DOI: https://doi.org/10.3390/foods13030397
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38338532
تاريخ النشر: 2024-01-26
المؤلف: Yuting Zhang وآخرون
الموضوع الرئيسي: تركيب الغذاء وخصائصه
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير أوليغوببتيد القمح (WOP) على جودة لفائف الخبز، مع التركيز على خصائص الخبز، محتوى الرطوبة، وتبلور النشا أثناء التخزين. تشير النتائج إلى أن WOP يعزز من ترابط الجلوتين، مما يؤدي إلى تحسين الحجم المحدد والبنية الداخلية لللفائف. تظهر تحليلات مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR) وتحليل حيود الأشعة السينية (XRD) أن WOP يمنع تشكيل بنية الحلزون المزدوج للنشا ويقلل من بلورته النسبية. تظهر نتائج المسح الحراري التفاضلي (DSC) انخفاضًا في تغير الإنثالبي ($\Delta H$) من 0.812 إلى 0.608 جول/جرام بعد 7 أيام من التخزين مع 1.0% WOP، مما يشير إلى أن WOP يحد من توفر الماء لتشكيل شبكة البلورات وإعادة ترتيب جزيئات النشا. يكشف المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) أيضًا عن تحسين الخصائص الميكروهيكلية لللفائف.
في الختام، تؤكد الدراسة أن WOP يحسن بشكل كبير من جودة الخبز لللفائف بينما يؤخر تدهور النشا وفقدان الرطوبة، مما يدل على إمكانيته كإضافة طبيعية في منتجات المخابز. يُوصى بتركيز 1.0% WOP لتحسين الجودة بشكل مثالي. ستركز الأبحاث المستقبلية على فهم مستويات الرطوبة وآليات الهجرة أثناء التخزين لتوضيح عملية التدهور بشكل أكبر. بشكل عام، يمثل WOP طريقًا واعدًا لتمديد عمر المنتجات الغذائية النشوية وجودتها في صناعة المواد الغذائية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على أهمية لفائف الخبز كغذاء أساسي والآثار الاقتصادية لتدهور جودتها أثناء التخزين، ويرجع ذلك أساسًا إلى التدهور. يتميز التدهور بزيادة الصلابة وانخفاض القبول، والذي يُعزى إلى فقدان الرطوبة وارتجاع النشا. تتضمن عملية التجفيف انتقال الرطوبة من اللب إلى القشرة، بينما تشكل النشا الجيلاتيني روابط هيدروجينية وتعيد ترتيب نفسها، مما يؤدي إلى تغييرات هيكلية تؤثر على الميكروهيكل لللفائف وجودتها العامة.
ركزت الأبحاث الحديثة على استراتيجيات التخفيف من التدهور، وخاصة من خلال دمج مواد خارجية مثل هيدروكسيلا البروتين. تشير الدراسات إلى أن هيدروكسيلا بروتين سمك العشب Listeria يمكن أن يمنع ارتجاع النشا عن طريق تقليل تشكيل الروابط الهيدروجينية، بينما يعزز عزل بروتين اللوبين من قابلية العجين للتمدد ومقاومته للتشوه. يُظهر أوليغوببتيد القمح (WOP)، المشتق من التحلل الإنزيمي لبروتين القمح، وعدًا في تحسين الخصائص الوظيفية للمنتجات المخبوزة وقد يخفف من الإجهاد التأكسدي في الغشاء المخاطي المعوي. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في تأثيرات WOP على نشا القمح (WS) في المنتجات المخبوزة، وتقييم تأثيره على الجودة، احتباس الماء، وارتجاع النشا، مع إنشاء نموذج حركيات التدهور لتوضيح دور WOP في تأخير التدهور في لفائف الخبز.
