Evaluation of the quality and consumer acceptance of wheat bread enriched with potato juice

23 Dr inż. Przemysław Łukasz KOWALCZEWSKI (1) Dr inż. Agnieszka MAKOWSKA (1) Mgr inż. Maria RÓŻAŃSKA (2) (1) Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego (2) Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Ocena jakości i ATRAKCYJNOŚCI konsumenckiej chleba pszennego z dodatkiem soku z ziemniaka Evaluation of the quality and consumer acceptance of wheat bread enriched with potato juice Słowa kluczowe: chleb pszenny, sok z ziemniaka, ocena sensoryczna, jakość pieczywa. Doniesienia literaturowe potwierdzają wysoką aktywność biologiczną soku ziemniaczanego. W pracy przedstawionej w artykule analizowano wpływ dodatku suszonego soku z ziemniaka (stosowanego na 3 poziomach: 2,5; 5,0 i 7,5%) na jakość pieczywa pszennego ocenianą wg Polskiej Normy PN-A-74108 oraz jego akceptowalność konsumencką. Wykazano, że możliwe jest wytworzenie akceptowalnego pieczywa z dodatkiem suszu ziemniaczanego na poziomie 2,5%. Zaobserwowano wpływ dodatku soku na wygląd, barwę oraz strukturę miękiszu pieczywa, a zmiany te pogłębiały się wraz ze wzrostem ilości stosowanego suszu. Key words: wheat bread, potato juice, sensory evaluation, bread quality. Literature reports confirm high biological activity of potato juice. Studies analyzed effect of dried potato juice addition during wheat bread production at three different concentrations: 2.5, 5.0 and 7.5 wt.%. Quality of obtained wheat bread was evaluated in accordance to Polish Norm PN-A-74108 and consumer acceptability. It has been shown that it is possible to produce an acceptable bread enriched with 2.5% of the dried potato juice. It was also observed that addition of the potato juice changes appearance, colour and structure of the bread crumb. These changes increases with amount of the potato juice used. WSTĘP Sok z ziemniaka to produkt uboczny powstający podczas produkcji skrobi. Jest on powszechnie uważany za trudny do zagospodarowania odpad ze względu na duże zapotrzebowanie tlenu niezbędne do jego biodegradacji [14]. Zawiera wszystkie cenne żywieniowo składniki bulwy z wyjątkiem błonnika i skrobi [20]. Skład aminokwasowy białek ziemniaka, które dominują też w soku, decyduje o ich wysokiej wartości odżywczej. W znacznej ilości w soku ziemniaczanym obecne są także składniki mineralne oraz witaminy rozpuszczalne w wodzie. O wysokiej aktywności biologicznej soku z ziemniaka decydują różnorodne substancje zawarte w niewielkich ilościach (rzędu μg% lub mg%) [12]. Sok ziemniaczany nie jest jednak uważany za atrakcyjny surowiec do produkcji żywności ze względu na zawartość glikoalkaloidów, związków powszechnie uznanych za toksyczne [5]. Długoletnie doskonalenie rodów ziemniaka prowadzone przez instytucje badawcze spowodowało iż odmiany ziemniaka oznaczają się nie tylko wysoką plennością, doskonałymi cechami organoleptycznymi, odpornością na choroby, ale również relatywnie niską zawartością glikoalkaloidów [15, 16, 19]. Tymczasem w medycynie ludowej sok z ziemniaka stosowany był od wielu lat jako środek na leczenie wrzodów żołądka i dwunastnicy, nadciśnienia, kamic nerkowych, grzybic skórnych, a nawet jako środek przeciwdziałający zmianom