اثر فرایند تخمیر و امواج مایکروویو بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی سبوس گندم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 گروه علوم و صنایع غذایی- دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

3 علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

10.22104/jift.2021.5078.2055

چکیده

سبوس گندم منبعی غنی از فیبر رژیمی است و به این دلیل، به کارگیری آن در صنعت غذا افزایش یافته‌است. میزان اسید فیتیک و فیبر رژیمی نامحلول آن بالا است و می‌تواند به طور معنی‌داری کیفیت تغذیه‌ای و تکنولوژیکی فراورده‌های غذایی را کاهش دهد. هدف از این مطالعه بررسی اثر فرایند تخمیر و امواج مایکروویو بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی سبوس گندم است. نتایج نشان داد میزان اسید فیتیک طی فرایندهای تخمیر و مایکروویو به ترتیب ازmg/100g 67/4805 بهmg/100g 67/2756 وmg/100g 33/3023 کاهش یافت، اما در نتیجه استفاده ترکیبی این دو فرایند، کاهش بیشتری در میزان اسیدفیتیک مشاهده شد ( mg/100g94/2205).
میزان فیبر محلول نمونه شاهد (63/3 درصد) طی فرایند مایکروویو کاهش (06/1درصد)، اما در طی فرایند تخمیر (30/9 درصد) و همچنین در نتیجه فرایند ترکیبی تخمیر و مایکروویو افزایش (46/6 درصد) یافت. نتایج اندازه‌گیری فاکتورهای L*، a* و b* نشان داد میزان L* طی فرایند مایکروویو، تخمیر و فرایند ترکیبی از 71/56 به ترتیب به 41/50، 74/48 و 69/46 کاهش یافت. فاکتور a* از 69/4 طی فرایند مایکروویو به 90/5 و طی فرایند ترکیبی به 46/5 افزایش یافت، اما طی فرایند تخمیر تغییر معنی‌داری نشان نداد. فاکتور b* از 73/26 به 92/31 طی تخمیر و 63/32 طی فرایند ترکیبی افزایش، اما طی فرایند مایکروویو به 16/25 کاهش یافت. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی، ایجاد سطوحی با لبه‌های هموار در فرایند تخمیر و ایجاد تخلخل در سطح ذرات سبوس طی فرایند مایکروویو نشان داد. براساس نتایج فرایند مایکروویو پتانسیل کاهش میزان اسید ‌فیتیک را دارد و علاوه‌ بر این موجب خشک شدن سبوس تخمیر شده نیز می‌شود، و زمان نگهداری آن را افزایش می‌دهد. از این رو، استفاده همزمان این دو فرایند، جهت بهبود ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی سبوس، توصیه می‌شود.

چکیده تصویری

اثر فرایند تخمیر و امواج مایکروویو بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی سبوس گندم

تازه های تحقیق

  • کاهش میزان اسید ­فیتیک سبوس گندم با استفاده از فرایند مایکروویو
  • فرایند مایکروویو زمان نگهداری تخمیر شده را افزایش می­دهد.
  • استفاده همزمان فرایند مایکرویوو و تخمیر موجب بهبود ویژگی­های فیزیکوشیمیایی سبوس می­شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of fermentation and microwave radiation processes on physicochemical properties of wheat bran

نویسندگان [English]

