŕmna múčka/margarín Tabuľka 22: Meranie textúry, recept 3 novo spracované Meranie/experiment Priemer V5 V6 Výška Stupeň expanzie Stredná hodnota textúry 5,525 0,671 8,245 3,380 STDEV 0,011 0,026 0,320 0,538 Priemer 5,460 0,575 9,529 6,149 STDEV 0,016 0,036 0,604 0,500 Ako už bolo uvedené v experimente, opakoval sa starý recept na zloženie posledných dvoch experimentov. Jeden experiment s margarínom namiesto masla (V5), druhý s sušienkovou múkou namiesto pšeničnej (V6). Oba majú zhodných 63
65 Tabuľka 23: Meranie textúry rôznych meracích pomôcok na pečenie/experiment V1 V2 V3 V4 V5 V6 Priemer Výška Výška stupeň rozťažnosti stredná hodnota priemeru 5,447 0,576 9,467 8,926 STDEV 0,027 0,021 0,325 1,179 priemer 5,452 0,598 9,304,894 STDEW 0,025 0,024 0,354 1,482 priemer 5,400 0,521 0,368 23,649 0,020 STDEV 0,0 5,310 Priemer 5,418 0,537 10,096 23,174 STDEV 0,012 0,014 0,258 4,886 Priemer 5,378 0,457 11,788 29,890 STDEV 0,029 0,021 0,489 7,171 Priemer 5,426 0,512 10,613 18,433 STDEV 0,016 0,021 0,428 4,257 Obrázok 25: Krmné jedlo, zubný kameň str. 10 min Obrázok 26: Krmné jedlo, TK, 10 min 65
66 Obrázok 27: Krmivová múčka/V4, 12 minút Obrázok 28: Krmivá múčka/V3, 12 minút Testovacia séria 8 Cesto z V1 (FM) bolo trochu tuhé, ale konzistencia sušienok (obr. 29) bola dobrá, chrumkavá. Je to vidieť aj na výsledkoch analýzy textúry (tabuľka 24). V3 (FK) mal tiež dobrú textúru a chuť. V2 (GMd) a V4 (FM s ovosom) mali o niečo slabší charakter (obr.). Tabuľka 24: Meranie textúry rôznych druhov múky Meranie/skúška V1 V2 V3 V4 Priemer Výška Stupeň expanzie Priemer textúry 5,415 0,500 10,840 16,933 STDEV 0,023 0,016 0,328 2,946 priemer 5,425 0,525 10,343 10,319 STDEV 0,013 0,016 0,338 2,459 priemer 5,422 0,524 10,350 11,514 STDEV 0,011 0,008 5,350 0,503 10 722 13 868 STABW 0,021 0,011 0,236 2,351 Konzistencia vzoriek V5 (FM + múčna múka) a V6 (FM + celozrnná múka) bola kompaktná. 66
67 Sušienky z V7 vyrobené z sušienkovej múky FM + (bez vaječného bielka) boli mäkké, nie úplne okrúhle a mali zlý povrch, čo sa stalo aj pri spracovaní cesta. Pretože vlastnosti posledných 3 testov neboli optimálne, nebolo vykonané žiadne analytické meranie textúry. Obrázok 29: Krmná múčka/V1, 11 min., 180 C Obrázok 30: Jačmenná múka/V2, 11min, 180 C Obrázok 31: Jemné otruby/V3, 11min, 180 C Obrázok 32: Kŕmna múka/V4, ovos, 11min 180 C Séria testov 9 Po Pridaním ovocných práškov, ako sú černice a pomaranče, a zmiešaním všetkých zložiek bolo cesto veľmi lepkavé, jemné a ťažko sa s ním pracovalo. Pri použití jablkového prášku bolo cesto na rozdiel od ostatných odrôd veľmi drobivé a pevné, so zlými väzobnými vlastnosťami. Ani po pokuse o optimalizáciu množstva ovocného prášku sa textúra hmoty cesta nezlepšila. 67
73 Konzistencia 2,90 2,85 2,8780 2,8780 2,8415 Klasifikácia 2,80 2,75 2,7561 2,7439 2,70 2,65 V1 V2 V3 V4 V5 Obrázok 34: Konzistencia podrobného klasifikácie pri hodnotení Na druhej strane boli triedy V2 a V4 najlepšie. Ale v tejto kategórii môže odroda V1 tiež dosahovať dobré hodnotenie. Zlé hodnotenie dostali odrody V5 a V3 (obr. 35). Obrázok 35: Jemnosť podrobného triedenia 73
74 Obrázok 36 zobrazuje prehľad vyššie spomenutých vlastností jednotlivých druhov sušienok. Najlepšie odrody v prieskume za všetky vlastnosti získali odrody V2 a V4. Obrázok 36: Prehľad klasifikácie odrôd Dotazník sa pýtal na možnosť nákupu (obr. 37), ak sa produkty majú vyskytovať v obchodoch. Najnižšie odporúčané nákupy dostali odrodu V1 a väčšinu odrody V4. Možnosť nákupu pre typy V2, V3 a V5 bola ľahostajná Možnosť nákupu 44 Frekvencie V1 V2 V3 V4 V5 35 Áno Nie Obrázok 37: Možnosť nákupu, „kúpili by ste produkt v obchodoch?“ 74