Παραγωγή αρτοσκευασμάτων ελεύθερων γλουτένης

Abstract

Replacement of gluten in GF foods presents a major challenge to the cereal technologist and baker alike, and has led to the search for alternatives to gluten in the manufacture of gluten-free bakery products. The aim of the present thesis was the manufacture of GF cereal based products with higher quality characteristics and improved nutritional value compared to those products available on the market. Αlso to study dough rheological properties and bread quality characteristics and try to solve the major problems of GF bread. Addition of rice, corn, and soy flour to bread and durum wheat flours at 10, 20, 30, 40, 50% levels was carried out to examine the effects on the baking (specific volume, color, firmness) and sensory characteristics of bread. Dough rheological properties were also studied using Brabender Farinograph and Extensograph. Results of the present study suggest that incorporation of rice, flour up to a level of 50% and corn, and soy flour up to a level of 30%(flour basis) produces low gluten bread without any negative effect in quality attributes such as color, hardness, and flavor and reasonable acceptance offering promising nutritious and healthy alternative to consumers. The GF formulation contained 25% corn starch, 75% rice flour, 2% salt, 4%sucrose and 4% sunflower oil. Breads made with gluten-free flour are usually characterized by poor color and baking characteristics, as well as short shelf life. This study was conducted to help solve these problems by using raisin juice, hydrocolloids, dietary fibres and proteins. Response surface methodology was used to optimize a GF bread formulation based on ingredients such as maize starch and rice flour which are naturally GF. The optimal formulation, determined from the data, contained 1.5 kg/100kg HPMC and 88.7 kg/100kg Water, corn starch-rice flour blend basis (sfb). In the final study, proteins from different sources (soya, milk) were added individually to a gluten-free bread formulation based on rice flour and corn starch. The effect of their inclusion on baking characteristics was studied. The breads were packed in a modified atmosphere (30% CO2 / 70% N2) and stored for 2, 4,6 and 8 days. Testing was carried out and the effects of the added proteins plus the modified atmosphere were studied. The addition of 10% soy protein concentrate yielded firm doughs and breads which had low loaf volume, darker color and a compact crumb texture

Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η παρασκευή αρτοσκευασμάτων ελεύθερων γλουτένης με υψηλά ποιοτικά χαρακτηριστικά και αναβαθμισμένη διατροφική αξία και η μελέτη των μεταβολών τόσο της ρεολογίας του ζυμαριού όσο και των ποιοτικών χαρακτηριστικών των τελικών προϊόντων. Μελετήθηκε επίσης η χρήση πρόσθετων υλικών (σταφιδίνης, υδροκολλοειδών, διαιτητικών ινών, πρωτεϊνών) ώστε το τελικό προϊόν, μετά τον κλιβανισμό του, να διαθέτει ποιοτικά χαρακτηριστικά ανάλογα του συμβατικού άρτου. Στο θεωρητικό μέρος της διατριβής παρουσιάστηκαν τα προβλήματα που προκαλούνται από την κοιλιακή πάθηση (κοιλιοκάκη) και πραγματοποιήθηκε εκτενής ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με την παραγωγή ελεύθερων γλουτένης αρτοσκευασμάτων με βάση τον ρόλο των βασικών (άλευρο, μαγιά, νερό, αλάτι) και δευτερευόντων (π.χ. σάκχαρα, λιπαρά, πρόσθετες ουσίες) συστατικών της συνταγής και τα στάδια παραγωγής του συμβατικού άρτου. Αντικείμενο των πειραμάτων ήταν η μελέτη της σταδιακής αντικατάστασης του αλεύρου σίτου από μη γλουτενούχα άλευρα (ρυζιού, αραβοσίτου, σόγιας) και η μελέτη των μεταβολών των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών του αλεύρου, των ρεολογικών χαρακτηριστικών του ζυμαριού και των ποιοτικών χαρακτηριστικών του τελικού προϊόντος, αυξανομένου του ποσοστού αντικατάστασης του αλεύρου σίτου (0, 10, 20, 30, 40, 50%). Στη συνέχεια με προκαταρκτικά πειράματα που πραγματοποιήθηκαν επιλέχθηκε η βασική συνταγή άρτου ελεύθερου γλουτένης (άλευρο ρυζιού: 25 %, άμυλο καλαμποκιού: 75 %, νερό: 70 %, μαγιά: 2 %, αλάτι: 2 %, ζάχαρη: 4 %, ηλιέλαιο: 4 %) και οι βέλτιστες συνθήκες της πειραματικής διαδικασίας (χρόνος ζύμωσης: 35 min, χρόνος κλιβανισμού: 30 min, θερμοκρασία κλιβανισμού: 200 ?C, χρόνος διατήρησης: μέχρι 6 ημέρες). Επειδή η προσθήκη της υδροξυπροπυλομέθυλοκυτταρίνης (HPMC) και ινών καλαμποκιού παρείχε τα καλύτερα αποτελέσματα αποφασίστηκε να προχωρήσει η μελέτη σε βελτιστοποίηση του προϊόντος με χρήση μεθοδολογίας επιφανειών απόκρισης (RSM) και να υπολογιστούν οι ταυτόχρονες επιδράσεις δύο μεταβλητών στις ιδιότητες του άρτου (ειδικός όγκος, σκληρότητα της ψίχας και ολική αποδοχή κατά την οργανοληπτική εξέταση). Στα δείγματα άρτου που παρουσίασαν τα καλύτερα ποιοτικά χαρακτηριστικά ελέγχθηκε, κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης η μεταβολή της σκληρότητας που αποτελεί ένδειξη του ρυθμού μπαγιατέματος. Επιπλέον, εξετάστηκε η επίδραση των διαφόρων συστατικών στη συμπεριφορά του ζυμαριού μέσω του προσδιορισμού μετατροπής φάσεων με μετρήσεις διαφορικής θερμιδομετρίας (DSC). Τέλος, μελετήθηκε η μικροδομή, η ανάπτυξη δικτύου στο ελεύθερο γλουτένης ζυμάρι καθώς και η κατανομή των μορίων του αμύλου μέσα σε αυτό με μετρήσεις σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (SEM)