nowotworowym. Opublikowane w ostatnim dziesięcioleciu wyniki badań klinicznych wskazują, że sok z ziemniaka może być stosowany w łagodzeniu niektórych dolegliwości przewodu pokarmowego [6, 18]. Badania in vitro wskazują ponadto, że substancje obecne w soku ziemniaczanym są cytotoksyczne w stosunku do komórek nowotworowych przewodu pokarmowego. W badaniach tych wykazano również aktywność przeciwzapalną soku z ziemniaka. Powyższe rezultaty zostały też potwierdzone w badaniach in vivo [13]. Mechanizm działania przeciwzapalnego soku ziemniaczanego nie został jak dotąd ustalony. Opisane w literaturze właściwości prozdrowotne soku z ziemniaka stawiają ten surowiec w nowym świetle, otwierając możliwość wykorzystania go do produkcji żywności i stosowania do niefarmakologicznego wspomagania leczenia nieswoistych zapaleń jelit (NZJ). Badania aktywności przeciwdrobnoustrojowej soku ziemniaczanego wskazują ponadto, że nie wpływa on negatywnie na mikrobiotę jelitową [11]. Adres korespondencyjny Corresponding author: Przemysław Ł. Kowalczewski, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego, ul. Wojska Polskiego 31, 60-624 Poznań, e-mail: przemyslaw.kowalczewski@up.poznan.pl

24 POSTĘPY TECHNIKI PRZETWÓRSTWA SPOŻYWCZEGO 1/2017 Nieswoiste zapalenie jelit (ang. Inflammatory Bowel Disease IBD) nie jest jedną jednostką chorobową, ale grupą chorób autoimmunologicznych, a dwoma głównymi podjednostkami chorobowymi są choroba Leśniowskiego-Crohna (ang. Crohn s disease) oraz wrzodziejące zapalenie jelita grubego (ang. ulcerative colitis) [4]. Pierwsza z tych chorób występować może w obrębie całego przewodu pokarmowego - od jamy ustnej do odbytu, druga zaś powoduje powstawanie stanu zapalnego zlokalizowanego w błonie śluzowej odbytnicy lub odbytnicy i okrężnicy [2]. Przewlekły stan zapalny przewodu pokarmowego lub też następujące po sobie okresy zaostrzenia i remisji NZJ powodują upośledzenie wchłaniania substancji odżywczych. Ponadto krwawienia wewnętrzne dodatkowo mogą skutkować anemią. Konsekwencją jest stosowanie przez osoby cierpiące na NZJ specyficznej diety, której głównym celem jest przeciwdziałanie powstawaniu ognisk zapalnych lub też zapobieganie niedoborom żywieniowym [7]. Zaleca się unikania potraw ciężkostrawnych i bogatych w błonnik pokarmowy, które wzmagać mogą objawy choroby [1, 17]. W opublikowanych badaniach wykazano, że z powodzeniem można wyprodukować produkty spożywcze przeznaczone dla osób cierpiących na NZJ (takie jak pasztet, kiełbasa czy chrupki) wzbogacone sokiem ziemniaczanym odznaczających się jednocześnie wysoką akceptacją konsumencką [8, 9, 10]. Celem artykułu jest przedstawienie wyników badań dotyczących wpływu dodatku suszu ziemniaczanego na jakość oraz ocenę konsumencką pieczywa pszennego wytworzonego z mąki typu 500 charakteryzującą się niższą zawartością błonnika niż standardowa mąka chlebowa typu 750. MATERIAŁY I METODY Sok ziemniaczany otrzymano za pomocą sokowirówki z ziemniaków odmiany Agata. Następnie sok suszono rozpyłowo za pomocą laboratoryjnej suszarni Niro Mobile Minor A/S (GEA, Dania) przy użyciu dyszy pneumatycznej o średnicy 200 µm i ciśnieniu atomizującym 0,15 MPa oraz zastosowaniu temperatur powietrza: 170 C na wlocie do komory suszarniczej i 