تأثیر اندازه ذرات و تیمارهای هیدروترمال و نوع تخمیر بر کاهش اسید فیتیک و ویژگی‌های فیزیکو شیمیایی و تغذیه‌ای سبوس گندم
سمیرا منصورگرگانی
1
(
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
)
یحیی مقصودلو
2
(
عضو هیات علمی
)
مرتضی خمیری
3
(
استاد گروه علوم وصنایع غذایی /دانشگاه علوم کشاورزی ومنابع طبیعی گرگان
)
مهران اعلمی
4
(
دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
)
محمد قربانی
5
(
Department of Food Materials and Process Design Engineering, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
)
الکلمات المفتاحية: سبوس گندم, اسید فیتیک, اندازه ذرات, هیدروترمال, تخمیر,
ملخص المقالة :
سبوس گندم سرشار از مواد معدنی، فیبر، ویتامین‌های گروه ب و غیره است. بااین‌وجود، حاوی ترکیبات ضد تغذیه‌ای مثل اسید فیتیک است که با جذب مواد معدنی مانع از جذب آن‌ها در بدن می‌شود. در این پژوهش سبوس‌ها آسیاب و با استفاده از الک شماره 80 جداسازی شدند. سبوس گندم در بافر استات (8/4= pH) خیسانده و اتوکلاو شد(C˚121 ،2 ساعت). سبوس اتوکلاو شده با آب و مخمر خشک فعال/ سوسپانسیون باکتری های اسید لاکتیک / سوسپانسیون باکتری های اسید لاکتیک و مخمر تخمیر شدند. تغییرات محتویات اسید فیتیک، فیبر رژیمی محلول و نامحلول، تیامین و ریبوفلاوین، محتوای مواد معدنی، ظرفیت نگهداری آب و اندیس جذب آب سبوس گندم با اندازه ذرات بزرگ‌تر و کوچک‌تر از 180 میکرون در طی تیمارهای هیدروترمال و تخمیر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد کاهش اندازه ذرات، تیمارهای هیدروترمال و تخمیر باعث کاهش اسید فیتیک سبوس گندم شد. محتوای فیبر رژیمی محلول و نامحلول به ترتیب افزایش و کاهش یافت. ظرفیت نگهداری و شاخص جذب آب به ترتیب روند مشابهی با فیبر رژیمی نامحلول و فیبر رژیمی محلول داشت. محتوای مواد معدنی (Fe2+, Zn2+, Cu2+) در اثر تیمار هیدروترمال و کاهش اندازه ذرات کاهش و در اثر فرایند تخمیر افزایش یافت. محتوای تیامین و ریبوفلاوین در اثر تیمار هیدروترمال افزایش یافت و تیمار تخمیر منجر به تولید تیامین و ریبوفلاوین شد. با مشاهده داده های بدست آمده به این نتیجه رسیدیم، استفاده از تیمار های هیدروترمال و تخمیر و کاهش اندازه ذرات برای کاهش محتوای اسید فیتیک مناسب است.
1. Apprich S, Tirpanalan Ö, Hell J, Reisinger M, Böhmdorfer S, Siebenhandl-Ehn S, et al. Wheat bran-based biorefinery 2: Valorization of products. LWT. 2014.
2. Prückler M, Siebenhandl-Ehn S, Apprich S, Höltinger S, Haas C, Schmid E, et al. Wheat bran-based biorefinery 1: Composition of wheat bran and strategies of functionalization. LWT. 2014.