  • zeinab izadi 1
  • Mostafa Mazaheritehrani 2
  • Fakhri Shahidi 3
1 Department of Food Science and Engineering, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 department of food science and technology, faculty of agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Department of food science and technology, faculty of agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Wheat bran is a rich source of dietary fiber and for this reason, its application in the food industry has increased. How-ever, the amount of phytic acid and its insoluble dietary fiber is high and can significantly reduce the nutritional and technological quality of food products. The aim of this study is to investigate the effect of fermentation process and microwave radiation on physicochemical properties of bran. The results showed that the amount of phytic acid de-creased from 4805.67mg/100g to 2756.67mg/100g and 3023.33 mg/100g, respectively, but while combining these two processes, there was a significant decrease in the amount of phytic acid (2205.94 mg/100g). Amount of soluble in the control sample (3.63%) decreased during the microwave process (1.06%), while increased during the fermentation pro-cess (9.30%) as well as the combined fermentation and microwave process (6.46%). The results of measurement of L*, a* and b* factors showed that the amount of L* decreased from 56.71 to 50.41, 48.74 and 46.69 during microwave, fermentation and combined process, respectively. Factor a* increased from 4.69 during the microwave process to 5.90 and to 5.46 during the combined process, but there was no significant change during the fermentation process. Factor b* increased from 26.73 to 31.92 during fermentation and 32.63 during the combined process, but decreased to 25.16 during the microwave process. The images obtained from scanning microscopy showed the creation of surfaces with smooth edges in the fermentation process and also revealed the porosity on the surface of bran particles during the microwave process. Based on the results, microwave process has a potential to reduce the amount of phytic acid and furthermore, it causes the drying of fermented bran and increases its storage time accordingly. Therefore, simultaneous use of fermentation and microwave processes is recommended for bran processing and improving its physicochemical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wheat bran
  • Phytic acid
  • Dietary fiber
  • Fermentation
  • Microwave
[1]. Katina, K., Salmenkallio-Marttila, M., Partanen, R., Forssell, P. & Autio K. (2006). Effects of sourdough and enzymes on staling of high-fibre wheat bread. LWT-Food Science and Technology, 39, 479 - 491.
[2]. Mosharraf, L., Kadivar, M. & Shahedi, M. (2009). Effect of hydrothermaled bran on physicochemical, rheological and microstructural characteristics of Sangak bread. Journal of Cereal Science, 49, 398 - 404.
 [3]. Hemery, Y., Rouau X., Lullien-Pellerin V., Barron C. & Abecassis J., (2007). Dry processes to develop wheat fractions and products with enhanced nutritional quality. Journal of Cereal Science, 46, 327 - 347.
[4]. Arya, S. S. & Sonawane, S. K. (2016). Impact of fiber mixture on dough and chapatti quality using D-optimal response surface methodology. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 5 (5), 424 - 433.
[5]. Nordlund, E., Katina, K., Aura, A. M. & Poutanen, K. (2013). Changes in bran structure by bioprocessing with enzymes and yeast modifies the in vitro digestibility and fermentability of bran protein and dietary fibre complex. Journal of Cereal Science, 58, 200 - 208.
[6] Mosharraf, L. (2015). Effect of processing on the decrease in phytic acid and pesticide residue in wheat bran. Journal of Agricultural Engineering Research, 16 (2), 71 - 82.
[7]. Sobota, A., Rzedzicki, Z., Zarzycki, P. & Kuzawińska, E. (2015). Application of common wheat bran for the industrial production of high-fibre pasta International Journal of Food Science and Technology, 50 (1), 111 - 119.
[8]. Lehtinen, O. P. (2012). Modifying Wheat Bran for Food Applications- Effect of Wet Milling and Enzymatic Treatment, Metropolia University of Applied Sciences. Helsinki, Finland. 1 – 54.
[9]. Salmenkallio-Marttila, M., Katina, K. & Autio, K. (2001). Effects of bran fermentation on quality and microstructure of high-fiber wheat bread. Cereal Chemistry, 78, 429 - 435.