95 C na wylocie. W wyniku suszenia otrzymano produkt o wilgotności 10,7 ± 0,2%. Mąkę pszenną, typ 500, zakupioną w sieci handlowej oraz suszony sok ziemniaczany zmieszano i wsypano do miesiarki, a następnie dodano zawiesinę drożdży, rozpuszczoną sól oraz pozostałą ilość wody. Proces miesienia wykonano w szybkoobrotowej mieszarce przez 60 sekund. Ciasto przeniesiono do komory fermentacyjnej z regulowaną wilgotnością względną powietrza (t=35 C, wilgotność względna 75%) i prowadzono fermentację przez 60 min, przy czym po upływie 30 min wykonano przebicie ciasta. Po fermentacji masę ciasta podzielono na dwa równe kęsy i umieszczono w formach piekarskich, które następnie włożono ponownie do komory fermentacyjnej, a proces fermentacji prowadzono do momentu zrównania wysokości ciasta z krawędzią foremki. Po zakończeniu procesu fermentacji foremki wstawiono do pieca nagrzanego do temperatury t=220 C, a następnie komorę zaparowano. Proces wypieku prowadzono przez 30 min, następnie chleby wyjęto, zwilżono ich powierzchnię wodą i pozostawiono do ostygnięcia. Szczegółowy skład recepturowy analizowanych wariantów pieczywa przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Skład surowcowy chlebów Table 1. Composition of breads Składniki [g] Ingredients [g] Mąka pszenna typ 500 Wheat flour type 500 Sól Salt Drożdże Yeast Woda Water Suszony sok ziemniaczany Dried potato juice 500 500 500 500 7,5 7,5 7,5 7,5 15 15 15 15 300 300 300 300 0 12,5 25 37,5 Punktową ocenę jakości pieczywa wykonano wg Polskiej Normy PN-A-74108. Zdjęcia porównawcze miękiszów wykonano z użyciem kamery QImaging GO-3 oraz oprogramowania Image-Pro Plus software (Media Cybernetics Company). Wyliczono parametry wypiekowe, takie jak: ubytek wypiekowy, wydajność ciasta oraz wydajność pieczywa. Analizę akceptacji konsumenckiej otrzymanego pieczywa wykonano z wykorzystaniem 11. punktowej skali hedonicznej [3], w której wartość 1 oznaczała bardzo nie odpowiada, 11 bardzo odpowiada, a wartość 6 ani nie odpowiada, ani odpowiada. Grupę 35 osób w wieku 25-45 lat pytano o takie cechy, jak: barwa, zapach, tekstura, smak oraz ogólna pożądalność. WYNIKI I DYSKUSJA Chleb jest bardzo ważnym składnikiem naszej codziennej diety, który spożywany może być z wieloma różnymi dodatkami (wędliny, sery, słodkie kremy, dżemy itd.). Zastosowanie w recepturze chleba dodatków o udokumentowanej aktywności biologicznej pozwolić może na włączenie substancji o potwierdzonych właściwościach prozdrowotnych do jadłospisu. Proces wzbogacania żywności jest jednak bardzo trudny. Z jednej strony substancje wzbogacające wpływać mogą niekorzystnie na proces technologiczny, z drugiej strony na atrakcyjność sensoryczną gotowych produktów [8, 9, 10]. Zastosowanie w recepturze chleba dodatku, w postaci suszonego soku ziemniaczanego, spowodowało zmiany nie tylko w wyglądzie zewnętrznym otrzymanych bochenków (rys. 1), ale także zmiany wyglądu miękiszu (rys. 2). Charakterystyczne jasne zabarwienie pieczywa pszennego ulegało stopniowemu, zależnemu od wielkości dodatku, ciemnieniu. Zaobserwowane wizualnie zmiany barwy wzbogacanych chlebów wyjaśnić można nieenzymatycznym brązowieniem oraz reakcjami enzymatycznymi zachodzącymi podczas tworzenia ciasta i jego fermentacji. W obecności tlenu enzymy peroksydaza (POD) i polifenoloksydaza (PPO) katalizują pierwszą fazę biochemicznej przemiany związków