3. Babu CR, Harsha K, Sheik KB, Viswanatha CK. Wheat bran-Composition and nutritional quality: A review. Adv Biotechnol Microbiol. 2018;
4. Rezaei S, Najafi MA, Haddadi T. Effect of fermentation process, wheat bran size and replacement level on some characteristics of wheat bran, dough, and high-fiber Tafton bread. J Cereal Sci. 2019;
5. Hemery Y, Rouau X, Lullien-Pellerin V, Barron C, Abecassis J. Dry processes to develop wheat fractions and products with enhanced nutritional quality. J Cereal Sci. 2007;
6. Viuda-Martos M, López-Marcos MC, Fernández-López J, Sendra E, López-Vargas JH, Perez-Álvarez JA. Role of fiber in cardiovascular diseases: A review. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2010;
7. Mosharraf L, Kadivar M, Shahedi M. Effect of hydrothermaled bran on physicochemical, rheological and microstructural characteristics of Sangak bread. J Cereal Sci [Internet]. 2009;49(3):398–404. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.jcs.2009.01.006
8. Majzoobi M, Pashangeh S, Farahnaky A, Eskandari MH, Jamalian J. Effect of particle size reduction, hydrothermal and fermentation treatments on phytic acid content and some physicochemical properties of wheat bran. J Food Sci Technol. 2014;
9. Sedaghati M, Kadivar M, Shahedi M, Soltanizadeh N. Evaluation of the effect of fermentation, hydrothermal treatment, soda, and table salt on phytase activity and phytate content of three Iranian wheat cultivars. J Agric Sci Technol. 2011;
10. Fredlund K, Asp NG, Larsson M, Marklinder I, Sandberg AS. Phytate reduction in whole grains of wheat, rye, barley and oats after hydrothermal treatment. J Cereal Sci. 1997;
11. Urbano G, Aranda P, Gómez-Villalva E, Frejnagel S, Porres JM, Frías J, et al. Nutritional evaluation of pea (Pisum sativum L.) Protein diets after mild hydrothermal treatment and with and without added phytase. J Agric Food Chem. 2003;
12. Servi S, Özkaya H, Colakoglu AS. Dephytinization of wheat bran by fermentation with bakers’ yeast, incubation with barley malt flour and autoclaving at different pH levels. J Cereal Sci. 2008;
13. Messia MC, Reale A, Maiuro L, Candigliota T, Sorrentino E, Marconi E. Effects of pre-fermented wheat bran on dough and bread characteristics. J Cereal Sci. 2016;
14. Katina K, Juvonen R, Laitila A, Flander L, Nordlund E, Kariluoto S, et al. Fermented wheat bran as a functional ingredient in baking. Cereal Chem. 2012;
15. Salmenkallio-Marttila M, Katina K, Autio K. Effects of bran fermentation on quality and microstructure of high-fiber wheat bread. Cereal Chem. 2001;
16. Bilgiçli N, Ibanoǧlu Ş. Effect of wheat germ and wheat bran on the fermentation activity, phytic acid content and colour of tarhana, a wheat flour-yoghurt mixture. J Food Eng. 2007;
17. Gupta RK, Gangoliya SS, Singh NK. Reduction of phytic acid and enhancement of bioavailable micronutrients in food grains. Journal of Food Science and Technology. 2015.
18. Özkaya B, Turksoy S, Özkaya H, Duman B. Dephytinization of wheat and rice brans by hydrothermal autoclaving process and the evaluation of consequences for dietary fiber content, antioxidant activity and phenolics. Innov Food Sci Emerg Technol. 2017;
19. Zhao HM, Guo XN, Zhu KX. Impact of solid state fermentation on nutritional, physical and flavor properties of wheat bran. Food Chem. 2017;
20. AACC. Approved Methods of the American Association. Cereal Chem. 2000;
21. Haug W, Lantzsch H ‐J. Sensitive method for the rapid determination of phytate in cereals and cereal products. J Sci Food Agric. 1983;
22. CHEN H, RUBENTHALER GL, SCHANUS EG. Effect of Apple Fiber and Cellulose on the Physical Properties of Wheat Flour. J Food Sci. 1988;
23. Anderson R. A., Sivri D, Yildirim Z, Koksel H. Gelatinization of corn grits by roll- and extrusion-cooking. J Cereal Sci. 1969; 24. Liu K, Zheng J, Wang X, Chen F. Effects of household cooking processes on mineral, vitamin B, and phytic acid contents and mineral bioaccessibility in rice. Food Chem. 2019;
25. Sathe SK, Venkatachalam M. Influence of processing technologies on phytate and its removal. In: Food Phytates. 2001.
26. Deroover L, Tie Y, Verspreet J, Courtin CM, Verbeke K. Modifying wheat bran to improve its health benefits. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020.