[10]. Messia, M. C., Reale, A., Maiuro, L., Candigliota, T., Sorrentino, E. & Marconi, E. (2016). Effects of pre-fermented wheat bran on dough and bread characteristics.  Journal of Cereal Science, 69, 138 - 144.
[11]. Banu, I., Stoenescu, G., Ionescu, V. S. & Aprodu, I. (2012). Effect of the addition of wheat bran stream on dough rheology and bread quality, The Annals of the University Dunarea De Jos of Galati Fascicle VI Food Technology, 36 (1), 39 - 52 .
[12]. Katina, K., Juvonen, R., Laitila, A., Flander, L., Nordlund, E., Kariluoto, S., Piironen, V. and Poutanen, K. (2012). Fermented wheat bran as a functional ingredient in baking. Cereal Chemistry, 89, 126 - 134.
[13]. Coda, R., Kärki, I., Nordlund, E., Heiniö R. L, Poutanen, K. & Katina, K. (2014). Influence of particle size on bioprocess-induced changes on technological functionality of wheat bran. Food Microbiology, 37, 69 - 77.
[14]. Gobbetti, M., Corsetti, A. & Rossi J. (1995). Interaction between lactic acid bacteria and yeasts in sour-dough using a Rheofermentometer. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 11, 625-30.
[15]. Schwarz, P. B., Kunerth, W. H. & Youngs, V. L. (1988). The distribution of lignin and other fiber components within hard red spring wheat bran. Cereal Chemistry, 65 (1), 59 - 64.
[16]. Anderson, N. E. & Ydesdale, F. M. C. (1980). An analysis of the dietary fiber, content of a standard wheat bran. Journal of Food Science, 45 (2), 336 - 340.
[17]. Kaur, S., Sharma, S., Dar B. N.  & Singh, B. (2012). Optimization of process for reduction of antinutritional factors in edible cereal brans. Food Science and Technology International, 18 (5), 445 – 454.
[18]. AACC International approved methods, (2000).
[19]. National Standard of Iran. (2013). Wheat - Wheat bran consumed for humans - Features and test methods,
No. 17028. [In Persian]
[20]. Prosky, L., Asp, N. G., Scheweizer, T. F., DeVries, J. W., & Furda, I. (1988). Determination of insoluble and soluble, and total dietary fibre in foods and food products, Interlaboratory study. Journal of the Association of Official Analytical Chemists, 71, 1017 - 1023.
[21]. Servi, S., Ozkaya, H. & Colakoglu, A. S. (2008). Dephytinization of Wheat Bran by Fermentation with Bakers’ Yeast, Incubation with Barley Malt Flour and Autoclaving at Different pH Levels.  Journal of Cereal Science, 48, 471 - 476.
[22]. Plaami, S. (1997). Myoinositol phosphates, analysis, content in foods and effects in nutrition. Lebensmittel Wissenschaft und Technologie, 30, 633 – 647.
[23]. Majzoobi, M., Pashangeh, S., Farahnaky, A., Eskandari M. H. & Jamalian, J. (2014). Effect of particle size reduction, hydrothermal and fermentation treatments on phytic acid content and some physicochemical properties of wheat bran. Journal of Food Science and Technology, 51(10), 2755–2761.
[24]. Alajaji, S. A. & El-Adawy, T. A. (2006). Nutrtional composition of chick pea (Cicer arietinum) as affected by microwave cooking and other traditional cooking methods. Journal of Food Composition and Analysis, 19, 806 - 812 [25]. Demir, M. K. & Elgün, A. (2014). Comparison of autoclave, microwave, IR and UV-C stabilization of whole wheat flour branny fractions upon the nutritional properties of whole wheat bread. Journal of Food Science and Technology, 51(1), 59 - 66.
 [26]. Kala, B. & Mohan, V. (2012). Effect of microwave treatment on the antinutritional factors of two accessions of velvet bean, Mucuna pruriens (L.) DC. var. utilis (Wall. ex Wight) Bak. Ex Burck. International Food Research Journal, 19 (3), 961 – 969.
[27]. De Boland, A. R., Garner, G. B. & O’Bell, B.L. (1975). Identification and properties of phytate in cereal grains and oil seed product. Journal of Agricultural Food Chemistry, 23, 1186 - 1189.
 [28]. Garcia, M. C., Benassi M. D. T.  & Soares Junior, M. S. (2012). Physicochemical and sensory profile of rice bran roasted in microwave. Ciênc. Tecnol. Aliment, 32 (4), 754 - 761.
[29]. Zhu, K, Haung, S, Peng, W., Qian, H. & Zhou, H. (2010). Effect of ultrafine grinding on hydration and antioxidant properties of wheat bran dietary fiber. Food Research International, 43, 943- 948.
[30] Li, L.,  Wang, Z., Li L. M., Zheng X. L., Ma, S. & Wang X. X. (2018). Effects of Fermented Wheat Bran on Flour, Dough, and Steamed Bread Characteristics. Journal of Chemistry, 1597308.