25 Rys. 1. Porównanie wyglądu zewnętrznego otrzymanych bochenków od lewej: próba kontrolna, chleb z dodatkiem 2,5%; 5% i 7,5% suszonego soku ziemniaczanego. Fig. 1. Comparison of bread appearance - from left: control bread, bread with the addition of 2.5%; 5% and 7.5% dried potato juice. fenolowych do chinonów, dalej polimeryzujących do ciemno zabarwionych melanin. Dodatkowo obecna lipooksygenaza (LOX) ma zdolność rozkładania barwników karotenoidowych obecnych w mące, co powodować może zmianę barwy. Także obecne w soku wolne aminokwasy pierścieniowe mogą ulegać przemianom barwnym pod wpływem enzymów obecnych w mące [9]. Sok ziemniaczany nie wypływa na zmianę zarówno wydajności ciasta jak i pieczywa, ale wraz ze wzrostem udziału suszonego soku w istotnie statystyczny sposób ograniczany jest ubytek wypiekowy (tab. 2). Tabela 2. Określenie parametrów procesu pieczenia Table 2. Determination of baking process parameters Parametr [%] Parameter [%] Ubytek wypiekowy Bake loss Wydajność ciasta Dough yield Wydajność pieczywa Bread yield 7,4 6,9 6,1 6,1 ± 0,2 a ± 0,1 b ± 0,3 c ± 0,2 c 160,0 158,8 157,8 156,6 ± 6,8 a ± 6,1 a ± 5,4 a ± 5,5 a 144,4 145,6 146,1 145,2 ± 1,7 a ± 2,1 a ± 2,3 a ± 1,4 a W przypadku zastosowania 2,5% i oraz 5% dodatku suszu soku ziemniaczanego ubytek wyniósł odpowiednio 6,9% i 6,1%, podczas gdy dla chleba pszennego wypiekanego w tych samych warunkach ubytek wypiekowy był równy 7,4%. Analiza mikrofotografii miękiszów poszczególnych wariantów chlebów wskazuje na znaczące różnice w ich strukturze (rys. 3). Cienkościenne pory, charakterystyczne dla pieczywa pszennego, wraz ze wzrostem udziału dodatku ulegały znaczącej zmianie. Ścianki stawały się grubsze, pory drobniejsze, a miękisz mniej spulchniony. Dodatek suszu ziemniaczanego prawdopodobnie wpływał ograniczająco na proces fermentacji, choć opublikowane wyniki Rys. 2. Porównanie miękiszów od lewej: próba kontrolna, chleb z dodatkiem 2,5%; 5% i 7,5% suszonego soku ziemniaczanego. Fig. 2. Comparison of crumb - from left: control bread, bread with the addition of 2.5%; 5% and 7.5% dried potato juice. aktywności przeciwdrobnoustrojowej soku z ziemniaka nie wykazały negatywnego wpływu na wzrost drożdży Saccharomyces cerevisiae [11]. C0 C1 C2 C3 Rys. 3. Mikrofotografie miękiszów chlebów. Fig. 3. Microphotographs of bread crumbs. Przeprowadzono ocenę punktową jakości pieczywa zgodnie z Polską Normą PN-A-74108 (tab. 3). Nie zaobserwowano zmian ocen wyglądu zewnętrznego analizowanych wariantów pieczywa, ale zmiana barwy skórki (oraz miękiszu) spowodowały obniżenie atrakcyjności wzbogacanych chlebów. Zastosowanie dodatku suszu na najniższym poziomie nie spowodowało różnic oceny elastyczności miękiszu lecz wyższy udział dodatkowego składnika wpłynął znacząco na obniżenie oceny elastyczności. Zmianie uległy także smak i zapach. W ocenie tychże wyróżników zaobserwowano, że już najniższy poziom dodatku spowodował obniżenie