طرق
في قسم “المواد والطرق”، يوضح المؤلفون المواد المحددة المستخدمة في أبحاثهم. كانت المكونات الرئيسية، دقيق القمح Golden statue (WF)، مستمدة من شركة Shekou Lam Soon Flour Mills Co.، Ltd. في شنتشن، الصين، والتي تتميز بمحتوى رطوبة يبلغ 12.10%، ومحتوى رماد يبلغ 0.36%، ومحتوى بروتين خام يبلغ 15.63%. بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على أوليغوببتيد القمح (WOP) بتركيز 90%، مصنف كغذاء، من شركة Xi’an BaiChuan Biological Technology في شيآن، الصين. تم توفير الخميرة الجافة عالية النشاط من Angel Yeast من ييتشانغ، الصين، بينما تم شراء السكر والملح والزبدة من الأسواق المحلية. تعتبر هذه الاختيارات من المواد حاسمة لضمان سلامة وإمكانية تكرار الإجراءات التجريبية الموضحة في الدراسة.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يوضح نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على نقاط البيانات والاتجاهات المهمة التي تم ملاحظتها. عادةً ما تكون النتائج مصحوبة بتحليلات إحصائية ذات صلة، والتي قد تشمل قيم p، فترات الثقة، أو معاملات الارتباط، لدعم النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم تمثيلات بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول التي توضح العلاقات بين المتغيرات أو تأثيرات التدخلات. تساعد هذه الوسائل البصرية في تعزيز وضوح النتائج وتسهيل فهم الأنماط الأساسية. بشكل عام، تسهم النتائج في السياق الأوسع لسؤال البحث، مما يوفر رؤى قد تفيد الدراسات المستقبلية أو التطبيقات العملية في هذا المجال.
مناقشة
في هذا القسم، تبحث الدراسة تأثير بروتين مصل اللبن (WOP) على جودة لفائف الخبز، مع التركيز على الحجم المحدد، البنية الداخلية، الصلابة، وحركيات التدهور. تضمنت وصفة لفائف الخبز الأساسية 88% من دقيق القمح (WF) ومكونات أخرى متنوعة، مع دمج WOP بمستويات 0%، 0.5%، 1.0%، و1.5%. أشارت النتائج إلى أن إضافة WOP عززت بشكل كبير الحجم المحدد لللفائف، خاصة عند تركيز 1.0%، على الأرجح بسبب تحسين تشكيل شبكة الجلوتين واحتباس الغاز أثناء التخمر. كشفت تحليلات تصوير C-Cell أيضًا أن WOP ساهم في هيكل مسامي أدق وأكثر تجانسًا، مما ارتبط بزيادة النعومة وتقليل الصلابة، مما جعل اللفائف أكثر جاذبية للمستهلكين.
كما درست الدراسة صلابة فتات لفائف الخبز أثناء التخزين، ووجدت أن WOP أخر بشكل فعال التدهور، خاصة عند مستوى 1.0%. زادت الصلابة بشكل كبير مع مرور الوقت، لكن وجود WOP خفف من هذا التأثير من خلال الحفاظ على الرطوبة ومنع ارتجاع النشا. تم استخدام نموذج أفرامي لتحليل حركيات التدهور، مما كشف أن WOP قلل من معدل إعادة بلورة النشا، وبالتالي خفض صلابة اللفائف. بالإضافة إلى ذلك، أشارت نتائج المسح الحراري التفاضلي (DSC) إلى أن WOP قلل من تغير الإنثالبي المرتبط بجيلاتنة النشا، مما يشير إلى أنه ينافس النشا على الرطوبة ويغير ديناميات التبلور. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن دمج WOP بمستويات مثالية يمكن أن يعزز جودة وعمر لفائف الخبز من خلال تحسين القوام وتأخير التدهور.
DOI: https://doi.org/10.3390/foods13030397
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38338532
Publication Date: 2024-01-26
Author(s): Yuting Zhang et al.
Primary Topic: Food composition and properties
Overview
This study investigates the impact of wheat oligopeptide (WOP) on the quality of bread rolls, focusing on baking properties, moisture content, and starch crystallization during storage. The findings indicate that WOP enhances gluten cross-linking, resulting in improved specific volume and internal structure of the rolls. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) analyses demonstrate that WOP inhibits the formation of the starch double helix structure and reduces its relative crystallinity. Differential scanning calorimetry (DSC) results show a decrease in enthalpy change ($\Delta H$) from 0.812 to 0.608 J/g after 7 days of storage with 1.0% WOP, suggesting that WOP limits water availability for crystal lattice formation and starch molecule rearrangement. Scanning electron microscopy (SEM) further reveals enhanced microstructural properties of the rolls.