27. Wang X, Xu Y, Teo SQ, Heng CW, Lee DPS, Gan AX, et al. Impact of solid-state fermented Brewer’s spent grains incorporation in biscuits on nutritional, physical and sensorial properties. LWT. 2023;
28. Zamudio M, González A, Medina JA. Lactobacillus plantarum phytase activity is due to non-specific acid phosphatase. Lett Appl Microbiol. 2001;
29. Alzuwaid NT, Pleming D, Fellows CM, Laddomada B, Sissons M. Influence of durum wheat bran particle size on phytochemical content and on leavened bread baking quality. Foods. 2021;
30. Wang L, Pang T, Kong F, Chen H. Steam Explosion Pretreatment for Improving Wheat Bran Extrusion Capacity. Foods. 2022;
31. Kim BK, Cho AR, Chun YG, Park DJ. Effect of microparticulated wheat bran on the physical properties of bread. Int J Food Sci Nutr. 2013;
32. Mihhalevski A, Nisamedtinov I, Hälvin K, Ošeka A, Paalme T. Stability of B-complex vitamins and dietary fiber during rye sourdough bread production. J Cereal Sci. 2013;
33. Liu K lun, Zheng J bao, Chen F sheng. Relationships between degree of milling and loss of Vitamin B, minerals, and change in amino acid composition of brown rice. LWT. 2017;
34. Handbook on Sourdough Biotechnology. Handbook on Sourdough Biotechnology. 2023.
35. Capozzi V, Menga V, Digesù AM, De Vita P, Van Sinderen D, Cattivelli L, et al. Biotechnological production of vitamin B2-enriched bread and pasta. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2011.
36. Zhou X, Yue T, Wei Z, Yang L, Zhang L, Wu B. Evaluation of nutritional value, bioactivity and mineral content of quinoa bran in China and its potential use in the food industry. Curr Res Food Sci. 2023;
37. Balk J, Connorton JM, Wan Y, Lovegrove A, Moore KL, Uauy C, et al. Improving wheat as a source of iron and zinc for global nutrition. Nutr Bull. 2019;
38. Nogala-Kałucka M, Kawka A, Dwiecki K, Siger A. Evaluation of bioactive compounds in cereals. Study of wheat, barley, oat and selected grain products. Acta Sci Pol Technol Aliment. 2020;
39. Singh B, Kumar G, Kumar V, Singh D. Enhanced Phytase Production by Bacillus subtilis subsp. subtilis in Solid State Fermentation and its Utility in Improving Food Nutrition. Protein Pept Lett. 2021;
40. Özkaya B, Baumgartner B, Özkaya H. Effects of concentrated and dephytinized wheat bran and rice bran addition on bread properties. J Texture Stud. 2018;
41. Lestienne I, Icard-Vernière C, Mouquet C, Picq C, Trèche S. Effects of soaking whole cereal and legume seeds on iron, zinc and phytate contents. Food Chem. 2005;
42. Liang J, Han BZ, Nout MJR, Hamer RJ. Effect of soaking and phytase treatment on phytic acid, calcium, iron and zinc in rice fractions. Food Chem. 2009;
43. De Bondt Y, Rosa-Sibakov N, Liberloo I, Roye C, Van de Walle D, Dewettinck K, et al. Study into the effect of microfluidisation processing parameters on the physicochemical properties of wheat (Triticum aestivum L.) bran. Food Chem. 2020;
44. Jacobs PJ, Hemdane S, Dornez E, Delcour JA, Courtin CM. Study of hydration properties of wheat bran as a function of particle size. Food Chem. 2015;
45. Noort MWJ, van Haaster D, Hemery Y, Schols HA, Hamer RJ. The effect of particle size of wheat bran fractions on bread quality - Evidence for fibre-protein interactions. J Cereal Sci. 2010;
46. Andersson AAM, Andersson R, Jonsäll A, Andersson J, Fredriksson H. Effect of Different Extrusion Parameters on Dietary Fiber in Wheat Bran and Rye Bran. J Food Sci. 2017;