26 POSTĘPY TECHNIKI PRZETWÓRSTWA SPOŻYWCZEGO 1/2017 Tabela 3. Ocena punktowa wg Polskiej Normy PN-A-74108 Table 3. Scoring according to Polish Norm PN-A-74108 Parametr Parameter Wygląd zewnętrzny Appearance Barwa Coulor Skórka Crust Miękisz Crumb Grubość Thickness Pozostałe cechy Other parameters Elastyczność Flexibility Porowatość Porosity Pozostałe cechy Other parameters Smak i zapach Taste and aroma Wskaźniki fizykochemiczne Physical and chemical indicators Suma punktów Total points Poziom jakości pieczywa Level of bread quality 5 5 5 5 3 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 3 3 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 6 5 0 0 8 8 8 8 35 34 26 26 II II III III przyznawanych not. Warto podkreślić, że na podstawie wyników oceny punktowej żadnego z ocenianych wariantów pieczywa nie sklasyfikowano jako I poziomu jakości. Zastosowanie dodatku soku na poziomie 2,5% nie wpłynęło negatywnie na ocenę punktową, a pieczywo to, podobnie jak chleb bez dodatku suszu, zakwalifikowano do II poziomu jakości. Jednak zastosowanie dodatku suszu na poziomie 5 i 7,5% skutkowało obniżeniem jakości pieczywa do poziomu III. Otrzymane chleby wzbogacone suszonym sokiem ziemniaczanym poddano ocenie konsumenckiej. W odniesieniu do ogólnej pożądalności wykazano, iż najwyższą ocenę ogólną wśród wzbogaconych suszem chlebów otrzymał wariant z dodatkiem 2,5% soku, a ocena ta nie różniła się istotnie statystycznie od oceny próby kontrolnej. Dalszy wzrost zawartości procentowej dodatku, podobnie jak w przypadku ekstrudowanych przekąsek zbożowych wzbogacanych sokiem z ziemniaka [10], znacząco obniżał atrakcyjność produktu według opinii osób ankietowanych. Dodatek suszonego soku negatywnie wpłynął na ocenę barwy chlebów pszennych, przy czym oceny barwy dla wariantu z dodatkiem 2,5%, nie różniły się statystycznie istotnie od oceny chleba kontrolnego. Podobny trend zaobserwowano oceniając smak testowanego pieczywa. Największy wpływ dodatku odnotowano w ocenie zapachu i tekstury. Im wyższy dodatek zastosowano, tym niższe noty uzyskiwał produkt. Na podstawie wyników ankietowych (rys. 4) wykazano, że spośród wszystkich prób wzbogaconych w susz soku ziemniaczanego najwyższą akceptację uzyskało pieczywo pszenne z 2,5% dodatkiem. Rys. 4. Wyniki analizy konsumenckiej. Fig. 4. Consumer sensory score.

27 PODSUMOWANIE Dodatek soku nie wpływa na wydajność ciasta i pieczywa, ogranicza natomiast ubytek wypiekowy. Wpływa ponadto na wygląd, barwę i teksturę otrzymanego pieczywa pszennego, skutkując obniżeniem klasy jakości pieczywa ocenianej zgodnie z Polską Normą. Na podstawie wyników analizy konsumenckiej wykazano, że chleb z dodatkiem 2,5% soku z ziemniaka jest oceniany na równi z produktem konwencjonalnym nie wzbogaconym w związki bioaktywne. Suszony sok z ziemniaka może być zatem z powodzeniem stosowany jako dodatek do produkcji pieczywa pszennego. LITERATURA [1] (red.). Choroba Leśniowskiego-Crohna 100 lat diagnostyki i terapii. Termedia, Poznań, 2008: 189-197. [2] BARTNIK W. 2007. Wytyczne postępowania w nieswoistych chorobach zapalnych jelit. Prz Gastroenterol. 2 (5): 215-229. [3] BARYŁKO-PIKIELNA N., I. MATUSZEWSKA. 2009. Sensoryczne badanie żywności. Podstawy - Metody Zastosowania, Kraków: Wydawnictwo Naukowe PTTŻ. [4] BURISCH J., T. JESS, M. MARTINATO, P. LAKA- TOS. 2013. ECCO-EpiCom.: The burden of inflammatory bowel disease in Europe. J Crohns Colitis. 