In conclusion, the study confirms that WOP significantly improves the baking quality of bread rolls while delaying starch staling and moisture loss, indicating its potential as a natural additive in bakery products. A concentration of 1.0% WOP is recommended for optimal quality enhancement. Future research will focus on understanding moisture levels and migration mechanisms during storage to further elucidate the staling process. Overall, WOP presents a promising avenue for extending the shelf life and quality of starchy food products in the food industry.
Introduction
The introduction highlights the significance of bread rolls as a staple food and the economic implications of their quality deterioration during storage, primarily due to staling. Staling is characterized by increased hardness and decreased acceptability, attributed to moisture loss and starch retrogradation. The drying process involves moisture migrating from the crumb to the crust, while gelatinized starch forms hydrogen bonds and rearranges, leading to structural changes that affect the rolls’ microstructure and overall quality.
Recent research has focused on strategies to mitigate staling, particularly through the incorporation of exogenous substances such as protein hydrolysates. Studies indicate that Listeria grass carp protein hydrolysate can inhibit starch retrogradation by reducing hydrogen bond formation, while lupine protein isolate enhances dough extensibility and resistance to deformation. Wheat oligopeptide (WOP), derived from enzymatic hydrolysis of wheat protein, shows promise in improving the functional characteristics of baked goods and may alleviate oxidative stress in the intestinal mucosa. This study aims to investigate the effects of WOP on wheat starch (WS) in baked products, assessing its impact on quality, water retention, and starch retrogradation, while establishing a staling kinetics model to elucidate WOP’s role in delaying staling in bread rolls.
Methods
In the “Materials and Methods” section, the authors detail the specific materials used in their research. The primary ingredient, Golden statue wheat flour (WF), was sourced from Shekou Lam Soon Flour Mills Co., Ltd. in Shenzhen, China, characterized by a moisture content of 12.10%, ash content of 0.36%, and crude protein content of 15.63%. Additionally, wheat oligopeptide (WOP) with 90% purity, classified as food grade, was acquired from Xi’an BaiChuan Biological Technology in Xi’an, China. High-activity dry yeast was supplied by Angel Yeast from Yichang, China, while sugar, salt, and butter were procured from local markets. This selection of materials is critical for ensuring the integrity and reproducibility of the experimental procedures outlined in the study.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments or analyses. It details the outcomes of the study, highlighting significant data points and trends observed. The results are typically accompanied by relevant statistical analyses, which may include p-values, confidence intervals, or correlation coefficients, to substantiate the findings.
Additionally, the section may include visual representations such as graphs or tables that illustrate the relationships between variables or the effects of interventions. These visual aids serve to enhance the clarity of the results and facilitate a better understanding of the underlying patterns. Overall, the findings contribute to the broader context of the research question, providing insights that may inform future studies or practical applications in the field.
Discussion
In this section, the study investigates the impact of whey protein (WOP) on the quality of bread rolls, focusing on specific volume, internal structure, hardness, and staling kinetics. The basic bread roll recipe included 88% wheat flour (WF) and various other ingredients, with WOP incorporated at levels of 0%, 0.5%, 1.0%, and 1.5%. Results indicated that the addition of WOP significantly enhanced the specific volume of the bread rolls, particularly at 1.0% concentration, likely due to improved gluten network formation and gas retention during fermentation. C-Cell imaging analysis further revealed that WOP contributed to a finer and more uniform pore structure, which correlated with increased softness and reduced hardness, making the rolls more appealing to consumers.
The study also examined the hardness of bread roll crumbs during storage, finding that WOP effectively delayed staling, particularly at the 1.0% level. The hardness increased significantly over time, but the presence of WOP mitigated this effect by maintaining moisture and inhibiting starch retrogradation. The Avrami model was employed to analyze the kinetics of staling, revealing that WOP reduced the recrystallization rate of starch, thereby lowering the hardness of the rolls. Additionally, differential scanning calorimetry (DSC) results indicated that WOP decreased the enthalpy change associated with starch gelatinization, suggesting that it competes with starch for moisture and alters the crystallization dynamics. Overall, the findings suggest that incorporating WOP at optimal levels can enhance the quality and shelf-life of bread rolls by improving texture and delaying staling.