7(4): 322 337. [5] BURLINGAME B., B. MOUILLE, R. CHAR- RONDIERE. 2009. Nutrients, bioactive non-nutrients and anti-nutrients in potatoes. Journal of Food Composition and Analysis 22: 494 502. [6] CHRUBASIK S., C. CHRUBASIK, T. TORDA, A. MADISH. 2006. Efficacy and tolerability of potato juice in dyspeptic patients: A pilot study. Phytomedicine 13 (1-2): 11-15. [7] GOH J., C.A. O MORAIN. 2003. Review article: nutrition and adult inflammatory bowel disease. Aliment Pharmacol Ther. 17(3): 307 320. [8] KOWALCZEWSKI P., G. LEWANDOWICZ, M. KRZYWDZIŃSKA-BARTKOWIAK, M. PIĄTEK, H.M. BARANOWSKA, W. BIAŁAS, M. JEZIOR- NA, P. KUBIAK. 2015. Finely comminuted frankfurters fortified with potato juice Quality and structure. Journal of Food Engineering 167 (1): 183-188. [9] KOWALCZEWSKI P., G. LEWANDOWICZ, A. MAKOWSKA, I. KNOLL, W. BŁASZCZAK, W. BIAŁAS, P. KUBIAK. 2015. Pasta Fortified with Potato Juice: Structure, Quality and Consumer Acceptance. Journal of Food Science, DOI: 10.1111/1750-3841.12906. [10] KOWALCZEWSKI P., G. LEWANDOWICZ, A. MAKOWSKA, A. OLEJNIK, W. OBUCHOWSKI. 2012. Charakterystyka ekstrudowanych przekąsek zbożowych zawierających sok z ziemniaka. Biuletyn IHAR 266: 319-329. [11] KOWALCZEWSKI P., A. SIP, G. LEWANDO- WICZ. 2014. Aktywność przeciwdrobnoustrojowa soku ziemniaczanego. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego 2: 56-61. [12] LEWANDOWICZ G., P. KOWALCZEWSKI, W. BIAŁAS, A. OLEJNIK, J. RYCHLIK. 2012. Rozdział frakcji soku ziemniaczanego różniących się masą cząsteczkową i charakterystyka ich aktywności biologicznej. Biuletyn IHAR 266: 331-344. [13] LEWANDOWICZ G., P. KOWALCZEWSKI, A. OLEJNIK, J. JODYNIS-LIEBERT, M. KUJAW- SKA, M. LESIECKI. 2014. Sposób otrzymywania preparatu z soku ziemniaka oraz jego zastosowanie. Polska, Zgłoszenie patentowe PL nr P-406918. [14] NOWAK J., M. LASIK. 2009. Wysokotemperaturowa bioremediacja ścieków z przemysłu ziemniaczanego z wykorzystaniem mieszanej kultury bakteryjnej. Nauka Przyr. Technol. 3 (4): 145. [15] PĘKSA A., G. GOŁUBOWSKA, K. ANIOŁOW- SKI, G. LISIŃSKA, E. RYTEL. 2006. Changes of glycoalkaloids and nitrate contents in potatoes during chip processing Food Chem. 97: 151-156. [16] RYTEL E. 2010. Wybrane substancje odżywcze i antyżywieniowe ziemniaka i zmiany ich zawartości podczas przetwarzania na produkty spożywcze. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 557: 43-61. [17] RYŻKO J., J. KIERKUŚ, J. RYŻKO. 2011. Postępowanie dietetyczne i żywieniowe w nieswoistych zapaleniach jelit u dzieci z uwzględnieniem zaleceń European Crohn s and Colitis Organisation (ECCO). Pediatr Współcz Gastroenterol Hepatol Żywienie Dziecka. 13(2): 103-110. [18] VLACHOJANNIS J. E., M. CAMERON, S. CHRU- BASIK. 2010. Medicinal Use of Potato-derived Products. A Systematic Review. Phytotherapy Research 24 (2): 159-162. [19] ZGÓRSKA K., Z. CZERKO, M. GRUDZIŃSKA. 2006. Wpływ wybranych czynników na zawartość glikoalkaloidów w bulwach ziemniaka. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 1(46) Supl.: 229-234. [20] ZWIJNENBERGA H., A. KEMPERMANA, M. BOERRIGTERA, M. LOTZB, J. DIJKSTER- HUISB, P. POULSENC, G. KOOPS. 2002. Native protein recovery from potato fruit juice by ultrafiltration. Desalination 144: 331-334.